呂麗,林劼
LYU Li,LIN Jie
Department of Medical Oncology,The Second Affiliated Hospital of Kunming Medical University,Kunming 650101,China
腫瘤免疫治療被認(rèn)為是與手術(shù)、化療和放療并列的腫瘤治療的第四大支柱。以免疫檢查點(diǎn)抑制劑抗程序性細(xì)胞死亡配體1(programmed death ligand-1,PD-L1)及其受體PD-1(programmedcell death-1)、抗細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞相關(guān)抗原4(cytotoxic T-lymphocyte associated antigen 4,CTLA-4)為最突出的免疫治療靶點(diǎn),在非小細(xì)胞肺癌、黑色素瘤、頭頸部鱗狀細(xì)胞癌等腫瘤中顯示出前所未有的療效[1]。然而,這些藥物只能在有限數(shù)量的腫瘤患者中誘導(dǎo)持久的抗腫瘤效應(yīng),也有部分患者在初始治療就對(duì)免疫治療不敏感(原發(fā)性耐藥)或者在疾病緩解一段時(shí)間后快速出現(xiàn)疾病進(jìn)展(獲得性耐藥)[2]。PD-1/PD-L1檢查點(diǎn)抑制劑治療的耐藥率約為60%,而CTLA-4抑制劑治療的有效率僅約為15%[3]。因此,探索腫瘤免疫耐藥的原因及相關(guān)機(jī)制至關(guān)重要。
腫瘤的發(fā)生發(fā)展與機(jī)體免疫功能密切相關(guān),免疫系統(tǒng)除具有抗腫瘤作用外,免疫系統(tǒng)還具有促進(jìn)腫瘤發(fā)生發(fā)展的作用。隨著對(duì)腫瘤免疫機(jī)制的深入研究,免疫編輯理論于2002年被正式提出[4-5],該理論更深刻地闡釋了機(jī)體免疫系統(tǒng)與腫瘤的相互作用關(guān)系。引人關(guān)注的是,免疫治療耐藥的發(fā)生與腫瘤的免疫編輯緊密相關(guān)[4]。腫瘤免疫編輯是腫瘤在發(fā)生與發(fā)展過(guò)程中的一種內(nèi)在演化機(jī)制,包括免疫清除、免疫平衡、免疫逃逸三個(gè)階段[6]。在免疫清除階段,先天性免疫和適應(yīng)性免疫共同作用,機(jī)體在腫瘤出現(xiàn)臨床癥狀之前快速將腫瘤細(xì)胞消滅,如果此階段完成,宿主就沒(méi)有腫瘤細(xì)胞,免疫清除則代表免疫編輯整個(gè)過(guò)程。但如果腫瘤細(xì)胞變異在清除階段沒(méi)有被消除,則可能進(jìn)入平衡階段,腫瘤生長(zhǎng)被免疫機(jī)制阻止[7],表現(xiàn)為腫瘤隱匿性生長(zhǎng)。然而,持續(xù)的免疫壓力選擇,腫瘤細(xì)胞在基因不穩(wěn)定和不平衡狀態(tài)下出現(xiàn)變異,包括不再被適應(yīng)性免疫識(shí)別,對(duì)免疫效應(yīng)機(jī)制不敏感,或誘導(dǎo)腫瘤微環(huán)境為免疫抑制狀態(tài),致使腫瘤細(xì)胞可能進(jìn)入逃逸階段,腫瘤的生長(zhǎng)不再被免疫系統(tǒng)所阻斷,導(dǎo)致免疫耐受[7]。因此,了解腫瘤免疫編輯的具體機(jī)制及過(guò)程,維持免疫細(xì)胞激活狀態(tài)為抗腫瘤免疫治療的主要策略。本文通過(guò)對(duì)免疫編輯耐藥存在的機(jī)制:腫瘤免疫原性缺失、腫瘤抗原提呈作用受損、腫瘤細(xì)胞信號(hào)通路異常、腫瘤微環(huán)境及其他免疫檢查點(diǎn)分子表達(dá)異常等進(jìn)行匯總分析,旨在為腫瘤免疫耐藥最佳治療方案設(shè)計(jì)及攻克免疫耐藥提供參考。
