靶向髓源抑制性細(xì)胞的腫瘤免疫治療研究進(jìn)展

邢 凱(綜述)，劉 苗(審校)

(武漢大學(xué)人民醫(yī)院兒科，湖北 武漢 430060)

在腫瘤治療過程中，腫瘤免疫逃逸機(jī)制的存在使腫瘤細(xì)胞能夠逃避免疫系統(tǒng)的識(shí)別和清除，成為許多腫瘤耐藥、復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移的重要原因[1]。免疫逃逸涉及多種機(jī)制，其中免疫抑制發(fā)揮關(guān)鍵作用，髓源抑制性細(xì)胞(myeloid-derived suppressor cells,MDSCs)是參與到免疫抑制過程的一種細(xì)胞類型。許多研究表明，MDSCs在黑色素瘤、胃腸道腫瘤、泌尿系統(tǒng)腫瘤以及血液系統(tǒng)腫瘤中表達(dá)增加[2-3]，并參與免疫檢查點(diǎn)抑制劑和化療藥物的耐藥過程，長期隨訪顯示MDSCs增多與多種腫瘤患者總體生存率(overall survival,OS)縮短存在相關(guān)性[4]。因此，開發(fā)靶向MDSCs的藥物有望成為改善腫瘤預(yù)后和克服耐藥的新型治療策略。近年來，MDSCs研究始終保持著較高的熱度，因此本文擬將靶向MDSCs的相關(guān)臨床試驗(yàn)進(jìn)行綜述。

1 MDSCs定義與功能

MDSCs起源于骨髓造血祖細(xì)胞，是具有免疫抑制功能的一群異質(zhì)性細(xì)胞的統(tǒng)稱。根據(jù)其細(xì)胞表面的白細(xì)胞分化抗原通常被分為多形核MDSCs(polymorphonucler MDSCs,PMN-MDSCs)和單核MDSCs(monocytic MDSCs,M-MDSCs)，PMN-MDSCs形態(tài)上類似于中性粒細(xì)胞，其免疫表型為CD33+CD11b+HLA-DR+/lowCD14-CD15+，M-MDSCs形態(tài)上類似于單核細(xì)胞，其免疫表型為CD33+CD11b+HLA-DR+/lowCD14+CD15-[2,5-6]。MDSCs通過負(fù)性調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答來保護(hù)腫瘤細(xì)胞免受宿主免疫攻擊，其機(jī)制包括耗竭T細(xì)胞活化所必須氨基酸如精氨酸、半胱氨酸等和產(chǎn)生大量的活性氧和氮類物質(zhì)來抑制T細(xì)胞的功能[2]。MDSCs也能通過招募誘導(dǎo)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞和Th17細(xì)胞來誘導(dǎo)腫瘤的免疫耐受，這與MDSCs分泌TGF-β、IL-10、IFN-γ等細(xì)胞因子和上調(diào)CD86等配體有關(guān)[7]。研究表明，MDSCs分泌的外泌體能夠重塑腫瘤微環(huán)境，促進(jìn)腫瘤的生長、侵襲和轉(zhuǎn)移[8]。此外，MDSCs也可以通過誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞向M2表型極化和抑制NK細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒性作用來抑制機(jī)體的先天性免疫[6]。除免疫抑制功能外，MDSCs還能夠上調(diào)血管內(nèi)皮生長因子促進(jìn)血管生成來加快腫瘤生長[6,9]。

2 靶向MDSCs的臨床研究

鑒于MDSCs在誘導(dǎo)腫瘤免疫耐受中的作用，靶向MDSCs成為腫瘤免疫治療的新策略。目前，靶向MDSCs的臨床研究主要聚焦在四個(gè)方向：抑制MDSCs的擴(kuò)張和募集如癌癥疫苗等、抑制MDSCs功能如磷酸二酯酶5抑制劑等、耗竭M(jìn)DSC如常規(guī)化療等以及誘導(dǎo)MDSCs向成熟的髓樣細(xì)胞分化如全反式維甲酸等。

