腫瘤部位的適應(yīng)性免疫抵抗
前言
免疫反應(yīng)可以識別、應(yīng)答并消除癌細胞。然而,在癌癥進展過程中,各種細胞和分子機制發(fā)生變化,尤其是在腫瘤部位,以適應(yīng)免疫環(huán)境的改變,并最終克服免疫攻擊,使癌細胞持續(xù)生長。這些機制統(tǒng)稱為“適應(yīng)性免疫抵抗”(AIR),它是癌細胞經(jīng)歷長時間適應(yīng)并能夠多樣化的結(jié)果,導(dǎo)致不同甚至相同病理類型的人類癌癥具有顯著的異質(zhì)性。
第一個明確并經(jīng)治療驗證的AIR是選擇性誘導(dǎo)的程序性細胞死亡配體1(PD-L1)。PD1/PD-L1通路在逃避腫瘤免疫中的作用是一種主要的AIR機制;赑D-1/PD-L1阻斷的免疫治療已成功地應(yīng)用于臨床患者,從2014年pembrolizumab和nivolumab被批準用于晚期黑色素瘤以來,F(xiàn)DA已批準了多種PD-1/PD-L1單抗多達20多個實體瘤或血液惡性腫瘤的適應(yīng)癥。
目前,腫瘤免疫治療的重心已經(jīng)從單藥治療轉(zhuǎn)向了免疫療法的聯(lián)合治療,然而,許多抗PD-1治療與其他抗腫瘤藥物相結(jié)合的臨床試驗并沒有強有力的機制基礎(chǔ),未能確定協(xié)同或疊加效應(yīng)。因此,確定腫瘤部位的AIR機制應(yīng)該是指導(dǎo)未來藥物開發(fā)的關(guān)鍵焦點。
AIR假說
通過研究正常和癌癥狀態(tài)下的人類PD-L1,可以了解AIR的幾個重要特征。首先,雖然PD-1在血液和TME中被激活的T細胞廣泛表達,但在T細胞通過抗原識別到達和激活之前,在TME沒有PD-L1表達。這使得PD-L1可以在TME中選擇性表達。此外,作為例外,一些腫瘤表達PD-L1,但沒有明顯的T細胞浸潤。其次,PD-L1的表達可以在無需全身免疫抑制的情況下,損害TME的免疫功能。腫瘤細胞上的PD-L1通過誘導(dǎo)活化T細胞死亡或功能障礙,從而對T細胞介導(dǎo)的破壞產(chǎn)生抵抗。第三,PD1/PD-L1通路似乎是一部分晚期癌癥患者的主要AIR機制,單獨抗PD-1/PD-L1治療可以對這部分患者產(chǎn)生治療效果。
AIR機制不同于一般免疫抑制機制,如CTLA-4受體介導(dǎo)的機制,CTLA-4主要通過調(diào)節(jié)性T(Treg)細胞來抑制健康個體的內(nèi)在自身反應(yīng)。另一個例子是轉(zhuǎn)化生長因子-β(TGF-β),它除了抑制不必要的炎癥和自身免疫外,還在正常的穩(wěn)態(tài)機制中具有廣泛的作用,包括傷口愈合、血管生成和細胞生長。
除了PD1/PD-L1途徑外,TME中還存在其他AIR機制,例如Siglec-15,它主要在PD-L1陰性TME中的髓系細胞和腫瘤細胞中上調(diào)。此外,一半以上的人類癌癥是所謂的“冷腫瘤”,在病理分析中沒有明顯的炎癥和免疫反應(yīng),這些腫瘤也可能具有獨特的AIR機制。因此,晚期癌癥似乎可以同時或連續(xù)使用多種AIR機制來逃避免疫系統(tǒng)的攻擊,而我們對AIR機制的理解仍處于初級階段。
AIR的分類
據(jù)估計,平均25%的實體瘤患者和40-60%的淋巴瘤患者對當前的抗PD-1/PD-L1治療有反應(yīng)。然而,客觀緩解率(ORR)在不同類型的癌癥中差異很大。例如,默克爾細胞癌和晚期黑素瘤的ORR分別為56%和45%,但晚期非小細胞肺癌的ORR約為20%,胃食管交界癌的ORR僅為16%。黑色素瘤、腎細胞癌(RCC)和肺癌的長期生存研究表明,5年生存率與良好的ORR直接相關(guān),因此,在進行治療之前,準確確定哪些患者會或不會有反應(yīng)非常重要。
根據(jù)腫瘤免疫微環(huán)境(TIME)可以將癌癥分為了四種不同類型,從而更好地定義免疫狀態(tài),預(yù)測腫瘤反應(yīng)或抗PD-1/PD-L1治療的耐藥性。這一分類基于我們對人類黑色素瘤的早期研究,根據(jù)這種分類,腫瘤可分為四種類型:PD-L1?/TIL?(I型);PD-L1+/TIL+(II型);PD-L1?/TIL+(III型);和PDL1+/TIL?(IV型)。
原發(fā)耐藥性
我們將對抗PD治療的原發(fā)耐藥性定義為在II型腫瘤(PD-L1+/TIL+)對抗PD治療的最初無響應(yīng),該腫瘤具有PD-L1表達和T細胞浸潤。因此,這類腫瘤有望對抗PD治療產(chǎn)生反應(yīng)。然而,TIL的存在,尤其是CD8+T細胞的存在,尚未被用作選擇患者的預(yù)測性生物標志物。因此,PD-L1+腫瘤實際上包括在AIR的II和IV型。而由于IV型腫瘤沒有T細胞浸潤,預(yù)計不會對抗PD治療產(chǎn)生反應(yīng),因此不能僅根據(jù)PD-L1陽性來確定抗PD治療的原發(fā)性耐藥性。
