前言

在過去的十年中,免疫腫瘤學(xué)(IO)領(lǐng)域發(fā)生了一場革命,最顯著的推動因素是免疫檢查點抑制劑(ICI)治療的批準和臨床實施。然而,只有10-30%的患者能夠在ICI的治療中獲益,尤其抗腫瘤免疫力低下或缺乏抗腫瘤免疫力的癌癥患者(“冷”腫瘤)對ICI的治療反應(yīng)欠佳。

為了使這些患者對ICI敏感,需要啟動新的腫瘤靶向免疫反應(yīng)。這包括觸發(fā)炎癥信號、先天性免疫激活,包括招募和刺激樹突狀細胞(DC),并最終啟動腫瘤特異性T細胞。腫瘤局部治療觸發(fā)這些途徑的能力正在被越來越多地探索,其目的是開發(fā)與ICI的組合策略,以產(chǎn)生持久的反應(yīng)。未來的方向包括以替代檢查點、共刺激激動劑和靶向可能增強抗原性途徑的藥物為特征的新型組合。

腫瘤免疫的”冷“與”熱“

免疫檢查點只是有效抗癌免疫的一部分,突變負荷、抗原釋放和呈遞、炎癥信號和TME成分的巨大多樣性都在ICI療效中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。腫瘤免疫“冷熱”的概念是這種多因素多樣性的整體表現(xiàn),代表了腫瘤誘導(dǎo)有效抗癌免疫的能力。

免疫刺激性“熱”腫瘤被認為對免疫治療更敏感�！盁帷钡奶卣靼�括富含免疫細胞的TME,高CD8+Teff細胞,具有高CD8:Treg比率,抗原呈遞細胞(APC)和炎癥M1極化巨噬細胞浸潤,以及免疫刺激性細胞因子產(chǎn)生(如I型IFN)。高腫瘤突變負荷(TMB)或微衛(wèi)星不穩(wěn)定性(MSI)導(dǎo)致的高腫瘤抗原(TAA)可用性也與ICI反應(yīng)性相關(guān),激活的抗原暴露免疫細胞上的檢查點表達以及腫瘤細胞上的PD-L1為ICI治療提供了靶點。

免疫抑制性“冷”腫瘤對免疫治療反應(yīng)性較低。它們的特征是缺乏或排斥Teff,具有較高比例的免疫抑制性Treg和M2極化巨噬細胞�？乖�可用性差,例如低TMB和排斥APC的腫瘤,這意味著免疫細胞啟動不理想,并抑制了有效的抗癌免疫反應(yīng),使ICI治療無效甚至有害。例如,在缺乏有效啟動的情況下,PD-1阻斷可導(dǎo)致T細胞功能障礙和抗PD-1抵抗。非反應(yīng)性基因標記和免疫抑制性細胞因子的產(chǎn)生如IL10和TGF-β)導(dǎo)致免疫細胞的缺乏,包括還有其他TME成分的免疫抑制作用,例如癌癥相關(guān)成纖維細胞(CAF)、缺氧和異常血管系統(tǒng)。

盡管腫瘤的免疫冷熱很復(fù)雜,也并非普遍,但它在ICI治療反應(yīng)中起著關(guān)鍵作用。即使在循環(huán)抗原特異性T細胞較高的情況下,TME水平上的耐藥機制仍然占主導(dǎo)地位,因此,局部操縱TME以增加免疫“熱”度以改善ICI反應(yīng)性是一種合理的治療策略。

免疫激活的細胞和分子機制

免疫學(xué)研究的進展已經(jīng)證實放療誘導(dǎo)的DNA損傷是一種病毒模態(tài),觸發(fā)溶瘤病毒(OV)療法自然刺激的相同內(nèi)在抗病毒炎癥途徑。這些保護性途徑也可被其他藥物(如TLR或STING激動劑)靶向,使致病物質(zhì)或細胞缺陷得以識別和呈現(xiàn),從而導(dǎo)致炎癥信號級聯(lián)和先天性以及適應(yīng)性免疫反應(yīng)。

