逆轉(zhuǎn)T細(xì)胞耗竭在腫瘤免疫治療中研究進(jìn)展

劉 盼 馬敏婷 魏素菊

(河北醫(yī)科大學(xué)第四醫(yī)院，石家莊 050001)

1 T細(xì)胞耗竭

T細(xì)胞耗竭是慢性感染和腫瘤狀態(tài)下T細(xì)胞發(fā)生的一種功能缺陷狀態(tài)，主要特征為抑制性受體表達(dá)增加及細(xì)胞因子分泌減少。耗竭性 T 細(xì)胞同時伴有涉及 T 細(xì)胞趨化、黏附、遷移的相關(guān)基因表達(dá)改變，轉(zhuǎn)錄因子表達(dá)譜改變及代謝功能缺陷等特征[1],耗竭性 T 細(xì)胞主要通過細(xì)胞表面的抑制性分子，細(xì)胞因子和免疫調(diào)節(jié)細(xì)胞類型改變等參與腫瘤免疫負(fù)調(diào)控[2]。

目前在癌癥患者中停止免疫療法治療后經(jīng)常觀察到的持續(xù)反應(yīng)挑戰(zhàn)了對病原體和癌癥衍生的T細(xì)胞應(yīng)答的調(diào)節(jié)一致性的觀點[3]。當(dāng) T 細(xì)胞長期暴露于腫瘤抗原時表達(dá)抑制性受體，如腫瘤浸潤 CD8+T 細(xì)胞表面 PD1、B/T 淋巴細(xì)胞衰減因子 (B-and T-lymphocyte attenuator,BTLA)、TIM3、LAG3、細(xì)胞毒性 T 淋巴細(xì)胞相關(guān)蛋白 4 (cytotoxic T-lymphocyte-associated protein 4,CTLA4)等，這些抑制性受體起到負(fù)免疫調(diào)控點作用，抑制CD8+T細(xì)胞功能，使機體對腫瘤產(chǎn)生免疫耐受[4]。關(guān)于T細(xì)胞耗竭是CD4+T、CD8+T都表現(xiàn)為耗竭表型CD8+T細(xì)胞耗竭機制很明確，CD4+T的耗竭機制并不明確[5]，Church等[6]證實腫瘤特異性CD4+T細(xì)胞有助于維持腫瘤定向CD8+T細(xì)胞的功能。在一項臨床前研究中，腫瘤特異性CD4+T細(xì)胞的耗竭促成了黑素瘤的復(fù)發(fā)，但這種功能障礙相關(guān)表型僅在復(fù)發(fā)黑素瘤的小鼠中發(fā)生，其采用聯(lián)合療法逆轉(zhuǎn)CD4+T細(xì)胞耗竭恢復(fù)腫瘤特異性CD4+T細(xì)胞的效應(yīng)功能，取得良好的治療效果[7]。在腫瘤免疫過程中，CD4+T、CD8+T耗竭都會促進(jìn)腫瘤發(fā)生發(fā)展，但CD4、CD8T細(xì)胞如何相互影響，仍不清楚，目前僅能證明他們都是免疫周期的一部分[8]。

2 逆轉(zhuǎn)T細(xì)胞耗竭

2.1“釋放剎車并按壓加速踏板” CD27可在T細(xì)胞上觸發(fā)共刺激信號。在一項研究中，研究者使用了多個同系腫瘤模型中測試了抗人CD27抗體(varlilumab)及其變體(稱為1F5mG1和1F5mG2a)的抗腫瘤活性。1F5mG1具有誘導(dǎo)T細(xì)胞增殖和活化并控制BCL1淋巴瘤的生長特性，1F5mG2a消耗Treg，可治愈表達(dá)E.G7、Colon26和CT26小鼠腫瘤。通過改變varlilumab(1F5mG1)劑量可以調(diào)節(jié)其激動或消耗的性質(zhì)，較低的劑量有利于激動劑活性，較高的劑量導(dǎo)致消耗。激動劑和消耗性質(zhì)均有助于CD27靶向免疫療法的抗腫瘤治療，因此可通過改變劑量來調(diào)節(jié)其抗腫瘤活性[9]。而且人類CD27轉(zhuǎn)基因(hCD27-Tg)小鼠模型中，也支持上述研究結(jié)果。 varlilumab的Ⅰ期臨床試驗在晚期難治性腫瘤顯示出治療效果優(yōu)越性安全性特征[10]。

