2万余字！聚焦肿瘤免疫治疗，《细胞》2021深度解读与全面盘点
译者序
目前，全球范围内最被关注的癌症免疫治疗方向包括以PD-1/PD-L1抗体为代表的免疫检查点抑制剂疗法、以CAR-T为代表的过继细胞免疫疗法，以及肿瘤新生抗原（Neoantigen）疫苗。自2018年，百时美施贵宝（BMS）公司生产的PD-1抑制剂Opdivo (纳武单抗，简称“O 药”) 以及默沙东公司生产的PD-1单抗 Keytruda (派姆单抗，简称“K 药”) 相继在国内上市后，正式拉开了国内免疫治疗的序幕。
近年来，大量以免疫单药及联合治疗的临床研究在国内外陆续开展，并已取得了多项令人振奋的结果。然而，免疫检查点抑制剂的作用机制比我们想象的更为复杂，受益群体相对有限，大多情况下只有少部分癌症患者能够从中获益，部分患者还可能存在耐药和加速进展的风险。例如，肿瘤细胞自身的遗传特征、肿瘤内部的侵润淋巴细胞的分布特征、抗原递呈细胞的状态等等，均会对免疫治疗疗效、耐药性等产生影响。因此，深入了解影响免疫检查点抑制剂临床疗效及毒副作用的相关因素以及内在机制是让免疫治疗更有效的必要前提。
2021年10月，国际顶尖学术期刊《Cell》发表了一篇极具深度和广度的综述文章，系统总结了过去10年有关免疫检查点抑制剂疗效及耐药性的研究进展，对影响免疫检查点抑制剂疗效、耐药性以及毒副作用的内外因素以及应对策略进行了全面盘点及深度解读。该综述提纲挈领，对未来5-10年的肿瘤免疫治疗基础及临床研究具有重要的指导及参考价值。
本着“让肿瘤免疫更有效”的使命，裕策生物临床转化医学团队对该篇《Cell》综述进行了全文翻译，面向全行业分享！
2021年12月
译者简介
主译：李娜
♦ 裕策生物 临床转化医学部 转化医学经理
♦ 香港中文大学 博士、博士后
♦ 香港极具影响力博士后奖获得者（$HK 100万）
副主译：宋姗姗、宋聪聪、毛晶晶、安俊峰
1
虽然免疫检查点抑制剂（ICB）在癌症治疗方面已取得了前所未有的进展，但仅有一部分患者对其能响应，并且可能导致治疗中止的免疫相关不良事件（irAEs）也是一个棘手的问题。因而，亟需深入了解影响ICB应答和毒副作用的患者内在和外在影响因素。在过去十年，我们对影响肿瘤患者的内在因素（如宿主基因组、表观基因组和免疫）的理解有了很大的进步，对这些因素以及肿瘤和免疫协同进化有了更深入的了解。此外，我们也开始了解急性暴露和累积性暴露（即暴露组） 对患者生理和治疗反应的影响（包括内在和外在）。总体来说，这些是当下反应ICB疗效、耐药性及毒副作用的标志性特征，建立在这些特征上为患者寻求临床获益是非常有必要的。
2
3
3.1 细胞毒性T淋巴细胞相关蛋白质4（CTLA-4）
3.2 程序性细胞死亡蛋白1（PD-1）
虽然在临床试验中观察到PD-1抑制剂毒性低于CTLA-4的，但其发生率高于临床前模型预测的结果（Hirano et al., 2005）。基于相似的治疗原理，现已研发出多种PD-L1抗体，例如阿替利珠单抗（atezolizumab）、阿维鲁单抗（avelumab）及度伐利尤单抗（durvalumab） ，它们在多种肿瘤中被证实有效，可用于治疗NSCLC、尿路上皮癌、三阴性乳腺癌（TNBC）和默克尔细胞癌（Iwata et al., 2019; Kaufman et al., 2018; Powles et al., 2018; Rittmeyer et al., 2017）。迄今为止，这些抗体已被批准用于治疗不同的肿瘤（表 1），同时还有更多抗体正在试验中。
说明：上标a代表加速获批。
ORR，整体或客观缓解率; mPFS，中位无进展生存期; mOS，中位总生存期; HR，风险比率; mos，月；FDA，美国食品药品监督管理局; SCLC，小细胞肺癌; HCC，肝细胞癌; CRC，结直肠癌; SCC，鱗狀細胞癌; HNSCC，头颈部鳞癌; cHL，经典霍奇金淋巴瘤; RCC，肾细胞癌; NSCLC，非小细胞肺癌; MCC，莫克尔细胞癌; PMBCL，原发性纵隔B细胞淋巴瘤; MSI-hi，微卫星高度不稳定; dMMR，错配修复缺陷; TMB，肿瘤突变负荷; EGFR，表皮生长因子受体; ALK，间变性淋巴瘤激酶; TNBC， 三阴性乳腺癌。
3.3 其它免疫检查点：负向免疫调节
• LAG-3：淋巴细胞活化基因3（LAG-3或CD223）表达于多种免疫细胞，包括活化的T细胞、Tregs、B细胞、NK细胞和DCs（Andreae et al., 2002;Triebel et al., 1990）；LAG-3能被去整合素金属蛋白酶（ADAMs）水解成为可溶性的蛋白，其此时也有活性。LAG-3可以与多种分子发生相互作用，包括II型MHC 、半乳糖凝集素-3及α-突触核蛋白（Baixeras et al., 1992; Mao et al., 2016），并已证实其能抑制CD8+ T细胞的功能（Matsuzaki et al., 2010），并增强Tregs的免疫抑制能力（Yano et al., 2019）。目前，作为潜在的新型ICBs，各种策略获得的LAG-3抑制剂联合抗PD-1抑制剂治疗的多项临床试验目前正在评估中（NCT02614833、NCT03625323、NCT01968109、NCT03470922等）。一项II/III期临床试验RELATIVITY-047（NCT03470922）的初步数据显示，与抗PD-1抑制剂单药治疗相比，接受抗LAG-3联合抗PD-1治疗的转移性或不可切除的黑色素瘤患者获得了无进展生存期（PFS）的改善。
