毛登烜,趙 楊,劉玉萍,陳 彥
(1.南京中醫(yī)藥大學附屬中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)院,2.江蘇省中醫(yī)藥研究院,中藥組分與微生態(tài)研究中心,江蘇 南京 210028;3.南京中醫(yī)藥大學,醫(yī)學院·整合醫(yī)學學院,江蘇 南京 210023)
腫瘤的發(fā)生和發(fā)展需要血液供應(yīng),以滿足其對氧氣和養(yǎng)分的需求,并完成其它新陳代謝功能,而這主要是通過血管生成來實現(xiàn)的。血管生成,即指新血管從預先存在的血管網(wǎng)絡(luò),在微環(huán)境中分化至成熟的過程,是腫瘤的重要標志之一??寡苌莎煼ㄊ且环N通過阻斷腫瘤中新血管的形成,從而治療各種類型腫瘤的方法,目前仍是臨床抗腫瘤治療的主流方法??寡苌伤幬镏饕ㄟ^阻斷VEGF(血管內(nèi)皮生長因子)等受體信號擾亂血管供應(yīng),使腫瘤缺乏營養(yǎng)物質(zhì)和氧氣,從而達到抗腫瘤的效果。但是近年來許多臨床研究發(fā)現(xiàn)抗腫瘤血管生成療法遇到了瓶頸,其療效不盡如意,長期使用會出現(xiàn)耐藥性,且個體化差異較大。隨著腫瘤治療新方法的不斷涌現(xiàn),腫瘤免疫治療為腫瘤治療帶來了新的希望。腫瘤免疫療法主要目標是減輕腫瘤相關(guān)的免疫反應(yīng)抑制,如使用ICIs(免疫檢查點抑制劑,例如抗PD-1、抗PD-L1抑制劑等),提高效應(yīng)性T細胞的功能,增強效應(yīng)性T細胞識別腫瘤相關(guān)抗原和介導殺傷腫瘤細胞。然而,盡管腫瘤免疫治療能夠有效和持久地控制某些先前難治性癌癥,但臨床實驗數(shù)據(jù)并沒有預期的那么完美,臨床數(shù)據(jù)顯示只有20%~30%的癌癥患者響應(yīng)ICIs治療[1]。研究發(fā)現(xiàn),在影響腫瘤免疫的各種決定因素中,免疫抑制性腫瘤免疫微環(huán)境是嚴重削弱腫瘤療效的主要障礙,特別是腫瘤血管和腫瘤免疫細胞之間相互作用,產(chǎn)生惡性循環(huán),嚴重干擾抗腫瘤免疫,是促進腫瘤進展的重要原因。
異常的腫瘤血管導致了一種不利于免疫細胞“工作”的微環(huán)境(例如缺氧和酸性環(huán)境),而不同的免疫細胞亞群又發(fā)揮著促血管作用。免疫系統(tǒng)的免疫調(diào)節(jié)蛋白可以與血管內(nèi)皮相關(guān)因子相互作用,這種“血管-免疫”的存在形成了一個相互交聯(lián)的網(wǎng)絡(luò),為腫瘤治療的提供了理想的靶標?;谏鲜瞿[瘤免疫抑制性微環(huán)境的問題,臨床上提出一種抗血管生成治療聯(lián)合腫瘤免疫療法的策略。一方面,抗血管生成藥物通過抑制腫瘤血管的異常生成,使免疫效應(yīng)細胞(如CD8+T淋巴細胞)的浸潤增強;另一方面,通過腫瘤免疫治療(例如使用免疫檢查點抑制劑)提高了效應(yīng)性T細胞的功能,促進了腫瘤微環(huán)境的正?;?,極大地提高了殺傷腫瘤的療效?;诖瞬呗蚤_展了很多二者聯(lián)合應(yīng)用的臨床試驗,結(jié)果驗證了抗血管生成和腫瘤免疫療法聯(lián)合應(yīng)用可以提高癌癥患者的響應(yīng)率和存活率。
本文從血管與免疫之間交聯(lián)的角度探討免疫細胞和腫瘤血管之間的相互作用,就目前抗血管生成和腫瘤免疫治療聯(lián)合應(yīng)用的策略進行總結(jié),并對未來腫瘤治療方向進行展望。