新近研究發(fā)現(xiàn),腫瘤新抗原負(fù)荷與免疫原性及免疫抑制劑的敏感度密切相關(guān)[8]??鼓[瘤免疫治療的有效性取決于腫瘤組織中是否存在腫瘤抗原特異性T細(xì)胞,也就是要求腫瘤表達(dá)抗原,從而使腫瘤細(xì)胞與其自身的非腫瘤細(xì)胞區(qū)分開(kāi),若新抗原結(jié)構(gòu)與免疫耐受抗原或自身抗原類(lèi)似,抗原提呈細(xì)胞則難以識(shí)別特異性抗原,致使T細(xì)胞活化無(wú)法啟動(dòng)導(dǎo)致免疫耐受[3]。例如目前研究較熱的免疫檢查點(diǎn)抑制劑,其啟動(dòng)的抗腫瘤T細(xì)胞主要識(shí)別突變新抗原,以腫瘤細(xì)胞表達(dá)的同源抗原為靶點(diǎn),而腫瘤細(xì)胞抗原表達(dá)減少或突變則導(dǎo)致免疫細(xì)胞無(wú)法識(shí)別形成耐藥[9-10]。目前研究指出,在腫瘤發(fā)展早期,大部分新抗原可通過(guò)免疫編輯被編輯出來(lái)[6]。有效的腫瘤新抗原形成越多,免疫抑制劑的療效越佳;而免疫原性較差的腫瘤,因其免疫原性較弱,不足以激活原始T細(xì)胞,導(dǎo)致其對(duì)免疫抑制劑具有較大耐藥性[8]。免疫原性較差的腫瘤,如胰腺癌和前列腺癌,每百萬(wàn)堿基DNA僅有0.1至1個(gè)體細(xì)胞突變,該類(lèi)腫瘤則對(duì)免疫治療有很大的耐藥性[9,11]。因此,只有腫瘤內(nèi)新抗原異質(zhì)性高,同時(shí)具有較多數(shù)量的克隆源性新抗原,患者對(duì)免疫治療才更敏感。
腫瘤抗原提呈作用缺失也是腫瘤免疫耐藥最具特征的機(jī)制之一。主要組織相容性復(fù)合體-Ⅰ(major histocompatibility complex -Ⅰ,MHC-Ⅰ)、巨大多功能蛋白酶(1arge multifunctional protease,LMP)和抗原加工相關(guān)轉(zhuǎn)運(yùn)體(transporter associated with antigen processing,TAP)是腫瘤抗原加工和(或)提呈裝置的重要組分,當(dāng)編碼它們的基因發(fā)生改變時(shí)可改變免疫相關(guān)蛋白的表達(dá)并影響抗原加工、提呈和免疫逃逸,導(dǎo)致免疫治療耐藥[12]。β2微球蛋白(β2-microglobulin,β2M)為MHC-Ⅰ類(lèi)分子的重要組成部分,參與MHC-Ⅰ類(lèi)分子的折疊及運(yùn)輸,β2M突變可使MHC-Ⅰ類(lèi)分子表達(dá)受損,導(dǎo)致細(xì)胞毒性T細(xì)胞的抗原遞呈受損,發(fā)生免疫治療耐藥[13]。Sade-Feldman等[14]在免疫治療耐藥的惡性黑色素瘤患者組織中也檢測(cè)到大量β2M雜合子的缺失及點(diǎn)突變。此外,另有研究發(fā)現(xiàn),自噬和自噬相關(guān)基因也可通過(guò)調(diào)節(jié)抗原提呈過(guò)程參與免疫應(yīng)答,從而影響先天性和獲得性免疫反應(yīng)[15-16],但具體相關(guān)機(jī)制目前尚未報(bào)道。總之,在腫瘤免疫編輯過(guò)程中,腫瘤的抗原提呈作用缺失與腫瘤免疫耐藥息息相關(guān),被認(rèn)為是腫瘤抵抗T細(xì)胞介導(dǎo)免疫反應(yīng)的重要機(jī)制。
有絲分裂原激活蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)信號(hào)的過(guò)度激活與免疫治療的耐藥有關(guān)。MAPK通路是參與v-raf鼠肉瘤病毒致癌基因同源物B(v-raf murine sarcoma viral oncogene homolog B,BRAF)/絲裂原活化的細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶(mitogen-activated extracellular signal-regulated kinase,MEK)抑制劑耐藥的最重要通路,尤其是MAPK通路的再激活[17]。在黑色素瘤細(xì)胞中,激活MAPK通路能抑制CD8+T細(xì)胞活化和浸潤(rùn),抑制腫瘤抗原的表達(dá)以及抑制抗腫瘤免疫反應(yīng)[12]。阻斷黑色素瘤細(xì)胞中的MAPK信號(hào)可增加黑色素細(xì)胞分化抗原(MDA)的表達(dá),從而提高M(jìn)DA特異性T細(xì)胞的識(shí)別能力[18]。此外,Jiang等[19]發(fā)現(xiàn),MAPK的異常激活還可促進(jìn)抗BRAF的黑色素瘤細(xì)胞中PD-L1的表達(dá)。