天然免疫細胞上表達的模式識別受體(PRR)已進化為檢測微生物致病分子,統(tǒng)稱為病原體相關(guān)分子模式(PAMP)。細胞質(zhì)核酸傳感器cGMP-AMP合成酶(cGAS)和維甲酸誘導(dǎo)基因I(RIG-I)不僅對檢測感染細胞很重要,而且對癌細胞的免疫識別也很重要。腫瘤發(fā)生過程中或治療后細胞應(yīng)激引起的胞質(zhì)雙鏈DNA(dsDNA)和dsRNA的組成和豐度的變化分別由cGAS和RIG-I等PRR檢測,從而導(dǎo)致STING和線粒體抗病毒信號蛋白(MAVS)的激活。由此產(chǎn)生的復(fù)雜下游信號,包括IRF3和NFkB依賴性途徑,最終導(dǎo)致I型干擾素和其他促炎癥細胞因子的表達。

免疫激活也可以在沒有微生物產(chǎn)物的情況下發(fā)生,而不是由應(yīng)激或死亡細胞釋放的炎癥信號觸發(fā),這統(tǒng)稱為損傷相關(guān)分子模式(DAMP)。ATP、HMGB1和鈣網(wǎng)蛋白等DAMP是免疫原性細胞死亡(ICD)高度炎癥過程的標志,ICD被定義為一種調(diào)節(jié)性細胞死亡機制,能夠在宿主體內(nèi)誘導(dǎo)適應(yīng)性免疫反應(yīng)。代謝介質(zhì)ATP釋放到細胞外空間分別通過P2Y2和P2X7受體觸發(fā)DC的招募和激活,而HMGB1的分泌通過TLR-4激活DC,鈣網(wǎng)蛋白移位到細胞表面,向抗原呈遞細胞提供“吃我”信號,并導(dǎo)致目標細胞的吞噬作用。在癌癥方面,ICD導(dǎo)致TAA的釋放,并隨后引發(fā)癌癥特異性免疫反應(yīng)。

總之,治療誘導(dǎo)的炎性PAMP和DAMP信號為激活的DC提供了一個有利的環(huán)境,使其能夠處理腫瘤源性抗原并將其交叉呈遞給T細胞,從而與ICI協(xié)同啟動并維持全身腫瘤特異性免疫應(yīng)答。因此,ICD的誘導(dǎo)以及由此產(chǎn)生的腫瘤佐劑性的增加是免疫原性局部治療(如OV和放療)療效的關(guān)鍵機制。

溶瘤病毒療法

溶瘤病毒是自然發(fā)生或基因修飾的病毒,通過直接細胞裂解和刺激抗癌免疫反應(yīng)選擇性感染和破壞腫瘤細胞。

OV的免疫刺激作用是多模式的。病毒復(fù)制觸發(fā)細胞溶解和ICD,這將釋放病毒子代以繼續(xù)周圍腫瘤細胞中的裂解級聯(lián)反應(yīng),產(chǎn)生用于交叉啟動APC和DAMP的TAA,隨后導(dǎo)致刺激1型IFN介導(dǎo)的抗腫瘤免疫反應(yīng)。細胞固有抗病毒機制在OV介導(dǎo)的免疫中也起著不可或缺的作用。病毒DNA和RNA分別由CGA和RIG-I等PRR感應(yīng),觸發(fā)STING介導(dǎo)的ATP依賴性炎癥級聯(lián)反應(yīng),導(dǎo)致JAK/STAT通路上調(diào)和促炎性細胞因子釋放。

OV療法作為一種免疫佐劑與其他免疫調(diào)節(jié)療法(如ICI)相結(jié)合的潛力已變得顯而易見,OV療法呈現(xiàn)出誘人的前景。它們具有抗癌活性和腫瘤選擇性,通常具有良好的耐受性,無重疊的副作用,并且能夠增加OV注射和非注射腫瘤的免疫熱度。OV/ICI組合的一些臨床試驗?zāi)壳罢�在進行中。

單純皰疹病毒

在T-Vec被批準用于治療黑色素瘤后,基于單純皰疹病毒-1(oHSV-1)的溶瘤病毒獲得了迄今為止最廣泛的臨床應(yīng)用。在T-Vec中,HSV主干已通過刪除ICP34．5和ICP47以及插入GM-CSF進行修飾,以增強選擇性和免疫效果。