• TIM-3：T细胞免疫球蛋白粘蛋白3（TIM-3）是另一种免疫检查点分子，可以在多种免疫细胞上表达，包括CD4+ 和CD8+ T细胞、Tregs、DCs及NK细胞（de Mingo Pulido et al., 2018; Monney et al., 2002; Xu et al., 2015），也可以在非免疫细胞中表达，比如肿瘤相关的内皮细胞（Huang et al., 2010）。TIM-3与其4种配体（半乳糖凝集素9、高迁移率基团蛋白B1、磷脂酰丝氨酸和癌胚抗原细胞粘附分子1）结合后，可通过多种机制降低抗肿瘤免疫反应，包括诱导CD8+ T细胞死亡和耗竭（Huang et al., 2015）。几种针对TIM-3的抗体正在进行I期临床试验（NCT03307785、NCT03680508、NCT02608268等），初步结果证实在抗TIM-3与抗PD-1联合使用时可耐受并具有明显的疗效（NCT02817633）。
• TIGIT：LAG-3和TIM-3有着较广的表达模式，而另一种免疫检查点分子，含Ig及ITIM结构域的T细胞免疫受体（TIGIT），几乎只在T细胞和NK细胞上表达，其与配体CD155和CD112相互作用来发挥免疫抑制作用（Stanietsky et al., 2009; Yu et al., 2009）。TIGIT还可诱导DCs的免疫抑制活性（Yu et al., 2009）及抑制NK细胞的细胞毒性（Liu et al., 2013）。评估TIGIT单抗作为单药或与PD-1或PD-L1抑制剂联合使用的多项临床试验正在进行中（NCT04294810、NCT04256421等）。替瑞利尤单抗（Tiragolumab）（抗TIGIT）和阿替利珠单抗（PD-L1抗体）的联合提高了PD-L1高表达的转移性NSCLC患者的总体反应率（37%，阿替利珠单抗单药组为21%），并于近期获得了FDA突破性疗法的认证（CITYSCAPE，NCT03563716）。
• VISTA：T细胞活化V结构域Ig抑制因子（VISTA）是另一种抑制性检查点分子，主要及组成性地表达于髓系细胞、T细胞和NK细胞上（Blando et al., 2019; Gao et al., 2017; Wang et al., 2019a）。目前已报道VSIG-3（V-set and immunoglobulin domain containing 3）是VISTA的一个配体（Wang et al., 2019a）；尚未发现其它相互作用的配体。VISTA被认为是PD-1的同源物，但它通过非冗余途径对T细胞发挥免疫抑制作用（Liu et al., 2015），因此，它也是一个潜在的免疫治疗靶点。
其它正在研究的作为潜在治疗靶点的抑制性检查点分子包括B7-H3（CD276）（NCT02628535, NCT03406949）、B和T淋巴细胞弱化因子（BTLA或CD272）（NCT04137900）及唾液酸结合免疫球蛋白样凝集素15（Siglec-15）（NCT03665285）。
图1.过去十年间，对肿瘤免疫互作认知的提升
抗肿瘤免疫的基本过程包括抗原提呈细胞（APCs）或肿瘤细胞向T细胞呈递抗原，接下来T细胞激活来对抗肿瘤细胞；此过程涉及众多共刺激因子和抑制因子，包括CD28、CTLA-4及PD-1等。多年来，研究者对抗肿瘤免疫的理解有了巨大的进步，主要得益于在这些免疫细胞和其它类型的免疫细胞中发现的多种调节分子。
APC，抗原提呈细胞；MDSCs，骨髓源性抑制细胞；Treg，调节性T细胞；NK细胞，自然杀伤细胞；MHC，主要组织相容性复合体；TCR，T细胞受体；CTLA4，细胞毒性T淋巴细胞相关蛋白4；PD-1，程序性细胞死亡蛋白1；PD-L1,2，程序性死亡配体1,2；ICOS，诱导性T细胞共刺激因子；ICOSL，ICOS配体；GITR，糖皮质激素诱导的肿瘤坏死因子受体；GITRL，GITR配体；LAG-3，淋巴细胞活化基因3；BTLA，B淋巴细胞和T淋巴细胞弱化因子；HVEM，疱疹病毒进入介质；VISTA，T细胞活化V结构域Ig抑制因子；VISTAL，VISTA配体；TIM3，T细胞免疫球蛋白粘蛋白3；CEACAM-1，癌胚抗原相关细胞粘附分子1；TGIT，T细胞Ig和ITIM结构域。
3.4 其他免疫检查点：正向免疫调节
这些正向免疫调节剂及其相互作用的机制尚未得到全面地阐述。因而亟需进一步的基础和转化研究来解开这些未解之谜，包括其在体内稳态或主动免疫反应中的潜在作用，并为新的治疗策略寻求机会。
4