腫瘤微環(huán)境(TME)是由腫瘤相關(guān)的成纖維細胞、內(nèi)皮細胞、免疫細胞、血管、淋巴管、細胞因子、細胞外小泡和細胞外基質(zhì),以及所有間質(zhì)成分共同組成的復雜網(wǎng)絡(luò)。腫瘤微環(huán)境中的物理和化學因素,包括微酸、缺氧、高間質(zhì)壓和纖維化,以及腫瘤微環(huán)境中的細胞和細胞外成分幾乎參與了所有的致癌過程,并與腫瘤進展、轉(zhuǎn)移、免疫抑制和耐藥性密切相關(guān)。
腫瘤微環(huán)境中的血管網(wǎng)絡(luò)提供氧氣,清除二氧化碳、代謝廢物,為腫瘤細胞提供營養(yǎng)支持,具有促進腫瘤發(fā)生和轉(zhuǎn)移的功能。在血管生成過程中,內(nèi)皮細胞(ECs)迅速轉(zhuǎn)換到激活狀態(tài),通過血管選定(vessel co-option,一種被動的血管生成方式),使得細胞沿著現(xiàn)有的血管生長,形成新的血管。此時,內(nèi)皮細胞分化為尖端細胞、柄細胞和指骨細胞表型。受頂端的特殊內(nèi)皮細胞(尖端細胞)引導,血管吸收來自環(huán)境的定向信號,從而決定血管生成方向。柄細胞隨著駐留在毛細血管壁外的外周細胞,與新生血管萌芽一起遷移,形成維管腔,并建立黏附和緊密的連接以維持新芽的穩(wěn)定[2]。在血管生成后期,血管通過連接兩個萌芽狀態(tài)的內(nèi)皮細胞,從而形成一個連續(xù)的管腔,建立一個新的血管環(huán)。異常和功能失調(diào)的腫瘤血管生成(即促血管生成因子和抗血管生成因子之間的失衡),是腫瘤發(fā)生和發(fā)展的基礎(chǔ)。
在腫瘤微環(huán)境中,腫瘤血管和腫瘤免疫細胞之間的相互作用產(chǎn)生惡性循環(huán),嚴重干擾抗腫瘤免疫,促進腫瘤進展。著眼于腫瘤中血管與免疫細胞交聯(lián)作用,重新調(diào)節(jié)腫瘤免疫微環(huán)境,可以誘導持久的抗腫瘤免疫。一方面,調(diào)控腫瘤血管的正?;梢栽鰪娊M織的灌注,改善免疫效應(yīng)細胞的浸潤,從而加強免疫治療。另一方面免疫細胞功能的刺激有助于腫瘤血管的正?;5难苡掷诿庖呒毎谀[瘤中的殺傷作用。腫瘤血管正?;兔庖咧鼐幊讨g的相互調(diào)節(jié)形成了一個強化循環(huán),從而有利于抗腫瘤的療效提高。
2.1 腫瘤異常血管促進了腫瘤免疫抑制腫瘤和基質(zhì)細胞產(chǎn)生的促血管生成信號和抗血管生成信號之間的失衡導致了腫瘤血管形態(tài)和功能異常。異常的腫瘤血管限制了殺傷腫瘤的免疫細胞向腫瘤的浸潤、內(nèi)源性免疫監(jiān)視和免疫細胞功能,最終表現(xiàn)為腫瘤微環(huán)境的免疫抑制特征。
2.1.1異常的腫瘤血管限制殺傷性免疫細胞向腫瘤的浸潤 異常的腫瘤血管由不成熟的微血管組成,形成混亂的網(wǎng)絡(luò),沒有結(jié)構(gòu)層次,是細胞毒性T細胞的物理屏障,限制了免疫細胞向腫瘤的浸潤,導致了腫瘤內(nèi)的血液分布效率低下。首先,這些腫瘤血管使內(nèi)皮細胞之間連接松散,缺乏周細胞和基底膜的充分包裹,大量的基質(zhì)液從這些高通透性的腫瘤血管中滲漏并聚集在腫瘤微環(huán)境中,嚴重阻礙了氧氣和細胞毒性T細胞進入腫瘤的血液流動,這是形成免疫抑制微環(huán)境的關(guān)鍵因素。其次,異常的腫瘤血管會產(chǎn)生腫瘤缺氧和酸中毒的微環(huán)境,減少了免疫支持細胞群(如T細胞、自然殺傷細胞、M1樣巨噬細胞和未成熟樹突狀細胞)的滲透,還會招募免疫抑制細胞(髓系來源的抑制細胞、中性粒細胞、成熟樹突狀細胞等),加重了腫瘤微環(huán)境免疫抑制[3]。此外,腫瘤血管分泌的促血管生成因子減少了白細胞與內(nèi)皮細胞的相互作用,阻礙了免疫效應(yīng)細胞向腫瘤實質(zhì)的浸潤。
