成纖維細胞激活蛋白促進腫瘤免疫逃逸和轉化治療研究進展

趙妍 綜述；劉麗華 審閱（河北醫(yī)科大學第四醫(yī)院.腫瘤免疫治療科；b.腫瘤內(nèi)科，河北 石家莊 050011）

探究免疫逃逸調(diào)控機制及其有效逆轉模式是當前腫瘤免疫治療領域的熱點問題。腫瘤微環(huán)境（tumor microenvironment，TME）中多種細胞組成和細胞因子的動態(tài)變化在腫瘤免疫編輯過程中發(fā)揮重要作用并可能直接誘導免疫逃逸。成纖維細胞是TME 的重要組分，其表型變化影響腫瘤進展及對治療應答的反應。近來研究發(fā)現(xiàn)，腫瘤相關成纖維細胞（cancer associated fibroblast，CAF）不僅促進腫瘤發(fā)生發(fā)展和復發(fā)轉移，還誘導腫瘤免疫抑制微環(huán)境的形成和維持。成纖維細胞激活蛋白（fibroblast activation protein，F(xiàn)AP）是細胞表面Ⅱ型絲氨酸蛋白酶，在多種腫瘤基質(zhì)中表達上調(diào)，為CAF分子標志物之一。本文系統(tǒng)回顧FAP 與免疫細胞、細胞因子和免疫檢查點的關系及其在腫瘤免疫逃逸中的作用機制和轉化治療進展，以期從靶向CAF 的角度尋求優(yōu)化腫瘤免疫治療的策略。

1 FAP基本特性及在TME中的表達

FAP 最初是1986 年RETTIG 等[1]在用單克隆抗體F19 培養(yǎng)的成纖維細胞中發(fā)現(xiàn)的細胞表面抗原分子，又稱細胞表面蛋白酶“Seprase”。FAP 是絲氨酸寡肽酶家族的Ⅱ型膜結合型糖蛋白，具有二肽基肽酶和內(nèi)肽酶活性[2-3]。FAP 在正常組織或良性腫瘤間質(zhì)中不表達或低表達，在胰腺癌[4]、乳腺癌[5]、胃癌[6]、結直腸癌[7]等多種腫瘤基質(zhì)成纖維細胞表面呈高表達，常被作為CAF特異標記物之一。隨著研究深入，發(fā)現(xiàn)FAP 也表達于免疫抑制細胞[8]和血管周細胞[9]。FAP與腫瘤進展和總生存期縮短顯著相關，是多種腫瘤不良預后因素[4,10-12]。

2010 年，KRAMAN 等[13]研究并首次闡述了FAP陽性基質(zhì)細胞具有抑制抗腫瘤免疫反應的功能。研究人員構建可驅(qū)動白喉毒素受體表達的FAP基因修飾小鼠模型，通過注射白喉毒素消除FAP陽性細胞，發(fā)現(xiàn)腫瘤細胞和基質(zhì)細胞在48 h 內(nèi)快速缺氧壞死，并增強T細胞活化及分泌IFN-γ和TNF-α。該研究初步揭示FAP與腫瘤免疫之間存在關聯(lián)。隨后陸續(xù)發(fā)現(xiàn)FAP調(diào)節(jié)多種免疫細胞，促使腫瘤免疫逃逸。