多中心薈萃分析顯示,在BRAF抑制劑(BRAF inhibitor,BRAFi)獲得性耐藥的132個(gè)樣本中,可檢測(cè)到高水平活化的神經(jīng)母細(xì)胞瘤RAS病毒致癌基因同源物(neuroblastoma RAS viral oncogene homolog,NRAS),而高水平活化的NRAS與BRAF抑制后MAPK通路的顯著活化相關(guān)[17]。MAPK通路的激活還可刺激血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子的產(chǎn)生,從而促進(jìn)黑色素瘤細(xì)胞生長(zhǎng),抑制MAPK通路可逆轉(zhuǎn)黑色素瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞誘導(dǎo)的耐藥性,增加BRAFi的抗腫瘤活性[17]。然而,如何逆轉(zhuǎn)MAPK信號(hào)通路導(dǎo)致的免疫治療耐藥,還需要更多的研究進(jìn)行探討。
10號(hào)染色體缺失的磷酸酶及張力蛋白同源物基因(gene of phos-phate and tension homology deleted on chromosome ten,PTEN)缺失可激活磷脂酰肌醇3激酶(phosphati-dylinositol 3 kinase,PI3K)通路,從而導(dǎo)致包括30%的黑色素瘤在內(nèi)的多種腫瘤對(duì)檢查點(diǎn)抑制劑耐藥[20]。PTEN基因缺失導(dǎo)致趨化因子(C-C基序)配體2(chemokine(C-C motif)ligand 2,CCL2)、缺氧誘導(dǎo)因子1(hypoxia-inducible factor-1,HIF-1)和血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)等表達(dá)上調(diào),引起巨噬細(xì)胞由促進(jìn)抗腫瘤免疫的M1型轉(zhuǎn)化為具有致腫瘤特性的M2型,導(dǎo)致負(fù)性免疫調(diào)節(jié)[21]。在黑色素瘤細(xì)胞中PTEN的缺失與腫瘤部位T細(xì)胞浸潤(rùn)減少、腫瘤切除后T細(xì)胞擴(kuò)增降低以及PD-1抑制劑治療效果較差相關(guān)。在小鼠模型中,使用選擇性PI3K-β抑制劑可提高小鼠抗PD-1和抗CTLA-4抗體的療效[20]。在不同腫瘤小鼠模型中,采用PI3K抑制劑可選擇性抑制髓源抑制性細(xì)胞向腫瘤細(xì)胞募集,增強(qiáng)促炎細(xì)胞因子的分泌,抑制免疫抑制因子IL-10、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β等的產(chǎn)生,從而抑制腫瘤生長(zhǎng)[22]。這些發(fā)現(xiàn)證實(shí)PTEN的缺失可促進(jìn)免疫耐受,提示PI3K/Akt抑制劑可能作為逆轉(zhuǎn)免疫治療耐藥的一種潛在治療靶點(diǎn)。
Wnt/β-catenin通路在抗腫瘤的免疫治療中發(fā)揮重要作用,異常的Wnt/β-catenin通路與腫瘤發(fā)生和腫瘤與免疫細(xì)胞相互作用的破壞有關(guān)[23]。Wnt/β-catenin信號(hào)通路是CD8+T細(xì)胞發(fā)育、分化、記憶形成以及CD4+T細(xì)胞極化的重要調(diào)節(jié)器,因?yàn)橄啾容o助性T細(xì)胞1(helper T cell 1,Th1)而言,Wnt/β-catenin信號(hào)通路更傾向于使Th2極化,從而提高調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的存活[24]。Spranger等[25]發(fā)現(xiàn)無(wú)T細(xì)胞浸潤(rùn)的黑色素瘤中β-catenin靶基因表達(dá)水平較高且β-catenin活性更強(qiáng)。