肿瘤免疫学的科学发现以及由此产生的利用免疫系统治疗癌症的突破性概念为癌症患者带来了巨大的临床获益，极大地推动了肿瘤学领域的发展。然而，免疫检查点抑制剂仍然存在一些挑战，需要解决这些挑战以扩大其应用范围。目前免疫检查点抑制剂的一个主要缺点是在某些癌症（如胶质母细胞瘤和胰腺癌）中缺乏响应，这可能归因于其固有的免疫原性低。在已证明ICB有效的癌症类型中，如黑色素瘤，有效和持久的响应仅限于某一个亚组的患者，且一些患者对治疗缺乏初始响应（即原发性耐药）。此外，最初对治疗有良好响应的患者可能会随着时间的推移而产生耐药（即获得性耐药），因此，需要改变治疗策略。随着对肿瘤、免疫系统及其它系统因素之间的多维相互作用的深入了解，研究者们对ICB耐药机制的理解正在不断深入。重要的是，作为宿主的患者暴露于环境因素会影响其免疫反应，这一观点越来越受到重视。本综述探讨了检查点抑制剂主要的两类耐药机制：（1）宿主（患者）-内在因素，包括肿瘤特异性和全身性因素；（2）宿主（患者）-外在因素，包括环境因素（又名暴露组）。
4.1 宿主内在因素
4.1.1 肿瘤内在因素
• 遗传和表观遗传缺陷。肿瘤的遗传状态是免疫检查点抑制剂治疗是否有效的主要决定因素之一（图2）。在肿瘤的发展过程中，肿瘤细胞获得多种突变，进而产生突变的蛋白质和多肽；这些突变的多肽可以作为新的抗原，称为新生抗原，区别于机体自身抗原。在许多情况下，新生抗原具有免疫原性，不受自身耐受机制的保护（Schumacher and Schreiber, 2015）。此外，肿瘤遗传异常可促进自身抗原高于正常水平表达，或在正常生理条件下缺乏这些抗原的位置表达。肿瘤组织中新生抗原和异常自身抗原的表达可吸引T细胞消除肿瘤细胞，进一步诱导免疫检查点抑制剂增强抗肿瘤免疫反应。因此，肿瘤突变负荷（TMB）量化为肿瘤基因组编码区各种突变的总数，已被用作确定肿瘤抗原性和阐释对免疫检查点抑制剂的应答或耐受性的标准。黑色素瘤、肺癌和膀胱癌，这些肿瘤通常由于环境的因素导致DNA损伤使得突变数量增加，从而对ICB表现出更强的应答（Yarchoan et al., 2017）。与无临床获益组的黑色素瘤患者相比，对伊匹木单抗和曲美木单抗（CTLA-4抗体）有持久应答的黑色素瘤患者TMB更高（Snyder et al., 2014; Van Allen et al., 2015）。
DNA错配修复缺陷（dMMR）和微卫星不稳定性（MSI）等遗传缺陷易使肿瘤细胞积累体细胞突变，并与TMB增加（Lengauer et al., 1998）及对ICB敏感性上升有关（Le et al., 2017）。虽然这些研究表明高TMB在肿瘤对ICB的应答中起主要作用，但其与ICB应答之间的关系十分微妙。事实上，已证明肿瘤内新生抗原的分布和组成是黑色素瘤和NSCLC患者对治疗响应更有力的标志物（McGranahan et al., 2016）。此外，遗传和表观遗传缺陷可诱导肿瘤细胞免疫逃逸的一些机制，进一步影响对ICB的应答。例如，无论TMB如何，导致抗原呈递缺陷的遗传和表观遗传异常可促进对ICB的原发性和获得性耐药（Snahnicanova et al., 2020; Sucker et al., 2014）。
• 信号缺陷。致癌基因信号通路和代谢通路及其相关的突变也已被证实在各种癌症类型中可驱动免疫原性反应（图2）。干扰素（IFN）通过Janus激酶（JAK）/信号转导子和转录激活因子（STAT）通路发出信号，在肿瘤免疫中起着重要作用。与该通路及其下游效应物相关的缺陷与对ICB的应答既负相关又正相关，表明该通路在肿瘤免疫中具有双重作用（Ayers et al., 2017; Gao et al., 2016）。
多项研究已表明，磷脂酰肌醇-3-激酶（PI3K）激活突变与肿瘤细胞PD-L1表达水平升高相关，进而在胶质瘤、乳腺癌、前列腺癌、肺癌和胰腺癌中导致免疫逃逸（Crane et al.，2009）。由于磷酸酯酶与张力蛋白同源物（PTEN）缺失导致的PI3K激活与黑色素瘤对PD-1抗体的较差应答相关，其可通过抑制PI3Kβ来逆转。PTEN缺失降低了肿瘤中CD8+ T细胞的数量和细胞毒性，也促进了对T细胞诱导的肿瘤凋亡的抵抗（Peng et al., 2016）。
Wnt/β-catenin通路的激活突变也能通过改变泛癌种（如黑色素瘤、乳腺癌、腺样囊性癌和髓母细胞瘤）中PD-L1和PD-L2的表达来诱导对ICB的耐药（Bockmayr et al., 2018; Castagnoli et al., 2019） 。相关机制研究表明，Wnt诱导的趋化因子CCL4表达减少阻碍了CD103+ DC细胞和T细胞向肿瘤微环境的募集（Spranger et al., 2015）。
虽然这些研究均强调了肿瘤信号通路相关突变与ICB耐药有关，但需注意，肿瘤细胞的信号通路极其复杂，存在重叠和相反的通路。在肿瘤微环境中，肿瘤细胞同基质细胞和免疫细胞之间的持续串扰进一步增加了信号的复杂性。尽管如此，基于信号在肿瘤免疫反应中的作用，已构建了将抑制信号通路与ICB结合起来加强应答的理论基础，这将在本综述后面详细讨论。