“釋放剎車并按壓加速踏板”是聯(lián)合抑制性受體拮抗劑(如PD-1)(釋放剎車)與共刺激分子激動劑(按壓加速踏板)發(fā)揮抗腫瘤作用。小鼠模型中報道了靶向共刺激性O(shè)X40或GITR聯(lián)合共抑制CTLA4的抗體可消耗調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Treg)[11]，通過TNFR超家族成員，例如CD27、OX40(CD134)、4-1BB(CD137)在T細(xì)胞上觸發(fā)共刺激信號聯(lián)合PD-1或CTLA-4抗體是一種新的免疫療法[12]。但需注意的是，聯(lián)合使用的順序影響療效。臨床研究證明激動劑抗OX40與PD-1聯(lián)合給藥順序不同，療效不同：即同時添加抗PD-1顯著減弱了單獨的抗OX40的治療效果。在兩種腫瘤模型中，同時使用PD-1與抗OX40組對比順序組合的抗OX40與抗PD-1(但不是相反的順序)結(jié)果表明：順序給藥導(dǎo)致療效顯著增加[13]。目前正在進(jìn)行varlilumab(抗人CD27抗體)聯(lián)合抗PD-1 nivolumab治療多種晚期癌癥的Ⅱ期臨床試驗(NCT02335918)。在T細(xì)胞上觸發(fā)共刺激信號聯(lián)合PD-1是目前增加PD-1療效并且解決部分PD-1耐藥的有效策略。

2.2新的免疫檢查點分子——Tim-3、LAG-3 免疫檢查點(immune checkpoint)是指存在于免疫系統(tǒng)中的一種(幾種)抑制受體或一條(幾條)抑制信號通路。在腫瘤微環(huán)境中，這種抑制性的通路被利用和擴大，導(dǎo)致了T細(xì)胞的耗竭現(xiàn)象。近年來研究發(fā)現(xiàn)Tim-3在腫瘤浸潤淋巴細(xì)胞表達(dá)的比例明顯高于外周淋巴組織中，且Tim-3上調(diào)以及其他檢查點受體的上調(diào)與 T細(xì)胞耗竭相關(guān)[14]。研究人員發(fā)現(xiàn)Tim3與其他靶向治療聯(lián)合治療效果比單獨阻斷Tim3免疫檢查點更加有效，單獨使用PD-1抑制劑可導(dǎo)致腫瘤相關(guān)殺傷細(xì)胞出現(xiàn)對抗免疫治療的抵抗作用。在PD-1耐藥的動物模型中發(fā)現(xiàn)，阻斷PD-1通路后，其T細(xì)胞相繼表達(dá)了大量的T細(xì)胞免疫球蛋白黏蛋白分子3(Tim-3)[15]。因此封閉Tim-3抑制通路，即可能逆轉(zhuǎn)T 細(xì)胞耗竭，也可改變PD-1的耐藥問題[16]。在黑色素瘤中，Tim-3高表達(dá)于表現(xiàn)耗竭表型的腫瘤相關(guān)NK細(xì)胞上。且Tim-3也高表達(dá)于腫瘤細(xì)胞，Tim-3可能通過多種機制導(dǎo)致腫瘤進(jìn)展，包括直接抑制CD4T細(xì)胞功能和抑制IL-6-STAT3信號傳導(dǎo)，以及直接促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移，但是Tim-3導(dǎo)致腫瘤免疫抑制的更多機制還有待進(jìn)一步研究闡明[17，18]。

在眾多人腫瘤模型中，LAG-3和PD-1的共表達(dá)與T細(xì)胞耗竭相關(guān)。在頭頸鱗癌(HNSCC)和非小細(xì)胞肺癌中，Lag-3也在Treg上呈優(yōu)勢表達(dá)，2017年ASCO 上，BMS公布了一項BMS-986016 (Relatli-mab，LAG-3單抗)聯(lián)合Nivolumab治療的研究，其中Relatlimab改善了對PD-L1療法產(chǎn)生耐藥性的黑素瘤群體的治療效果(臨床試驗注冊號NCT01968109)[19]。

2.3改變基因組編輯與檢查點封鎖聯(lián)合療法 在一項研究中，Paukenetal證明 PD-L1通路阻斷可使Tex(Exhausted CD8 T cell)重新激活，并重新參與調(diào)節(jié)效應(yīng)功能。檢查點阻斷后的T細(xì)胞，轉(zhuǎn)錄和表觀遺傳學(xué)改變[20]。在效應(yīng)階段用IL-7治療能夠阻止Tex(Exhausted CD8 T cell)的發(fā)展，進(jìn)一步研究將揭示這些發(fā)現(xiàn)是否會影響目前的免疫治療癌癥，Sen等[21]對T細(xì)胞衰竭的表觀遺傳組進(jìn)行了深入分析。通過對功能增強子圖的深入分析，利用基因組編輯來改變耗竭的CD8T細(xì)胞中的基因表達(dá)以逆轉(zhuǎn)T細(xì)胞耗竭。因此，將目前的檢查點封鎖與基因組編輯策略相結(jié)合以維持T細(xì)胞對癌細(xì)胞的免疫力將是避免因T細(xì)胞耗竭而獲得的治療抵抗性的十分有前景的方法。