最新研究指出,Wnt/β-catenin信號(hào)過(guò)度激活可多水平上削弱抗腫瘤免疫性,包括限制腫瘤抗原釋放、捕獲和T細(xì)胞的交叉敏化,抑制樹(shù)突狀細(xì)胞募集及激活,阻止T效應(yīng)細(xì)胞擴(kuò)增,誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡和阻止T細(xì)胞浸潤(rùn),以及增加或激活調(diào)節(jié)性T細(xì)胞和其他免疫調(diào)節(jié)分子[23]。因此,Wnt/β-catenin信號(hào)通路介導(dǎo)腫瘤免疫逃逸和對(duì)免疫治療的抵抗機(jī)制,可為抗腫瘤免疫治療耐藥奠定基礎(chǔ)及提供參考。
JAK/STAT/IFN-γ信號(hào)通路在免疫應(yīng)答過(guò)程中發(fā)揮著重要作用,是免疫治療耐藥形成的關(guān)鍵通路之一。腫瘤特異性T細(xì)胞產(chǎn)生的干擾素-γ(interferon-γ,IFN-γ)在抗腫瘤免疫應(yīng)答中具有促進(jìn)和抑制的雙重作用,可促進(jìn)MHC表達(dá)增強(qiáng)、促進(jìn)腫瘤抗原提呈、招募其他免疫細(xì)胞直接發(fā)揮抗腫瘤作用[26],同時(shí)也會(huì)誘導(dǎo)腫瘤免疫編輯介導(dǎo)免疫逃逸[4]。JAK/STAT/IFN-γ信號(hào)通路可通過(guò)調(diào)控趨化因子的濃度、調(diào)節(jié)免疫檢查點(diǎn)蛋白的表達(dá)來(lái)調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答,如JAK1/2、IFN-γ受體以及IRF1編碼基因發(fā)生高頻突變時(shí),致使信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)無(wú)法通過(guò)IFN-γ受體途徑發(fā)出,從而使腫瘤細(xì)胞逃避機(jī)體的免疫監(jiān)視,導(dǎo)致免疫治療耐藥[27-28]。STAT3為細(xì)胞因子IL-6下游的關(guān)鍵轉(zhuǎn)導(dǎo)因子,參與調(diào)控PD-L1的表達(dá),STAT3通路的激活使PD-L1表達(dá)增加,促使腫瘤細(xì)胞增殖、遷移和侵襲能力增強(qiáng),凋亡能力減弱,導(dǎo)致腫瘤免疫逃逸引起耐藥[29],該通路為攻克免疫治療耐藥奠定了基礎(chǔ)。
腫瘤免疫微環(huán)境(tumor microenvironment,TME)是腫瘤細(xì)胞與組織周?chē)幕|(zhì)、基質(zhì)細(xì)胞和免疫細(xì)胞協(xié)同分化共同作用產(chǎn)生的,包括調(diào)節(jié)性T細(xì)胞、腫瘤浸潤(rùn)淋巴細(xì)胞(TILs)、髓源抑制性細(xì)胞、腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞(TAMs)和細(xì)胞因子等。TME中的免疫細(xì)胞類(lèi)型、密度、位置,被認(rèn)為是預(yù)測(cè)患者免疫療效及總生存時(shí)間的重要指標(biāo)[30],免疫治療反應(yīng)不佳的患者常伴有TME中免疫抑制細(xì)胞的增多[31],提示TME中免疫抑制狀態(tài)不利于免疫治療。
調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(regulatory T cells,Tregs)屬于CD4+T細(xì)胞亞群,是一類(lèi)重要的免疫抑制細(xì)胞,在維持機(jī)體免疫系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)、維持外周免疫耐受和調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答中發(fā)揮重要作用。Tregs可抑制CD8+T細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞(natural killer cell,NK)和樹(shù)突狀細(xì)胞(dendritic cell,DC)等多種免疫細(xì)胞的功能,維持機(jī)體自身免疫耐受。