代 兄 ,張惠潔

(1.內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)第三臨床醫(yī)學(xué)院,內(nèi)蒙古 包頭 014010; 2.內(nèi)蒙古包鋼醫(yī)院腫瘤內(nèi)科)

結(jié)直腸癌(colorectal cancer,CRC)是我國最常見的惡性腫瘤之一,在人群中的發(fā)病率及病死率逐漸上升。由于早期癥狀不明顯,病情進(jìn)展較快,85 %以上的CRC發(fā)現(xiàn)時(shí)即為中晚期,即使經(jīng)過手術(shù)、放化療、靶向治療等綜合治療,患者5年生存率仍低于40 %[1]。近年來,通過對CRC發(fā)病機(jī)制的不斷探索,多項(xiàng)研究[1]已證實(shí)腫瘤免疫逃逸與CRC的發(fā)生、發(fā)展有密切關(guān)系。免疫治療通過增強(qiáng)機(jī)體的免疫力,從而提高免疫系統(tǒng)識別、監(jiān)視和清除腫瘤的能力,有望成為抗腫瘤治療的主要方法。腫瘤免疫應(yīng)答時(shí),T細(xì)胞是抗擊腫瘤的關(guān)鍵因素,它們的完全活化除取決于抗原刺激信號外,還需共刺激信號的參與。正向共刺激分子和負(fù)向共抑制分子均表達(dá)于T細(xì)胞的表面,其抑制性分子稱之為免疫檢查點(diǎn)[2]。程序性死亡配體-1(programmed cell death 1 ligand 1v-1,PD-L1)、細(xì)胞毒T 淋巴細(xì)胞相關(guān)蛋白4 (cytotoxic T-lymphocyte-associated antigen-4, CTLA-4)、淋巴細(xì)胞激活蛋白3(lymphocyte activation gene-3, LAG3)等負(fù)向調(diào)控免疫應(yīng)答,均屬于抑制T細(xì)胞免疫的檢查點(diǎn)蛋白,參與免疫逃逸[3]。美國食品藥品監(jiān)督管理局于2017年批準(zhǔn)免疫檢查點(diǎn)抑制劑(ICIs)用于治療MSI-H/dMMR型晚期CRC,而最新的KEYNOTE-177研究表明[4],帕博利珠單抗可以顯著改善mCRC患者的中位無進(jìn)展生存期(mPFS)、客觀緩解率(ORR)及毒性,免疫治療后這些指標(biāo)均優(yōu)于傳統(tǒng)的化療方案。盡管由于用藥交叉等原因帕博利珠單抗在總生存期(OS)方面的表現(xiàn)未能顯著優(yōu)于化療方案,但目前的結(jié)果支持帕博利珠單抗作為MSI-H/dMMR mCRC患者的一線治療藥物。雖然ICIs在CRC中已經(jīng)顯示出一定的治療前景,但是其效果因患者而異。同期研究顯示,ICIs 在 DNA 錯(cuò)配修復(fù)正常(proficiency of mismatch repair, PMMR) 、微衛(wèi)星穩(wěn)定 (microsatellite stability, MSS) 或微衛(wèi)星低度不穩(wěn)定(microsatellite instability-low, MSI-L)的mCRC中效果甚微,甚至無效[1]。此外,ICIs在dMMR /MSI-H 型mCRC中客觀有效率只有30 %～40 % ,且在疾病好轉(zhuǎn)后,仍會出現(xiàn)再次的進(jìn)展,即對 ICIs 存在耐藥問題[5]。TME是指腫瘤得以發(fā)生、發(fā)展的土壤,包括內(nèi)環(huán)境、外環(huán)境。許多研究顯示,TME通過各種機(jī)制參與促進(jìn)CRC的發(fā)生、發(fā)展、免疫抑制和炎性反應(yīng),為介導(dǎo)CRC耐藥提供有利條件。為了找到CRC患者免疫耐藥的機(jī)制,筆者從TME方面相關(guān)機(jī)制綜述如下。

