來源：生物谷

2016年7月25日 訊 /生物谷BIOON/ --越來越多的證據(jù)表明,，天然或誘導(dǎo)產(chǎn)生的免疫反應(yīng)能夠有效針對(duì)腫瘤抗原產(chǎn)生反應(yīng)，從而殺傷腫瘤細(xì)胞,。臨床試驗(yàn)也表明,，腫瘤組織間隙的免疫細(xì)胞浸潤(rùn)能夠促進(jìn)癌癥患者的治療效果。研究者們通過尋找在不同腫瘤組織中浸潤(rùn)的淋巴細(xì)胞的類型,、功能和空間分布等信息,，能夠改善針對(duì)癌癥患者的診斷與治療方案的設(shè)計(jì)。伴隨這些臨床試驗(yàn)的進(jìn)展,，研究者們對(duì)癌癥的"免疫監(jiān)視（immunosurveillance）"現(xiàn)象開始越來越關(guān)注,，即在除了少數(shù)特殊的環(huán)境下，腫瘤細(xì)胞能夠被其特異性的免疫細(xì)胞殺傷,。而上述的"特殊環(huán)境"指的是腫瘤微環(huán)境（TME）或癌癥的免疫編輯作用造成免疫耐受性的細(xì)胞的產(chǎn)生,。

過去幾十年來，癌癥的免疫療法取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展,，"免疫監(jiān)視"這一概念在臨床上產(chǎn)生了巨大的現(xiàn)實(shí)意義,。目前位于免疫療法尖端的"免疫檢查點(diǎn)阻斷劑"對(duì)于很多癌癥，尤其是惡性且化學(xué)藥物耐受性癌癥的治療中有著明顯的效果,。其中,，效果最顯著的是"cytotoxic-T-lymphocyte-associated protein 4 （CTLA-4）"以及"programmed cell death 1 （PD-1）"兩類免疫檢查點(diǎn)阻斷劑。

CTLA-4 與PD-1阻斷劑的抗癌原理

早期,，在T細(xì)胞信號(hào)調(diào)控領(lǐng)域的研究者們發(fā)現(xiàn)了一類叫做Ctla4的基因,，在T細(xì)胞激活的狀態(tài)下，該基因能夠表達(dá)CTLA-4蛋白,。CTLA-4與T細(xì)胞的共刺激因子CD28具有很高的結(jié)構(gòu)同源性,。功能上，CTLA-4與CD28類似,，都能夠與抗原呈遞細(xì)胞表面的B7（CD80 & CD86）結(jié)合,，而且前者的結(jié)合能力明顯更強(qiáng)。之后,，研究者們發(fā)現(xiàn)CTLA-4與B7的結(jié)合能夠有效阻斷T細(xì)胞與APC的相互作用,，從而抑制T細(xì)胞的激活。這一發(fā)現(xiàn)意味著：CTLA-4的活性一旦被人為抑制,，則能夠讓T細(xì)胞充分地激活,，這對(duì)于腫瘤免疫反應(yīng)具有正面的調(diào)控作用。

許多前臨床期的研究都證實(shí)了這一假設(shè),，而且導(dǎo)致一類叫做"ipilimumab"的特異性識(shí)別CTLA-4的單克隆抗體的產(chǎn)生并且應(yīng)用于癌癥的臨床治療試驗(yàn)中,。除了促進(jìn)共刺激因子的識(shí)別之外，靶向CTLA-4的抗體還能夠清除體內(nèi)腫瘤微環(huán)境中的調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（Treg）。由于腫瘤微環(huán)境中的Treg細(xì)胞能夠抑制腫瘤抗原特異性T細(xì)胞免疫反應(yīng),，而且其表面表達(dá)大量的CTLA-4蛋白,，因此這一靶向抗體的刺激能夠有效激活腫瘤微環(huán)境中的T細(xì)胞免疫反應(yīng)，從而提高機(jī)體對(duì)腫瘤細(xì)胞的清除能力,。