到目前為止,T-Vec/ICI聯(lián)合治療的結(jié)果好壞參半。IT-Tvec和Ipilimumab治療晚期黑色素瘤的II期試驗顯示,響應(yīng)率顯著改善(38%對18%),且無額外的安全問題。然而,一項評估T-Vec聯(lián)合Pembrolizumab的III期研究最近因中期分析無效而終止,盡管在試驗的1b期部分有很好的轉(zhuǎn)化數(shù)據(jù)。這突出表明,關(guān)于這些復(fù)雜組合策略的生物學(xué)基礎(chǔ),還有很多需要學(xué)習(xí)的地方。

腺病毒

一些oADV正在臨床開發(fā)中,并已與ICI療法聯(lián)合試驗。ONCOS-102是一種oADV,E1A Rb結(jié)合位點缺失24bp,以減弱正常組織中的復(fù)制,并添加GM-CSF以增強免疫。一項由兩部分組成的針對晚期黑色素瘤患者的I期研究(NCT03003676)同時或序貫與抗PD-1治療相結(jié)合,提供了OV克服ICI耐藥性能力的證據(jù),結(jié)果報告了35%的ORR。一項聯(lián)合Durvalumab針對卵巢癌和結(jié)直腸癌腹膜轉(zhuǎn)移患者的I期研究(NCT02963831)顯示,治療后CD8+T細胞浸潤,PD-L1表達增加,看到一些臨床活動的證據(jù),但只有1個持久反應(yīng)。第二階段招募正在進行。

DNX-2401是另一個刪除了E1A的oADV。IT DNX-2401聯(lián)合Pembrolizumab治療復(fù)發(fā)性GBM的II期劑量遞增研究發(fā)現(xiàn),在招募的49名患者中,ORR為11．9%,有2個持久響應(yīng),中位OS為12．5個月。

CG0070是加入GM-CSF的oADV。評估CG0070聯(lián)合Pembrolizumab治療難治性非肌肉浸潤性膀胱癌(NMIBC)的II期研究正在進行中(NCT04387461)。

LOAd703是一種修飾型oADV,攜帶免疫刺激轉(zhuǎn)基因TMZ-CD40L和4-1BBL。目前正在招募一項1/2期試驗(NCT02705196),該試驗將評估LOAd703聯(lián)合標準護理化療(吉西他濱/nab紫杉醇)和Atezolizumab治療胰腺導(dǎo)管腺癌(PDAC)。眾所周知,胰腺癌被免疫排斥在外,然而,聯(lián)合治療顯示出增加抗原特異性T細胞和減少循環(huán)中的MDSC,中期報告中有6/10的受試者出現(xiàn)部分應(yīng)答。

最后,改良的oADV TILT-123編碼兩種免疫刺激細胞因子(IL-2和TNF-a),與抗PD-L1治療相結(jié)合具有良好的臨床前活性。計劃于2021年進行TILT-123與抗PD-L1藥物Avelumab聯(lián)合研究。

其他類型OV

溶瘤柯薩奇病毒株CVA21(Cavatek)和ICI治療之間的協(xié)同作用已被證明,CVA21治療后TME發(fā)生變化,CD8+T細胞浸潤增加,PD-L1和其他免疫檢查點受體上調(diào)。Ib期MITCI試驗(NCT02307149)評估了晚期黑色素瘤患者中CVA21聯(lián)合Ipilimumab治療的效果。觀察到ORR為38%,無劑量限制毒性。對晚期黑色素瘤進行的IT CVA21和Pembrolizumab治療的I期CAPRA研究結(jié)果顯示,ORR為73%。

改良痘苗痘病毒JX-594(Pexa Vec)與ICI聯(lián)合治療也在研究中。最近一項針對腎癌患者的Ib期研究(NCT03294083)報告了聯(lián)合Cemiplimab治療的療效證據(jù)。此外,其正在進行一項進一步的研究(NCT02977156),招募晚期實體瘤患者,將IT JX-594與Ipilimumab聯(lián)合應(yīng)用。

腫瘤內(nèi)注射溶瘤性水泡性口炎病毒(oVSV)構(gòu)建的VSV-hIFNbetasodium碘轉(zhuǎn)運體目前正在開展與Avelumab聯(lián)合治療晚期實體瘤的臨床試驗(NCT02923466)。溶瘤脊髓灰質(zhì)炎病毒PVSRIPO也正在與nivolumab聯(lián)合治療PD-1難治性黑色素瘤(NCT0412759)以及和atezolizumab聯(lián)合治療膠質(zhì)瘤(NCT03973879)。

