ICB聯合免疫治療機制和策略

導讀

ICB免疫治療在各種惡性腫瘤患者治療中的成功應用改變了腫瘤治療模式。然而，仍然需要ICB聯合治療來攻克耐藥性，擴大免疫治療的臨床應用。本文主要盤點傳統基因毒性癌症治療，分子靶向治療，表觀遺傳學藥物和ICB製劑最新進展。

免疫檢查點阻斷劑（ICB）在多種腫瘤中的成功應用帶來臨床研究格局轉變之前，化療，放療，手術和分子靶向藥物是幾乎所有腫瘤的主要治療方式。這些治療方案通常在早期腫瘤中有效，但往往無法治癒晚期疾病。抗腫瘤免疫應答研究促進了許多治療策略的發展。在這些方法中，阻斷ICB的抗體已經獲FDA批准，與傳統腫瘤治療一樣，改善ICB臨床反應的其中一種方式即聯合治療策略。

免疫系統的辨別功能與平衡作用

免疫系統的三種辨別功能：抗原性，佐劑性和反饋調節，對於提高抗腫瘤免疫力至關重要。在MHC I類分子背景下，T細胞識別腫瘤相關抗原（TAA）。非自身抗原出現必須伴隨激活固有免疫系統以及促進DC成熟和T細胞活化的危險信號。正常體內平衡反饋機制可抑制免疫反應，從而在清除病原體後限制免疫病理學。

腫瘤破壞免疫系統的辨別功能

MHC I類分子表達降低或β2-微球蛋白遺傳丟失阻止了TAA細胞表面呈遞。免疫編輯導致抗原性降低的腫瘤細胞篩選，腫瘤可通過基因缺失或cGAS/STING等通路沉默，以抑制模式識別受體（PRR）信號的細胞內在活化。腫瘤微環境中的PRR信號傳導也可以激活調節性T細胞，髓源性抑制細胞和巨噬細胞，促進抑制性炎症信號傳導。腫瘤細胞可抑制正常免疫反應的反饋機制。慢性炎症介導的免疫抑制因子，如PD-L1和IDO可能損害T細胞的功能。TGF-β可能具有直接免疫抑制作用，影響腫瘤細胞的存活。

應用基因毒性療法恢復免疫原性PRR信號

由於腫瘤具有利於腫瘤炎症和腫瘤進展的PRR信號，因此改善ICB的一個重要考慮因素是提高TME中PRR信號的佐劑性，而其中一種方式是應用基因毒性製劑，如化療和放療。事實上，ICB+化療/放療聯合策略正在臨床研究中。恢復佐劑性的重要性取決於足夠的腫瘤抗原性。在多種同基因移植模型中，腫瘤對基因毒性製劑的反應可能受適應性免疫系統的強烈影響。此外，體外處理的癌細胞接種試驗表明，這些藥物可以產生抗腫瘤免疫力。觀察性研究表明，有效腫瘤反應的決定因素超出了癌細胞內在效應。種子研究確定，免疫原性細胞死亡（ICD）可能涉及DAMP釋放，如鈣網蛋白，細胞外ATP，HMGB1和ANXA1，然後激活其同源PRR，包括最新確定的PRR，如甲醯肽受體1（FPR1）。這些PRR促進抗原攝取，激活APC，並促進APC和受損細胞之間的相互作用。因此，常規基因毒性腫瘤治療可能通過增強PRR信號傳導而具有免疫原性效應。

小鼠早期研究以及後來的多個病例也證明，放療可以改善ICB反應。小鼠放療和抗CTLA-4抗體聯合治療不僅導致放療後的腫瘤消退，還改善了未放療（遠端）腫瘤的反應，這證實了放療的全身抗腫瘤作用。初始抗CTLA-4抗體治療後的放療患者也表現出類似的遠端效應。實驗模型中，放療具有與改進的佐劑性一致的結果，包括腫瘤內T細胞庫的多樣性，改善的抗原加工以及MHC I類分子表達。接受放療的癌症患者也表現出T細胞免疫參數改善。此外，正如抗腫瘤T細胞啟動，放療的免疫原性效應依賴於DC細胞中STING活化和隨後IFN-I產生。同樣，具有良好免疫調節性質的化療組合也可以改善ICB聯合治療的腫瘤控制，初步證據表明，某些組合可以改善患者的反應率。因此，常規基因毒性療法聯合ICB治療可能改善免疫系統的辨別功能，以感知損傷並引起免疫原性PRR信號傳導。

放療和許多化療方案主要損害DNA，破壞基因組完整性。這些損害包括DNA雙鏈斷裂，DNA交聯，染色體橋和有絲分裂期間發生的其他染色體異常。值得注意的是，DNA損傷也與病原體反應和IFN信號轉導密切相關。OLR cGAS是胞質DNA感測器和產生環狀GMP-AMP（cGAMP）以隨後激活STING的核苷酸轉移酶。STING協調TBK1介導的IRF3/7磷酸化，IFN-I產生和ISG誘導。最新結構研究表明，cGAS形成的二聚體可以協同結合較短的DNA以形成梯狀網路，或藉助DNA彎曲蛋白如HMGB1和TFAM識別更長的DNA。這些要求使cGAS偏向於識別結合於類核蛋白的結構化DNA或DNA。DNA損傷後，多種癌細胞系在幾天內激活cGAS/STING。

這種延遲歸因於DNA損傷細胞通過有絲分裂發展並形成微核所需的時間。這些微核含有損傷的染色體片段，核膜受損。cGAS顯著定位於微核，導致STING激活和ISG誘導。小鼠抗CTLA-4和PD-1抗體組合治療時，癌細胞中的細胞傳導至少部分負責放療免疫原性效應。事實上，cGAS在組織損傷後和抗腫瘤免疫監視中具有更廣泛的作用。cGAS/STING激活表現出閾值效應，可被外切核酸酶TREX1負調控，可能會降解刺激cGAS的DNA。當利用cGAS進行ICB治療時，這種閾值效應可能具有治療緩解，因為這些性質可能影響最佳放療或化療劑量和安排。