2.1.2異常的腫瘤血管對免疫細胞功能的影響 CD8+細胞毒性T淋巴細胞(CTL)是殺傷腫瘤的首選免疫細胞,通過先天免疫細胞(包括樹突狀細胞(dendritic cells,DCs)和自然殺傷細胞(natural killer cells,NK))與CD4+T細胞在相互作用下激活,激活后CTL被招募并浸潤到腫瘤中,發(fā)揮殺傷腫瘤的重要作用。而腫瘤的異常血管系統(tǒng)一部分通過限制T細胞的運輸導致免疫“冷”腫瘤(免疫浸潤低下),另一部分通過腫瘤血管內(nèi)皮細胞分泌VEGF和TGF-β,VEGF通過VEGFR-2強烈抑制獲得性免疫細胞T細胞的發(fā)育[4],TGF-β可誘導CD4+Foxp3-T細胞向CD4+FOXP3+T細胞表型轉(zhuǎn)化,增加免疫抑制表型。
巨噬細胞是一種能夠清除入侵的微生物和細胞碎片,并分泌釋放各種免疫調(diào)節(jié)細胞因子的細胞,主要表型有M1(促炎癥和分泌殺菌因子)和M2(免疫抑制作用)兩種巨噬細胞。血管內(nèi)皮細胞與巨噬細胞的生存、增殖、M2極化密切相關(guān)。腫瘤中VEGF/VEGFR信號促進了巨噬細胞由M1型向M2型轉(zhuǎn)化,導致腫瘤免疫抑制,這是由于腫瘤血管內(nèi)皮細胞分泌的Ang-2可通過刺激巨噬細胞Ang-2受體Tie2并促進ECs中CCL2的表達,從而增加巨噬細胞在TEM中的浸潤。此外,腫瘤血管內(nèi)皮細胞還高表達IL-6與血管周圍細胞分泌的MFG-E8和IL-33通過HSP90a和CXCR4/SDF1a信號通路共同作用,在體外和體內(nèi)誘導M2極化[5],降低抗腫瘤免疫作用。
髓源性抑制細胞(MDSC),可以分化為巨噬細胞、樹突狀細胞和粒細胞,能夠抑制CTL細胞活性,分為單核髓系細胞和粒細胞髓系細胞。單核髓細胞主要由單核細胞、終末分化的巨噬細胞和樹突狀細胞組成,粒細胞髓細胞包括中性粒細胞、嗜酸性粒細胞和嗜堿性粒細胞。腫瘤血管內(nèi)皮細胞分泌VEGF和轉(zhuǎn)化生長因子β(TGF-β)能夠促進髓源性抑制細胞(MDSCs)的聚集[6],從而造成免疫抑制微環(huán)境。
樹突狀細胞(DC)是免疫系統(tǒng)的抗原呈遞細胞,DC細胞具有抗原呈遞功能和觸發(fā)T細胞和B細胞反應(yīng)的能力,在調(diào)節(jié)適應(yīng)性免疫反應(yīng)中起著關(guān)鍵的作用。腫瘤血管內(nèi)皮細胞分泌VEGF能夠抑制DC前體細胞向成熟DC細胞的分化,從而促進了腫瘤免疫抑制。腫瘤血管介導的抑制血管生成的細胞因子如血小板反應(yīng)蛋白trombospontin-1、趨化因子CXCL4和CXCL14和促進血管生成的細胞因子骨橋蛋白[7],都能夠增強DC細胞的抗原呈遞能力,調(diào)節(jié)抗腫瘤免疫。
腫瘤浸潤性調(diào)節(jié)性細胞(Treg),也稱CD4+CD25+FOXP3+T細胞,是介導免疫耐受和組織內(nèi)穩(wěn)態(tài)的最重要的抗炎T細胞亞群,在腫瘤免疫微環(huán)境(TME)中具有較高的免疫抑制活性。腫瘤血管內(nèi)皮細胞分泌的VEGF可以通過VEGF2通路,促進Treg細胞聚集,調(diào)節(jié)Treg細胞的發(fā)育、增殖、遷移和存活[8],從而增強了腫瘤微環(huán)境免疫抑制,阻礙了抗腫瘤免疫。