2 FAP對免疫細胞的調(diào)節(jié)作用

2.1 FAP調(diào)節(jié)T淋巴細胞表型和功能

作為抗腫瘤免疫反應主體，T淋巴細胞的表型變化直接影響其抗腫瘤效應，而FAP參與多種腫瘤中T細胞的調(diào)節(jié)。在胰腺癌中，F(xiàn)AP過表達的細胞間質(zhì)呈現(xiàn)CD8+T細胞浸潤受限的特征[4,14]；在乳腺癌中，其表現(xiàn)為CD4+T細胞浸潤減少并與臨床復發(fā)顯著相關[5]；在結直腸癌中，F(xiàn)AP 高表達伴隨CD3+細胞、Th1 細胞和自然殺傷T 細胞的消耗[7]。CREMASCO 等[15]研究表明，抗人平足蛋白陽性的FAP+CAF 富集于腫瘤外邊緣，與T 細胞密切接觸，并以一氧化氮依賴的方式抑制T細胞增殖。此外，F(xiàn)AP還可通過抑制T細胞內(nèi)信號轉導通路減弱T 細胞免疫功能。éRSEK 等[16]研究結果顯示，F(xiàn)AP+CAF 干擾CD8+T 細胞內(nèi)NF-κB 信號通路，抑制CTL早期活化及殺傷功能。因此，靶向FAP 可能通過增強抗腫瘤T 細胞功能重塑免疫微環(huán)境，達到抑制腫瘤的目的。

調(diào)節(jié)性T 細胞（Treg 細胞）作為免疫抑制微環(huán)境中重要的組成部分在維持免疫耐受中發(fā)揮核心作用。FAP 可通過上調(diào)叉頭框蛋白P3（forkhead box P3，F(xiàn)OXP3）基因，促進Treg細胞浸潤、增殖分化及免疫抑制功能[7]。HOU等[17]在卵巢癌組織間質(zhì)中發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)AP 表達水平與CD4+CD25+Treg 細胞浸潤程度呈正相關。此外，F(xiàn)AP 通過Treg 細胞抑制腫瘤免疫功能是由不同CAF 亞群所介導，COSTA 等[18]在三陰性乳腺癌中將CAF 分為四個亞群，其中FAP+CAF 亞群（CAF-S1）與Treg 細胞募集有關，并通過B7-H3、CD73 和二肽基肽酶-4 促進CD25+T 細胞向FOXP3+Treg 細胞分化，抑制效應T 細胞增殖。KIEFFER 等[19]進一步將乳腺癌CAF-S1 分為8 個群集，發(fā)現(xiàn)FAP+CAF-S1 亞群通過激活活化T 細胞核因子（nuclear factor of activated T cells，NFAT）/STAT 通路，上調(diào)Treg細胞PD-1和CTLA-4表達，繼而增加了以TGF-β 通路為特征的CAF 擴增。以上研究表明，F(xiàn)AP通過介導CAF與Treg細胞交互作用發(fā)揮免疫逃逸功能。

2.2 FAP調(diào)節(jié)TAM的表型和功能

TAM根據(jù)其極化狀態(tài)分為M1抗腫瘤表型和M2促腫瘤表型。M2 型巨噬細胞具有免疫抑制功能。FAP 可誘導巨噬細胞由M1 型極化為M2 型，并通過PTEN/AKT 和MEK/ERK 通路促進腫瘤細胞及TAM生長和遷移[20]。MULIADITAN等[8]研究表明，F(xiàn)AP和血紅素加氧酶-1共表達于TAM，這類TAM和傷口愈合時的巨噬細胞類似，可被腫瘤利用進而發(fā)生轉移。然而，F(xiàn)AP如何誘導巨噬細胞發(fā)生表型和功能的轉變尚不明確，值得進一步研究。

2.3 FAP與其他免疫細胞

髓系來源抑制細胞（myeloid-derived suppressor cell，MDSC）是一類來源于骨髓的異質(zhì)性細胞，可通過抑制T細胞來誘導免疫抑制。LIN 等[21]研究表明，在肝內(nèi)膽管癌中，F(xiàn)AP通過激活STAT3/CCL2軸招募Gr-1+MDSC，促進腫瘤增殖和血管生成。

NK 細胞是腫瘤免疫監(jiān)視中關鍵的先天性免疫效應細胞，參與早期免疫應答并強化適應性免疫應答。近年來研究表明，F(xiàn)AP+CAF通過下調(diào)NK細胞上激活受體NKG2D的表達，抑制NK細胞功能，促進形成免疫抑制微環(huán)境[22]。

