OX40免疫檢查點(diǎn)在頭頸部鱗狀細(xì)胞癌中的作用機(jī)制及臨床應(yīng)用的研究進(jìn)展

姜鑫，杜國(guó)強(qiáng)，李志勇，趙志國(guó)，王瑾

（1.中國(guó)醫(yī)科大學(xué)附屬盛京醫(yī)院耳鼻咽喉科，沈陽(yáng) 110004；2.沈陽(yáng)市第四人民醫(yī)院耳鼻咽喉科，沈陽(yáng) 110031；3.青島市市立醫(yī)院耳鼻咽喉科，山東 青島 266011；4.中國(guó)醫(yī)科大學(xué)附屬盛京醫(yī)院神經(jīng)功能科，沈陽(yáng) 110004；5.中國(guó)醫(yī)科大學(xué)附屬盛京醫(yī)院口腔頜面外科，沈陽(yáng) 110004）

頭頸部鱗狀細(xì)胞癌的發(fā)病率位居全身惡性腫瘤發(fā)病率的第6位，其預(yù)后相對(duì)較差，每年約有60萬(wàn)新增病例，約35.5萬(wàn)死亡病例［1］。頭頸部鱗狀細(xì)胞癌根據(jù)腫瘤主體的解剖位置，分為口腔、口咽、喉和下咽部鱗狀細(xì)胞癌。頭頸部鱗狀細(xì)胞癌的發(fā)病率和死亡率受不同性別、種族、地區(qū)的影響分布不均，致病危險(xiǎn)因素包括吸煙史，飲酒史，Epstein-Barr病毒、人乳頭瘤病毒 （human papilloma virus，HPV） 或單純皰疹病毒感染，檳榔咀嚼習(xí)慣，致癌物質(zhì)職業(yè)暴露因素，免疫缺陷疾病，放射線(xiàn)接觸史，肥胖和遺傳傾向。這些致病因素與頭頸部鱗狀細(xì)胞癌的分子病理學(xué)發(fā)生過(guò)程密切相關(guān)［1-2］。頭頸部鱗狀細(xì)胞癌特別是喉癌在我國(guó)東北地區(qū)高發(fā)［3］。頭頸部鱗狀細(xì)胞癌的常規(guī)治療常結(jié)合多種模式，如手術(shù)、放療、化療、靶向或免疫治療等。

OX40蛋白是T細(xì)胞表面腫瘤壞死因子受體家族成員之一，免疫共刺激通路的免疫檢查點(diǎn)。T細(xì)胞表面OX40受體激活后，可以增強(qiáng)腫瘤組織內(nèi)識(shí)別腫瘤特異性抗原的效應(yīng)性T細(xì)胞記憶、增殖、免疫監(jiān)視和殺傷腫瘤細(xì)胞的活性。OX40+T細(xì)胞同時(shí)具有減低腫瘤免疫微環(huán)境中某些免疫抑制性因素、抑制腫瘤細(xì)胞侵襲和轉(zhuǎn)移的功能［4-6］。效應(yīng)性T細(xì)胞表面程序性死亡蛋白1 （programmed cell death protein 1，PD1） 或OX40蛋白在頭頸部鱗狀細(xì)胞癌組織內(nèi)呈高表達(dá)。針對(duì)PD1及其配體的單克隆抗體類(lèi)藥物如帕博利珠單抗，已經(jīng)用于多種惡性腫瘤的治療，如伴有頸部淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移或術(shù)后復(fù)發(fā)的頭頸部鱗狀細(xì)胞癌。本文旨在探討OX40免疫檢查點(diǎn)在頭頸部鱗狀細(xì)胞癌發(fā)生、發(fā)展過(guò)程中的作用機(jī)制和臨床研究進(jìn)展。

1 腫瘤細(xì)胞與獲得性免疫

腫瘤免疫系統(tǒng)主要包括2個(gè)部分：先天性免疫和獲得性免疫。先天性免疫為機(jī)體提供對(duì)抗腫瘤的初始反應(yīng)，利用非特異性淋巴細(xì)胞如自然殺傷細(xì)胞和巨噬細(xì)胞殺傷腫瘤。獲得性免疫依賴(lài)于T淋巴細(xì)胞如細(xì)胞毒性T細(xì)胞、輔助性T細(xì)胞、調(diào)節(jié)性T細(xì)胞以及B淋巴細(xì)胞。T細(xì)胞識(shí)別與腫瘤相關(guān)的抗原，分泌細(xì)胞因子，依賴(lài)穿孔素的方式直接用顆粒酶溶解或殺死腫瘤細(xì)胞。