隨著研究的深入,越來越多的證據(jù)表明,CRC的發(fā)生和發(fā)展是由于腫瘤微環(huán)境中細(xì)胞之間復(fù)雜的相互作用所導(dǎo)致的遺傳和表觀遺傳變異所致。這種多基因、多因素、多分子信號參與的惡性積累過程,是導(dǎo)致CRC發(fā)病的重要機(jī)制。人體內(nèi)部正常組織周圍的微環(huán)境是抵御腫瘤的重要防線,它能夠有效地阻止腫瘤的生長。腫瘤細(xì)胞可以通過募集腫瘤相關(guān)成纖維細(xì)胞、調(diào)控免疫細(xì)胞及其分泌因子、調(diào)控免疫系統(tǒng)及血管內(nèi)皮細(xì)胞生長等方式來改變周圍的微環(huán)境,從而形成TME。TME是一種乏氧、低pH、慢性炎癥、免疫抑制及代謝異常的微環(huán)境,通過彼此的相互作用、相互促進(jìn),參與腫瘤發(fā)生發(fā)展及免疫耐藥性的產(chǎn)生。CRC患者對 ICIs 產(chǎn)生耐藥的相關(guān)機(jī)制將從以下幾個(gè)方面來論述。

1 耐藥機(jī)制

1.1腫瘤免疫原性改變 腫瘤抗原是腫瘤發(fā)生、發(fā)展過程中出現(xiàn)的過度表達(dá)的抗原物質(zhì),也是免疫系統(tǒng)識別癌細(xì)胞的靶點(diǎn),這對于 ICIs 的抗腫瘤效果尤其重要。高腫瘤突變負(fù)荷(tumor mutation burden, TMB)經(jīng)常伴隨新抗原的釋放, 在抗腫瘤免疫反應(yīng)中發(fā)揮重要作用[6]。Giannakis 等[7]對179例CRC患者腫瘤樣本的分子特征進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)與pMMR-MSI-L型mCRC相比,dMMR/MSI-H型mCRC有更高的基因突變率, TMB更高。這就說明 TMB越高,采用PD-1/PDL-1抑制劑治療的效果越好。既往KEYNOTE-016[5]及 CheckMate-142[8]二線隊(duì)列研究結(jié)果均顯示 PD-1 單抗單藥治療 MSI-H型mCRC患者的療效約在 30 %～40 %,提示存在原發(fā)免疫耐藥,需要進(jìn)一步細(xì)分和甄別MSI-H人群,尋找有效生物標(biāo)志物。經(jīng)過對22例 MSI-H mCRC型患者的研究發(fā)現(xiàn)[9],TMB水平可以較強(qiáng)地預(yù)測ICIs的治療效果,即高TMB的13例患者均獲得客觀緩解,而低 TMB的9例患者中有6例患者疾病進(jìn)展,TMB不同的兩組患者的mPFS分別是未達(dá)到和2個(gè)月。這些研究進(jìn)一步提示,將dMMR/MSI-H 表型與TMB、腫瘤新抗原、 MSI 的程度等多種因素綜合考慮,根據(jù)ICIs治療的不同敏感性劃分,將會成為未來研究的重要熱點(diǎn)。