此外，目前關于腫瘤相關中性粒細胞與CAF 相互作用的研究非常有限。OGAWA 等[4]發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)AP 高表達基質(zhì)中存在較多中性粒細胞浸潤，其具體功能尚不明確，需要更深入的研究進一步探索。

3 FAP對腫瘤微環(huán)境中免疫抑制因子的調(diào)節(jié)作用

3.1 FAP與TGF-β

TGF-β是TME中具有重要免疫抑制功能的細胞因子，可介導成纖維細胞向CAF 轉化。在CAF 中，TGF-β信號通路顯著上調(diào)，促進成纖維細胞向FAP高表達表型分化[15]。此外，TGF-β 亦可誘導膠質(zhì)瘤細胞、周細胞、內(nèi)皮細胞中FAP 表達，以及促進FAP 在上皮間質(zhì)轉化過程中表達增加，形成具有遷移能力的間充質(zhì)細胞[23-24]。MARIATHASAN[25]等研究進一步揭示，CAF在TGF-β作用下阻礙CD8+T細胞浸潤，促進免疫排斥表型形成。

另一方面，F(xiàn)AP 促進向TME 中釋放TGF-β。應用外源性FAP 刺激人臍靜脈內(nèi)皮細胞后，培養(yǎng)液上清中TGF-β含量呈劑量依賴性增加，血液循環(huán)中可溶性FAP 亦可激活局部組織中TGF-β 通路，促進腫瘤發(fā)生、發(fā)展[26]。另外，F(xiàn)AP 可通過介導CAF 釋放膠原蛋白和纖連蛋白等細胞外基質(zhì)成分激活TGF-β，形成正反饋循環(huán)，進一步加劇了FAP+CAF 介導的腫瘤免疫逃逸。

3.2 FAP與趨化因子

趨化因子是能趨化細胞定向移動的小分子分泌蛋白，對形成免疫抑制TME 具有重要作用。éRSEK等[16]和COSTA等[18]分別在黑色素瘤和乳腺癌中發(fā)現(xiàn)FAP+CAF 通過增加CXCL12 釋放發(fā)揮免疫抑制作用。FEIG 等[27]在胰腺癌中也得出一致結論，即CXCL12 主要來源于FAP+CAF，與腫瘤細胞上CXCR4 受體結合后，干擾效應T 細胞與腫瘤細胞的相互作用，促進腫瘤免疫逃逸。CXCR4 還可促進間充質(zhì)干細胞向CAF 轉化[28]，在TME 中形成正反饋環(huán)激活FAP，促進腫瘤進展。當阻斷CXCR4受體時，可增加瘤內(nèi)CD8+T細胞和記憶T細胞浸潤。CXCR4抑制劑與PD-1抑制劑聯(lián)合應用可進一步減少MDSC浸潤及IL-6、IL-10釋放，促進M2型TAM向M1型TAM轉化并發(fā)揮抗腫瘤作用[29]。

研究還發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)AP+CAF具有以CCL2上調(diào)為標志的炎癥表型特征。ZHANG等[3]應用差異蛋白質(zhì)組學技術鑒定發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)AP通過酶活性裂解CCL2，但沒有改變CCL2 在單核細胞中的趨化能力，提示FAP 對CCL2的誘導作用依賴于非酶催化活性。FAP通過結合尿激酶型纖溶酶原激活物受體，激活STAT3/CCL2信號通路，CCL2 與其受體CCR2 結合招募MDSC 至腫瘤組織，促進腫瘤進展[21,30-31]。另一方面，F(xiàn)AP+CAF來源的CCL2 可介導TAM 生長和遷移，HGASHINO等[20]研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)AP+CAF分泌CCL2促進腫瘤細胞和巨噬細胞樣細胞遷移，從而促進食管鱗癌進展。在小鼠肝癌模型中，敲低CCL2 基因可明顯抑制FAP+CAF 移植瘤生長，減少MDSC 和TAM 數(shù)量，增加IFN-γ+T 細胞浸潤。以上研究均表明FAP 調(diào)節(jié)多種細胞因子分泌，形成復雜信號網(wǎng)絡，共同參與免疫微環(huán)境重塑與維持。