• 细胞外囊泡。最近的研究已证实细胞外囊泡（EVs），特别是EVs中的外泌体亚群，在肿瘤免疫和对ICB耐药中具有潜在作用（图2）。来源于不同肿瘤的EVs表面均含有功能性PD-L1，包括黑色素瘤、胶质母细胞瘤、乳腺癌和头颈癌 （Chen et al., 2018; Ricklefs et al., 2018; Theodoraki et al., 2018） 。在抗PD-L1抑制剂耐药的前列腺癌模型中，外泌体PD-L1抑制CD8+ T细胞活性，诱导引流淋巴结中的T细胞耗竭，并促进肿瘤生长（Poggio et al.，2019）。在接受抗PD-1治疗的癌症患者中，未受益于该治疗的患者治疗前循环外泌体PD-L1水平较高，反映了外泌体PD-L1在肿瘤免疫中的作用及其与T细胞耗竭的潜在关联（Chen et al., 2018）。循环PD-L1+ EVs水平可以反映肿瘤和免疫系统之间的动态互作，可能成为有前景的预测ICB应答的生物标志物。
4.1.2 肿瘤微环境：基质细胞
肿瘤微环境包含多种非免疫基质细胞组分，包括内皮细胞、成纤维细胞和组织特异性细胞，所有这些都对肿瘤的标志性事件，如血管生成、细胞外基质（ECM）的浸润和转移起着巨大的作用。越来越多的证据表明，这些基质细胞也在免疫逃逸和ICB耐药性的机制中起重要作用（图2）。
肿瘤微环境中高的血管生成率以及由此产生的异常血管系统和肿瘤内的高间质压力（Folkman，1971）可损害免疫细胞的浸润和检查点抑制剂的渗透（Fukumura et al., 2018）。此外，内皮细胞可以表达PD-L1，从而进一步削弱肿瘤微环境中T细胞的功能（Eppihimer et al., 2002）。与这些研究一致，抗血管生成抗体与检查点抑制剂相结合的治疗策略已显示出增强抗肿瘤免疫反应的显著效果（Fukumura et al., 2018）。
肿瘤相关成纤维细胞（CAFs）对肿瘤免疫反应具有双重效应。肿瘤微环境中CAF衍生的转化生长因子β（TGF-β）的信号传导与ECM基因失调相关，其能形成一种独特的特征，即CD8+ T细胞和M1:M2巨噬细胞比率更高。在TCGA数据库，该特征被证实在不同癌症类型的免疫“热”肿瘤中富集（Chakravarthy et al., 2018）。相反地，成纤维细胞活化蛋白 （FAP）+ CAFs会抑制胃癌和胰腺癌中T细胞的抗肿瘤功能；靶向这些FAP+ 亚型能增强肿瘤对ICB的应答（Feig et al.，2013）。
组织特异性基质细胞也能在肿瘤对ICB的耐药中发挥作用。骨转移的前列腺癌对ICB的耐药至少在某种程度上归因于在破骨细胞诱导的骨吸收后TGF-β的释放，这减少了肿瘤内辅助型T细胞1（Th1）的数量（Jiao et al., 2019）。此外，大脑转移瘤中磷酸化的STAT3+ 反应性星形胶质细胞能降低CD8+ T细胞活性并增加CD74+ 小胶质细胞/巨噬细胞的丰度，从而促进肿瘤免疫逃逸，其在对ICB耐药中也发挥潜在作用（Priego et al.，2018）。
4.1.3 肿瘤微环境：免疫细胞
各类型的先天性和适应性免疫细胞存在于肿瘤微环境或渗入肿瘤微环境中。这些免疫细胞和肿瘤细胞之间的动态互作决定了肿瘤的免疫状态，并能促进或抑制肿瘤对ICB的应答。肿瘤免疫特征可分为“冷”或“热”肿瘤，或更精准地分为“免疫炎症型”、“免疫豁免型”或“免疫沙漠型”肿瘤（Chen and Mellman, 2017）。免疫炎症型肿瘤的特点是含有大量的CD4+ 和CD8+ T细胞并能浸润到肿瘤中，它们通常（但并非总是）与对ICB的良好应答相关。免疫豁免型和免疫沙漠型肿瘤分别根据有T细胞出现但未浸润进肿瘤及无T细胞来定义，并且它们对ICB不应答（Chen and Mellman, 2017）。随着肿瘤的进化，肿瘤微环境逐渐变得更具免疫抑制性，先天性和适应性免疫系统的一些组分导致肿瘤免疫逃逸，不可避免地对检查点抑制剂产生耐药。
CD8+ 效应T细胞通过释放细胞溶解因子及诱导肿瘤细胞凋亡在激发抗肿瘤免疫反应中起着核心作用（图2）。ICB治疗前肿瘤边缘和肿瘤内CD8+ T细胞的存在与更强的治疗响应相关（Tumeh et al.，2014）。与之相对，Tregs通过分泌免疫抑制性细胞因子（包括白细胞介素IL-2、IL-10、IL-35及TGF-β）及表达CTLA-4和PD-1等检查点分子来减弱CD4+ 和CD8+ T细胞的活性以维持自身耐受性（Saleh and Elkord, 2019）。Tregs通常被发现在肿瘤微环境和循环系统中大量存在，其鉴定可通过检测CD4、CD25及叉头框蛋白P3（FoxP3）转录因子的表达（Okita et al.，2005；Woo et al.，2001）。临床前研究证实了Tregs在肿瘤免疫调节中的关键作用，在多种肿瘤中均证实Tregs缺乏可引起抗肿瘤免疫反应（Shimizu et al., 1999）。由于CTLA-4在Tregs上组成型表达以及PD-1在这些细胞上的高表达，抗CTLA-4和抗PD-1抗体已成功地使肿瘤浸润的Tregs大量减少并增加了肿瘤微环境中效应T细胞（Teff）与Treg的比率（Curran et al., 2010; Quezada et al., 2006; Simpson et al., 2013）。然而，由于不能完全被ICB清除而导致的Tregs代偿性增殖（Kavanagh et al., 2008）及Tregs上其它检查点分子（如TIM-3和LAG-3）的表达上调是Treg驱动的对ICB耐药的机制之一（Ma et al., 2018）。