1.2免疫細(xì)胞

1.2.1腫瘤浸潤性淋巴細(xì)胞 腫瘤浸潤性淋巴細(xì)胞(tumor infiltrating lymphocytes,TILs)是指存在于腫瘤微環(huán)境內(nèi)的以T細(xì)胞為主的一類異質(zhì)性淋巴細(xì)胞群體。TILs主要由T細(xì)胞、B細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和髓系來源抑制細(xì)胞等組成,以T細(xì)胞成分為主。CD4+T 細(xì)胞主要分為Th細(xì)胞和Tr細(xì)胞。Th細(xì)胞又可分化為Th1、Th2等免疫細(xì)胞,Th細(xì)胞正常情況下通過分泌多種炎癥因子促進(jìn) B細(xì)胞、CD8+T 細(xì)胞及吞噬細(xì)胞等其他免疫細(xì)胞的功能[10]。有研究發(fā)現(xiàn),在 MSI-H/dMMR型CRC中CD4、CD8、Th1細(xì)胞相關(guān)基因(TBX21)、PD-L1的表達(dá)顯著高于pMMR-MSI-L CRC,在MSI-H/dMMR型CRC中,TBX21和PD-L1的表達(dá)呈正相關(guān)[11],且 TBX21+PD-L1-、TBX21+PD-L1+的CRC患者總生存期更長,這提示MSI-H/dMMR型CRC患者高表達(dá)TILs ,其抗腫瘤效應(yīng)較高,腫瘤微環(huán)境更加活躍,更適合免疫治療。而MSS/PMMR等亞型的CRC患者TILs表達(dá)較低,對免疫治療效果不及MSI-H/dMMR型CRC患者,甚至產(chǎn)生免疫耐藥。

1.2.2髓源抑制性細(xì)胞 髓源抑制性細(xì)胞(myeloid-derived suppressor cells, MDSCs)是一類病理狀態(tài)下(如腫瘤)增殖和活化并具有免疫抑制能力的異質(zhì)性的髓細(xì)胞群,包含巨噬細(xì)胞、幼稚粒細(xì)胞、早期骨髓細(xì)胞及不同分化階段的樹突狀細(xì)胞[12]。免疫抑制微環(huán)境在腫瘤的發(fā)生發(fā)展中起到重要的驅(qū)動作用,其中,MDSCs 作為主要的抑制性免疫細(xì)胞群之一,對結(jié)直腸癌的發(fā)生發(fā)展起到關(guān)鍵作用。在CRC患者中,MDSCs 抑制細(xì)胞毒性T細(xì)胞功能的效應(yīng)分子包括精氨酸酶1和氧化亞氮[13]。 在小鼠結(jié)直腸癌移植瘤模型中,MDSCs高表達(dá)的缺氧誘導(dǎo)因子 1α( HIF-1α) 可以誘導(dǎo)精氨酸酶 1 和T細(xì)胞活化的 V 域 Ig 抑制因子上調(diào),還可以產(chǎn)生誘導(dǎo)型氧化亞氮合酶,促進(jìn) MDSCs介導(dǎo)的T細(xì)胞抑制[14]。MDSCs 通過多種途徑,如限制半胱氨酸的合成、精氨酸的分解、分泌免疫抑制因子(如TGF-β1)的分泌以及 VEGF 的表達(dá)來強(qiáng)烈抑制效應(yīng)性T細(xì)胞和自然殺傷細(xì)胞的活性,并激活Tregs,從而介導(dǎo)免疫耐藥性,達(dá)到抗腫瘤的目的[14-15]。

1.2.3腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞 腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞(tumor-associated macrophage, TAMs)是外周血單核細(xì)胞浸潤到實(shí)體腫瘤組織中而演變成的巨噬細(xì)胞,腫瘤的基質(zhì)細(xì)胞中占很大的比例,是TME中重要的免疫細(xì)胞,可分泌多種蛋白酶、趨化因子、細(xì)胞因子等,促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的生長、侵襲、轉(zhuǎn)移[16]。在TME 中,巨噬細(xì)胞在成熟分化過程中表現(xiàn)出兩種不同的激活狀態(tài):經(jīng)典活化型(M1型)和替代活化型(M2型),其中M2型TAMs 在腫瘤免疫耐藥和疾病進(jìn)展中發(fā)揮著重要作用,它們可以顯著降低患者的總生存期,并且可能會導(dǎo)致不良的預(yù)后[17]。研究表明,M2型TAMs在TME中分泌的細(xì)胞因子、趨化因子、酶能刺激誘導(dǎo)Treg的產(chǎn)生,甚至可以募集天然的調(diào)節(jié)性 T 細(xì)胞,這兩種細(xì)胞都能夠發(fā)揮免疫抑制的作用,從而導(dǎo)致結(jié)直腸癌免疫耐藥[18]。TAMs 還可以通過募集其表面的 Fc 段受體,與抗 PD-1 抗體競爭性結(jié)合,導(dǎo)致免疫耐藥[19]。