2.4改變在腫瘤微環(huán)境中相關(guān)免疫抑制狀態(tài)，聯(lián)合免疫檢查點抑制劑減少T細(xì)胞耗竭發(fā)生 TME(在腫瘤微環(huán)境)免疫抑制機制影響腫瘤引導(dǎo)的T細(xì)胞應(yīng)答并將它們驅(qū)動至T細(xì)胞耗竭，Katlinski等[22]發(fā)現(xiàn)CRC(結(jié)直腸癌)細(xì)胞下調(diào)基質(zhì)中的I型干擾素受體鏈IFNAR1，其存在可以產(chǎn)生免疫逃逸的微環(huán)境。因此針對腫瘤微環(huán)境中抑制因素的靶向治療，有可能成為新的精準(zhǔn)免疫治療策略。

研究證明腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞(tumor associated macrophage，TAM)是CD8+T發(fā)揮抗腫瘤反應(yīng)中重要免疫抑制細(xì)胞[23],腫瘤微環(huán)境中的TAM通過奪取針對檢查點受體/配體的抗體來限制檢查點療法的功效[24]。因此，抗TAM治療聯(lián)合免疫抑制劑治療成為抗腫瘤免疫新方法，PI3Kγ(磷酸肌醇3-激酶γ)抑制劑通過阻斷TAM(腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞)的免疫抑制功能來促進(jìn)T細(xì)胞應(yīng)答能力。用PI3Kγ抑制劑(TG100-15)聯(lián)合PD-1治療頭部和頸部鱗狀細(xì)胞癌的小鼠模型顯著增強了抗PD-1抗體的療效[25]，免疫球蛋白Fc-γ受體(FcγR)為TAM的免疫抑制表型表達(dá)產(chǎn)物，抗Fc-γ受體(FcγR)聯(lián)合抗PD-1治療同樣證明聯(lián)合治療比單獨抗PD-1增加了免疫檢查點抑制劑療效。皮下注射結(jié)腸癌的小鼠模型中，用PD-1免疫抑制劑的單一治療可以抑制腫瘤生長，向抗PD-1處理添加FcγR阻斷抗體完全抑制了所有小鼠中的腫瘤生長,其機制為用FcγR阻斷抗體處理延長了抗PD-1抗體與腫瘤浸潤T細(xì)胞的接觸，從而增加療效[26]。集落刺激因子1受體(CSF1R)為TAM募集，分化和存活所必需。 CSF1R拮抗劑為PLX397，PD-1/抗CTLA4治療聯(lián)合PLX3397(集落刺激因子1受體拮抗劑)可以完全阻斷腫瘤的增殖轉(zhuǎn)移，甚至可以使已建立的腫瘤消退15%[27]。腫瘤內(nèi)巨噬細(xì)胞的免疫抑制作用可通過抑制Ⅱa類組蛋白脫乙酰酶(HDAC)來抑制[28]，在PyMT轉(zhuǎn)基因小鼠發(fā)展的乳腺腫瘤中，選擇性Ⅱa類HDAC抑制劑(TMP195)將腫瘤中的顯性巨噬細(xì)胞群從TAM切換至高度吞噬巨噬細(xì)胞，從而抑制腫瘤生長。TMP195聯(lián)合抗PD-1抗體的治療進(jìn)一步降低了該模型的腫瘤負(fù)荷，而用抗PD-1抗體的單一治療不足以抑制腫瘤發(fā)展。因此，Ⅱa類HDAC抑制劑有可能通過從腫瘤浸潤巨噬細(xì)胞中提取抗腫瘤功能來增強檢查點治療[29]。