自然殺傷細胞(NK)是由普通淋巴母細胞產(chǎn)生的先天免疫細胞,對轉(zhuǎn)化的癌細胞具有很高的殺傷能力。腫瘤內(nèi)皮細胞分泌TGF-β,減少了自然殺傷細胞和結(jié)締組織細胞的浸潤,抑制抗腫瘤免疫。有趣的是,腫瘤內(nèi)皮細胞還通過高表達VEGF介導黏附因子VCAM-1表達,與ICAM-1,LFA-4和CD18相互作用,將激活的NK細胞招募到腫瘤血管中[9],從而殺傷腫瘤內(nèi)皮細胞,抑制血管生成。
綜上所述,異常血管通過多種途徑導致促腫瘤免疫細胞聚集,抗腫瘤免疫細胞減少,誘導免疫抑制腫瘤微環(huán)境的形成。
2.2 腫瘤組織免疫微環(huán)境對腫瘤血管的作用除了腫瘤細胞本身,腫瘤內(nèi)的免疫細胞是血管生成和血管重塑的主要驅(qū)動因素。目前發(fā)現(xiàn)的每種免疫細胞類型都直接或間接地影響腫瘤血管生成的過程。許多來自免疫細胞的促血管生成因子或抗血管生成因子直接影響腫瘤血管,發(fā)揮促進血管生成作用或者抑制血管生成作用,并決定血管內(nèi)皮細胞的表型和功能,間接影響腫瘤血管生成的整個過程。
2.2.1腫瘤組織免疫微環(huán)境對腫瘤血管生成的抑制作用 許多免疫細胞在免疫微環(huán)境中發(fā)揮抑制血管生成作用。CD8+CTL(細胞毒性T細胞)通過分泌干擾素-γ可抑制腫瘤血管的生成,干擾素-γ還與CXCR3反應(yīng),抑制內(nèi)皮細胞增殖。除了CD8+CTL外,CD4+T細胞亞群中的Th1細胞根據(jù)自身所分泌的細胞因子,可以將M2型TAMs極化為M1樣TAMs,并誘導腫瘤微環(huán)境中的DC成熟,從而抑制腫瘤血管生成。M1型TAM抑制腫瘤血管生成,通過分泌白細胞介素-12(IL-12)和腫瘤壞死因子-α等抗血管生成細胞因子,抑制新生血管生成[10]。成熟的DC細胞可分為兩大亞型,即常規(guī)DC(CDCs)和漿細胞樣DC(PDCs)。成熟的CDC通過分泌抗血管生成細胞因子IL-12和IL-18以及抗血管趨化因子CXCL9、CXCL10和CCL21來抑制腫瘤血管生成[11]。同樣地,成熟的PDCs則通過分泌干擾素-α(IFN-α),抑制內(nèi)皮細胞的增殖和運動,增加腫瘤中的抗血管生成細胞因子和趨化因子,抑制腫瘤血管生成。NK細胞已被證明具有抗血管生成活性,通過產(chǎn)生高水平的IFNγ,介導抗血管生成趨化因子IL-12的產(chǎn)生[12],而且NK對內(nèi)皮細胞具有一定的細胞毒性。
2.2.2腫瘤組織免疫微環(huán)境對腫瘤血管生成的促進作用 某些免疫細胞在免疫微環(huán)境中發(fā)揮促進血管生成作用。Treg細胞能夠通過直接分泌VEGF維持血管生成,支持內(nèi)皮細胞募集和擴張,從而發(fā)揮促進血管生成的作用。腫瘤內(nèi)Treg細胞通過抑制CD8+T和NK細胞產(chǎn)生IFN-γ,在維持腫瘤血管和腫瘤生長方面發(fā)揮了關(guān)鍵作用。在卵巢癌模型中,腫瘤缺氧導致CCL28表達上調(diào),提高了Treg細胞數(shù)量和VEGF的分泌,從而增加腫瘤血管生成。M2型TAM受缺氧和乳酸的調(diào)節(jié),通過產(chǎn)生促血管生成生長因子(血管內(nèi)皮生長因子、表皮生長因子、成纖維細胞生長因子家族和血小板衍生生長因子-b)、血管生成趨化因子(CXCL8/IL-8和CXCL12,也稱為SDF-1)和血管生成相關(guān)因子(轉(zhuǎn)化生長因子-b、腫瘤壞死因子-α和胸苷磷酸化酶)促進腫瘤血管生成。此外,與成熟的DC相比,易被腫瘤招募的未成熟DC具有更高的促血管生成活性,因為它們在體外更有效地誘導毛細血管內(nèi)皮細胞遷移。此外,NK細胞也有促進新生血管形成的作用,有研究報道鱗狀細胞癌亞型患者的外周血液中NK細胞比正常組檢測出更高的VEGF和PIGF指標,還有研究報道NK細胞衍生的微囊泡促進內(nèi)皮細胞形成的管狀結(jié)構(gòu)生長,證明了NK細胞在腫瘤中起促血管生成的作用[13]。MDSCs細胞已被證明能夠通過釋放MMP9和VEGF等可溶性因子,以及直接分化成內(nèi)皮細胞來促進血管生成[14]。
