前言

自從2011年免疫檢查點抑制劑(ICI)ipilimumab獲得批準以來,腫瘤免疫治療已經成為癌癥治療中的一個游戲規(guī)則改變者。目前,11種免疫檢查點抑制劑和2種嵌合抗原受體T細胞(CAR-T)產品已被批準用于治療16種惡性疾病和1種未知組織的適應癥。伴隨著這些進展,2018年諾貝爾獎因此頒給了發(fā)現(xiàn)CTLA-4免疫檢查點的James Allison,這導致了抗癌治療的革命。然而,擴大腫瘤免疫藥物的適應癥和克服治療耐藥性面臨著越來越大的挑戰(zhàn)。雖然聯(lián)合免疫治療是一個明顯的戰(zhàn)略追求,但是更多的失敗比例,為我們敲響了警鐘,強調了科學理論基礎的重要性,那么下一代腫瘤免疫藥物的發(fā)展方向到底在哪里?

腫瘤免疫的研究現(xiàn)狀

在提高現(xiàn)有免疫療法的療效和開發(fā)新的免疫療法方面的挑戰(zhàn),使人們對有效的抗腫瘤免疫反應的機制以及導致癌癥患者缺乏有效抗腫瘤免疫反應的“缺陷”有了更深刻的認識。

腫瘤免疫循環(huán)

腫瘤免疫循環(huán)總結了對有效抗腫瘤免疫反應每一步的科學知識。當腫瘤抗原被免疫系統(tǒng)識別時,這個循環(huán)就開始了�；�因組不穩(wěn)定性/突變是癌癥的兩個特征之一。所有的癌癥,無論其組織來源如何,都有遺傳改變,這些非同義的DNA改變可以產生不同于正常細胞表達的蛋白質,即腫瘤抗原。作為第二個特征,一些癌癥表達非突變相關的腫瘤抗原,例如通常在免疫特權部位表達的蛋白質、病毒蛋白或由內源性逆轉錄病毒基因編碼的蛋白質。當這些抗原被抗原呈遞細胞(APCs)吸收和處理時,APC會遷移到次級淋巴器官,并激活原始的T細胞,與一系列高度協(xié)調的共刺激信號(如CD28/B7-1/2介導的信號)相一致。為了實現(xiàn)體內平衡和防止對非自身抗原的過度反應,免疫系統(tǒng)還開發(fā)了高度協(xié)調的負反饋回路。CTLA-4是T細胞介導免疫應答的主要負調控因子之一。                

一旦被激活,效應T細胞系統(tǒng)性地浸潤腫瘤病灶,識別由主要組織相容性復合體(MHC)遞呈的腫瘤抗原的癌細胞,并殺死靶癌細胞。反過來,癌細胞釋放由APCs交叉呈現(xiàn)的新抗原,通過啟動和激活更多的T細胞來識別和攻擊腫瘤,從而進一步放大抗癌免疫反應。腫瘤免疫反應的最后階段通常是由一個復雜的刺激和抑制的調控網絡來調節(jié)的。PD-1/PD-L1途徑是主要的抑制途徑之一。TCR與其同源抗原MHC復合物結合,加上細胞因子刺激(如IL-2刺激),可誘導PD-1的表達。PD-1與PD-L1在靶細胞上的結合抑制T細胞增殖和IL-2的產生,抑制免疫應答。因此,合理的聯(lián)合免疫治療必須以協(xié)調促進T細胞活化和效應器功能為目標,同時協(xié)同抑制抑制T細胞的機制。

腫瘤的免疫微環(huán)境

在免疫微環(huán)境(TME)分類系統(tǒng)中研究腫瘤免疫可以作為評估抗癌免疫和確定潛在腫瘤耐藥機制的第一步。免疫微環(huán)境分類基于兩個主要因素:(1)PD-L1的腫瘤表達,(2)存在免疫細胞浸潤,主要是腫瘤浸潤淋巴細胞(TIL)。相應地,可以描述4種不同的時間子類型:T1(PD-L1-,TIL-),T2(PD-L1+,TIL+),T3(PD-L1-,TIL+),和T4(PD-L1+,TIL-)。

在沒有免疫細胞浸潤的腫瘤中(T1或T4),癌癥部位不存在抗癌免疫,這表明腫瘤抗原釋放、呈遞、免疫細胞啟動和激活或者將免疫細胞轉移到癌癥部位存在缺陷。在這些情況下,使用抗PD1/PD-L1治療使腫瘤免疫正常化可能不起作用,因為沒有腫瘤免疫被抑制。另一方面,大多數(shù)實體瘤(約70%)存在T4,這強調了開發(fā)合理的IO組合以解決效應細胞浸潤不足和非PD-L1/PD-1免疫抑制成分的重要性。此外,T1或T4期腫瘤通常表現(xiàn)出低水平的腫瘤突變負荷和腫瘤抗原。