腫瘤細(xì)胞表面表達(dá)許多健康細(xì)胞不表達(dá)的蛋白質(zhì)，如基因突變或病毒起源的蛋白質(zhì)，這類(lèi)蛋白被稱(chēng)為腫瘤相關(guān)抗原。它們通常具有免疫原性，使機(jī)體對(duì)癌細(xì)胞產(chǎn)生免疫反應(yīng)。p53突變蛋白、HPV E6和E7、Epstein-Barr病毒等是重要的抗原來(lái)源［2］。為了讓效應(yīng)性T細(xì)胞特別是細(xì)胞毒性T細(xì)胞有效識(shí)別和殺傷腫瘤細(xì)胞，它們首先需要識(shí)別出腫瘤細(xì)胞為異常細(xì)胞。腫瘤細(xì)胞分泌腫瘤相關(guān)抗原，抗原提呈細(xì)胞如樹(shù)突細(xì)胞獲取腫瘤相關(guān)抗原，樹(shù)突細(xì)胞遷移至局域淋巴結(jié)并加工腫瘤相關(guān)抗原，在引流淋巴結(jié)中通過(guò)抗原提呈細(xì)胞表面的組織相容性抗原復(fù)合物啟動(dòng)激活腫瘤特異性T細(xì)胞。經(jīng)過(guò)第二和第三信號(hào)系統(tǒng)，腫瘤特異性T細(xì)胞成熟轉(zhuǎn)化成為效應(yīng)性T細(xì)胞，效應(yīng)性T細(xì)胞一旦激活，將受到共刺激信號(hào)通路的正向調(diào)節(jié) （如OX40、CD137、CD40受體信號(hào)通路） 和共抑制信號(hào)通路的負(fù)向調(diào)節(jié) （如CTLA-4、PD-1受體信號(hào)通路），共同調(diào)控T細(xì)胞在機(jī)體內(nèi)抗腫瘤免疫反應(yīng)。

2 人頭頸部鱗狀細(xì)胞癌的免疫抑制性腫瘤微環(huán)境

根據(jù)HPV感染狀態(tài)，頭頸部鱗狀細(xì)胞癌可分為2個(gè)不同的亞組：HPV相關(guān)性或非HPV相關(guān)性頭頸部鱗狀細(xì)胞癌。非HPV相關(guān)性頭頸部鱗狀細(xì)胞癌主要與煙草致癌物和酒精嗜好有關(guān)，而HPV相關(guān)性頭頸部鱗狀細(xì)胞癌主要由HPV感染引起，特別是HPV16亞型感染［7-9］。雖然頭頸部鱗狀細(xì)胞癌的發(fā)生、發(fā)展與煙草、酒精或HPV感染等環(huán)境致癌物質(zhì)直接相關(guān)，但機(jī)體免疫缺陷在這些癌癥的發(fā)生和發(fā)展中發(fā)揮重要作用［10］。

研究發(fā)現(xiàn)，人頭頸部腫瘤患者的腫瘤微環(huán)境中，經(jīng)常出現(xiàn)腫瘤相關(guān)免疫細(xì)胞亞型和數(shù)量缺失或者出現(xiàn)大量功能受損的免疫效應(yīng)細(xì)胞，包括腫瘤浸潤(rùn)性細(xì)胞毒性T細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞、免疫抑制性T調(diào)節(jié)細(xì)胞、腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞和髓源抑制細(xì)胞。不同人細(xì)胞亞群免疫檢查點(diǎn)如PD-L1、CTLA-4、OX40、CD137、TIM-3和LAG-3的表達(dá)水平發(fā)生顯著變化。由腫瘤細(xì)胞和免疫抑制細(xì)胞群產(chǎn)生的免疫抑制細(xì)胞因子如血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β、白細(xì)胞介素 （interleukin，IL） -6、IL-10、粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子等，能夠產(chǎn)生局部和全身免疫抑制作用。頭頸部腫瘤細(xì)胞表面人白細(xì)胞抗原1類(lèi)表達(dá)和抗原加工提呈機(jī)制出現(xiàn)缺陷［11-18］。此外，腫瘤微環(huán)境因素包括缺氧、微小血管和淋巴管增殖異常可能影響細(xì)胞因子釋放和免疫細(xì)胞募集過(guò)程。