4 FAP 對免疫檢查點的調(diào)節(jié)與免疫檢查點抑制劑耐藥

免疫檢查點是傳遞免疫抑制性信號的重要因子，與腫瘤免疫逃逸和免疫檢查點抑制劑療效受限存在密切聯(lián)系。新近研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)AP 表達與TME 中免疫檢查點上調(diào)相關。在非小細胞肺癌非吸煙患者中，F(xiàn)AP 與PD-L1 呈正相關性[32]。此外，F(xiàn)AP+CAF 通過精氨酸酶途徑上調(diào)免疫檢查點TIGIT 與B 和T 淋巴細胞弱化子，負向調(diào)控CD8+T 細胞抗腫瘤免疫反應[16]。另一項研究表明，F(xiàn)AP高表達的結直腸癌組織中CTLA-4和殺傷細胞凝集素樣受體亞家族G成員1表達上調(diào)[7]，提示FAP可誘導腫瘤細胞利用免疫檢查點完成自身免疫逃逸。

目前，PD-1/PD-L1 免疫檢查點抑制劑給腫瘤免疫治療帶來革命性突破，但仍面臨PD-1 抑制劑單藥有效率低、原發(fā)和繼發(fā)耐藥、免疫療效標志物不足等挑戰(zhàn)。多項研究表明，F(xiàn)AP 導致腫瘤對PD-1 抑制劑治療耐藥。FEIG 等[27]在胰腺癌研究中發(fā)現(xiàn)，消除FAP 后PD-1 抑制劑和CTLA-4 抑制劑的治療效果有所提升。隨后，國內(nèi)學者分別在直腸癌[31]及胃癌[33]的小鼠異種移植模型中證實，F(xiàn)AP 過表達是PD-1 抑制劑耐藥機制之一，應用FAP 抑制劑可改變免疫抑制性TME，使荷瘤小鼠對免疫檢查點阻斷治療更敏感。FAP 有望成為預測PD-1 抑制劑耐藥的生物標志物，然而，通過調(diào)控FAP 能否逆轉PD-1 抑制劑等耐藥需要進一步臨床證實。

5 以FAP為靶點的腫瘤免疫治療

針對腫瘤自身抗原的特異性抗腫瘤免疫反應是腫瘤免疫治療研究中的熱點。FAP 作為腫瘤基質(zhì)抗原，可成為理想靶標殺傷CAF，并可選擇性激活細胞毒性藥物并響應適應性免疫應答，提高以藥物、細胞療法等為基礎治療的療效。以FAP為靶點的免疫治療策略包括：FAP 抗體、FAP 疫苗、CAR-T 細胞療法、溶瘤病毒療法等?；径继幱谂R床前研發(fā)階段。

5.1 FAP抗體

Sibrotuzumab 是早期研發(fā)的人源化F19 抗體，其發(fā)揮功能需依賴NK細胞介導的細胞毒性作用，在Ⅰ/Ⅱ期臨床研究中對轉移性肺癌和結直腸癌療效有限[34]。LANG 等[35]通過將FAP 抗體負載到基于細胞穿透肽的納米顆粒上，特異性下調(diào)CXCL12 表達，重塑前列腺癌TME，顯著抑制腫瘤侵襲、遷移和血管生成。