1.3Wnt信號通路異常 Wnt/β-catenin信號通路在哺乳動物的許多生理過程中都扮演著至關(guān)重要的角色,而其異常激活可能會導(dǎo)致結(jié)直腸癌的發(fā)生和發(fā)展。 在小鼠模型中研究發(fā)現(xiàn),β-catenin的高表達(dá)與腫瘤微環(huán)境CD103+樹突狀細(xì)胞降低存在關(guān)聯(lián)。其原因是Wnt/β-catenin信號通路誘導(dǎo)轉(zhuǎn)錄抑制因子AFT3的表達(dá),AFT3明顯抑制CCL4基因的表達(dá),CCL4是典型的一種CD103+樹突狀細(xì)胞的趨化因子,從而導(dǎo)致CD103+樹突狀細(xì)胞浸潤減少。因此,當(dāng)抗原提呈細(xì)胞缺乏時(shí),初始T細(xì)胞活化受阻,浸潤性T細(xì)胞減少,最終影響免疫應(yīng)答[20]。經(jīng)過1 000多例結(jié)腸癌患者的單細(xì)胞測序研究發(fā)現(xiàn),85 %MSI-H型CRC患者無法獲得免疫治療,這是由Wnt/β-catenin信號通路的異常傳導(dǎo)所致[29]。當(dāng)Wnt/β-catenin信號通路被激活時(shí),結(jié)腸癌中的免疫細(xì)胞數(shù)量會顯著減少,這也就意味著Wnt信號通路與T細(xì)胞浸潤之間存在負(fù)相關(guān)性[12]。以上表明Wnt/β-catenin信號通路負(fù)性調(diào)節(jié)免疫檢查點(diǎn)抑制劑的療效,從而導(dǎo)致了免疫耐藥。

1.4缺氧微環(huán)境 腫瘤微環(huán)境的主要特點(diǎn)是缺氧或氧利用減少,使多種缺氧蛋白出現(xiàn)基因變化,從而導(dǎo)致腫瘤發(fā)生。這一過程主要通過缺氧誘導(dǎo)因子(hypoxia inducible factor,HIF) 起作用,而HIF-1α不僅促進(jìn)免疫相關(guān)細(xì)胞表達(dá)PD-L1,還通過增加TME中的腺苷促進(jìn)免疫抑制環(huán)境的形成[21]。在缺氧環(huán)境下細(xì)胞外ATP明顯增多,并被CD39迅速代謝為ADP、AMP,隨后CD73致使AMP去磷酸化轉(zhuǎn)變成腺苷[22]。由此聚積的腺苷與腺苷受體 A1R、A2AR、A2BR和A3R結(jié)合后抑制了T細(xì)胞和NK細(xì)胞的效應(yīng),而且與免疫相關(guān)細(xì)胞相互作用誘導(dǎo)強(qiáng)烈的免疫抑制作用[22-23]。因此,靶向參與ATP降解的酶和腺苷受體,以及HIF(主要是HIF-1α和 HIF-2α)抑制劑可能成為提高ICIs療效的策略[22]。Tang等[24]研究還顯示,在缺氧條件下,癌癥相關(guān)成纖維細(xì)胞(cancer associated fibroblasts,CAFs)通過轉(zhuǎn)化生長因子和 HIF-1α 的協(xié)同作用,可誘導(dǎo)結(jié)直腸癌的免疫治療耐藥。