綜上所述,異常的腫瘤血管限制了腫瘤微環(huán)境中的免疫細胞向腫瘤浸潤,影響了免疫細胞的功能,而腫瘤微環(huán)境中的免疫細胞又可以調(diào)節(jié)腫瘤血管生成與成熟,如Fig 1。對這些途徑的深入理解有助于發(fā)現(xiàn)新的生物標記物和制定更有效的癌癥治療策略。
血管免疫交聯(lián)作用形成了一個正反饋循環(huán),使用免疫檢查點抑制劑激活T細胞,再運用抗血管生成藥物(人源化單克隆抗體和酪氨酸激酶抑制劑(TKIs))使腫瘤血管正?;瑢е旅庖咭种频哪[瘤微環(huán)境進入免疫支持的狀態(tài),又會促進血管和腫瘤微環(huán)境重塑,提高了腫瘤內(nèi)效應(yīng)T細胞的浸潤,最終產(chǎn)生長期的治療效果,達到抑制腫瘤生長的效果。
3.1 抗血管生成藥物和免疫檢查點抑制劑聯(lián)合應(yīng)用的臨床前研究腫瘤血管正?;状斡蒖akesh K.Jain在2001年提出即合理地使用抗血管生成藥物可以暫時使腫瘤血管正常化,并改善在正?;翱谄陂g使用的抗癌藥物的結(jié)果。隨后腫瘤血管正?;饾u成為腫瘤治療策略方面的研究熱點。2015年M Meyer-Hermann等首次提出血管生成與免疫療法聯(lián)合使用,以數(shù)學模型對這一潛在的癌癥治療新途徑進行了探索[15]。2017年Ganss R.等首次將免疫療法和腫瘤血管正?;Y(jié)合起來,通過血管靶向肽(VTP)靶向腫瘤血管,開發(fā)了一種具有調(diào)節(jié)血管生成脈管和誘導三級淋巴結(jié)構(gòu)(TLS)的抗腫瘤試劑,比當前的免疫治療更成功[16]。同年Jiang W等首次提出腫瘤血管正?;兔庖咧鼐幊讨g的相互調(diào)節(jié)可以誘導持久的抗腫瘤免疫。
腫瘤血管在正?;^程中,抗血管內(nèi)皮生長因子治療可減少腫瘤血管壁的孔洞大小,減少了數(shù)十納米量級的藥物外滲,為納米制劑的發(fā)揮提供了保證。運用納米制劑靶向腫瘤血管,促進腫瘤血管正常化使腫瘤微環(huán)境趨于正?;蛘咛岣吣[瘤免疫應(yīng)答從而達到抗腫瘤效果,是當前研究熱點方向。一種抗血管生成肽(FSEC)和免疫檢查點阻斷肽(DPPA)組成的新型肽兩親物納米顆粒在腫瘤微環(huán)境中同時調(diào)節(jié)腫瘤血管系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)并對腫瘤抑制具有協(xié)同作用,血管正?;竺庖呒毎哪[瘤內(nèi)浸潤增加,同時阻斷PD-L1的免疫檢查點功能,重新激活了對腫瘤的有效免疫反應(yīng)[17]。使用金納米粒子(AuNPs)作為藥物遞送系統(tǒng)(DDS)用于靶向腫瘤進行短期治療,導致暫時性腫瘤血管正常化,降低通透性和缺氧,加強血管完整性,并增加血流灌注[18]??疾妓4納米顆粒和DC101聯(lián)用,促進了腫瘤血管破壞和正常化,增強了肝細胞癌的抗PD-1治療[19]。
