從免疫敏感性和耐藥性看黑色素瘤檢查點阻斷免疫治療的十年
前言
黑色素瘤是最具侵襲性和致命性的皮膚癌。一些歷史觀察表明,黑色素瘤是一種免疫反應(yīng)性腫瘤,通常與紫外線照射和腫瘤突變負(fù)荷(TMB)升高有關(guān),這有助于提高免疫原性。黑色素瘤通常具有反應(yīng)性淋巴細胞浸潤,腫瘤周圍淋巴細胞的浸潤程度與更好的預(yù)后相關(guān),基于腫瘤浸潤淋巴細胞(TIL)分布的黑色素瘤分類(活躍、非活躍和缺失)至今仍在使用。
自2011年至今,免疫檢查點抑制劑ipilimumab被批準(zhǔn)用于晚期黑色素瘤已有十年了,其成為第一種延長黑素瘤生存期的治療方法。其后,在2014年,另一個關(guān)鍵的T細胞免疫檢查點PD-1抑制劑pembrolizumab和nivolumab被批準(zhǔn)用于治療轉(zhuǎn)移性黑色素瘤。
盡管免疫檢查點阻斷(ICB)在黑色素瘤中的臨床成功證實了重新激活免疫系統(tǒng)以治療該疾病的效果,然而,即使在聯(lián)合ICB的最佳方案中,仍然有大約一半的患者無法實現(xiàn)長期獲益。這表明需要更好的反應(yīng)預(yù)測生物標(biāo)志物和新的合理靶點,以更有效的聯(lián)合治療克服免疫抵抗,F(xiàn)在是時候回顧在調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)治療癌癥方面所吸取的經(jīng)驗教訓(xùn),以進一步擴大當(dāng)前和新興免疫療法療效的新方法。
黑色素瘤特異性T細胞
黑色素瘤富含特異性針對黑色素瘤相關(guān)抗原的TIL,表明抗黑色素瘤T細胞可以經(jīng)歷啟動、擴增、然后重新募集到腫瘤中。黑色素瘤的內(nèi)源性T細胞反應(yīng)已被開發(fā)用于多種治療,包括(1)識別同源抗原,然后用于疫苗開發(fā);(2) 用于過繼細胞治療(ACT)的腫瘤特異性T細胞的擴增和/或工程化。
隨著1977年IL-2的發(fā)現(xiàn),使T細胞能夠在體外擴增以表征其特性,這促進了對黑色素瘤TIL的研究。多種識別黑色素瘤相關(guān)腫瘤抗原的T細胞被鑒定出來,這些相關(guān)抗原包括:1)癌胚抗原:(如Mage-A1、NY-ESO-1)它們在成人組織中被甲基化并沉默,但腫瘤通常具有異常的DNA甲基化模式,導(dǎo)致去甲基化、異位表達;2)黑素細胞分化抗原:如MART-1、gp100、酪氨酸酶,它們在黑素細胞的正常分化中發(fā)揮作用,因此在腫瘤和黑素細胞之間共享。3)過表達抗原:如PRAME;4)新抗原:新抗原源于腫瘤特異性體細胞突變,這種突變在正常人類基因組中不存在,只在癌細胞中表達。5) 其他來源:免疫原性表位也可以來自與基因融合相關(guān)的突變、導(dǎo)致內(nèi)含子保留的異常mRNA剪接或?qū)е码[匿抗原的異常翻譯。
總的來說,黑色素瘤特異性TIL的存在表明,在許多情況下(1)這些細胞的數(shù)量或功能不足以完全根除腫瘤,(2)它們可以被增強,以達到體內(nèi)完全根除腫瘤所需的數(shù)量。為了實現(xiàn)這一目標(biāo),使用體外擴增TIL的ACT被證明有助于腫瘤消退,尤其是在黑色素瘤中。
黑色素瘤的B細胞反應(yīng)
黑色素瘤抗原也能誘導(dǎo)B細胞反應(yīng),進一步支持該疾病的免疫原性。據(jù)報道,抗黑色素瘤相關(guān)抗原的自身抗體在黑色素瘤患者中產(chǎn)生,并與某些病例的預(yù)后改善相關(guān)。然而,抗黑色素瘤抗體反應(yīng)是否在腫瘤保護中發(fā)揮因果作用仍有待充分闡明。
與正常皮膚相比,成熟B細胞在黑色素瘤病變中的出現(xiàn)頻率更高,與T細胞和樹突狀細胞(DC)聚集在一起,構(gòu)為三級淋巴結(jié)構(gòu)(TLS)。TLS形成的關(guān)鍵介質(zhì),包括早期(CXCL13)、中期(淋巴毒素β受體)和晚期淋巴血管生成因子(CCL21,LIGHT),可在轉(zhuǎn)移性黑素瘤中過度表達。黑色素瘤相關(guān)抗原引發(fā)的慢性免疫原性刺激可能觸發(fā)TLS支持信號,招募和擴增腫瘤特異性B細胞。B細胞及其抗體產(chǎn)物可能具有高度異質(zhì)性,其特征從促炎癥(IgG1+)到免疫抑制(例如CD1d+IL-10+PD-L1+、IgA+、IgG2+、或IgG4+)。這種異質(zhì)性可以解釋黑色素瘤患者B細胞浸潤與陰性預(yù)后之間存在明顯矛盾的獨立研究結(jié)果。這些差異也可以由微環(huán)境免疫信號的多樣性及其對腫瘤內(nèi)B細胞向促炎或抗炎方向極化的影響來解釋。