1.5炎癥微環(huán)境 炎癥是組成腫瘤微環(huán)境的重要部分,與腫瘤的發(fā)生與發(fā)展有密切關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn),持續(xù)地暴露于腫瘤抗原和炎癥環(huán)境中,T細(xì)胞抑制性受體激活,效應(yīng)因子缺失,致使其殺傷腫瘤細(xì)胞功能受損,從而形成抑制性的免疫微環(huán)境,導(dǎo)致免疫耐藥[25]。近年研究表明,炎性細(xì)胞因子與CRC發(fā)生發(fā)展密切相關(guān),其中比較常見的有腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factor α, TNF-α)、核因子κB(nuclear factor-kappa B, NF-κB)、白細(xì)胞介素 6(interleukin 6 ,IL-6)、轉(zhuǎn)化生長因子β(transforming growth factor β, TGF-β)等細(xì)胞因子,在腫瘤細(xì)胞中,TGF-β可以誘導(dǎo)β-catenin的表達(dá),從而轉(zhuǎn)錄調(diào)控寡糖基轉(zhuǎn)移酶復(fù)合物催化亞基 STT3 表達(dá)上調(diào),促進(jìn)PD-L1糖基化的增強(qiáng),穩(wěn)定PD-L1蛋白的膜表達(dá)水平,促進(jìn)腫瘤細(xì)胞免疫逃逸[26]。

1.6腫瘤代謝 在腫瘤進(jìn)展過程中,腫瘤細(xì)胞通過代謝特征變化來滿足腫瘤微環(huán)境的穩(wěn)態(tài)和快速生長的需求。Vasaikar等[27]進(jìn)行的一項(xiàng)蛋白基因組學(xué)研究,探索了dMMR/MSI-H型mCRC的代謝,與其他亞型相比,蛋白質(zhì)譜分析顯示MSI-H亞型CRC患者的糖酵解酶廣泛增加,而糖酵解與CD8+T細(xì)胞浸潤數(shù)量之間存在負(fù)相關(guān),提示腫瘤細(xì)胞通過增加糖酵解來產(chǎn)生過多的乳酸,而乳酸是Warburg效應(yīng)的關(guān)鍵產(chǎn)物,是CD8+T細(xì)胞的強(qiáng)效抑制劑。結(jié)果說明隨著腫瘤患者糖酵解增多,其乳酸的產(chǎn)生也會相應(yīng)增多,而乳酸可以損害腫瘤微環(huán)境中T細(xì)胞的功能,可導(dǎo)致CRC患者的免疫治療耐藥。因此,可以考慮抑制腫瘤患者的糖酵解來克服MSI-H型CRC對免疫檢查點(diǎn)阻斷的抵抗力。

2 免疫耐藥的應(yīng)對策略

2.1將“冷腫瘤”轉(zhuǎn)變?yōu)椤盁崮[瘤” 所謂冷腫瘤是指腫瘤微環(huán)境中浸潤性免疫細(xì)胞少,或免疫細(xì)胞難以滲透。相反地,熱腫瘤是指腫瘤微環(huán)境中有很多如T淋巴細(xì)胞等的抗腫瘤免疫細(xì)胞浸潤。冷腫瘤免疫細(xì)胞浸潤不足的最主要原因是腫瘤抗原低表達(dá),促進(jìn)腫瘤相關(guān)抗原暴露為有效的解決途徑。免疫聯(lián)合化療或者免疫耐藥后再予化療,過一段時(shí)間再使用免疫治療,不僅可以增加樹突細(xì)胞的交叉呈遞抗原作用,也可以弱化腫瘤微環(huán)境的免疫抑制成分[28-29]。

2.2雙免疫治療 雙免聯(lián)合使用可起到1+1>2的作用,其中最為常見的雙免治療為PD-1抑制劑聯(lián)合抗CTLA-4抗體,其可能原因是兩者作用機(jī)理不同。CheckMate-142[8]研究旨在探討MSI-H型mCRC患者的雙重免疫治療策略,這項(xiàng)研究比較了納武利尤單抗及納武利尤單抗聯(lián)合應(yīng)用伊匹木單抗治療MSI-H型mCRC,研究發(fā)現(xiàn)雙免治療的ORR效果比僅采用一種免疫療法更好。