放療和化療是廣泛使用的標準腫瘤治療方案，很容易聯合ICB策略。提高同基因小鼠模型ICB功效的機制之一是通過識別內源性DNA或RNA刺激PRR信號傳導。正如病原體感染中PRR的複雜性一樣，整合多個PRR信號和相關調節機制可能會影響凈佐劑效應和免疫調節效應。

應用靶向療法恢復免疫原性PRR信號

除放療和化療外，其他主要類別的癌症治療類型也通過核酸DAMP和PRR信號傳導產生免疫原性效應。放療和基因毒性藥物可能導致腫瘤細胞以及DC細胞內cGAS/STING通路內在激活。儘管DNA損傷，腫瘤細胞中改變的細胞周期機制允許通過有絲分裂進展，引起cGAS陽性細胞核積累。應用DNA甲基轉移酶抑製劑（DNMTi）和組蛋白去乙醯化酶抑製劑（HDACi）的表觀遺傳治療可能在病毒模擬機制中去阻遏內源性逆轉錄病毒（ERV）。靶向治療如CDK4/6抑製劑可通過該機制促進干擾素信號傳導。RNA結合蛋白改變可導致非屏障dsRNA，從而使RIG-I活化。化療如阿黴素可以激活TLR3信號傳導，以促進抗腫瘤免疫應答。溶瘤病毒通過激活PRR，促進免疫原性細胞死亡（ICD），對先天性免疫信號產生多方面的影響。直接STING和TLR激動劑也正在研發中。

干擾免疫細胞反饋機制

適當調整免疫效應功能以最大限度提高宿主的適應能力是免疫系統的重要調節功能，而在腫瘤中，免疫系統反饋抑制失調以使腫瘤的適應性最大化。初始T細胞的結局取決於抗原的本質和炎症過程。T細胞啟動後，作為腫瘤的典型特徵，持續抗原和慢性炎症引起T細胞耗竭。與分化為記憶T細胞的效應T細胞相反，這些耗竭的T細胞效應功能較差。靶向多種共表達的T細胞抑制性受體可改善耗竭T細胞的功能。與耗竭T細胞相反，腫瘤微環境通常具有可塑性。腫瘤通過慢性炎症和非癒合傷口相關異常環境線索和反饋信號引導，獲得各種免疫TME表型。通過炎性細胞因子或致癌信號轉變為間充質狀態的腫瘤具有免疫TME。慢性細胞因子信號如IFN可通過各種機制促進免疫抑制。當多種免疫抑制機制佔主導地位時，通常會發生抗PD-1 / PD-L1耐藥性或腫瘤複發。ICB聯合治療的潛在目標包括腫瘤和免疫細胞的表觀遺傳狀態，細胞內和細胞外信號傳導通路，抑制性細胞因子和T細胞抑制性受體通路。

干擾被癌細胞選中的反饋機制

即使耗竭的T細胞可被逆轉或避免來恢復抗腫瘤效應T細胞發育，但是癌症重塑腫瘤細胞和基質的潛在功能可能強化顯性免疫抑制微環境。事實上，由於不包含T細胞的TME，過繼性轉移的抗腫瘤效應T細胞可能保持功能惰性。另外，上皮和間質癌細胞混合試驗也表明，TME免疫抑制具有顯性作用。

慢性炎症信號，如各種促炎細胞因子，TGF-β，有絲分裂原或延長IFN信號，驅使癌細胞進入間充質狀態的能力與適應性耐葯的相關性說明了表觀遺傳學調控。靶向腫瘤細胞或基質細胞表觀遺傳狀態的染色質水平調節劑，如耗竭的T細胞，可能會拮抗腫瘤選擇慢性炎症以排出TME中有利適應性和固有免疫細胞的方式。

直接靶向炎性細胞因子和腫瘤用於強化免疫抑制的相關信號通路為聯合治療提供了另一種治療策略。間充質特徵與抗PD-1耐藥性相關證據說明諸如TGFβ，AXL，HGF/c-MET, JAK/STAT和WNT的通路是重要的靶點，其中TGFβ和AXL等通路可能受選擇性藥劑抑制，以阻斷細胞外EMT刺激或細胞內EMT信號。靶向癌症炎症相關細胞外和細胞內信號傳導通路可以通過拮抗TME中的EMT或抑制性特徵來改善免疫治療。

隨著腫瘤預後改善，侵襲性手術或放療越來越多地被用於限制性轉移疾病患者的治療。由於TME具有顯性免疫抑制作用，腫瘤抗原負荷可能耗損再活化耗竭T細胞有限的功能，因此，包含重要腫瘤細胞減滅術的組合策略可能具有反擊腫瘤和免疫細胞反饋抑制方案的優點。

總結

ICB相關臨床療效和持久反應促使腫瘤治療方案發生重大改變，推動了ICB應用於更多腫瘤類型治療的研究。了解癌細胞的內在特性如何影響治療反應，癌細胞如何塑造TME以改變免疫系統，以及免疫細胞如何重複應對腫瘤內在和外在作用至關重要。目前尚不清楚能夠延續持久抗腫瘤免疫力的靶向腫瘤和免疫反饋機制治療程度。然而，強化耗竭T細胞可塑性的表觀遺傳學策略，補償再活化耗竭T細胞有限功能的方法或預防T細胞耗竭的方法可能能夠促進聯合治療的療效。

參考文獻：

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