髓源性抑制细胞（MDSCs）是肿瘤微环境中具有免疫抑制活性的另一类免疫细胞亚群。MDSCs通过不同的介质，如精氨酸酶1、诱导型一氧化氮合酶（iNOS）、活性氧（ROS）和过氧亚硝酸盐来减弱Teffs和NK细胞的活性（Gabrilovich and Nagaraj., 2009），调控Tregs的分化（Huang et al., 2006），并在巨噬细胞中诱导免疫抑制表型（Sinha et al., 2007）。此外，肿瘤浸润的MDSCs在各癌症类型（包括结肠癌、卵巢癌和膀胱癌）中均表现出抑制性检查点的高表达，比如PD-L1（Lu et al., 2016）。与这些报道一致，ICB能靶向MDSCs并使其数量减少，最终导致Teff与MDSC 的比率增加（Retseck et al., 2018）。这些发现表明，MDSCs在对ICB耐药性的发展中具有潜在作用。事实上，黑色素瘤患者MDSCs 数量越少，对伊匹木单抗（CTLA-4抗体）的响应越好（Meyer et al., 2014）。
肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）在肿瘤免疫调节中也起着关键作用。对TAMs复杂且可变的表型研究表明，存在一系列M1和M2为两端的表型谱（Xue et al.，2014）。M1型巨噬细胞典型地表达促炎症细胞因子并促进抗肿瘤免疫反应，而M2型巨噬细胞的特点是表达抗炎性细胞因子和趋化因子，抑制CD8+ T细胞活化，促进Tregs的募集，并有助于肿瘤免疫逃逸（Xue et al., 2014）。抑制性检查点分子如PD-L1在这些细胞上的表达进一步增强了它们的免疫抑制作用（Gordon et al., 2017）。一些研究已证明通过抑制M2型TAMs的活性并调节巨噬细胞向M1型极化可以增强对ICB的应答（Rodell et al., 2018; Zhu et al., 2019）。
吞噬性髓样细胞中适应性免疫应答特征评分与促肿瘤炎症基因特征谱评分比偏低是尿路上皮癌对PD-L1抑制剂耐药的另一个因素（Wang et al.，2021）。
近年来的研究已证明B细胞在肿瘤免疫原性和对ICB的应答方面也有作用。肿瘤中存在的B细胞与黑色素瘤和肾细胞癌患者对ICB新辅助治疗的更好应答相关（Cabrita et al., 2020; Helmink et al., 2020）。B细胞主要发现于三级淋巴结构（TLSs）。在应答者的肿瘤中，肿瘤浸润的B细胞群富集记忆性B细胞；相反地，在无应答的肿瘤中，初始B细胞数量更为突出（Helmink et al., 2020）。同样，在软组织肉瘤中，富含B细胞的TLSs的存在与对PD-1抑制剂的更好应答相关（Petitprez et al., 2020）。B细胞如何影响ICB应答的潜在机制尚不清楚。然而，可能包括许多潜在的机制，例如记忆B细胞和B细胞来源的细胞因子通过抗原呈递激活T细胞以及通过产生抗肿瘤抗体作出潜在贡献。未来的研究需要确定这些细胞的确切作用机制以及在使用不同免疫检查点抑制剂情况下TLS的组分。
浸润于肿瘤微环境的其它天然免疫细胞，如NK细胞、中性粒细胞和DCs，可进一步影响抗肿瘤免疫反应。肿瘤浸润的中性粒细胞显示出促肿瘤和抗肿瘤表型（Shaul and Fridlender., 2018）。肿瘤相关的DCs的活性在很大程度上取决于出现的DCs的亚型。肿瘤微环境通常影响DCs不成熟的表型，这些表型不能有效地通过抗原呈递激活T细胞，并通过扩增Tregs进一步促进免疫抑制微环境（Muenst et al.，2016）。相反地，传统的I型DCs（CDC1s）可以有效地激活肿瘤引流淋巴结和肿瘤内的CD8+ T细胞（Roberts et al., 2016），为在肿瘤微环境中增加这些细胞以改善对ICB的应答提供了治疗的基本原理。与此一致，NK细胞已被证明通过分泌CCL5和XCL1趋化因子增加cDC1肿瘤浸润（Bottcher et al., 2018），并建议通过靶向这些趋化因子通路作为改善对ICB应答的潜在策略。
4.1.4 肿瘤微环境：代谢状态
肿瘤微环境的代谢状态是另一个通过多种机制影响肿瘤免疫原性的因素。例如，缺氧肿瘤已被证实肿瘤细胞和DCs上I型MHC的表达降低 （Ramakrishnan et al., 2014）。耗竭的T细胞和肿瘤浸润的NK细胞也表现出线粒体生物合成失调；这引起了研究者们通过策略改善线粒体生物合成来促进肿瘤免疫原性的兴趣（Scharping et al., 2016; Zheng et al., 2019）。除了缺氧对肿瘤免疫原性的显著影响外，研究者们正在积极探索免疫逃逸和对ICB耐药的新机制，包括受代谢条件影响的肿瘤微环境的其它方面，如营养来源的改变（Leone et al,, 2019）。