3 OX40免疫檢查點(diǎn)與頭頸部鱗狀細(xì)胞癌的免疫治療

3.1 OX40/OX40配體 （OX40 ligand，OX40L） 的生物學(xué)特征

1987年在大鼠的活化CD4+T細(xì)胞表面首次發(fā)現(xiàn)OX40 （又稱(chēng)CD134） 蛋白。其相對(duì)分子量約為48×103～50×103。OX40是擁有249個(gè)氨基酸的Ⅰ型跨膜糖蛋白。最初發(fā)現(xiàn)它與神經(jīng)生長(zhǎng)因子受體和CD40具有同源性，因其具有3個(gè)完整的和1個(gè)截短的富含半胱氨酸的結(jié)構(gòu)域，將其歸為T(mén)細(xì)胞表面腫瘤壞死因子受體家族成員之一［19-22］。

OX40L又稱(chēng)CD252，是Ⅱ型糖蛋白，最初于1985年被鑒定出在轉(zhuǎn)化的T細(xì)胞表面表達(dá)［20］。OX40L通常為三聚體，在結(jié)構(gòu)上與腫瘤壞死因子超家族的其他分子具有序列同源性。OX40L基因位于人或小鼠1號(hào)染色體上，主要表達(dá)在抗原提呈細(xì)胞如樹(shù)突細(xì)胞、活化的B細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、T細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、朗格漢斯細(xì)胞、腫瘤細(xì)胞等細(xì)胞膜表面。OX40L在血管內(nèi)皮細(xì)胞和部分組織器官 （包括心、骨骼肌、睪丸和肺等） 也有分布［23］。

3.2 OX40免疫檢查點(diǎn)的功能和抗腫瘤機(jī)制

臨床前期實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，OX40受體激動(dòng)劑類(lèi)抗體可增強(qiáng)小鼠模型實(shí)體瘤組織內(nèi)抗原特異性效應(yīng)CD8+T細(xì)胞和CD4+T細(xì)胞的免疫反應(yīng)。在初級(jí)抗原特異性反應(yīng)期間，激活OX40受體有助于維持T細(xì)胞的克隆擴(kuò)增，確保作為記憶性T細(xì)胞群體隨時(shí)間存活的細(xì)胞數(shù)量。目前的研究表明，OX40受體介導(dǎo)的抗腫瘤作用有以下幾種途徑：（1） 依賴(lài)CD8+T細(xì)胞的細(xì)胞毒作用，產(chǎn)生更多的顆粒酶和穿孔素來(lái)殺傷腫瘤細(xì)胞；（2） 增強(qiáng)CD4+T細(xì)胞產(chǎn)生的腫瘤壞死因子介導(dǎo)腫瘤細(xì)胞溶解作用；（3） 促進(jìn)CD95/CD95L介導(dǎo)的腫瘤細(xì)胞殺傷作用；（4） 增進(jìn)CD4+T細(xì)胞和自然殺傷細(xì)胞的細(xì)胞毒功能，產(chǎn)生更多的γ干擾素，殺傷腫瘤細(xì)胞［4，17-21，24-25］。OX40受體還可以間接調(diào)節(jié)T細(xì)胞應(yīng)答能力，激活該受體后產(chǎn)生的初級(jí)效應(yīng)和記憶性T細(xì)胞群將產(chǎn)生更高水平的細(xì)胞因子。OX40在T細(xì)胞反應(yīng)啟動(dòng)24～48 h后開(kāi)始被誘導(dǎo)表達(dá)，在體內(nèi)抗原免疫反應(yīng)的第2～5天內(nèi)達(dá)到峰值。OX40信號(hào)表達(dá)缺失，抗原特異性T細(xì)胞數(shù)量減少，將導(dǎo)致1型初級(jí)輔助性T細(xì)胞和細(xì)胞毒性T細(xì)胞應(yīng)答反應(yīng)和記憶反應(yīng)降低。OX40介導(dǎo)效應(yīng)性T細(xì)胞激活過(guò)程與OX40L的表達(dá)水平相關(guān)，OX40L蛋白表達(dá)受到嚴(yán)格的調(diào)控。如果T細(xì)胞激活過(guò)程中沒(méi)有潛在的免疫佐劑存在，OX40L幾乎不表達(dá)。腫瘤組織內(nèi)部OX40L蛋白呈低表達(dá)。因此，大部分腫瘤浸潤(rùn)性O(shè)X40+T細(xì)胞無(wú)法結(jié)合到足夠的OX40L，導(dǎo)致他們無(wú)法達(dá)到最大限度的增殖、存活和產(chǎn)生細(xì)胞因子的能力［4，25］。通過(guò)給予OX40受體激動(dòng)劑類(lèi)抗體補(bǔ)償OX40L在腫瘤組織內(nèi)極低的表達(dá)水平，充分激活腫瘤浸潤(rùn)性O(shè)X40+T細(xì)胞，成為OX40受體激動(dòng)劑類(lèi)抗體治療惡性腫瘤的理論基礎(chǔ)。