在有免疫細胞浸潤的腫瘤中(T2和T3),存在抗腫瘤免疫反應。然而,免疫抑制微環(huán)境會抑制效應免疫細胞對癌細胞的殺傷活性。在T3(PD-L1-,TIL+)中缺乏PD-L1,提示腫瘤免疫的抑制主要由PD1/PD-L1途徑以外的機制介導。另一方面,雖然TIL出現(xiàn)在T2和T3時間段,但它們的位置和功能能力可能至關重要。T淋巴細胞的免疫炎癥表型通常伴有髓系細胞和單核細胞以及TIL浸潤到腫瘤部位,而免疫排斥表型的特征是免疫細胞滯留在腫瘤細胞周圍的基質中,但不穿透腫瘤實質。

過去,免疫治療的重點是將腫瘤免疫增強到生理水平以上,而現(xiàn)在人們越來越認識到,許多癌癥患者都有抗腫瘤的T細胞,但微環(huán)境可以有效地抑制他們的免疫反應,通過利用免疫穩(wěn)態(tài)機制來負調節(jié)抗癌免疫或細胞存活。因此,能夠躲過免疫攻擊的癌細胞自然被選中生存。因此,重要的不是增強免疫系統(tǒng),而是恢復免疫微環(huán)境的功能。特別是,T1(PD-L1-,TIL-)免疫微環(huán)境正�；�的靶標仍有待發(fā)現(xiàn)和驗證。從T1腫瘤中尋找和定義這樣的靶點,預計將成為腫瘤免疫治療的下一個游戲規(guī)則改變者。

ICI發(fā)展的挑戰(zhàn)與新視角

簡單加法:傳統(tǒng)的組合式ICI開發(fā)方法

到目前為止,制藥公司開發(fā)新的ICI治療方案的標準方法是將兩種藥物聯(lián)合使用,每種藥物都表現(xiàn)出單一的藥物活性。事實上,這種方法已經在一些聯(lián)合化療藥物和ICI藥物的研究中取得了進展。一項研究者發(fā)起的臨床試驗表明,化療和抗PD-1抗體camrelizumab聯(lián)合治療鼻咽癌在22名可評估的患者中顯示了令人印象深刻的有效率。在這項研究中,camrelizumab聯(lián)合化療對難治性鼻咽癌的總有效率(ORR)為91%,而單藥治療1期總有效率為34%。然而,其他化療/ICI配對策略是成功還是失敗仍需要時間來檢驗。

聯(lián)合免疫治療發(fā)展的另一個策略是結合ICI和酪氨酸激酶抑制劑(TKI)。在KEYNOTE-426試驗中,聯(lián)合了pembrolizumab和血管內皮生長因子受體(VEGFR)抑制劑axitinib,與單藥治療原發(fā)性晚期/轉移性腎細胞癌(mRCC)相比,這種聯(lián)合方案提高了無進展生存率(PFS)、總生存率(OS)和總有效率(ORR)。在另一個3期研究中,PD-L1抑制劑avelumab加axitinib在治療初期mRCC時比單獨使用舒尼替尼顯著延長PFS、OS和ORR,而與PD-L1狀態(tài)無關。因此,pembrolizumab/axitinib和avelumab/axitinib組合已成為mRCC的護理標準和一線治療選擇。

第三種聯(lián)合治療策略是結合針對不同免疫檢查點通路的藥物�？笴TLA-4和抗PD-1/PD-L1抗體聯(lián)合應用對幾種癌癥的治療效果優(yōu)于單一療法,但主要是在已知對抗PD-1/PD-L1抗體有反應的癌癥中。最近,與轉移性非小細胞肺癌一線化療相比,nivolumab和CTLA-4抑制劑ipilimumab的聯(lián)合應用可顯著增強OS,無論PD-L1狀態(tài)如何。

新型的免疫檢查點抑制劑

靶向新的免疫檢查點途徑結合目前的免疫治療可能改善臨床結果。新的臨床免疫療法靶向T細胞表達IRs(LAG-3、TIM-3和TIGIT)以及B7家族中的抑制性配體(B7-H3、B7-H4和B7-H5),是當前免疫治療的主要焦點。