4.1.5 肿瘤微环境：微生物的组成
近期，肿瘤内微生物，这是肿瘤微环境中另一个迄今被低估的组成部分，已被证明对抗肿瘤免疫反应和对ICB应答有重大影响 （图 2）。最近的两项研究均证实微生物广泛存在于泛癌种中，包括与呼吸消化道及其共生生物没有根本联系的肿瘤 （Nejmanet al., 2020; Poore et al., 2020）。黑色素瘤、肺癌、卵巢癌、胶质母细胞瘤、胰腺癌、骨癌和乳腺癌中的肿瘤微生物群的特征表明，这些微生物可定位于肿瘤细胞本身或与肿瘤相关的免疫细胞内。此外，这些微生物可能具有肿瘤类型特异性，因而可能会赋予肿瘤各种独特的功能 （Nejman et al.，2020）。肿瘤内微生物已被证明会影响肿瘤生物学的几乎所有方面，包括肿瘤的起始/生长、侵袭和转移 （Bullman et al., 2017; Riquelme et al., 2019）。胰腺癌患者的长期生存与肿瘤微生物群的α多样性增加及肿瘤内特定的微生物群存在相关 （Riquelme et al.，2019）。然而，肿瘤内微生物可以改变肿瘤免疫微环境；肿瘤相关的微生物与浸润的免疫细胞减少及重塑的更具免疫抑制的微环境有关 （Helmink et al., 2019）。通过分析人类的样本，发现在接受免疫治疗的黑色素瘤患者中，应答者和无应答者之间的肿瘤微生物群组成存在差异 （Nejman et al., 2020）。细胞内细菌产生的多肽可以被肿瘤细胞通过人类白细胞抗原 （HLA）-I和-II呈递在细胞表面，并被肿瘤浸润性T细胞识别；这是肿瘤内细菌直接影响抗肿瘤免疫反应的一种潜在机制 （Kalaora et al., 2021）。
4.1.6 患者全身性因素
已有研究表明，患者产生强力的全身性免疫反应是癌症免疫疗法成功的先决条件 （Chen and Mellman., 2017; Spitzer et al., 2017）。通过预测患者呈现各种新生抗原的能力，计算机建模已被用于描述整体的肿瘤免疫“适应性” （quksza et al., 2017）。例如，HLA位点的纯合性导致抗原呈递的多样性降低，其与接受ICB治疗的癌症患者较低的生存率相关 （Chowell et al., 2018）。
其它有助于全身免疫功能的宿主因素包括肠道微生物 （图 2）。肠道微生物在抗肿瘤反应的功效已在临床前模型以及黑色素瘤、肾细胞癌和NSCLC患者中得到证实 （Chaput et al., 2017; Gopalakrishnan et al., 2018; Matson et al., 2018; Routy et al, 2018）。此外，多项研究证实抗生素对ICB的疗效有负面影响，可能是由于其降低了肠道微生物的多样性 （Derosa et al., 2018; Routy et al., 2018; Ve´tizou et al., 2015）。可改变肠道微生物的因素可能间接影响全身免疫功能和抗肿瘤免疫反应。高纤维饮食及锻炼与肠道微生物群多样性的增加及短链脂肪酸 （SCFAs） 的富集有关，两者都与患者接受ICB治疗后生存期改善相关 （Barton et al., 2018; McQuade et al., 2019, 2020）。通过粪便微生物移植、抗生素和/或益生菌或饮食变化调节接受ICB疗法患者的肠道微生物的临床前试验正在进行 （McQuade et al., 2019, 2020）。
尽管肥胖与肿瘤发生及总体的不良预后相关，但出乎意料的是，肥胖与黑色素瘤、NSCLC及其它实体肿瘤患者对ICB的应答和生存期的改善有关 （Cortellini et al., 2019; Wang et al., 2019b） （图2）。回顾性分析表明，在接受ICB治疗的黑色素瘤患者中，肥胖 （定义为BMI>30） 与死亡风险降低近40%相关；有趣的是，这种效果在男性中最为显著 （McQuade et al., 2018）。
4.2 宿主外部因素（暴露组）
个体的暴露处于恒定但可变的状态，其总体影响只能理解为整个生命周期内暴露的积累。在发育的关键点（如幼儿期）的暴露可能特别重要，并且关键点可能远离研究点或影响点 （Wild, 2012; Zhang et al., 2019）。
暴露组包罗万象的特性使分析成为一项艰巨的任务。然而，继续将我们的研究限制在 “基因” 而忽略 “环境”，将限制我们充分理解人类健康和疾病复杂性的能力。只有通过对这些外部因素的认识、理解和专门的研究，我们才能描述它们各自及整体对健康的影响 （Vermeulen et al., 2020），包括免疫功能和更具体的抗肿瘤免疫反应。