新藥和化合物也是腫瘤血管與免疫相互關(guān)聯(lián)作用臨床前研究的方向之一??菇M胺藥和抗纖維化藥物曲尼普與阿霉素Doxil相結(jié)合,可以優(yōu)化原發(fā)性乳腺腫瘤微環(huán)境的正?;?,促進腫瘤免疫[20];內(nèi)皮功能障礙阻滯劑CU06-1004可以誘導的血管正?;?,通過細胞毒性T細胞調(diào)節(jié)腫瘤微環(huán)境來改善免疫治療[21];蘋果酸舒尼替尼減輕腫瘤的缺氧情況,促進了腫瘤血管正?;?,增加CD8+T細胞的浸潤,顯著降低腫瘤負荷[22];類黃酮化合物CH625腫瘤血管系統(tǒng)恢復正常,并緩解了巨噬細胞引起的血管異常和免疫抑制,重塑了免疫微環(huán)境[23];血管生成抑制劑Endostar改善促進H22荷瘤小鼠腫瘤血管正常化,促進了其免疫應(yīng)答[24];缺氧調(diào)節(jié)蛋白抑制劑OTX008誘導頭頸部鱗狀細胞癌模型的腫瘤血管正常化并抑制腫瘤生長[25]。
Fig 1 The crosstalk of tumor blood vessels with different immune cells
一些腫瘤血管正常化與免疫相關(guān)的新興機制靶點也是當前的研究重點。ELTD1(epidermal growthfactor,latrophilin and seven transmembrane domain-containing protein 1)是一種新的血管生成受體,也被稱為黏附G蛋白偶聯(lián)受體L4(ADGRL4),屬于分泌素家族和EGF-7跨膜亞族。研究表明,ELTD1能夠調(diào)節(jié)腦血管生成,促進腫瘤生長和轉(zhuǎn)移[26]。此外,它在正常血管中的表達受到兩條血管生成途徑的調(diào)節(jié):血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)途徑的上調(diào)和Notch細胞間信號通路中的Delta樣配體4(DLL4)的抑制。Myct1,一個與ETV2相關(guān)的直接靶點,能夠促進高內(nèi)皮小靜脈的形成,提高抗腫瘤免疫,限制腫瘤進展[27]。ABL001靶點,VEGF和DLL4的雙特異性抗體,與化療,協(xié)同抑制異種移植模型中的腫瘤進展[28]。
靶向免疫細胞改善微環(huán)境從而促進腫瘤聯(lián)合應(yīng)用促進免疫細胞活性、提高T細胞在腫瘤部位的浸潤。Zhang等[29]報道了抗血管生成藥物阿帕替尼聯(lián)合免疫檢查點抑制劑PD-L1,通過增加CD8+細胞毒性T細胞對Treg細胞的比例、CD20+B細胞的積累和Th1/Th2細胞因子的比例來促進抗腫瘤免疫,協(xié)同延緩了MFC免疫小鼠的腫瘤生長并提高其生存期。還有研究發(fā)現(xiàn)PD-1和VEGFR-2雙重阻斷可促進HCC中的血管正常化并增強抗腫瘤免疫反應(yīng)[30]。
3.2 抗血管生成藥物和免疫檢查點抑制劑聯(lián)用臨床研究靶向腫瘤血管系統(tǒng)以減少腫瘤生長的策略是目前腫瘤治療的傳統(tǒng)方案??寡軆?nèi)皮生長因子治療能夠使血管功能和結(jié)構(gòu)改變(血管正常化),血管數(shù)量減少,抑制血管形成,觸發(fā)血管退化,降低間質(zhì)液壓力。重組抗VEGF人源化單克隆抗體和酪氨酸激酶抑制劑(TKIs)是最常用的血管靶向藥物。人源化單克隆抗體能夠直接抑制VEGF與其位于內(nèi)皮細胞上的受體結(jié)合,從而阻斷酪氨酸位點磷酸化和下游信號轉(zhuǎn)導。酪氨酸激酶抑制劑能夠阻斷酪氨酸激酶的活性,干擾VEGF細胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導,如阿西替尼、索拉非尼、舒尼替尼。目前有十幾種批準上市的抗血管生成藥物,但是很大一部分腫瘤患者并未從這些藥物中獲益。大多數(shù)采用抗血管生成療法的Ⅲ期臨床試驗都有負面結(jié)果,一些患者在最初對抗血管生成治療有反應(yīng),但在治療過程中產(chǎn)生了耐藥性,并出現(xiàn)了一些不良反應(yīng)(例如高血壓和易疲勞)。