2.1抑制MDSCs的擴(kuò)張和募集

2.1.1癌癥疫苗 癌癥疫苗在近年多項(xiàng)試驗(yàn)中展現(xiàn)出良好的抗腫瘤效果，它能特異性地識(shí)別腫瘤相關(guān)蛋白，阻止腫瘤細(xì)胞生長[10]。一些研究者，探索多種不同的癌癥疫苗在常規(guī)化療耐藥的惡性腫瘤患者中對(duì)MDSC的作用。在Kongsted等[11]設(shè)計(jì)的臨床試驗(yàn)中，接受樹突狀細(xì)胞癌疫苗聯(lián)合多西紫杉醇治療的患者被檢測(cè)到MDSCs明顯減低，而僅接受多西紫杉醇治療的患者的MDSCs沒有明顯變化。雖然2組患者的臨床預(yù)后沒有顯著性差別，但這仍能說明DCvac疫苗具有減少M(fèi)DSCs的作用。有 臨床試驗(yàn)也表明了GM-CSF轉(zhuǎn)基因疫苗可能具有減少M(fèi)DSCs的作用，接受米托蒽醌治療后接種GVAX疫苗的患者比未接種疫苗的患者的無復(fù)發(fā)生存率(progress-free survival,PFS)從1.6個(gè)月提升至5.9個(gè)月，并且接種疫苗后DC細(xì)胞與MDSCs之比升高[12]。接受多西紫杉醇治療后接種GVAX疫苗的患者與未接種疫苗的患者間未發(fā)現(xiàn)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的結(jié)果。此外，Kongsted等[11-12]的兩項(xiàng)試驗(yàn)共同提示多西紫杉醇可能不具有降低MDSCs的作用，見表1。

表1 抑制MDSCs擴(kuò)張和募集的藥物

2.1.2趨化因子受體拮抗劑 雖然MDSCs在外周血、骨髓和腫瘤微環(huán)境(tumor microenvironment,TME)中都有分布，但TME中的MDSCs在協(xié)助腫瘤轉(zhuǎn)移、免疫逃逸和耐藥方面更為重要。因此，阻止MDSCs向TME遷移聚集也是靶向MDSCs的治療策略之一?，F(xiàn)有的研究表明，MDSCs主要被趨化因子CC亞家族和CXC亞家族招募到TME[6]。所以針對(duì)CXCR2、CXCR4、 CXCL5等的拮抗劑被開發(fā)用于阻止MDSCs遷移。Bockorny等[13]研發(fā)一種名為“BL-8040”的CXCR4拮抗劑，兩個(gè)隊(duì)列的胰腺癌患者均接受BL-8040聯(lián)合pembrolizumab治療。在37人的隊(duì)列中，疾病控制率為34.5%，另一個(gè)22人的隊(duì)列中疾病控制率為77%。Bockorny等[13]對(duì)腫瘤組織活檢顯示T細(xì)胞密度增加，而PMN-MDSCs密度減少。這表明BL-8040減少M(fèi)DSCs在TME中的募集，改善T細(xì)胞功能。

2.1.3其他 除了癌癥疫苗和趨化因子拮抗劑之外，多種不同類型的藥物在臨床試驗(yàn)中被發(fā)現(xiàn)具有抑制MDSCs擴(kuò)增和募集的作用。大豆異黃酮是一種天然化合物，研究表明大豆異黃酮可以預(yù)防多種疾病的發(fā)生[17]。Lesinski等[14]實(shí)施的Ⅱ期臨床試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)前列腺癌患者使用特制面包(含大豆異黃酮)后，M-MDSCs顯著減少，并且IL-6、GM-CSF、G-CSF和M-CSF等減少。這提示大豆異黃酮可能通過調(diào)節(jié)MDSCs和炎癥因子對(duì)前列腺癌患者發(fā)揮保護(hù)作用。Madan等[15]的臨床試驗(yàn)報(bào)道雄激素受體拮抗劑恩雜魯胺在前列腺癌中的療效，接受恩雜魯胺治療的患者被檢測(cè)到PMN-MDSCs減少，并且大部分患者的前列腺特異性抗原在首個(gè)療程后下降超過90%。除了實(shí)體瘤，Cubillos-Zapata等[16]研究沙利度胺類似物CC-122在彌漫性大B細(xì)胞淋巴瘤中的作用。3例彌漫性大B細(xì)胞淋巴瘤患者接受CC-122治療后MDSCs減少，這可能與干擾素調(diào)節(jié)因子7增加抑制了MDSCs的聚集有關(guān)。