第一個進入臨床的LAG-3抑制性單抗是relatlimab,它阻斷了LAG-3與MHCⅡ的相互作用。在一項評估relatlimab聯(lián)合nivolumab耐受性的I-Ⅱ期研究中,晚期黑色素瘤患者的ORR為11．5%,這些患者在先前的抗PD-1或抗PD-L1的免疫治療后疾病進展。此外,在這一隊列中,無論PD-L1狀態(tài)如何,TIL表達LAG-3的患者的ORR(>1%;18%ORR)比LAG-3陰性患者(<1%,5%ORR)高3倍以上。

各種小鼠腫瘤模型的臨床前研究表明,雖然抗TIM-3單藥治療可適度改善腫瘤控制,但與抗PD-1或抗PD-L1聯(lián)合治療才可顯著減輕腫瘤負荷并提高抗腫瘤免疫應答。根據(jù)這些臨床前觀察結果,目前有幾種針對TIM-3的免疫治療藥物作為單一療法或與抗PD-1或PD-L1的藥物聯(lián)合進行臨床試驗。其中包括LY3321367(anti-TIM-3)單獨或與LY3300054(抗PD-L1)聯(lián)合使用,在晚期實體瘤患者的一期研究中評估。初步數(shù)據(jù)顯示,LY3321367不僅具有良好的耐受性,而且在兩名患者中誘導了>20%的腫瘤消退。

PD-1和TIGIT雙重阻斷劑是一種很有前途的腫瘤聯(lián)合免疫治療方法。雖然每一種阻斷劑都不會顯著阻礙小鼠CT26腫瘤的生長,但TIGIT和PD-1/PD-L1雙重阻斷劑協(xié)同作用,增強了抗腫瘤CD8+T細胞的增殖和功能,從而產生保護性記憶T細胞以及腫瘤的完全排斥反應,延長了總生存期。今年5月份羅氏的tiragolumab聯(lián)合Tecentriq一線治療PD-L1陽性NSCLC患者的II 期試驗給出了驚艷的結果。

B7家族中,以B7-H3為靶點的藥物是第一批進入臨床階段的,并取得了一些令人鼓舞的初步結果。Enoblituzumab是一種針對B7-H3的單克隆抗體,其經過改造減少了與抑制性受體FcγR的結合。在I期試驗中,這種單抗與pembrolizumab聯(lián)合應用對各種實體惡性腫瘤患者顯示了可接受的耐受性和有效性。例如,雖然irAEs的發(fā)生率與pembrolizumab單藥治療組相當,但14例非小細胞肺癌患者中有5例(35．7%)對聯(lián)合治療有部分反應,這比之前報道的抗PD-1單一療法的8-17%更高。

T細胞導向療法的迅猛發(fā)展

通過腫瘤靶細胞抗原和T細胞表面分子的同時作用,使T細胞重新定向和募集,從而激活多克隆細胞毒性T細胞,并最終導致腫瘤溶解。這種新概念的T細胞接合器(TCE)包括基因工程過繼細胞療法和雙特異性抗體。

TCE在一些血液學癌癥中顯示出了極好的效果,到目前為止,已經有三種CD19靶向TCE,兩種CAR-T細胞和一種雙特異性抗體獲得批準。兩種批準的CD19-CAR-T細胞藥物:Tisagenelecleucel(Kymriah)和Axicabbtagene-ciloleucel(Yescarta)。除CD3ζ鏈外,tisagenelecleucel還使用CD137(4-1BB)作為額外的共刺激信號(COS),而axicabbtagene-ciloleucel使用cd28a-COS。兩種藥物都利用單鏈抗CD19片段來靶向惡性B細胞。

2014年,BiTE結構blinatumomab獲批用于治療費城染色體陰性前體B細胞急性淋巴細胞白血病患者,正式開啟了雙抗時代。2018年,隨著FDA批準其用于首次或第二次完全緩解后MRD≥0．1%的pre-B ALL患者群體的治療,雙抗領域經歷了爆炸式增長。BiTE和CAR-T細胞療法之間有明顯的相似性。T細胞與靶細胞之間免疫突觸的形成,細胞的連續(xù)殺傷能力,以及細胞溶解蛋白如穿孔素和顆粒酶的定向釋放,是CAR-T細胞和BiTEs共同的作用模式特征。此外,BiTEs和CAR-T細胞都是通過CD8+T細胞和CD4+T細胞發(fā)揮其效應功能。在BiTE的基礎上,優(yōu)化了功能的新一代T細胞接合器結構正在火熱開發(fā)中,包括雙功能檢查點抑制性T細胞接合器(CiTEs),多重相互作用BiTE(SMITEs)和增強效應細胞細胞毒性的三特異性殺傷接合器(TriKEs)。