目前臨床上使用的免疫檢查點抑制劑常見的有T細胞受體程序性細胞死亡蛋白1(PD-1)及其配體程序性細胞死亡配體1(PD-L1)和配體2(PD-L2)和細胞毒性T淋巴細胞抗原4(CTLA-4)。免疫檢查點抑制劑能夠有效提高各種腫瘤患者的總生存率,而且一部分患者實現(xiàn)了長期腫瘤緩解,表現(xiàn)出有誘導持久抗腫瘤的潛力。但是從臨床數(shù)據(jù)來看,仍有20%~30%患者對免疫治療響應(yīng)低下。導致療效不佳的原因可能是除了腫瘤抗原的不足外,還缺乏足夠的細胞毒性T細胞在腫瘤中的浸潤。免疫檢查點抑制療法需要淋巴細胞能夠從T細胞活化位點有效轉(zhuǎn)運到腫瘤組織,才能達到最大療效。因此,T細胞浸潤低下的腫瘤,以及僅在腫瘤邊緣觀察到T細胞浸潤的腫瘤,對免疫檢查點阻斷療法并不敏感。此外,在許多類型的腫瘤中,腫瘤微環(huán)境中分泌的促血管生成因子使得脈管系統(tǒng)在形態(tài)和功能上發(fā)生異常,同樣構(gòu)成了T細胞募集的障礙。開發(fā)新的增強免疫細胞募集方法,來改善T細胞浸潤和腫瘤免疫重編程的治療策略會增加對免疫檢查點阻斷有反應(yīng)的患者比例。
因此,免疫治療聯(lián)合抗血管生成治療的策略近年在腫瘤的的診療中取得顯著進展,成功突破了既往抗血管生成藥物或免疫療法單藥治療的瓶頸。已有臨床研究顯示,免疫聯(lián)合抗血管生成治療的方案,能夠為晚期肝癌患者帶來生存獲益,例如在第二十四屆全國臨床腫瘤學大會暨2021年CSCO學術(shù)年會上,復旦大學附屬中山醫(yī)院任正剛教授報道的斯魯利單抗+貝伐珠單抗方案,就有望為我國肝癌患者提供新的治療選擇:對123例晚期肝癌患者探索了該聯(lián)合方案用于晚期肝癌的療效和安全性,以獨立評審委員會(IRRC)根據(jù)RECIST v1.1標準評估的客觀緩解率(ORR)為指標,在進行2次腫瘤評估和治療效果評價后,結(jié)果顯示,斯魯利單抗聯(lián)合貝伐珠單抗的整體安全性是可控的,一線治療斯魯利單抗聯(lián)合貝伐珠單抗的ORR等療效指標,與其它免疫治療藥物聯(lián)合貝伐珠單抗方案的數(shù)據(jù)相當;免疫聯(lián)合抗VEGF單抗顯示較好的緩解率和生存獲益。又如,貝伐單抗(Bevacizumab)與阿特唑珠單抗(Atezolizumab)聯(lián)合應(yīng)用在美國已進入第三階段臨床實驗,用于治療轉(zhuǎn)移性非鱗狀非小細胞肺癌,該方案很快被美國食品和藥物管理局批準作為一線治療方案。此外,全球首創(chuàng)可同時靶向PD-1和VEGF的雙抗抑制劑AK112,在2021年ASCO(美國臨床腫瘤學會)會議上宣布目前已經(jīng)進入概念性驗證性研究。該抑制劑能夠在腫瘤微環(huán)境下,PD-1和VEGF能夠共表達,通過該四價雙抗,能夠使得雙抗富集于腫瘤微環(huán)境,擁有更高親和力,大大降低毒性。一期臨床結(jié)果顯示,在27例可評估的受試者中有較好的抗腫瘤活性,其中有13例可評估的鉑耐藥卵巢癌患者,5例達到部分緩解,客觀緩解率達到40%。
抗血管生成藥物和免疫檢查點抑制劑聯(lián)合應(yīng)用顯示出優(yōu)點有:(1)增加CTL浸潤和活性(例如,通過形成高內(nèi)皮小靜脈);(2)減少CTL功能障礙;(3)減少Tregs和MDSCs的存在和抑制功能;(4)增加抗原提呈細胞樹突狀細胞DC的存在和活性。目前為止,有超過100個Ⅰ/Ⅱ期臨床試驗(如Tab 1)正在測試抗血管生成與免疫治療的結(jié)合,以期發(fā)現(xiàn)更安全、更高效的聯(lián)合療法。對免疫檢查點阻斷治療期間腫瘤細胞、內(nèi)皮細胞和免疫細胞之間串擾的進一步理解與研究,組合出新的治療方案,仍是現(xiàn)階段研究的重點方向。