这些 “暴露组” 的影响已经开始被了解。如上所述，暴露于紫外线辐射和/或香烟烟雾会增加TMB和新生抗原水平，这分别解释了黑色素瘤和NSCLC中对ICB相对较高的应答率 （Snyder et al., 2014; Van Allen et al., 2015; Yarchoan et al., 2017）。此外，在临床前模型中，慢性压力可能通过激活交感神经系统β2受体信号通路来促进肿瘤生长，损害抗肿瘤免疫反应及对ICB的应答 （Bucseket al., 2017）。回顾性数据表明，对正在接受ICB治疗的患者使用非选择性β受体阻滞剂可提高总生存率 （Kokolus et al., 2017），这促进了临床研究中β受体阻滞剂与ICB的联合使用 （Gandhi et al., 2021）。其它与癌症相关的治疗方法（如化疗药物、抗血管生成药物和放疗）可以被认为是暴露组的一部分。大量证据表明，这些疗法可以通过多种机制诱导剂量依赖性的免疫调节作用。例如，低剂量的环磷酰胺和吉西他滨可以分别减少Tregs和髓系抑制细胞的数量 （Lutsiak et al., 2005; Suzuki et al., 2005）。一些化疗药物也被证明可增加PD-L1的表达 （Fournel et al., 2019; Peng et al., 2015）。此外，化疗药物的细胞毒性作用可促进抗原呈递，增强抗肿瘤免疫反应 （Nowak et al., 2003）。同样地，放射也可以通过丰富抗原肽来增强肿瘤的抗原性 （Reits et al., 2006）。
将“组学”技术纵向应用于大量患病个体中，将是理解环境暴露对健康影响的关键。与全基因组关联研究（GWASs）类似的全暴露组关联研究（EWASs）正在缓慢发展 （Escher et al., 2017; Jeong et al., 2018; Niedzwiecki et al., 2019; Patel et al., 2010; Vermeulen et al., 2020; Wild, 2012; Zhang et al., 2019）。然而，这类努力的成功需要从医学到环境科学等领域专家的跨学科合作。此外，它还需要新的技术和创新性的策略来检测和量化暴露组（比如智能手机技术及独特的监测技术），以及更有创造性地收集生物样本（比如母乳和脐带血以及牙齿和头发）和开发更好的平台来处理这些复杂的数据 （Escher et al., 2017; Niedzwiecki et al., 2019; Vermeulen et al., 2020; Wild, 2012; Zhang et al., 2019）。
总的来说，应当注意的是，我们对与ICB相关的应答因素（包括宿主内部因素及外部因素）快速发展的认识证实了所涉及的互作的高度复杂性。尽管每种因素在ICB应答中的相对个体和总体的意义知之甚少，但许多研究已开发了框架和数学模型，以更全面地描述肿瘤免疫和对ICB的应答 （Blank et al., 2016; Mpekris et al., 2020）。这些模型在指导未来的临床前和临床研究以增强我们对ICB应答决定因素的理解，以及改进当前的诊断和治疗应用方面极为有益。
许多因素参与调节肿瘤免疫的动态过程及对免疫检查点抑制剂的应答。研究者们已对宿主固有因子（图左所示），包括肿瘤细胞和肿瘤微环境固有因子、宿主基因组和表观基因组、宿主免疫以及其它免疫调节因子（全身因素及微生物）进行评估。近来，宿主外在因素，即暴露组（图右所示），在调节肿瘤免疫中的重要性及其对检查点抑制剂的潜在影响正越来越被了解，尽管很复杂但仍需全面的研究。TMB，肿瘤突变负荷；Tregs ，调节性T细胞；MDSCs，髓源性抑制细胞；CAFs, 肿瘤相关成纤维细胞；EVs ，细胞外囊泡；HLA，人类白细胞抗原；CTLA-4，细胞毒性T淋巴细胞相关蛋白4；UV，紫外线。
5
此外，ICB疗法已被报道可改变肿瘤的进化景观。在纵向评估经纳武利尤单抗 （PD-1抗体） 治疗过程中的肿瘤遗传特征时发现，由于产生新生抗原的突变（而不是同义突变）减少，应答者的突变负荷降低 （Riaz et al., 2017）。对抗PD-1治疗的良好应答与肿瘤进化景观的重塑有关，包括一些克隆群体在治疗中无法检测到，而T细胞克隆却增加 （Riaz et al., 2017）。在ICB治疗过程中，肿瘤与免疫微环境的相互进化及共同进化不仅可阐释对ICB的耐药机制，还可用于开发预测疗效的策略。
肿瘤和免疫微环境的相互进化在免疫治疗中具有重要的临床意义。随着肿瘤的发展，免疫逃逸机制可正向选择具有低免疫原性和抗原呈递中断的肿瘤亚克隆。此外，免疫检查点抑制剂疗法也可改变肿瘤的进化景观（其特征的改变有几方面，比如，应答的肿瘤突变负荷减少），并可确定耐药机制。TAMs，肿瘤相关巨噬细胞；NK cell，自然杀伤细胞；APC，抗原提呈细胞；Tregs，调节性T细胞；PD-L1, 程序性死亡配体1；TGF，组织生长因子；FAP，成纤维细胞活化蛋白；IFP，间质液压力；JAK，Janus激酶；PI3K，磷脂酰肌醇-3-激酶；EVs，细胞外囊泡。
6
人体的免疫系统依赖于复杂的制衡系统来保障对病原体（或肿瘤）产生有效免疫应答的同时保持对自身非肿瘤组织及一些共生生物的耐受。ICB有可能打破这种稳态平衡，导致自身耐受性的丧失和异常的非肿瘤自身免疫反应，从而导致免疫相关不良事件（irAEs）（图4）。
6.1 irAEs的特征