PD-1與CTLA-4都表達(dá)于激活的T細(xì)胞表面,。PD-1的激活能夠下調(diào)T細(xì)胞激活后TCR傳遞的胞內(nèi)信號(hào)。PD-1有兩類天然受體,，PD-L1與PD-L2,。PD-L2主要表達(dá)于抗原呈遞細(xì)胞表面，而PD-L1則廣泛表達(dá)于多種細(xì)胞類型,，包括腫瘤細(xì)胞,、免疫細(xì)胞、上皮細(xì)胞,、內(nèi)皮細(xì)胞等等,。研究表明，PD-L1的表達(dá)受到IFN-g的調(diào)節(jié),，而這一效應(yīng)能夠幫助腫瘤細(xì)胞逃離免疫監(jiān)視,。另一方面，PD-L1能夠與T細(xì)胞表面的CD80分子結(jié)合,，這使得該分子相關(guān)的信號(hào)調(diào)節(jié)變得更加更加復(fù)雜,。

已知的免疫檢查點(diǎn)藥物

如今,，已經(jīng)有4種免疫檢查點(diǎn)阻斷劑得到了FDA的批準(zhǔn)：1,、上文提到的CTLA-4單抗ipilimumab，用于治療惡性的黑色素瘤患者,；2,、一類PD-1阻斷性單抗pembrolizumab，用于治療惡性的黑色素瘤患者以及表達(dá)PD-L1的非小細(xì)胞肺癌患者,；3,、靶向PD-1的單抗nivolumab，用于治療惡性的黑色素瘤患者以及表達(dá)PD-L1的非小細(xì)胞肺癌患者,，且對(duì)常規(guī)化療沒有反應(yīng)的癌癥患者以及惡性的腎癌患者也有效,；4、靶向PD-L1的單抗atezolizumab,，用于治療晚期或惡化的,、對(duì)常規(guī)化療沒有反應(yīng)的尿道腫瘤患者。這些獲批的藥物在將來可能能夠應(yīng)用于更多癌癥類型的治療,，同時(shí)也會(huì)有其它的免疫檢查點(diǎn)阻斷劑的加入,。

免疫檢查點(diǎn)阻斷劑在癌癥治療中的局限性

雖然以上藥物在臨床應(yīng)用中取得了明顯的治療效果，但事實(shí)上大部分癌癥患者對(duì)免疫檢查點(diǎn)阻斷劑都沒有陽性反應(yīng)，或者由于副作用的存在而不得不停止使用,。對(duì)于ipilimumab來說,，它的臨床治療陽性反應(yīng)率僅有15%；針對(duì)PD-1-PD-L1信號(hào)的相關(guān)藥物陽性比例很少超過40%,。總之,，目前有兩類問題需要解決：

1、為什么不同的患者對(duì)于免疫檢查點(diǎn)抑制劑的反應(yīng)有如此明顯的差別,？

2,、如何才能進(jìn)一步擴(kuò)大免疫檢查點(diǎn)阻斷劑的廣譜性，使之成為對(duì)大多數(shù)癌癥患者均適用的治療選項(xiàng),？針對(duì)這兩大問題,，我們需要了解腫瘤微環(huán)境中的免疫反應(yīng)內(nèi)在機(jī)制。

限制腫瘤免疫檢查點(diǎn)療法的因素分析

1. 來自腫瘤微環(huán)境的影響,。

如今,，我們普遍認(rèn)為癌癥細(xì)胞傾向于與組織周圍的基質(zhì)、基質(zhì)細(xì)胞以及免疫細(xì)胞協(xié)同分化,，并共同作用導(dǎo)致腫瘤微環(huán)境的形成,。腫瘤微環(huán)境能夠促進(jìn)慢性炎癥反應(yīng)，抑制免疫反應(yīng)以及促進(jìn)腫瘤組織的血管生成作用,。