3 逆轉(zhuǎn)T細(xì)胞耗竭在臨床治療應(yīng)用進(jìn)展

3.1改變T細(xì)胞耗竭狀態(tài) 直接輸注靶向T細(xì)胞，對抗T細(xì)胞耗竭，CAR-T療法：過繼性T細(xì)胞轉(zhuǎn)移(ACT)是嵌合抗原受體T細(xì)胞以介導(dǎo)抗腫瘤的新領(lǐng)域[30]，其可以簡單概括為結(jié)合細(xì)胞表面抗原的特異性抗腫瘤T細(xì)胞，以腫瘤細(xì)胞表面表達(dá)的相關(guān)抗原為靶點，使腫瘤細(xì)胞表面的抗原能被其特異性識別，且以不依賴MHC的方式激活T細(xì)胞并刺激有效的細(xì)胞毒性應(yīng)答，三種形式的ACT用于癌癥治療：腫瘤浸潤淋巴細(xì)胞(TIL)，T細(xì)胞受體(TCR)T細(xì)胞和CART細(xì)胞[31]。CD19的丟失和PD-L1在腫瘤細(xì)胞中的過表達(dá)常被認(rèn)為是CAR-T治療可能的耐藥機制。部分患者在CD19-CAR-T細(xì)胞治療一段時間后，腫瘤再次復(fù)發(fā)，此時常表現(xiàn)為CD19轉(zhuǎn)陰；這種情況下，即使CAR-T在體內(nèi)仍具有強活性，疾病仍會進(jìn)展。為解決CD19-CAR-T細(xì)胞治療后腫瘤細(xì)胞抗原丟失的問題，可考慮以新型靶點CD22治療B細(xì)胞淋巴瘤?？筆D-1抗體的應(yīng)用雖然可以部分恢復(fù)CAR-T細(xì)胞的效應(yīng)，但在停用抗體后仍有部分患者復(fù)發(fā)，因此應(yīng)用基因工程技術(shù)對CAR-T細(xì)胞進(jìn)行改造，使T細(xì)胞在胞外域同時表達(dá)CAR結(jié)構(gòu)與PD-1，該PD-1與PD-L1結(jié)合后可通過胞內(nèi)CD28傳遞激活信號，從而避免了腫瘤的免疫逃逸，并且避免了PD-1抑制劑導(dǎo)致的其他免疫相關(guān)并發(fā)癥[32]。CAR T細(xì)胞相關(guān)CRS的嚴(yán)重程度與腫瘤負(fù)荷相關(guān)，CRS和神經(jīng)系統(tǒng)毒性是其主要副反應(yīng)[33]，雖然CAR T細(xì)胞正在改變血液惡性腫瘤的治療方法但仍有許多障礙需克服以廣泛應(yīng)用于腫瘤的治療。

3.2逆轉(zhuǎn)T細(xì)胞耗竭療法的聯(lián)合 抑制性抗體PD-1/PDL-1與其他療法聯(lián)合：在頭頸部腫瘤模型中，對西妥昔單抗的耐藥性增加與腫瘤浸潤淋巴細(xì)胞上的PD-1和Tim-3表達(dá)增加有關(guān)[34]。聯(lián)用Tim-3和PD-1/PD-L1單抗阻斷多條負(fù)調(diào)節(jié)通路，將是體內(nèi)免疫系統(tǒng)抗腫瘤最有效的手段之一，TAM靶向治療聯(lián)合PD-1/PD-L1以增強免疫檢查點抑制的功效[35],臨床前研究表明，這些策略與檢查點抑制劑的組合可至少在黑色素瘤、肺癌、結(jié)腸癌和乳腺癌中增強治療反應(yīng)[36]。目前探索新的免疫檢查點如LAG-3、BTLA-4聯(lián)合PD-1增加療效，進(jìn)一步表明需要多種方法來治療癌癥。

4 臨床挑戰(zhàn)與展望

盡管近年來逆轉(zhuǎn)T細(xì)胞耗竭的幾種療法在臨床試臨床應(yīng)用中取得了令人十分鼓舞的療效，但是應(yīng)用PD-1如何獲得持續(xù)的免疫效應(yīng)，應(yīng)用CAR-T目前僅局限在CD19表達(dá)的淋巴瘤和白血病中取得良好療效，其他實體瘤中未能找到有效的靶標(biāo)，其他聯(lián)合增強免疫抑制劑療效的臨床數(shù)據(jù)有待完善等問題仍需解決，但不可否認(rèn)的是關(guān)于逆轉(zhuǎn)T細(xì)胞耗竭的免疫療法對比其他傳統(tǒng)治療就目前臨床試驗、臨床應(yīng)用報道的數(shù)據(jù)來看具有有效率高、明顯高PFS，副作用小，提高病人生存質(zhì)量等，多線化放療后耐藥可采用免疫治療等優(yōu)點，未來免疫療法將在腫瘤治療中成為最有前景的治療方法之一。