肿瘤部位的适应性免疫抵抗

前言

免疫反应可以识别、应答并消除癌细胞。然而，在癌症进展过程中，各种细胞和分子机制发生变化，尤其是在肿瘤部位，以适应免疫环境的改变，并最终克服免疫攻击，使癌细胞持续生长。这些机制统称为“适应性免疫抵抗”（AIR），它是癌细胞经历长时间适应并能够多样化的结果，导致不同甚至相同病理类型的人类癌症具有显著的异质性。

第一个明确并经治疗验证的AIR是选择性诱导的程序性细胞死亡配体1（PD－L1）。PD1／PD－L1通路在逃避肿瘤免疫中的作用是一种主要的AIR机制。基于PD－1／PD－L1阻断的免疫治疗已成功地应用于临床患者，从2014年pembrolizumab和nivolumab被批准用于晚期黑色素瘤以来，FDA已批准了多种PD－1／PD－L1单抗多达20多个实体瘤或血液恶性肿瘤的适应症。

目前，肿瘤免疫治疗的重心已经从单药治疗转向了免疫疗法的联合治疗，然而，许多抗PD－1治疗与其他抗肿瘤药物相结合的临床试验并没有强有力的机制基础，未能确定协同或叠加效应。因此，确定肿瘤部位的AIR机制应该是指导未来药物开发的关键焦点。

AIR假说

通过研究正常和癌症状态下的人类PD－L1，可以了解AIR的几个重要特征。首先，虽然PD－1在血液和TME中被激活的T细胞广泛表达，但在T细胞通过抗原识别到达和激活之前，在TME没有PD－L1表达。这使得PD－L1可以在TME中选择性表达。此外，作为例外，一些肿瘤表达PD－L1，但没有明显的T细胞浸润。其次，PD－L1的表达可以在无需全身免疫抑制的情况下，损害TME的免疫功能。肿瘤细胞上的PD－L1通过诱导活化T细胞死亡或功能障碍，从而对T细胞介导的破坏产生抵抗。第三，PD1／PD－L1通路似乎是一部分晚期癌症患者的主要AIR机制，单独抗PD－1／PD－L1治疗可以对这部分患者产生治疗效果。

AIR机制不同于一般免疫抑制机制，如CTLA－4受体介导的机制，CTLA－4主要通过调节性T（Treg）细胞来抑制健康个体的内在自身反应。另一个例子是转化生长因子－β（TGF－β），它除了抑制不必要的炎症和自身免疫外，还在正常的稳态机制中具有广泛的作用，包括伤口愈合、血管生成和细胞生长。

除了PD1／PD－L1途径外，TME中还存在其他AIR机制，例如Siglec－15，它主要在PD－L1阴性TME中的髓系细胞和肿瘤细胞中上调。此外，一半以上的人类癌症是所谓的“冷肿瘤”，在病理分析中没有明显的炎症和免疫反应，这些肿瘤也可能具有独特的AIR机制。因此，晚期癌症似乎可以同时或连续使用多种AIR机制来逃避免疫系统的攻击，而我们对AIR机制的理解仍处于初级阶段。

AIR的分类

据估计，平均25％的实体瘤患者和40－60％的淋巴瘤患者对当前的抗PD－1／PD－L1治疗有反应。然而，客观缓解率（ORR）在不同类型的癌症中差异很大。例如，默克尔细胞癌和晚期黑素瘤的ORR分别为56％和45％，但晚期非小细胞肺癌的ORR约为20％，胃食管交界癌的ORR仅为16％。黑色素瘤、肾细胞癌（RCC）和肺癌的长期生存研究表明，5年生存率与良好的ORR直接相关，因此，在进行治疗之前，准确确定哪些患者会或不会有反应非常重要。

根据肿瘤免疫微环境（TIME）可以将癌症分为了四种不同类型，从而更好地定义免疫状态，预测肿瘤反应或抗PD－1／PD－L1治疗的耐药性。这一分类基于我们对人类黑色素瘤的早期研究，根据这种分类，肿瘤可分为四种类型：PD－L1?／TIL?（I型）；PD－L1＋／TIL＋（II型）；PD－L1?／TIL＋（III型）；和PDL1＋／TIL?（IV型）。

原发耐药性

我们将对抗PD治疗的原发耐药性定义为在II型肿瘤（PD－L1＋／TIL＋）对抗PD治疗的最初无响应，该肿瘤具有PD－L1表达和T细胞浸润。因此，这类肿瘤有望对抗PD治疗产生反应。然而，TIL的存在，尤其是CD8＋T细胞的存在，尚未被用作选择患者的预测性生物标志物。因此，PD－L1＋肿瘤实际上包括在AIR的II和IV型。而由于IV型肿瘤没有T细胞浸润，预计不会对抗PD治疗产生反应，因此不能仅根据PD－L1阳性来确定抗PD治疗的原发性耐药性。