以新抗原為基礎的腫瘤疫苗

一個有效的腫瘤免疫循環(huán)需要由固有免疫反應啟動,以驅動抗原呈遞和啟動過程�；�于新抗原的疫苗接種是這一策略的一種方法。獲得性抗ICIs的機制包括:(1)抗原呈遞缺陷;(2)IFN-γ信號通路缺陷。通過促進免疫微環(huán)境,原位接種已成為克服這些缺陷的一種候選方法。具體而言,toll樣受體9(TLR9)激動劑、溶瘤病毒和IL-2受體激動劑,代表了原位接種的三個主要靶點。臨床試驗使用這些方法來克服黑色素瘤的免疫微環(huán)境和提高抗PD-1抗體的敏感性。這些研究的初步結果支持使用這一新策略,通過直接激活I型細胞因子受體或間接通過激活固有免疫反應來克服對ICIs的耐藥。

基于新抗原的個性化疫苗是一種新型的腫瘤免疫療法。所有的癌細胞都有基因改變,包括錯義、缺失、移碼和基因融合突變,這些都可以產生腫瘤新表位。如果這些新表位可以遞呈給MHC分子用于T細胞識別,理論上,它們可以被制成新抗原特異性癌癥疫苗。大多數(shù)研究者使用三個平行的步驟來產生個性化的新抗原疫苗:(1)對正常細胞的DNA進行測序以確定人類白細胞抗原(HLA)類型;(2)成對的正常和腫瘤DNA測序以檢測體細胞突變;(3)對腫瘤mRNA進行測序以確定基因表達。將這三種方法得到的信息結合起來預測人類HLA結合肽,從而指導個性化疫苗候選新抗原的制備。在一項針對6名黑色素瘤患者的研究中,4名患者在接種疫苗后25個月內沒有癌癥復發(fā),其余2名患者有復發(fā),但在隨后的抗PD-1治療后腫瘤完全消退。

靶向代謝重編程:維持T細胞效應器功能的關鍵

雖然固有免疫反應和抗原提呈是啟動抗腫瘤免疫反應的關鍵,但由于T細胞的內在和外在機制,效應T細胞的功能失調往往不能維持有效的抗腫瘤免疫,靶向腺苷途徑可以增強腫瘤免疫治療。

細胞外腺苷對效應免疫細胞和免疫抑制調節(jié)細胞均有顯著的免疫抑制作用。腺苷由CD39和CD73通過ATP的去磷酸化進行代謝,它們在免疫微環(huán)境內的基質和免疫細胞上高表達。腺苷與其受體的相互作用可阻斷T細胞的活化并促進髓系抑制。因此,靶向腺苷及其途徑上游和下游的其他分子可以恢復抗腫瘤免疫。CPI-444是腺苷2A受體(A2AR)的口服小分子拮抗劑。目前正在對腎癌、非小細胞肺癌、黑色素瘤、三陰性乳腺癌或其他癌癥類型的患者進行口服CPI-444或CPI-444聯(lián)合atezolizumab的I/Ib期臨床試驗。

由于腺苷通過CD73轉化而來,另一項臨床試驗目前正在進行,人源化抗CD73抗體CPI-006可阻斷CD73催化活性,并對CD73+細胞具有激動性免疫調節(jié)活性。CPI-006在12mg/kg劑量下具有良好的耐受性,能完全抑制腫瘤活檢組織中CD73酶活性,并能誘導血清促炎細胞因子。

展望

抗ICI腫瘤免疫治療的發(fā)展一直是一個挑戰(zhàn)。目前基于ICI的聯(lián)合治療策略已經取得了一些成功,但其作用是有限的。深入了解IO領域的免疫微環(huán)境生物學是制定下一代免疫腫瘤治療策略的必要條件。ICIs、CAR-T治療、雙特異性抗體等抗腫瘤免疫增強方法,將繼續(xù)引領臨床IO領域的發(fā)展。然而,新的免疫療法正在出現(xiàn)。這些新的分類旨在通過靶向腫瘤特有的免疫抑制成分,通過原位溶瘤治療啟動效應T細胞,通過多價新抗原疫苗擴大有效T細胞庫,使“缺陷”的免疫微環(huán)境正�；�,調節(jié)代謝程序以維持T細胞功能并促進有效的免疫介導細胞死亡�？偟膩碚f,這些新興的策略指向一個富有前景的新的腫瘤免疫療法的浪潮,它可能使我們克服已有腫瘤免疫治療的局限性。

參考文獻:

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