2.2抑制MDSCs的功能

2.2.1磷酸二酯酶5抑制劑 抑制MDSCs的免疫抑制功能也在較多的臨床試驗(yàn)中開展。自磷酸二酯酶5抑制劑被發(fā)現(xiàn)具有抗腫瘤活性后[18]，已有多項(xiàng)研究其對(duì)MDSCs影響的臨床試驗(yàn)開展。Califano等[19]實(shí)施了一項(xiàng)Ⅱ期臨床試驗(yàn)，頭頸部鱗癌患者在接受他達(dá)拉非治療后體內(nèi)MDSCs明顯降低，T細(xì)胞增殖增強(qiáng)。他們還發(fā)現(xiàn)誘導(dǎo)型一氧化氮酶和精氨酸酶1減少，前者參與NO的合成，后者參與精氨酸的耗竭[9]。這表明他達(dá)拉非可能通過增加精氨酸和減少NO來增強(qiáng)抗腫瘤免疫。除了頭頸部鱗癌外，他達(dá)拉非也被試用于轉(zhuǎn)移性黑色素瘤的治療。Hassel等[20]報(bào)道12例黑色素瘤患者接受他達(dá)拉非后獲得4.6個(gè)月的中位PFS和8.5個(gè)月的中位OS，流式細(xì)胞計(jì)數(shù)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)M-MDSCs減少。

2.2.2酪氨酸激酶抑制劑 Zahoor等[21]發(fā)現(xiàn)接受血管生長因子受體靶向藥舒尼替尼治療的膀胱癌患者M(jìn)DSCs有所降低，且獲得了4.7個(gè)月的中位PFS，這提示通過抑制MDSCs的促血管生成作用來抗腫瘤是可行的。Chen等[22]發(fā)現(xiàn)接受舒尼替尼聯(lián)合放療的患者比僅接受放療的患者體內(nèi)的MDSCs表達(dá)磷酸化的STAT3和精氨酸酶1減少，這說明舒尼替尼結(jié)合VEDFR后可能通過抑制胞內(nèi)STAT3通路發(fā)揮作用。另一種酪氨酸激酶抑制劑類藥物acalabrutinib對(duì)腫瘤患者M(jìn)DSCs影響也在兩項(xiàng)臨床試驗(yàn)中被報(bào)道。Acalabrutinib是一種Bruton酪氨酸激酶抑制劑，Zhang等[23]在一項(xiàng)Ⅱ期臨床試驗(yàn)中對(duì)比了PD-1抑制劑pembrolizumab聯(lián)合acalabrutinib與單用pembrolizumab在尿路上皮癌中的療效。雖然MDSCs在治療后減少，聯(lián)合治療組客觀緩解率較單用pembrolizumab組升高(25%比20%)，但相關(guān)性分析表明MDSCs的變化與臨床療效無關(guān)。Overman等[24]的Ⅱ期臨床試驗(yàn)則對(duì)比acalabrutinib聯(lián)合pembrolizumab與單用acalabrutinib在胰腺導(dǎo)管腺癌中的療效，兩個(gè)治療組的PMN-MDSCs和M-MDSCs都減少，這說明抗MDSCs作用可能主要來自acalabrutinib而非pembrolizumab。Overman等[24]的研究也表明聯(lián)合用藥組顯著高于單用acalabrutinib組(7.9%比0)，這提示pembrolizumab雖然不具有減少M(fèi)DSC的作用，但聯(lián)合用藥能夠改善患者預(yù)后，見表2。