Tregs在維持腫瘤細(xì)胞自身免疫耐受中起重要作用:腫瘤微環(huán)境中Tregs的減少可恢復(fù)抗腫瘤免疫性或促進(jìn)抗腫瘤免疫性增加[32];Tregs通過(guò)直接與細(xì)胞接觸或分泌抑制性細(xì)胞因子如IL-10、IL-35、TGF-β抑制效應(yīng)T細(xì)胞(effector T-cells,Teffs)及抗原提呈細(xì)胞(antigen-presenting cells,APCs)的抗腫瘤活性[33]。IL-2由活化的T細(xì)胞產(chǎn)生,作用于T細(xì)胞和NK細(xì)胞并增強(qiáng)其增殖和效應(yīng)功能,Tregs可通過(guò)IL-2Rα(也稱(chēng)CD25)與T細(xì)胞競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合IL-2使T細(xì)胞抗腫瘤免疫能力下降,參與腫瘤免疫治療耐受過(guò)程[34],提高腫瘤細(xì)胞中Teffs/Tregs的比值,可降低抗腫瘤免疫耐藥性[35-36]。同時(shí),Tregs細(xì)胞可以通過(guò)細(xì)胞表面的CTLA-4提高APCs中吲哚胺2,3雙加氧酶(indoleamine 2,3-dioxygenase,IDO)的表達(dá),增加腫瘤微環(huán)境中IDO濃度,而上升的IDO可招募并活化Treg細(xì)胞,進(jìn)一步促進(jìn)腫瘤進(jìn)程而誘導(dǎo)免疫耐藥[37]。
髓源抑制性細(xì)胞(myeloid derived suppressor cells,MDSCs)也是TME中抑制效應(yīng)T細(xì)胞和NK細(xì)胞的一種重要的免疫抑制細(xì)胞。TME中MDSCs的高浸潤(rùn)與患者預(yù)后不良存在相關(guān)性,其能促進(jìn)腫瘤血管生成、侵襲和轉(zhuǎn)移。MDSCs可通過(guò)多種途徑促使腫瘤細(xì)胞逃避機(jī)體免疫監(jiān)視及攻擊,促使腫瘤免疫耐藥[3],其中消耗腫瘤局部T細(xì)胞生長(zhǎng)和分化的必需氨基酸色氨酸是其已經(jīng)明確的主要作用途徑之一[38-39]。TME中MDSCs分泌的IDO酶分解色氨酸生成的犬尿氨酸能夠抑制T細(xì)胞克隆增殖,并能促進(jìn)T細(xì)胞失活及凋亡[40]。另有研究指出,MDSCs可直接結(jié)合T細(xì)胞和B細(xì)胞,清除其表面的L-選擇素,從而阻止T細(xì)胞和B細(xì)胞進(jìn)入淋巴結(jié),削弱殺傷腫瘤細(xì)胞的免疫性反應(yīng)[41]。腫瘤微環(huán)境中的MDSCs可導(dǎo)致免疫檢查點(diǎn)抑制劑[42]、過(guò)繼性T細(xì)胞和DC疫苗等免疫治療效果降低[43]。因此,消除或重新編輯MDSCs有望提高免疫治療的效果。
IDO是一種降解吲哚類(lèi)化合物(包括色氨酸)的胞內(nèi)酶,是腫瘤介導(dǎo)的免疫抑制重要調(diào)節(jié)因子,與抗PD-1治療耐藥有關(guān)[44]。IDO已被證實(shí)參與局部先天免疫(炎性反應(yīng))和適應(yīng)性免疫反應(yīng)(抗原特異性)調(diào)節(jié),包括黏膜耐受、哮喘、對(duì)同種異體移植的獲得性耐受、慢性感染和腫瘤誘導(dǎo)的免疫抑制[45]。抑制性免疫細(xì)胞(如DC亞型、M2型巨噬細(xì)胞、MDSCs等)和腫瘤細(xì)胞均可表達(dá)IDO[44],而表達(dá)IDO的腫瘤細(xì)胞可將色氨酸分解為代謝產(chǎn)物犬尿氨酸,通過(guò)下調(diào)T細(xì)胞受體CD3 Zeta鏈來(lái)誘導(dǎo)Treg分化并抑制T細(xì)胞功能[24]。在腫瘤引流區(qū)淋巴結(jié)中,過(guò)度活躍的IDO可促使DC直接抑制和抵抗T細(xì)胞對(duì)抗原的識(shí)別,使T細(xì)胞功能喪失,不能發(fā)揮抗腫瘤作用[45]。在動(dòng)物模型中,與IDO野生型小鼠相比,抗CTLA-4抗體處理的IDO敲除小鼠中,B16黑色素瘤腫瘤生長(zhǎng)明顯延遲,小鼠存活率也明顯提高[40],用IDO抑制劑治療荷瘤小鼠可增強(qiáng)腫瘤特異性免疫,并與細(xì)胞毒性化療發(fā)揮協(xié)同作用[45],進(jìn)一步證實(shí)IDO的重要調(diào)節(jié)作用??傊?,TME中IDO可直接抑制T細(xì)胞功能,也可增強(qiáng)Tregs的免疫抑制作用,對(duì)抗腫瘤免疫具有深遠(yuǎn)的影響,IDO抑制劑有望成為抗PD-1免疫治療耐藥后的一種治療手段,前景值得期待。
