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免疫检查点治疗的现状及未来
2021-09-14 访问次数:83
       近年来,癌症免疫治疗的临床应用取得了显著进展,已经成为继手术、化疗、放疗、靶向治疗的又一有效手段,其中,免疫检查点疗法是近几年获得突出疗效的治疗方法。
       免疫检查点治疗可以调节免疫反应、提高存活率,特别在转移性癌症中能产生持久的抗肿瘤反应。在2011年,FDA批准了第一款免疫检查点靶向治疗的药物-ipilimumab-靶向于CTLA4的单抗,随后越来越多的免疫检查点受到人们的关注,如PD-1、PD-L1、TIM3、LAG3、KIR、GITR、4-1BB等。
       T细胞是参与免疫反应的 “战士”。T细胞的激活通过两种信号通路实现:
       (1)TCR与APC的MHC-肽抗原复合物(MHC-Ag)结合。
       (2)T细胞上的共刺激受体CD28和APC上表达的B7分子(CD80/CD86)结合来激活。
       当T细胞激活之后,T细胞上的免疫检查点CTLA4和PD-1也会相应上调,分别与B7和PD-L1结合来抑制T细胞的激活。免疫检查点抗体主要靶向于CTLA4和PD-1/PD-L1来阻断抑制反应,活化T细胞(图1)。

图1.调控T细胞激活

免疫检查点CTLA4和PD-1

       CTLA4是一种典型的抑制分子,在T细胞激活后48-72小时左右表达达到峰值,它与CD28具有结构同源性,竞争性结合APC表面的B7-1(CD80)和B7-2(CD86)分子,并且比CD28具有更高的亲和力,导致CD28信号的竞争性抑制。
       抗CTLA4抗体阻止了CTLA4与B7的结合,导致T细胞持续性激活,清除肿瘤细胞,抗CTLA4抗体也提高了肿瘤浸润性T细胞的抗肿瘤效应。CTLA4抗体阻断剂作为增强T细胞反应的一种方法,产生持续性的抗肿瘤反应。抗CTLA4也可以促进T细胞进入“冷”肿瘤。
       PD-1与其配体PD-L1和PD-L2结合,广泛表达于非淋巴样组织上,主要抑制T细胞的激活。PD-1与SHP2酪氨酸磷酸酶结构域相互作用,导致TCR下游信号分子的去磷酸化,抑制TCR介导的IL2激活和T细胞的增殖。PD-1/PD-L1抑制信号1(TCR),CTLA4抑制信号2(CD28-B7)。


为患者选择最佳的生物标记物


       对于病人来说,缺乏可预测的生物标记物是ICT治疗面临的主要挑战之一。随着抗肿瘤免疫的发展,单一的标记物是不够的,需要采用组合生物标记物(图2)。

图2.肿瘤细胞特异性和免疫细胞特异性生物标记物
       (1)TMB和新抗原作为可预测的生物标记物
       在多种癌症中,TMB(tumor mutational burden)与ICT的敏感性有关,特别是在黑色素瘤和NSCLC中。TMB表达越高越容易被免疫系统识别,如FDA批准的pembrolizumab(抗PD-1),用于治疗晚期高表达TMB的实体瘤。
       (2)PD-L1作为预测生物标志物
       通过对PD-L1在病人肿瘤细胞和/或免疫细胞上表达的评估来选择抗PD-1/PD-L1抗体治疗。在某些情况下,PD-L1在肿瘤细胞上的表达与临床反应有一定相关性,如NSCLC。然而,在一些PD-L1阴性肿瘤患者中可以观察到实质性的反应,说明在PD-1/PD-L1抗体治疗中不能将PD-L1作为单一生物标记物。
       PD-L1的表达是受到多种因子调节的,如T细胞反应和IFN-γ信号,肿瘤活检时间和活检部位的变化可能也会影响能否检测到PD-L1的表达。由于在抗体、组织处理技术等有一定差异,不能将PD-L1的表达作为唯一的生物标记物,需要和其他生物标记物组合来进行治疗。
       (3)IFN-γ作为一种预测性生物标志物
       IFN-γ是由激活的T细胞、NK细胞和NK T细胞产生的细胞因子,能够产生有效的抗肿瘤免疫。
       在黑色素瘤的小鼠模型中,IFNγ-receptor 1的敲低会导致抗CTLA4的抗肿瘤反应受损。在临床前试验中,具有IFN-γ通路基因组缺陷的黑色素瘤患者对抗CTLA4治疗没有反应,同样,黑色素瘤患者含有JAK1和JAK2突变(IFN-γ信号通路的下游分子),会对抗PD-1治疗有耐药性,说明IFN-γ可作为一种潜在的生物标志物。
       (4)三级淋巴结构(TLS)作为一种预测性生物标志物
       在一些肿瘤病人中,TLS可作为对ICT反应相关的生物标记,包括肺癌、黑色素瘤和尿路上皮癌。TLS包含了多种细胞类型,如T细胞、B细胞、DCs和其他APCs,多种趋化因子和细胞因子也参与其中,在抗肿瘤T细胞反应中发挥重要作用。

ICT治疗的未来

       ICT适用于多种癌症的治疗,随着我们对ICT的深入了解,未来10年,该领域不断发展,为更多的癌症患者带来福音(图3)。 

图3. ICT未来发展方向
       未来的方向有以下几种:
       一、ICT与其他治疗方式联合应用。目前,ICT和化疗联用已经有一定成效。放射治疗和ICT联用在临床实践上也一定作用。目前正在摸索ICT与手术治疗联用治疗转移性癌症。ICT与化疗、放射治疗、手术、靶向治疗联用,拓宽了ICT的治疗范围。其他一些潜在的治疗方式,如其他免疫检查点、共刺激受体、表观遗传调节剂和代谢靶点疗法和ICT联用也能产生持续性的临床反应。
       二、靶向于先天性免疫系统。先天免疫系统由NK细胞、树突状细胞、巨噬细胞、单核细胞、中性粒细胞、嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞和肥大细胞组成。利用溶瘤病毒刺激先天反应,这些反应与ICT联用可以增强局部和全身的抗肿瘤免疫力。
       三、靶向于微生物组来促进先天性和适应性免疫。肠道微生物组对ICT的效果有重要影响。对肠道微生物种群的研究也面临一定的挑战:样本的差异性、分析平台不同、种群的异质性等。肠道微生物的人为操控,如粪便微生物群移植、抗生素治疗或饮食,都可以作为提高ICT反应的辅助治疗。
       四、开发新的技术。可以利用空间转录组工具,破译细胞类型及其在肿瘤内的相互作用。
       在接下来的十年里,癌症免疫治疗将更深入地了解不同的免疫细胞亚群和调节其反应的途径,并与其他领域合作,包括癌症生物学、表观遗传学、计算生物学等等。ICT还需要与手术、放疗、化疗、靶向治疗联合应用。相信ICT的未来会给患者的治疗带来很大的帮助。
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参考文献:
[1]Sharma Padmanee,Siddiqui Bilal A,Anandhan Swetha, et al. The Next Decade of Immune Checkpoint Therapy.[J]. Cancer discovery,2021,11(4):
[2]V. Gopalakrishnan,C. N. Spencer,L. Nezi,A. Reuben, et al. Gut microbiome modulates response to anti–PD-1 immunotherapy in melanoma patients[J]. Science, 2018, 359(6371)


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