TLS是高度動態(tài)的,也可以吸引免疫抑制細胞,如調(diào)節(jié)性T細胞(Treg)、未成熟的耐受性DC和/或髓源性抑制細胞(MDSC),以應(yīng)對過度炎癥。精確測量腫瘤相關(guān)TLS的免疫刺激和免疫抑制潛能,并根據(jù)成分和炎癥信號預(yù)測其命運的可能性,將為免疫治療反應(yīng)提供潛在的有價值的生物標(biāo)志物。事實上,盡管TLS和腫瘤內(nèi)B細胞生物學(xué)存在許多未知因素,但最近有報道稱,這些因素與患者對ICB的反應(yīng)改善有關(guān)。
黑色素瘤的免疫抑制機制
盡管黑色素瘤具有免疫原性,但轉(zhuǎn)移性黑色素瘤通常不會自發(fā)消除。對黑色素瘤免疫原性的強烈免疫選擇壓力可誘導(dǎo)腫瘤適應(yīng)和抑制抗腫瘤免疫。此外,局部炎癥可激活穩(wěn)態(tài)免疫反饋,有助于這種適應(yīng)性抵抗。例如,腫瘤內(nèi)CD8+T細胞通過產(chǎn)生CCL22和IFN-γ,分別在腫瘤細胞上誘導(dǎo)PD-L1表達和腫瘤內(nèi)Treg積聚。
黑色素瘤也可以直接吸引免疫抑制細胞。尤其是通過MHC-II表達,黑色素瘤細胞具有與免疫抑制CD4+T細胞亞群相互作用和吸引的獨特能力。黑色素瘤患者的外周血(PB)、淋巴結(jié)和腫瘤微環(huán)境(TME)中的Treg增加,并被發(fā)現(xiàn)抑制TIL功能。最近的單細胞組學(xué)研究表明,黑色素瘤浸潤的Tregs具有高度克隆性,可以通過TCR:pMHC II相互作用識別腫瘤細胞,這表明黑色素瘤細胞可以直接激活和擴增Tregs,從而控制局部免疫抑制。值得注意的是,發(fā)現(xiàn)腫瘤特異性Treg的克隆擴增與新抗原負(fù)荷相關(guān),而新抗原負(fù)荷又與MHC-II的腫瘤表達相關(guān),進一步指出了黑色素瘤通過MHC-II表達控制Treg擴增的機制,這取決于其免疫原性。
此外,在黑色素瘤患者中,有報道稱其傾向于Th2極化的CD4+T細胞和相關(guān)細胞因子,Th2免疫偏向是慢性炎癥反應(yīng)的指標(biāo)。人類黑色素瘤細胞過表達VEGF和galectin-9可通過M2巨噬細胞分化支持這種Th2偏向,從而促進腫瘤促進性炎癥。
DC在控制局部炎癥、T細胞募集和黑色素瘤的激活方面起著關(guān)鍵作用。多項研究表明,黑色素瘤細胞和局部炎癥通過多種機制對腫瘤內(nèi)DC豐度和共刺激能力產(chǎn)生負(fù)面影響,從而限制了有效T細胞反應(yīng)的產(chǎn)生。
ICB治療黑色素瘤的最新進展
第一個應(yīng)用于黑色素瘤治療的免疫檢查點抑制劑是靶向CTLA-4的ipilimumab,在2011年首次獲得轉(zhuǎn)移性黑色素瘤的適應(yīng)癥。然后在2014年,PD-1抑制劑pembrolizumab和nivolumab被批準(zhǔn)用于轉(zhuǎn)移性黑色素瘤?紤]到CTLA-4和PD-1阻斷劑的不同和潛在的互補作用,隨后對這些療法進行了聯(lián)合試驗,證明其對轉(zhuǎn)移性黑色素瘤的長期療效優(yōu)于單獨使用任何一種藥物,49%的患者在6.5年后仍然存活,盡管以更大的毒性為代價。目前正在研究抗PD-1+抗CTLA-4的替代和/或劑量方案以降低毒性。
耗竭T細胞中免疫共抑制受體的發(fā)現(xiàn)激發(fā)了針對新型免疫檢查點分子抗體療法的進一步發(fā)展。最有希望的新型ICB靶標(biāo)是LAG-3,LAG-3是一種與CD4結(jié)構(gòu)相似的表面抑制性受體,與MHC-II和其他配體(如galectin-3)競爭性結(jié)合。與CTLA-4類似,LAG-3也在Treg上組成性過表達,促進其抑制功能。雖然作為單一療法的LAG-3抑制劑具有中度的抗腫瘤療效,但聯(lián)合抗LAG-3+抗PD-1在幾種小鼠腫瘤模型中表現(xiàn)出顯著增強的治療活性,包括黑色素瘤。