免疫抑制性細(xì)胞因子由腫瘤或巨噬細(xì)胞分泌,在抗腫瘤免疫調(diào)節(jié)中具有重要作用。腫瘤細(xì)胞可分泌白細(xì)胞介素-6(interlukin-6,IL-6)招募MDSCs發(fā)揮免疫抑制作用,增多的MDSCs也可分泌IL-6促進(jìn)腫瘤發(fā)展[38]。研究發(fā)現(xiàn),IL-6還可下調(diào)PD-1表達(dá)及抑制PD-1誘導(dǎo)的T細(xì)胞增殖[46]。在乳腺癌TME中,腫瘤細(xì)胞分泌IL-6激活TME中的MDSCs,使IDO表達(dá)增加,從而促進(jìn)腫瘤免疫逃逸[47]。轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β(transforming growth factor-β,TGF-β)屬于調(diào)節(jié)細(xì)胞生長(zhǎng)和分化的TGF-β超家族,在刺激Tregs產(chǎn)生免疫抑制過(guò)程中扮演重要角色,TGF-β的升高與多種腫瘤的不良預(yù)后有關(guān)[48]。此外,不同腫瘤產(chǎn)生的趨化因子(CCL2、CCR2、CCL5等)可主動(dòng)將MDSCs募集到原發(fā)灶和轉(zhuǎn)移灶,抑制TME內(nèi)的免疫細(xì)胞功能,介導(dǎo)PD-1/PD-L1阻斷劑耐藥的發(fā)生[33]。上述研究提示,這些抑制性免疫調(diào)節(jié)細(xì)胞因子受體的抑制劑可阻止腫瘤細(xì)胞的免疫逃逸,提高T細(xì)胞的抗腫瘤反應(yīng)。
免疫檢查點(diǎn)是調(diào)節(jié)腫瘤微環(huán)境中T細(xì)胞功能的重要分子。免疫檢查點(diǎn)療法通過(guò)阻斷T細(xì)胞的抑制通路來(lái)促進(jìn)抗腫瘤免疫反應(yīng),顯著地改變了腫瘤治療模式[31]。除PD-1外,多種免疫檢測(cè)點(diǎn)如T細(xì)胞免疫球蛋白黏蛋白分子-3(TIM-3)、淋巴細(xì)胞活化基因3(LAG-3)等的過(guò)表達(dá)均與T細(xì)胞功能抑制密切相關(guān),阻斷PD-1/PD-L1可使腫瘤細(xì)胞其他免疫監(jiān)測(cè)點(diǎn)分子表達(dá)上調(diào),從而逃避機(jī)體抗腫瘤的免疫作用[49]。
TIM-3(T cell immunoglobulin and mucincontaining protein 3)是2002年發(fā)現(xiàn)的一種免疫檢查點(diǎn)分子,是Tim家族成員之一,通過(guò)與配體半乳糖凝集素-9結(jié)合,負(fù)向調(diào)控Th1反應(yīng)。TIM-3在多種免疫細(xì)胞亞群中表達(dá),包括產(chǎn)生IFN-γ的CD4+T輔助(Th)細(xì)胞、CD8+T細(xì)胞、單核細(xì)胞、Treg和NK細(xì)胞,并參與多種惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展[50]。Zaretsky等[49]研究顯示,抗PD-1治療的主要耐藥機(jī)制為免疫檢查點(diǎn)TIM-3選擇性激活引起,主要以類(lèi)似PD-1/PD-L1抑制T細(xì)胞功能及促進(jìn)T細(xì)胞衰竭的方式促使腫瘤免疫逃逸。另一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn),在發(fā)生耐藥的腫瘤中,T細(xì)胞與PD-1阻斷劑結(jié)合程度越高,則T細(xì)胞內(nèi)TIM-3的表達(dá)越強(qiáng),說(shuō)明耐藥后腫瘤浸潤(rùn)淋巴細(xì)胞中TIM-3獲得性增加[51]。