然而，TME各組成成分相互作用較為復雜，阻斷單一蛋白的效果可能被腫瘤啟動其他作用機制而抵消，故開發(fā)同時針對多個表位的抗體是未來發(fā)展方向。近期，研究者通過將抗體與藥物偶聯(lián)提高FAP抗體的療效，OMTX705[36]是一種人源化FAP 抗體與溶血素的新型化合物，在對PD-1 抑制劑耐藥的小鼠模型中，OMTX705 增加CD8+T 細胞浸潤，致腫瘤縮小并延遲腫瘤復發(fā)，表明OMTX705靶向FAP對免疫治療耐藥有效。此外，雙特異性抗體及多特異性抗體在臨床治療中展現(xiàn)了廣闊的應用前景，LABIANO等[37]研究報道了雙特異性FAP-CD40抗體，該抗體需依賴FAP誘導CD40發(fā)揮激動作用，在選擇性地靶向腫瘤細胞同時活化抗原提呈細胞上CD40受體，從而觸發(fā)適應性免疫應答。相類似的雙抗還有FAP/4-1BBL[38]，通過FAP介導激活T細胞上內(nèi)源性共刺激分子4-1BB（CD137），促進IFN-γ 和顆粒酶B 分泌發(fā)揮抗腫瘤活性。此外，CHEN 等[39]研發(fā)出抗HER2/抗FAP/抗聚乙二醇（mPEG）三特異性抗體，使mPEG包被的免疫脂質(zhì)體同時靶向HER2+乳腺癌細胞和FAP+CAF，更有效地抑制腫瘤細胞生長并逆轉CAF治療抵抗?？傊?，新型FAP 抗體的應用為未來實現(xiàn)個體化、精準化免疫治療提供了可能，今后研究中FAP 抗體可與其他抗腫瘤療法聯(lián)合以獲得更好的療效。

5.2 FAP疫苗

腫瘤疫苗是指利用腫瘤抗原，通過主動免疫方式誘導機體產(chǎn)生特異性抗腫瘤效應，而CAF 阻止疫苗誘導效應T 細胞在瘤內(nèi)浸潤并發(fā)揮抗腫瘤作用。XIA等[40]構建FAP的DNA疫苗使Ⅰ型膠原及其他抑制性基質(zhì)因子表達下調(diào)，增強CTL 抗腫瘤效應。DUPERRET 等[41]報道，新型FAP 的DNA 疫苗能夠逆轉免疫耐受并發(fā)揮抗腫瘤活性，使CD8+T 細胞浸潤增加，TAM 浸潤減少，同時誘導CD8+和CD4+T 細胞產(chǎn)生免疫應答。GENG 等[42]構建了同時靶向腫瘤基質(zhì)抗原FAP 和腫瘤細胞抗原存活素（survivin）的DNA 疫苗，F(xiàn)AP/survivin 雙靶向疫苗在乳腺癌荷瘤小鼠模型中顯示出增強的抗腫瘤作用。在聯(lián)合多柔比星時下調(diào)荷瘤小鼠外周MDSC，進一步增強FAP/survivin疫苗的抗腫瘤活性。

除了靶向FAP的DNA疫苗，HU等[43]研發(fā)出FAP修飾的類外泌體納米囊泡腫瘤疫苗(eNVs-FAP)，該疫苗通過同時靶向腫瘤細胞和CAF，促進DC 成熟，增強效應T 細胞浸潤及功能，減少M2-TAM、MDSC和Treg 等免疫抑制細胞浸潤，在多種荷瘤小鼠模型上均表現(xiàn)出良好的抗腫瘤效果。然而FAP疫苗的研發(fā)仍處于初級階段，還需要進一步優(yōu)化，未來的研究應該重點關注將疫苗與常規(guī)治療相結合，或與其他腫瘤抗原特異性疫苗協(xié)同應用以增強抗腫瘤免疫。