3.3 OX40激活性抗體與頭頸部鱗狀細(xì)胞癌免疫治療

OX40+T細(xì)胞在正常人體中主要表達(dá)于感染病灶局部，在外周血中少有表達(dá)。在多種實(shí)體惡性腫瘤特別是頭頸部鱗狀細(xì)胞癌組織中，可以檢測(cè)到大量OX40+T細(xì)胞［4，18-22，26-27］。BELL等［4］發(fā)現(xiàn)，頭頸部腫瘤組織中OX40主要表達(dá)于調(diào)節(jié)性T細(xì)胞、CD4+和CD8+T細(xì)胞，特別是調(diào)節(jié)性T細(xì)胞表面。剛剛激活的CD4+T細(xì)胞表面OX40受體與配體結(jié)合后，在腫瘤微環(huán)境中各類(lèi)細(xì)胞因子的綜合影響下，CD4+T細(xì)胞進(jìn)一步分化成為調(diào)節(jié)性T細(xì)胞或效應(yīng)性T細(xì)胞。OX40受體被激活后，能夠阻斷分化成熟的調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的免疫抑制功能。OX40、PD1、CTLA-4常同時(shí)表達(dá)于頭頸部鱗狀細(xì)胞癌組織內(nèi)的調(diào)節(jié)性T細(xì)胞。將PD1免疫檢查點(diǎn)單克隆抗體用于鉑類(lèi)藥物耐藥和復(fù)發(fā)的頭頸部鱗狀細(xì)胞癌患者的臨床研究，已經(jīng)取得令人振奮的結(jié)果［24-25］。OX40激活性抗體與其他免疫檢查點(diǎn)單克隆抗體聯(lián)合用藥，可能提高頭頸部惡性腫瘤PD1/PDL1抗體單藥治療的效果［4］。

OX40激活性抗體用于實(shí)體腫瘤治療的臨床Ⅰ期試驗(yàn) （NCT01644968） 已經(jīng)完成，毒理試驗(yàn)結(jié)果理想。OX40受體激動(dòng)劑與多種藥物 （如PD1單克隆抗體、CTLA-4單克隆抗體和表皮生長(zhǎng)因子受體靶向藥物西妥昔單抗） 聯(lián)合使用，治療轉(zhuǎn)移性頭頸部鱗狀細(xì)胞癌，已取得良好效果。最近，CTLA-4和OX40雙特異抗體ATOR-1015已經(jīng)開(kāi)始實(shí)體瘤治療的臨床試驗(yàn) （NCT03782467）［28］。臨床前期試驗(yàn)結(jié)果顯示，缺乏CD8+T細(xì)胞的小鼠在切除腫瘤后，腫瘤復(fù)發(fā)率達(dá)100%，如果在切除腫瘤的同時(shí)同步注射OX40受體激動(dòng)劑，可以提高小鼠的無(wú)瘤生存時(shí)間，降低腫瘤復(fù)發(fā)率［4］。在進(jìn)一步的臨床試驗(yàn) （NCT02274155） 中，HPV相關(guān)和非HPV相關(guān)口腔和下咽部腫瘤手術(shù)前期應(yīng)用OX40激動(dòng)性抗體，同樣能夠有效地預(yù)防腫瘤手術(shù)切除后復(fù)發(fā)［29］。人源化OX40受體激動(dòng)劑單藥治療已獲得美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局的批準(zhǔn)，用于伴有頸部淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的頭頸部鱗狀細(xì)胞癌姑息性治療臨床試驗(yàn)。

4 總結(jié)與展望

頭頸部鱗狀細(xì)胞癌以其顯著的免疫抑制性特征、腫瘤分子生物學(xué)和遺傳學(xué)異質(zhì)性，有別于其他實(shí)體腫瘤。外科手術(shù)仍是許多頭頸部鱗狀細(xì)胞癌患者的治療首選。人源化OX40受體激動(dòng)劑有望廣泛用于頭頸部腫瘤的輔助治療、新輔助治療以及術(shù)后患者的免疫治療、姑息性治療等方面，成為傳統(tǒng)手術(shù)治療的有力補(bǔ)充。