通過(guò)突變v-Ki-ras2 Kirsten大鼠肉瘤病毒致癌基因同源基因(v-Ki-ras2 Kirsten ratsarcoma viral oncogene homolog,KRAS)或表皮生長(zhǎng)因子受體(epidermal growth factor receptor,EGFR)兩個(gè)基因構(gòu)建兩種小鼠肺腺癌模型,發(fā)現(xiàn)T細(xì)胞中TIM-3的表達(dá)可增加腫瘤細(xì)胞對(duì)PD-1抑制劑的耐藥性,而用TIM-3抑制劑治療可顯著改善小鼠生存時(shí)間,提示抑制性因子TIM-3的激活可能是免疫檢查點(diǎn)抑制劑耐藥的機(jī)制之一[51]。目前,關(guān)于TIM-3的兩個(gè)抑制劑TSR-022、MGB-453聯(lián)合PD-1抑制劑正在多個(gè)晚期惡性腫瘤的Ⅰ/Ⅱ期臨床研究中[51]。
LAG-3(lymphocyte activation gene-3,也稱(chēng)為CD223)是一種抑制T細(xì)胞活化和抑制細(xì)胞因子分泌的共抑制受體,結(jié)構(gòu)上與CD4類(lèi)似,但其與APCs中的MHC-Ⅱ分子結(jié)合親合力比CD4高得多[52]。LAG-3已被證實(shí)可通過(guò)對(duì)CD8+T細(xì)胞作用維持對(duì)腫瘤抗原的耐受性[53]。在小鼠模型中,LAG-3阻滯可增強(qiáng)表達(dá)其同源抗原的器官和腫瘤中抗原特異性CD8+T細(xì)胞的增殖和效應(yīng)功能,表明LAG-3可作為提高細(xì)胞毒性T細(xì)胞抗腫瘤有效性的靶點(diǎn)[53]。LAG-3參與抑制T細(xì)胞功能,導(dǎo)致T細(xì)胞功能衰竭,協(xié)同阻斷LAG-3和PD-1可恢復(fù)T細(xì)胞的抗腫瘤免疫效益[54]。最新數(shù)據(jù)顯示,抗LAG-3(BMS-986016)聯(lián)合抗PD-1(nivolumab)治療對(duì)抗PD-1/PD-L1治療耐藥的黑色素瘤患者臨床療效顯著[55],前景值得期待。
腫瘤細(xì)胞上的組織相容性復(fù)合體-Ⅱ(major histocompatibility complex-Ⅱ,MHC-Ⅱ)是一種與PD-1靶向免疫治療應(yīng)答增強(qiáng)相關(guān)的自主表型[56],在霍奇金淋巴瘤和聯(lián)合免疫治療中都得到驗(yàn)證[57]。雖然黑色素瘤不需要MHC-Ⅱ表達(dá)即可對(duì)免疫療法產(chǎn)生反應(yīng),但表現(xiàn)出這種表型的腫瘤對(duì)免疫治療效果更加顯著[56]。腫瘤細(xì)胞上MHC-Ⅱ的表達(dá)可促進(jìn)抗腫瘤免疫,促進(jìn)CD4+T細(xì)胞募集,與CXCR3結(jié)合的T細(xì)胞募集因子表達(dá)增加相對(duì)應(yīng)。當(dāng)腫瘤適應(yīng)這種微環(huán)境時(shí),無(wú)論是在腫瘤進(jìn)展期間,還是在針對(duì)PD-1/PD-L1軸的免疫治療期間,都可通過(guò)拮抗MHC-Ⅱ表達(dá)的其他檢查點(diǎn)(如LAG-3)獲得免疫抑制信號(hào)[57]。PD-1治療獲得性耐藥的機(jī)制是MHC-Ⅱ+的腫瘤細(xì)胞的優(yōu)先產(chǎn)生,即抑制性MHC-Ⅱ受體、LAG-3和FCRL6的上調(diào)[57]。提示,MHC-Ⅱ+表型可能是PD-1靶向免疫治療耐藥的特異性途徑。