表2 抑制MDSCs功能的藥物

2.2.3CTLA-4抗體和三萜類化合物 除了磷酸二酯酶5抑制劑外，CTLA-4的單克隆抗體ipilimumab在黑色素瘤中也被證實(shí)具有抑制MDSCs表達(dá)ARG-1的作用。Coaa等[25]設(shè)計(jì)了一項(xiàng)雙盲對(duì)照試驗(yàn)，5例黑色素瘤患者在接受ipilimumab治療后被檢測(cè)到PMN-MDSCs下降，并且ARG-1產(chǎn)生減少[25]。而Tarhini等[26]的臨床試驗(yàn)納入了更多的患者，在接受ipilimumab的35例黑色素瘤患者中，3例患者獲得客觀反應(yīng)，21例患者病情穩(wěn)定。與Pico de Coaa等[25]的結(jié)果不同的是，Tarhini等[26]發(fā)現(xiàn)ipilimumab治療后以M-MDSCs減少最明顯而非PMN-MDSCs。此外，Tarhini等[26]取腫瘤組織活檢發(fā)現(xiàn)CD8+T細(xì)胞浸潤增加，這表明ipilimumab一定程度上解除MDSCs對(duì)T細(xì)胞的抑制。

三萜類化合物是一種抗氧化炎癥調(diào)節(jié)劑[28]，在Hong等[27]實(shí)施的Ⅰ期臨床試驗(yàn)中，47例患者接受了合成三萜類化合物甲基巴多酚酮的治療，其中1人獲得疾病的完全緩解，10例疾病部分緩解，10例疾病穩(wěn)定沒有繼續(xù)進(jìn)展。

2.3直接耗竭M(jìn)DSCs

2.3.1常規(guī)化療 常規(guī)化療方案不僅對(duì)腫瘤細(xì)胞具有損傷作用，同時(shí)也能破壞MDSCs等免疫細(xì)胞。Wang等[29]在接受來那度胺聯(lián)合環(huán)磷酰胺治療的前列腺癌患者中發(fā)現(xiàn)治療后的MDSCs較基線下降了64%，接受治療的患者獲得20個(gè)月的中位生存時(shí)間。Bonomi等[30]的臨床試驗(yàn)分析化療在非小細(xì)胞肺癌中對(duì)MDSCs的作用，在PD-1單抗pembrolizumab的基礎(chǔ)上聯(lián)用卡鉑和紫杉醇后MDSCs明顯下降，而單用pembrolizumab的患者M(jìn)DSCs沒有明顯變化，這說明MDSCs減少應(yīng)歸因于化療而不是pembrolizumab。結(jié)合前文的分析，紫杉醇類可能不具有減少M(fèi)DSCs的作用，因此MDSCs的減少可能是由卡鉑引起的。Bonomi等[30]發(fā)現(xiàn)加用化療藥物組有9例疾病得到控制，而未接受化療組僅有6例，這提示化療減少M(fèi)DSCs對(duì)預(yù)后的價(jià)值。Spehner等[31]在肛門鱗癌患者的臨床試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了DCF方案(紫杉醇、順鉑、5-氟尿嘧啶)同樣具有減少M(fèi)DSCs的作用。

2.3.2抗CD33 抗體CD33在造血祖細(xì)胞和成熟血細(xì)胞不表達(dá)，主要表達(dá)在急性髓系白血病細(xì)胞上，同時(shí)也是MDSCs的重要標(biāo)志[32]。因此，CD33抗體是靶向MDSCs的特異性抗體，被作為近年來藥物開發(fā)的重點(diǎn)。Westervelt等[33]報(bào)道CD33抗體AMV564的Ⅰ期試驗(yàn)結(jié)果，接受AMV564治療的19例患者中的12例患者骨髓原始細(xì)胞減少，并且白細(xì)胞介素6、白細(xì)胞介素8、白細(xì)胞介素10等顯著增加，活化T細(xì)胞數(shù)量增加。這表明AMV564通過減少M(fèi)DSCs細(xì)胞挽救了T細(xì)胞的功能。