T細(xì)胞要想完成對(duì)腫瘤的“免疫監(jiān)視”作用,，需要完成三個(gè)步驟：

1. 被外周淋巴結(jié)中的腫瘤特異性樹突狀細(xì)胞激活；

2. 通過腫瘤血管以及層層的屏障到達(dá)腫瘤組織,；

3. 識(shí)別并殺傷腫瘤細(xì)胞,。

完成這三個(gè)步驟的前提是需要足夠多的腫瘤特異性抗原的產(chǎn)生。

然而,，癌癥惡化過程中,，腫瘤細(xì)胞經(jīng)常會(huì)阻礙T細(xì)胞完成上述三個(gè)中的任意一個(gè)或多個(gè)步驟，從而導(dǎo)致免疫逃逸現(xiàn)象的出現(xiàn),。由于T細(xì)胞是免疫檢查點(diǎn)療法的核心力量,，因而T細(xì)胞活性的阻斷勢(shì)必會(huì)影響該療法的效果。一些腫瘤微環(huán)境中,，腫瘤細(xì)胞表面的PD-L1會(huì)上調(diào),。而針對(duì)這種類型的癌癥，抗PD-L1的治療效果則十分顯著,。色氨酸的代謝是另外一個(gè)導(dǎo)致免疫逃逸的機(jī)制,。色氨酸能夠被一種由髓系細(xì)胞分泌的叫做IDO的酶分解生成犬尿氨酸，而犬尿氨酸被認(rèn)為能夠抑制T細(xì)胞的克隆增殖并促進(jìn)其發(fā)生失活效應(yīng)以及細(xì)胞凋亡,。在一些臨床治療中,，結(jié)合PD-L1阻斷劑與IDO阻斷劑的聯(lián)合治療手段效果明顯高于單獨(dú)使用PD-L1，這也間接證明了上述觀點(diǎn)。

腫瘤微環(huán)境中的基質(zhì)細(xì)胞能夠阻止T細(xì)胞與癌細(xì)胞的直接接觸,。研究表明,，腫瘤微環(huán)境中的某些成分能夠通過表觀遺傳修飾的方式下調(diào)T細(xì)胞中Cxcl9以及Cxcl10的表達(dá)，這一效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致T細(xì)胞難以跨越屏障進(jìn)入腫瘤微環(huán)境中對(duì)癌細(xì)胞進(jìn)行殺傷,。此外,，由于腫瘤微環(huán)境中缺少能夠表達(dá)IFN-g的DC，因此T細(xì)胞的激活會(huì)受到明顯的影響,。研究表明,，如果人為地提高腫瘤相關(guān)DC與T細(xì)胞互作時(shí)IFN-g的表達(dá)水平，而能夠有效促進(jìn)激活的T細(xì)胞向腫瘤組織的遷移,。

2. 來自癌細(xì)胞本身的影響

癌細(xì)胞內(nèi)源性的信號(hào)也參與了免疫逃逸的效應(yīng),。研究表明黑色素瘤細(xì)胞中癌基因WNT-b-catenin的表達(dá)能夠抑制ILC與CD103+ DC向腫瘤微環(huán)境中的浸潤(rùn)，這一過程主要是由于趨化因子CCL4的缺失,。其它一些基因,，例如PI3K、STAT,、EGFR等的失活突變也能夠?qū)е掳┘?xì)胞對(duì)腫瘤檢查點(diǎn)阻斷劑療法的耐受效應(yīng)的產(chǎn)生,。

造成癌細(xì)胞的耐受現(xiàn)象的出現(xiàn)，主要原因包括癌細(xì)胞本身的突變,；微環(huán)境中的特殊炎癥狀態(tài)對(duì)癌細(xì)胞代謝信號(hào)調(diào)控的影響,；死亡細(xì)胞相關(guān)分子（DAMP）的刺激對(duì)癌細(xì)胞的影響等等。

3. 其它因素

除了腫瘤微環(huán)境以及癌細(xì)胞內(nèi)源信號(hào)的特征以外,，患者的其它一些生理特征也造成了免疫療法效應(yīng)不佳的結(jié)果,。其中包括年齡、HLA類型,、遺傳背景,、飲食與代謝差異以及慢性感染病史等,。