CMTM(CKLF-like Marvel transmembrane domain-containing gene family,CMTM)6/4是CMTM家族中兩個(gè)關(guān)系最密切的成員,在腫瘤細(xì)胞和樹(shù)突狀細(xì)胞中影響PD-L1的表達(dá)。Mezzadra等[58]發(fā)現(xiàn),CMTM6和CMTM4是PD-L1蛋白穩(wěn)定性的調(diào)節(jié)因子。在腫瘤細(xì)胞中,CMTM4與PD-L1具有協(xié)同保護(hù)作用,CMTM4能有效保護(hù)PD-L1,阻止其成為溶酶體降解的靶點(diǎn),阻止機(jī)體免疫細(xì)胞對(duì)腫瘤細(xì)胞的清除作用。CMTM6存在于細(xì)胞表面,與PD-L1蛋白結(jié)合后可減少PD-L1的泛素化,增加PD-L1蛋白的半衰期;CMTM6通過(guò)這種轉(zhuǎn)錄后調(diào)控機(jī)制增加PD-L1蛋白池,從而增強(qiáng)表達(dá)PD-L1的腫瘤細(xì)胞抑制T細(xì)胞的功能,在一定程度上增強(qiáng)抗腫瘤免疫[58]。然而關(guān)于 CMTM超家族在免疫治療耐藥中的具體機(jī)制的報(bào)道很少,尚處于探索階段。
絲蘇氨酸激酶11(serine/threonine kinase 11,STK11)是非小細(xì)胞肺癌中最常見(jiàn)的失活抑癌因子之一,尤其是在KRAS突變的腫瘤中[59]。STK11在KRAS突變的肺腺癌中失活頻率約為三分之一。STK11基因的改變與PD-L1陽(yáng)性患者對(duì)PD-L1/PD-1阻斷劑耐藥有關(guān)[60]。在PD-L1高表達(dá)的NSCLC患者中,STK11突變組的客觀緩解率、患者無(wú)進(jìn)展生存期和總生存期明顯低于STK11未突變組[60]。在KRAS突變的小鼠肺腺癌模型中,STK11基因缺失可通過(guò)促炎細(xì)胞因子和趨化因子導(dǎo)致具有T細(xì)胞抑制作用的中性粒細(xì)胞積累、T細(xì)胞數(shù)量和功能顯著下降、T細(xì)胞衰竭標(biāo)志物和促腫瘤細(xì)胞因子的表達(dá)增加[59],促進(jìn)小鼠體內(nèi)非T細(xì)胞炎性反應(yīng)性腫瘤免疫微環(huán)境的建立,致使PD-1/PD-L1抑制劑的原發(fā)性耐藥[60]。以上研究顯示STK11的失活是腫瘤免疫逃逸和KRAS突變型腫瘤對(duì)PD-1阻斷劑的主要耐藥驅(qū)動(dòng)因素,然而其介導(dǎo)的逆轉(zhuǎn)免疫治療耐藥具體機(jī)制還處于探索階段,需要更深入的研究。
白細(xì)胞分化抗原38(cluster of differentiation 38,CD38)分子廣泛表達(dá)于活化的免疫細(xì)胞,具有細(xì)胞表面受體功能和酶催化功能,參與細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo),調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞增殖、分化和凋亡,是活化免疫細(xì)胞特異性標(biāo)志物。CD38功能的紊亂與先天性和適應(yīng)性免疫應(yīng)答損傷密切相關(guān)。研究發(fā)現(xiàn),在PD-1/PD-L1阻斷劑耐藥的腫瘤中CD38 mRNA和蛋白水平顯著升高,CD38高表達(dá)還可直接導(dǎo)致CD8+T細(xì)胞功能紊亂[61]。此外,腫瘤微環(huán)境中全反式維甲酸和干擾素-β誘導(dǎo)的CD38表達(dá)升高,可通過(guò)腺苷受體信號(hào)途徑抑制CD8+T細(xì)胞增殖和分泌,并抑制其對(duì)腫瘤細(xì)胞的殺傷作用,導(dǎo)致免疫治療耐藥[62]。提示,CD38表型可作為抗PD-1/PD-L1治療耐藥的生物標(biāo)志物,阻斷CD38信號(hào)途徑是克服免疫治療耐藥性的有效策略,極具開(kāi)發(fā)潛力。
腫瘤的免疫治療耐藥一直是世界范圍內(nèi)的難題,主要由于患者免疫狀態(tài)不同引起。腫瘤免疫編輯過(guò)程需要多種因素協(xié)調(diào),包括刺激因素和抑制因素,以確保免疫系統(tǒng)的活化保持在正常范圍之內(nèi)。然而,當(dāng)機(jī)體出現(xiàn)腫瘤免疫原性被編輯、免疫抑制信號(hào)通路被激活、抑制性免疫檢查點(diǎn)表達(dá)升高、腫瘤微環(huán)境改變等情況時(shí),將促使機(jī)體處于使免疫抑制狀態(tài),從而誘發(fā)腫瘤免疫治療耐藥。深入了解免疫編輯過(guò)程中的耐藥機(jī)制,逆轉(zhuǎn)免疫治療耐藥將成為抗腫瘤治療的重要方向。