5.3 靶向FAP的CAR-T細胞療法

CAR-T細胞免疫療法是將CTL通過基因改造用來識別特定的腫瘤抗原，是最具前景的免疫療法之一。靶向FAP的CAR-T細胞已證實對多種臨床前腫瘤模型有效，包括惡性胸膜間皮瘤、黑色素瘤、結腸癌和乳腺癌等[26]。FAP-CAR-T 細胞增加CD8+T 在腫瘤中浸潤[44]，且含有突變CD28信號域的FAP-CAR-T細胞與PD-1 抑制劑聯(lián)合可增強T 細胞代謝和活化[45]。LO 等[46]通過應用FAP-CAR-T 細胞，減少細胞外基質(zhì)蛋白和糖胺聚糖，降低腫瘤血管密度，從而抑制胰腺癌生長，表明靶向FAP 的CAR-T 細胞療法可通過重塑細胞外基質(zhì)實現(xiàn)抗腫瘤效果。近期，MILLUL 等[47]研發(fā)出FAP 的新型配體OncoFAP，與FAP結合具有亞納摩爾級的親和力，OncoFAP衍生物可通過與CAR-T 細胞結合，特異靶向FAP 發(fā)揮抗腫瘤效應。以上研究表明，采用CAR 將T 細胞定向至TME，特異性識別并殺傷FAP+CAF，且能夠增強T 細胞抗腫瘤功能，抑制腫瘤生長。然而，由于實體瘤復雜的TME 和較高腫瘤抗原異質(zhì)性等因素，CAR-T 細胞在實體瘤治療方面有待于進一步研究。

5.4 FAP與溶瘤病毒

溶瘤病毒是一類選擇性感染和殺傷腫瘤細胞的病毒，然而，腫瘤間質(zhì)屏障限制溶瘤病毒浸潤，成為其研發(fā)難點之一。近年來經(jīng)過基因修飾的溶瘤病毒取得很大進展，例如攜帶FAP 目標雙特異性T細胞銜接器的溶瘤病毒同時殺傷腫瘤細胞和CAF，效力比親本病毒高，增強T細胞活化及功能[48]。近期研究中，LI 等[9]利用溶瘤腺病毒ICOVIR15 對FAP 陽性基質(zhì)細胞的易感性，通過感染膠質(zhì)母細胞和FAP 陽性周細胞，成功抑制膠質(zhì)母細胞瘤生長。靶向FAP 的溶瘤病毒研究尚處于早期階段，有關病毒體內(nèi)復制和臨床反應的深入研究對于建立安全有效的劑量指導方針至關重要，其臨床應用效果需進一步證實。

6 總結與展望

FAP作為TME中的免疫抑制分子對于促進腫瘤免疫逃逸具有重要的作用。FAP 通過調(diào)控腫瘤微環(huán)境中免疫細胞亞群的構成及功能，調(diào)節(jié)細胞因子和趨化因子的分泌及上調(diào)免疫檢查點等機制形成免疫抑制微環(huán)境，并誘導腫瘤對免疫檢查點抑制劑耐藥，因此，近年來FAP 作為腫瘤免疫治療新靶標被廣泛應用于轉化研究，其中FAP多特異性抗體、FAP疫苗、靶向FAP的CAR-T細胞療法均展示出巨大的應用潛力。然而，也有研究發(fā)現(xiàn)FAP在某些惡性腫瘤（如結腸癌[49]、黑色素瘤[50]）中發(fā)揮抗腫瘤免疫作用，如FAP高表達可促進CD8+T 細胞向腫瘤內(nèi)遷移，且FAP 高表達與患者生存獲益相關，這提示FAP 在腫瘤中存在異質(zhì)性、動態(tài)性和復雜的細胞間關聯(lián)，其調(diào)控機制需進一步探討。除此之外，未來研究工作應圍繞FAP及其聯(lián)合其他生物標記物在不同腫瘤CAF分型及免疫功能的深入探索，以及FAP與B細胞、中性粒細胞、樹突狀細胞等免疫細胞的交互作用及其機制等方面。總之，對FAP 深入研究有助于全面理解FAP 在TME 中免疫逃逸作用及分子機制，為腫瘤免疫治療更高效治療模式提供新思路，對于實現(xiàn)臨床轉化具有重要的意義。