放射療法

抗原性通過誘導(dǎo)與突變相關(guān)的腫瘤新抗原的暴露和呈遞而增加,這些新抗原是T細胞介導(dǎo)的抗腫瘤免疫反應(yīng)的關(guān)鍵靶點,并且與ICI反應(yīng)相關(guān)。放射治療已被證明能促進急性轉(zhuǎn)錄程序,包括與DNA損傷和修復(fù)相關(guān)的基因,其中許多基因在腫瘤中經(jīng)常發(fā)生突變。此外,放療通過增強蛋白質(zhì)降解和mTOR調(diào)節(jié)的翻譯增加肽庫。當與MHC I類表達增加相結(jié)合時,這會導(dǎo)致更多抗原肽被宿主免疫細胞識別,并增強TCR多樣性。

電離輻射引起的DNA損傷導(dǎo)致dsDNA在細胞質(zhì)中積累,以及微核形成。這種雙鏈DNA被cGAS識別,隨后激活STING,從而觸發(fā)I型干擾素的轉(zhuǎn)錄。此外,放射療法通過誘導(dǎo)DAMP,導(dǎo)致DC以劑量和分次依賴的方式激活。

放射治療和ICI的結(jié)合仍然是一個研究興趣不斷增加的領(lǐng)域,目前有500多項研究涉及這些組合的臨床試驗,近年來這一數(shù)字大幅增加。下表總結(jié)評估RT/ICI組合一些前瞻性臨床研究的非詳盡結(jié)果。

其它局部療法

其他旨在提高TME炎癥表型的策略也在臨床開發(fā)中。這些包括局部提供的免疫佐劑、非病毒溶瘤劑和物理熱療法,如高強度聚焦超聲(HIFU)。下表總結(jié)了一些正在進行的臨床研究。

PV-10

PV-10是一種常用結(jié)膜染料熒光素的小分子類似物,目前正在作為癌癥免疫療法進行臨床評估。PV-10選擇性地積聚在腫瘤細胞內(nèi)的溶酶體中,導(dǎo)致免疫原性細胞死亡、PAMP、DAMP和TAA釋放以及抗原特異性抗癌T細胞反應(yīng)。

PV-10聯(lián)合Pembrolizumab針對晚期黑色素瘤患者的Ib期試驗(NCT02557321)達到了安全性的主要終點,并有9%的CR和57%的PR,兩個擴展隊列目前正在招募中。

Toll樣受體激動劑

Toll樣受體(TLR)是一個PRR家族,最常見于DC和巨噬細胞,但也存在于T細胞和腫瘤組織。它們在先天性和適應(yīng)性免疫反應(yīng)中發(fā)揮關(guān)鍵作用,識別潛在有害的PAMP和DAMP,包括微生物核酸和TAA,并觸發(fā)細胞凋亡和免疫細胞成熟和招募。

一些臨床試驗正在評估TLR激動劑與ICI的組合。I/II期Lightning-204多中心研究(NCT02644967)評估了腫瘤內(nèi)TLR-9激動劑(tilsotolimod)聯(lián)合Ipilimumab治療PD-1難治轉(zhuǎn)移性黑色素瘤的安全性和療效。局部和遠處病變均有反應(yīng),ORR為22．4%(2個CR),中位OS為21個月。但隨后的LIGHTURE-301試驗(NCT03445533)未能達到其主要終點,與單獨使用Ipilimumab相比,ORR沒有顯著改善。

另一個TLR-9激動劑(CMP-001)和Pembrolizumab治療PD-1難治性黑色素瘤患者的1b期試驗(NCT02680184)結(jié)果顯示,最佳ORR為23．5%,中位緩解期為19．9個月。在另一項與atezolizumab聯(lián)合治療PD-1耐藥的非小細胞肺癌臨床試驗(NCT03438318)中,CMP-具有可耐受的安全性,然而沒有客觀反應(yīng),在第1階段后終止了試驗。