目前,最領(lǐng)先的抗LAG3抗體是relatlimab。今年3月,F(xiàn)DA 批準(zhǔn) relatlimab聯(lián)合nivolumab 的固定劑量組合用于治療 12 歲或以上且患有不可切除或轉(zhuǎn)移性黑色素瘤的成人和兒童患者。臨床試驗結(jié)果表明,relatlimab+nivolumab與nivolumab單藥治療相比,無進展生存率(PFS)更高,relatlimab+nivolumab 組為 10.1 個月,而nivolumab單藥組僅為 4.6 個月。
ICB在黑色素瘤中的其他進展來自其對早期疾病的研究,即在手術(shù)切除后(輔助治療)或手術(shù)切除前(新輔助治療)給予ICB。ipilimumab是第一種在輔助治療中顯示出對黑色素瘤持久生存益處的ICB療法,隨后用nivolumab或pembrolizumab阻斷PD-1,與安慰劑甚至ipilimumab相比,在高危III期患者中顯示出改善的無復(fù)發(fā)生存率(RFS)。鑒于與ipilimumab相比毒性狀況有所改善,PD-1阻斷劑已成為輔助治療的標(biāo)準(zhǔn)護理。最近,pembrolizumab的輔助治療獲得了FDA對II/C期黑色素瘤的批準(zhǔn)。
新輔助性ICB也取得了進展,到目前為止,已有五項研究在黑色素瘤中完成。新輔助ipilimumab+nivolumab或單用PD-1阻斷劑分別顯示33-57%和19-25%的病理完全響應(yīng)(pCR)率。此外,替代的聯(lián)合方案也在研究中,新輔助藥物nivolumab+relatlimab顯示出令人印象深刻的pCR率(59%)。
靶向黑色素瘤代謝以克服免疫治療耐藥性
盡管ICB取得了成功,但這些療法的療效,即使是聯(lián)合治療,也達到了一個上限,迫切需要新型藥物。腫瘤細胞通常適應(yīng)有氧糖酵解,在TME中,癌細胞比正常免疫細胞具有代謝優(yōu)勢,從而有利于腫瘤進展和免疫逃避。目前,腫瘤代謝正在成為關(guān)鍵的靶向目標(biāo),可能應(yīng)用于聯(lián)合免疫治療進行靶向治療。
代謝競爭在黑色素瘤中尤其相關(guān),人類黑色素瘤糖酵解升高與T細胞浸潤和激活以及對ACT或ICB的反應(yīng)呈負(fù)相關(guān)。進展性黑色素瘤可以獲得維持氧化代謝的高代謝表型,為了對抗這種高代謝表型并加強免疫治療,抗糖尿病雙胍類藥物正在黑色素瘤中進行研究,初步回顧性分析顯示,ICB治療期間接受二甲雙胍的患者新的腦轉(zhuǎn)移發(fā)生率降低,預(yù)后良好。
此外,高氧化腫瘤微環(huán)境中的氧張力降低可促進對T細胞耗竭和T細胞PD-1抵抗的再活化。相反,微環(huán)境中的腫瘤糖酵解和葡萄糖剝奪對CTLA-4阻斷劑具有優(yōu)先作用。氧化性和糖酵解性腫瘤代謝分別對抗PD-1和抗CTLA-4抑制劑的優(yōu)先抵抗,至少可以部分解釋為這些免疫療法直接靶點的不同細胞定位。PD-1阻斷主要作用于重振功能失調(diào)的PD-1+T細胞,而CTLA-4阻斷在對抗Tregs方面有作用,Tregs在葡萄糖缺乏的環(huán)境中穩(wěn)定性增強。最近的研究表明,靶向Treg中的乳酸或脂肪酸代謝可增強小鼠黑色素瘤模型對ICB的反應(yīng)。
小結(jié)
免疫檢查點抑制劑被批準(zhǔn)用于晚期黑色素瘤治療已有十年了。在這十年中,隨著我們對人類黑色素瘤免疫微環(huán)境的進一步深入理解,我們致力于探索基于免疫檢查點抑制劑的新藥物和新療法,取得了不菲的成績。
然而,隨著越來越多的藥物可用,我們需要明確聯(lián)合免疫治療的機制,以指導(dǎo)合理組合。我們需要關(guān)注包括:穩(wěn)健的生物標(biāo)志物、耐藥機制以及與其他療法的聯(lián)合應(yīng)用。展望未來,新輔助治療展現(xiàn)出良好的前景。此外,當(dāng)前和新的免疫治療組合的毒性仍然是解決的關(guān)鍵點,了解免疫毒性的分子介質(zhì)將大大有助于控制這些副作用并改善患者的管理。
原文標(biāo)題 : 從免疫敏感性和耐藥性看黑色素瘤檢查點阻斷免疫治療的十年
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