此外，PD－L1的表达可能是动态的，因为它在很大程度上是可诱导的，从活检到抗PD治疗开始，表达可能会有所不同。除了PD－L1的表达外，评估其他共抑制分子和共刺激分子的表达也很重要，从而能够充分利用有效的免疫反应。

虽然TIL的存在似乎至关重要，但仍不清楚哪些是决定主要耐药性的关键细胞成分以及TIL上的分子成分。TME中CD8＋和T辅助细胞1（TH1）的存在始终与更好的预后相关，这些可能是预防原发性耐药性的重要细胞成分。然而，其他TIL成分包括CD4＋T细胞亚群、自然杀伤（NK）细胞、NKT细胞、B细胞、Treg细胞、γδT细胞以及固有淋巴细胞在TME中的作用尚不清楚。此外，Treg细胞和髓源性抑制细胞（MDSCs）的存在可能积极调节原发性耐药性。对TIME type II的细胞和分子进行综合分析，有助于我们确定抗PD治疗原发性耐药的高危患者。

获得性耐药

最初对抗PD治疗有反应的转移性黑色素瘤患者中，有1／4到1／3会随着时间的推移复发，在肺癌中也观察到类似的情况。因此，这些患者对抗PD治疗表现出获得性耐药性。目前还没有明确的生物标志物或临床标准来预测复发，这在临床实践中是一个紧迫的挑战。

临床观察为获得性耐药的潜在机制提供了一些线索。获得性耐药患者的PD－L1和PD－1表达仍然呈阳性，这表明浸润的T细胞具有激活表型。有趣的是，在某些情况下，复发患者在停止治疗一段时间或化疗后，可以恢复对抗PD治疗的反应。在这些情况下，获得性耐药不能用肿瘤抗原突变或丢失来解释。然而，肿瘤细胞可能会发生内在变化，从而降低对免疫攻击的敏感性。

在一小部分复发患者中，功能缺失突变与获得性耐药性相关，例如JAK1和JAK2的功能缺失突变以及β2－微球蛋白（β2m）基因B2M的截断突变。这些突变与抗PD治疗的不良反应相关，因为干扰素信号介导的癌细胞死亡需要JAK途径激活，B2M突变降低主要组织相容性复合体（MHC）I类的表达。总的来说，尽管这些关于免疫相关分子功能丧失的报告提供了获得性耐药甚至原发性耐药的合理例子，但这些事件的发生频率很低，因果关系仍有待建立。

靶标缺失耐药

由于抗PD治疗通过阻断PD－1和PD－L1之间的相互作用而发挥作用，因此TME中缺乏它们的表达在理论上不允许这种治疗发挥作用。缺乏PD－1或PD－L1表达的肿瘤都被归类为“靶点缺失”。因此，在AIR类型为I、III和IV的患者中观察到抗PD治疗的较差响应并不奇怪。靶点缺失耐药发生在60–85％的实体瘤中。这是为什么只有一小部分患者对抗PD治疗有反应的主要原因。

AIR类型I和IV的一个共同特征是缺少TIL。在没有T细胞浸润的情况下，通过PD－L1的表达，可以将AIR IV型与I型区分开来。在这些类型里，TIL干扰素不太可能诱导PD－L1的表达。目前已知PD－L1的组成性表达与染色体9p24．1的遗传扩增相关，导致PD－L1、PD－L2和Janus激酶2（JAK2）的过表达。在没有免疫浸润的情况下，导致癌细胞组成性表达PD－L1的其他机制包括PTEN缺失或PI3K和／或AKT突变、EGFR突变、MYC过表达、CKD5破坏等。这些发现至少部分解释了为什么一些PD－L1＋肿瘤患者对抗PD治疗没有反应。

小结

抗PD治疗表明，对于肿瘤诱导的AIR机制，选择性阻断的治疗方法对癌症患者是有效的。然而，对于人类TME的深入研究分析，我们知道除了PD途径，仍然有其它高度复杂和异质性的AIR机制存在，我们现在看到的可能只是冰山一角。因此，进一步确定TME中运行的几个主要的AIR机制，了解并针对这些新的机制，将有助于在不久的将来有效治疗更大比例的人类癌症患者。

参考文献：

1．Adaptiveimmune resistance at the tumour site： mechanisms and therapeutic opportunities．Nat Rev Drug Discov．2022 Jun 14．

原文标题:肿瘤部位的适应性免疫抵抗