2.4誘導(dǎo)MDSCs向成熟的髓樣細(xì)胞分化 如前文所述，MDSCs的產(chǎn)生與髓系細(xì)胞成熟受阻有關(guān)，因此誘導(dǎo)MDSCs發(fā)育為粒細(xì)胞和單核細(xì)胞等成熟細(xì)胞是可行的方案。全反式維甲酸在急性早幼粒細(xì)胞白血病的治療中被證實(shí)具有誘導(dǎo)原始細(xì)胞向髓樣細(xì)胞分化的作用[34]，因此研究人員希望通過全反式維甲酸誘導(dǎo)MDSCs的分化成熟來解除免疫抑制。Tobin等[35]設(shè)計(jì)一個(gè)Ⅱ期臨床試驗(yàn)對(duì)比ipilimumab聯(lián)合全反式維甲酸在晚期黑色素瘤患者中的療效。單用ipilimumab的患者的平均隨訪時(shí)間為318 d，而接受ipilimumab 聯(lián)合全反式維甲酸治療的患者的平均隨訪時(shí)間延長到365 d。在隨訪期間單用ipilimumab組的兩例患者出現(xiàn)疾病進(jìn)展，而ipilimumab 聯(lián)合ATRA治療組無疾病進(jìn)展發(fā)生。流式細(xì)胞計(jì)數(shù)檢測(cè)也證實(shí)ipilimumab 聯(lián)合ATRA治療組的MDSCs低于單用ipilimumab組[35]。全反式維甲酸在小細(xì)胞肺癌中同樣表現(xiàn)出靶向MDSCs的治療效果。Iclozan等[36]實(shí)施的臨床試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)接受p53疫苗聯(lián)合全反式維甲酸治療的小細(xì)胞肺癌患者外周血中的MDSCs降低至治療前的一半，而單用p53疫苗并不影響MDSCs水平。這表明在治療方案中增加全反式維甲酸能有效減少M(fèi)DSCs，推測(cè)其機(jī)制與ATRA誘導(dǎo)MDSCs分化成熟有關(guān)，見表3。

表3 耗竭M(jìn)DSCs和誘導(dǎo)MDSCs向髓樣細(xì)胞分化的藥物

3 總 結(jié)

本綜述按照靶向MDSCs的策略對(duì)相關(guān)臨床試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行總結(jié)。在腫瘤類型上，大部分臨床試驗(yàn)的受試者為實(shí)體瘤患者，尤其是黑色素瘤、頭頸部鱗癌、前列腺癌、卵巢癌最多，淋巴瘤、白血病以及膠質(zhì)母細(xì)胞瘤等僅在個(gè)別試驗(yàn)被研究。在腫瘤分期上，幾乎全部腫瘤都處于復(fù)發(fā)、轉(zhuǎn)移、或一線治療耐藥階段。絕大部分試驗(yàn)結(jié)果表明研究者所選擇的藥物能夠減少M(fèi)DSCs計(jì)數(shù)，并在一定程度上解除對(duì)T細(xì)胞的免疫抑制，這表明靶向MDSCs策略是可行的。但當(dāng)前的臨床試驗(yàn)存在一些不足。首先，不同藥物或治療方案的臨床療效是參差不齊的，部分藥物雖然可以減少M(fèi)DSCs但不能改善臨床預(yù)后。其次，許多試驗(yàn)都是探索性的，并且受試者數(shù)量較少。此外，大部分研究者主要關(guān)注在外周血液中的MDSCs計(jì)數(shù)，只有個(gè)別試驗(yàn)檢測(cè)了用藥后腫瘤微環(huán)境中的MDSCs變化?？傊?，臨床試驗(yàn)表明靶向MDSCs有望成為復(fù)發(fā)性、難治性腫瘤的可行方案，但需要開展更多的更大規(guī)模的臨床試驗(yàn)來驗(yàn)證。