此外,PD-L1的表達可能是動態(tài)的,因為它在很大程度上是可誘導(dǎo)的,從活檢到抗PD治療開始,表達可能會有所不同。除了PD-L1的表達外,評估其他共抑制分子和共刺激分子的表達也很重要,從而能夠充分利用有效的免疫反應(yīng)。
雖然TIL的存在似乎至關(guān)重要,但仍不清楚哪些是決定主要耐藥性的關(guān)鍵細胞成分以及TIL上的分子成分。TME中CD8+和T輔助細胞1(TH1)的存在始終與更好的預(yù)后相關(guān),這些可能是預(yù)防原發(fā)性耐藥性的重要細胞成分。然而,其他TIL成分包括CD4+T細胞亞群、自然殺傷(NK)細胞、NKT細胞、B細胞、Treg細胞、γδT細胞以及固有淋巴細胞在TME中的作用尚不清楚。此外,Treg細胞和髓源性抑制細胞(MDSCs)的存在可能積極調(diào)節(jié)原發(fā)性耐藥性。對TIME type II的細胞和分子進行綜合分析,有助于我們確定抗PD治療原發(fā)性耐藥的高;颊摺
獲得性耐藥
最初對抗PD治療有反應(yīng)的轉(zhuǎn)移性黑色素瘤患者中,有1/4到1/3會隨著時間的推移復(fù)發(fā),在肺癌中也觀察到類似的情況。因此,這些患者對抗PD治療表現(xiàn)出獲得性耐藥性。目前還沒有明確的生物標志物或臨床標準來預(yù)測復(fù)發(fā),這在臨床實踐中是一個緊迫的挑戰(zhàn)。
臨床觀察為獲得性耐藥的潛在機制提供了一些線索。獲得性耐藥患者的PD-L1和PD-1表達仍然呈陽性,這表明浸潤的T細胞具有激活表型。有趣的是,在某些情況下,復(fù)發(fā)患者在停止治療一段時間或化療后,可以恢復(fù)對抗PD治療的反應(yīng)。在這些情況下,獲得性耐藥不能用腫瘤抗原突變或丟失來解釋。然而,腫瘤細胞可能會發(fā)生內(nèi)在變化,從而降低對免疫攻擊的敏感性。
在一小部分復(fù)發(fā)患者中,功能缺失突變與獲得性耐藥性相關(guān),例如JAK1和JAK2的功能缺失突變以及β2-微球蛋白(β2m)基因B2M的截斷突變。這些突變與抗PD治療的不良反應(yīng)相關(guān),因為干擾素信號介導(dǎo)的癌細胞死亡需要JAK途徑激活,B2M突變降低主要組織相容性復(fù)合體(MHC)I類的表達。總的來說,盡管這些關(guān)于免疫相關(guān)分子功能喪失的報告提供了獲得性耐藥甚至原發(fā)性耐藥的合理例子,但這些事件的發(fā)生頻率很低,因果關(guān)系仍有待建立。
靶標缺失耐藥
由于抗PD治療通過阻斷PD-1和PD-L1之間的相互作用而發(fā)揮作用,因此TME中缺乏它們的表達在理論上不允許這種治療發(fā)揮作用。缺乏PD-1或PD-L1表達的腫瘤都被歸類為“靶點缺失”。因此,在AIR類型為I、III和IV的患者中觀察到抗PD治療的較差響應(yīng)并不奇怪。靶點缺失耐藥發(fā)生在60–85%的實體瘤中。這是為什么只有一小部分患者對抗PD治療有反應(yīng)的主要原因。
AIR類型I和IV的一個共同特征是缺少TIL。在沒有T細胞浸潤的情況下,通過PD-L1的表達,可以將AIR IV型與I型區(qū)分開來。在這些類型里,TIL干擾素不太可能誘導(dǎo)PD-L1的表達。目前已知PD-L1的組成性表達與染色體9p24.1的遺傳擴增相關(guān),導(dǎo)致PD-L1、PD-L2和Janus激酶2(JAK2)的過表達。在沒有免疫浸潤的情況下,導(dǎo)致癌細胞組成性表達PD-L1的其他機制包括PTEN缺失或PI3K和/或AKT突變、EGFR突變、MYC過表達、CKD5破壞等。這些發(fā)現(xiàn)至少部分解釋了為什么一些PD-L1+腫瘤患者對抗PD治療沒有反應(yīng)。
小結(jié)
抗PD治療表明,對于腫瘤誘導(dǎo)的AIR機制,選擇性阻斷的治療方法對癌癥患者是有效的。然而,對于人類TME的深入研究分析,我們知道除了PD途徑,仍然有其它高度復(fù)雜和異質(zhì)性的AIR機制存在,我們現(xiàn)在看到的可能只是冰山一角。因此,進一步確定TME中運行的幾個主要的AIR機制,了解并針對這些新的機制,將有助于在不久的將來有效治療更大比例的人類癌癥患者。
參考文獻:
1.Adaptiveimmune resistance at the tumour site: mechanisms and therapeutic opportunities.Nat Rev Drug Discov.2022 Jun 14.
原文標題 : 腫瘤部位的適應(yīng)性免疫抵抗
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