2.3免疫聯(lián)合靶向治療 通過靶向治療,能夠明顯看出腫瘤抗原暴露的增多,并且能夠與免疫治療相互配合,從而有效地激活T細(xì)胞的活性。而通過抗血管生成藥物的幫助,能明顯實(shí)現(xiàn)血管的正?；?降低免疫抑制性細(xì)胞活性,改變腫瘤微環(huán)境,從而達(dá)到治療的目的[30]。

2.4個(gè)體化免疫治療策略 通過分析腫瘤免疫微環(huán)境的組成特點(diǎn),我們可以根據(jù)腫瘤細(xì)胞新抗原的產(chǎn)生、T細(xì)胞活化、局部抑制性微環(huán)境解除等特點(diǎn)開發(fā)出一系列根據(jù)患者個(gè)人情況進(jìn)行的免疫治療,如溶瘤病毒、腫瘤疫苗、過繼性免疫細(xì)胞治療等?；蛟S如同Provenge[31]一樣,CRC患者也可以嘗試這種自體免疫治療法,這種治療方法可以通過注射腫瘤抗原負(fù)載的樹突狀細(xì)胞進(jìn)入體內(nèi)產(chǎn)生主動免疫應(yīng)答,增強(qiáng)機(jī)體對腫瘤抗原的處理能力,并激活免疫應(yīng)答,從而達(dá)到治療腫瘤并預(yù)防復(fù)發(fā)的目的。

3 結(jié)論

ICIs在部分CRC患者中獲得了臨床療效,可以有效延長患者的總生存期,但其耐藥性也限制了ICIs的療效與應(yīng)用。有大量研究表明,腫瘤免疫耐藥的產(chǎn)生與腫瘤細(xì)胞所處的微環(huán)境密切相關(guān)。在免疫治療中,TME的重要作用日漸凸顯。以上論述表明,腫瘤微環(huán)境中的多種細(xì)胞,如腫瘤細(xì)胞、免疫細(xì)胞、炎性細(xì)胞,以及脈管系統(tǒng)、癌細(xì)胞所處的特殊的乏氧、低pH、代謝異常的微環(huán)境均在腫瘤耐藥的過程中起到了十分重要的作用。毫無疑問,在過去的幾年中,CRC免疫治療也取得了長足的進(jìn)步,基于KEYNOTE-177令人信服的數(shù)據(jù),FDA于2020年批準(zhǔn)帕博利珠單抗靜脈輸注用于不可切除或MSI-H/dMMR mCRC患者的一線治療,并且不需要同時(shí)與化療聯(lián)用。2021年6月帕博利珠單抗正式獲得我國藥監(jiān)局批準(zhǔn),用于KRAS、NRAS、BRAF基因均為野生型,不可切除或MSI-H/dMMR mCRC患者的一線治療,開啟了國內(nèi)CRC免疫治療新時(shí)代。然而,真正的關(guān)鍵挑戰(zhàn)是找到克服絕大多數(shù)pMMR-MSI-L mCRC患者免疫治療原發(fā)性耐藥的方法。與dMMR-MSI-H型CRC不同,占所有mCRC病例95 %的pMMR-MSI-L型mCRC具有低得多的TMB和免疫細(xì)胞的不良募集,導(dǎo)致對ICIS反應(yīng)較差。為調(diào)節(jié)抑制性免疫微環(huán)境并改善免疫治療效果,很多研究嘗試了各種基于ICIs的策略,例如刺激腫瘤免疫和增強(qiáng)抗腫瘤活性的替代嘗試,包括過繼細(xì)胞治療和癌癥疫苗是積極研究的有希望的領(lǐng)域。當(dāng)然,尋找敏感且特異性的生物標(biāo)志物也是免疫治療的必然趨勢,這些問題尚有待繼續(xù)探討和進(jìn)一步明確。相信隨著臨床工作者探索的不斷深入,未來越來越多的患者將會從免疫治療中獲益。