其他正在進行的臨床試驗包括TLR-7/8激動劑NKTR-262與Nivolumab和聚乙二醇化IL-2聯(lián)合治療晚期實體瘤(NCT03435640);IT TLR-7激動劑LHC165聯(lián)合抗PD-1治療晚期實體瘤(NCT03301896),TLR-8激動劑motolimod聯(lián)合抗PD-1藥物nivolumab治療HNSCC(NCT03906526)以及卡介苗聯(lián)合Durvalumab+/-RT治療NMIBC(NCT03317158)。

STING激動劑

STING是cGAS/STING途徑的關(guān)鍵組成部分,是先天免疫和適應(yīng)性免疫之間的橋梁。STING在與cGAMP或其他CDN結(jié)合時被激活,導(dǎo)致刺激1型IFN反應(yīng)、免疫細胞募集、促進DC成熟和啟動抗原特異性免疫。

目前正在進行多項臨床試驗,評估STING激動劑和ICI的聯(lián)合療法。STING激動劑MK-1454與Pembrolizumab聯(lián)合治療晚期實體瘤或淋巴瘤的首次人體試驗(NCT03010176)顯示了令人鼓舞的安全性和早期療效證據(jù)。目前正在進行二期研究,評估MK-1454與Pembrolizumab聯(lián)合治療HNSCC(NCT04220866)以及ADU-S100與Pembrolizumab聯(lián)合治療HNSCC(NCT03937141)的安全性和療效。

Melphalan

Melphalan是一種氮芥烷基化化療藥物,廣泛用于癌癥治療。其局部治療已被證明可通過啟動ICD增強免疫細胞浸潤和抗原遞呈,同時將系統(tǒng)性副作用降至最低。一項Melphalan聯(lián)合ipilimumab的II期臨床試驗顯示PFS有改善以及62%的CR。然而,由于較小的樣本數(shù),其均未達到顯著性差異。

溶瘤肽

溶瘤肽(OPs)是一種具有凈正電荷和大部分疏水氨基酸殘基的短多肽,旨在模擬天然抗菌肽。這使它們能夠選擇性地通過帶負電荷的磷脂膜進入較高磷脂酰絲氨酸暴露的癌細胞。

溶瘤肽LTX-315/401和RT53、已被證明在黑色素瘤和纖維肉瘤模型中觸發(fā)ICD和DAMP釋放以及IFN-Ⅰ分泌,導(dǎo)致局部免疫浸潤和腫瘤消退。LTX-315目前正在聯(lián)合Pembrolizumab進行一項I期試驗(NCT04796194)。

基于熱和超聲的治療

高強度聚焦超聲(HIFU)是一種非侵入性的熱療方式,主要用于治療實體腫瘤患者,這些患者不適合手術(shù)和放療。HIFU被證明能誘導(dǎo)人類癌細胞的ICD,促進DAMP的產(chǎn)生以及細胞因子的產(chǎn)生,從而使巨噬細胞從抑制性M2-分化為抗腫瘤M1表型。目前正在進行的一項1期研究正在評估HIFU聯(lián)合Pembrolizumab治療轉(zhuǎn)移性乳腺癌的療效(NCT03237572)。

小結(jié)

盡管近年來取得了巨大的進步,ICI治療在免疫性冷腫瘤的治療中仍然基本無效。局部免疫調(diào)節(jié)療法可以和ICI之間產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng),然而應(yīng)答和耐藥性的機制非常復(fù)雜,很可能沒有一種單一療法能夠克服腫瘤介導(dǎo)的免疫抑制,多靶點組合可能代表免疫治療策略的未來。

為了克服ICI在冷腫瘤中缺乏有效性,并最大限度地發(fā)揮局部治療組合的協(xié)同作用,還有很多需要學(xué)習(xí)的地方。對于局部治療后腫瘤發(fā)生的生物學(xué)變化的持續(xù)研究正在為設(shè)計更有效的策略奠定基礎(chǔ)。局部免疫調(diào)節(jié)仍然是腫瘤治療的一個強有力的補充,有可能使更多患者對免疫檢查點阻斷產(chǎn)生反應(yīng)。

參考文獻:

1．Kickstarting Immunity in Cold Tumours:Localised Tumour Therapy Combinations With Immune Checkpoint Blockade． FrontImmunol． 2021; 12: 754436．