免疫細胞依靠功能性血管網(wǎng)絡(luò)進入組織。在腫瘤中,血管異常和功能障礙,導致了免疫效應(yīng)細胞的浸潤受損。多項研究證明,增強免疫刺激也反過來改善腫瘤血管正?;?。這種免疫系統(tǒng)-腫瘤血管相互重新促進作用的新策略為識別結(jié)合血管靶向和免疫治療的新癌癥治療策略打開了可能性。本文具體介紹了免疫細胞和腫瘤血管交聯(lián)作用,即腫瘤血管對免疫細胞(細胞毒性T細胞、巨噬細胞、腫瘤調(diào)節(jié)性T細胞、DC細胞、NK細胞、MDSC細胞)的功能性影響和免疫細胞對腫瘤血管生成的促進和抑制作用,并簡要說明了聯(lián)合應(yīng)用抗腫瘤治療的策略:利用人源化單克隆抗體或者酪氨酸激酶抑制劑促進血管正常化,改善腫瘤微環(huán)境,聯(lián)合應(yīng)用免疫檢查點抑制劑增強腫瘤免疫治療效果。
Tab 1 The ongoing clinical trials evaluating combinations of antiangiogenic agents and immune checkpoint inhibitors
在臨床應(yīng)用過程中,要注意的是腫瘤血管正常化窗口期是腫瘤微環(huán)境內(nèi)血管結(jié)構(gòu)和功能性正常的特殊時期,治療超過血管正?;拇翱谄趧t可能會促進腫瘤發(fā)展,如果時間不足未到窗口期,療效又會不佳。因此,確定如何評估血管正?;翱谝约俺跏己徒K止點對于量身定制治療策略至關(guān)重要。腫瘤血管灌注、微血管密度、血管形態(tài)和通透性仍是確認腫瘤血管正常化的重要標準。此外,尋找一種方便、無創(chuàng)、準確監(jiān)測時間窗的方法,是準確指導用藥的前提,具有十分重要的意義。現(xiàn)在已經(jīng)使用過的技術(shù),例如計算機斷層掃描(CT)成像用于顯示腫瘤的灌注、血管密度和分叉;磁共振成像(MRI)是評估腫瘤血管對ATS反應(yīng)和檢測歸一化窗口的另一種有前途的成像技術(shù),可以通過腫瘤研究和治療中的容積轉(zhuǎn)移系數(shù)(Ktranss)、血管外間隙體積分數(shù)(Ve)和反流速率常數(shù)(Kep)等參數(shù)來定量測量腫瘤的灌注和血管通透性;多普勒超聲是分析腫瘤血管的另一種有用的無創(chuàng)性成像技術(shù),通過數(shù)學模型來評估微血管和定量評估實體瘤血流灌注的功能性。還有液體活檢,作為一種無創(chuàng)性監(jiān)測腫瘤正?;^程的方法,已經(jīng)在臨床上得到應(yīng)用。今后,如果將影像學方法與液體活檢相結(jié)合,可以建立更準確、更有效的評估系統(tǒng)來描繪微環(huán)境中腫瘤血管正?;木坝^,這一方法值得我們后續(xù)研究。
這些策略在臨床轉(zhuǎn)化過程中仍然面臨一定的挑戰(zhàn)。深入了解免疫介導的腫瘤血管正?;臐撛跈C制可能會指導未來針對腫瘤患者的血管和免疫聯(lián)合治療的臨床試驗。由于腫瘤異質(zhì)性還有個體差異的影響,在不同腫瘤類型、不同區(qū)域和年齡的人群中的腫瘤微環(huán)境情況會有差異,因此,在未來使用個體化診療手段必不可少。個體化診療聯(lián)合免疫-血管腫瘤微環(huán)境調(diào)控在腫瘤治療中將會在未來臨床腫瘤治療中大放光彩。