腸道微生物促進(jìn)癌癥免疫療法的治療效果

越來越多的證據(jù)表明,，人體的細(xì)胞數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及機(jī)體寄生的微生物，其中大部分微生物存在于腸道中,。通過高度的共生化互作,，腸道的益生菌能夠調(diào)節(jié)機(jī)體的生理狀態(tài)，并使之達(dá)到最佳水平,。腸道微生物參與調(diào)節(jié)了宿主的營(yíng)養(yǎng)代謝,，排毒反應(yīng)，抗感染,，調(diào)節(jié)腸道穩(wěn)態(tài)以及促進(jìn)免疫與神經(jīng)系統(tǒng)的成熟,。而人體也為這群微生物提供了充足的養(yǎng)分，適宜的生活環(huán)境?？傊?，腸道微生物促進(jìn)了人體遺傳與代謝多樣性的形成。

由于體內(nèi)大量微生物的存在,，而同時(shí)宿主又必須對(duì)病原體有足夠的免疫監(jiān)視能力,，因此，腸道微生物與免疫系統(tǒng)在長(zhǎng)期的進(jìn)化過程中產(chǎn)生了高度的默契,。這種穩(wěn)態(tài)一旦遭到破壞,，會(huì)引發(fā)一系列的自體免疫疾病，例如肥胖,、糖尿病,、IBD非酒精脂肪肝等等。很多研究表明,，不同的微生物或其代謝產(chǎn)物能夠調(diào)節(jié)宿主的免疫反應(yīng),。例如，腸道的微生物就能夠促進(jìn)局部的免疫系統(tǒng)中Treg細(xì)胞的分化與激活,，這也是免疫耐受的形成機(jī)制之一,。

臨床治療結(jié)果顯示：化療與放療會(huì)導(dǎo)致患者腸道共生菌穩(wěn)態(tài)的紊亂；反之,，腸道的微生物菌群也能正向或反向地干預(yù)癌癥治療的效果（通過藥物干預(yù)或免疫調(diào)節(jié)等方式）,。具體地，目前腸道微生物參與的抗癌免疫調(diào)節(jié)作用已經(jīng)被用于輔助癌癥的化學(xué)治療,?；熕幬颿yclophosphamide能夠促進(jìn)多種格蘭氏陽性菌從腸道向淋巴結(jié)遷移，并進(jìn)一步促進(jìn)Th-17的分泌,。臨床結(jié)果也表明,，健康的腸道微生物對(duì)于癌癥的化療效果具有關(guān)鍵的作用。

就免疫檢查點(diǎn)阻斷劑的癌癥治療來講,，有證據(jù)表明CTLA-4的阻斷療法能夠通過影響上皮間淋巴細(xì)胞與腸道表皮細(xì)胞的穩(wěn)態(tài)而促進(jìn)多種擬桿菌屬的菌類的增殖,，這些細(xì)菌能夠通過影響粘膜處的DC促進(jìn)抗腫瘤Th1細(xì)胞的激活。臨床試驗(yàn)結(jié)果表明,，在接受了ipilimumab治療后,，有患者表現(xiàn)出腸道擬桿菌數(shù)量的上升，也間接證明了上述觀點(diǎn),。

未來的免疫檢查點(diǎn)阻斷劑發(fā)展方向

一方面,，我們可以通過操縱微生物組對(duì)免疫檢查點(diǎn)療法的治療效果增加系統(tǒng)的篩選，找到綜合性的治療方案,；另外,，分離對(duì)免疫檢查點(diǎn)療法有反應(yīng)的患者體內(nèi)的癌癥微生物組,，并進(jìn)行患者間的移植，以期能夠提高癌癥免疫療法的廣譜性與個(gè)體治療效果,。具體地,，我們?nèi)绻軌蛘业酱龠M(jìn)腫瘤免疫反應(yīng)的微生物抗原結(jié)構(gòu)，并將其作為腫瘤疫苗的組成部分進(jìn)行研發(fā),，可能會(huì)有意想不到的效果,。