irAEs包括70多种不同的病理，影响几乎所有器官系统，包括神经系统、泌尿生殖系统、胃肠系统、肺系统、心血管系统及皮肤系统（Pauken et al., 2019; Postow et al., 2018）。尽管患者的病理严重程度不一致，但免疫相关的不良反应可能很严重，甚至在某些情况下是致命的（Wang et al., 2018a）。irAEs非常常见，在超过90%的患者中会出现低级别的不良反应，产生严重不良反应（3-5级）的患者比例在20%-60%之间（Pauken et al., 2019; Postow et al., 2018）。虽然其它抗癌疗法（包括化疗和放疗）相关毒副作用发生的时间进程通常可预测，但irAE发生的时间点差异很大，有些是在治疗后几天至几周开始，有些在治疗后几个月才开始（Pauken et al., 2019; Postow et al., 2018）。irAEs 影响的系统范围、严重程度、发生的时间在不同药物之间都会发生变化，尤其是在抗CTLA-4药物和抗PD-1/PD-L1药物及其组合之间（Pauken et al., 2019; Postow et al., 2018）。目前irAEs 治疗方式通常是终止ICB和使用一个疗程的大剂量皮质类固醇（Haanen et al., 2018; Puzanov et al., 2017; Thompson, 2018）; 然而，更有针对性的治疗方案目前仍在试验中（Esfahani et al., 2020）。所有治疗irAEs成功的案例均依赖于对病理学的早期认知及多学科专家团队共同探讨的积极有效的治疗方案（Haanen et al., 2018; Puzanov et al., 2017; Thompson, 2018）。
6.2 irAEs的发生机制
与在早期小鼠研究中观察到的相比，患者irAEs的高发生率突出了当今临床前模型的局限性，这种局限性不仅体现在预测患者irAEs发生率方面，也体现在对机制的进一步了解方面。尽管正在开发新的临床前模型，但我们必须高度依赖基于各类临床试验患者样本的临床数据收集和转化研究。
irAEs的主要发生原因之一是T细胞活性的异常（图4）。肿瘤与健康组织共享的抗原可能再次导致T细胞激活及加速对非肿瘤细胞的攻击。比如，在发生心肌炎和皮疹时，在肿瘤、心肌和皮肤分别观察到了浸润的T细胞（Berner et al., 2019; Johnson etal., 2016）。表位扩散（epitope spread）可能增强这一反应。抗原/表位扩散指的是癌细胞死亡之后释放出新增的抗原，而这些抗原在免疫激活性微环境中被递呈，导致T细胞被激活并攻击正常组织（June et al., 2017; Rojas et al., 2018）（图4）。最后，在有些组织中，自身免疫T细胞可能已经存在，它们原本受到检查点分子的控制。组织常驻的自身反应T细胞的激活或重激活被认为是irAEs发生的主要因素（Dougan et al., 2021; June et al., 2017）。TCR分析显示，检查点抑制剂导致的结肠炎患者中大部分细胞毒性效应细胞源于本来就存在于肠道组织中的CD8+ T细胞（Dougan et al., 2021; Luoma et al., 2020）。
体液免疫反应和B细胞也被证实可能与irAEs相关；外周B细胞库的早期变化与毒副作用相关 （Das et al.,2018）。接近25%的黑色素瘤患者在接受ICB治疗后出现新的自身免疫抗体。然而，即使同一靶点受到影响，在自身免疫性疾病中观察到的典型抗体并不总是出现在irAEs中（de Moel et al., 2019; Dougan et al., 2021; Luoma et al., 2020）。
6.3 机体应答和毒副作用的相关性
研究者们在阐明irAEs与应答之间的关联时受到诸多因素的干扰。首先，目前尚不清楚用于治疗irAEs的皮质类固醇会否对抗肿瘤反应产生不利影响（Das and Johnson., 2019）。临床疗效可能取决于给药的时间和剂量。虽然一些研究表明没有影响（Horvat et al., 2015），但在治疗的初始给予大剂量类固醇与生存率降低有关（Arbour et al., 2018）。
不幸的是，发生过irAEs的患者未来对免疫治疗的选择非常受限，这最终会影响他们的预后。尽管一些数据表明，在irAEs发生和解决后，一些患者可以成功地再次使用ICB（特别是抗PD-1/PD-L1），但这并不普遍。经历过严重或复发性irAEs的患者通常不会再次使用ICB治疗（Pollack et al., 2018; Santini et al., 2018），这是评估毒副作用和总生存期相关性时的另一个干扰因素。
目前已提出的一些潜在机制有助于解释一些患者在免疫检查点抑制剂治疗中遭受到的毒副作用。这些可能的毒副作用机制并不相互排斥，不同的免疫相关毒副作用可能存在不同的机制。机体自身免疫反应T细胞和B细胞被认为是这些毒副作用发生过程中的关键因素。机体自身反应性T细胞可以重新生成。这些T细胞在肿瘤区域被专业的APCs激活，并对肿瘤特异性抗原产生应答; 然而，它们可能凑巧对在正常组织表达的类似肿瘤特异性抗原的多肽产生反应。或者，当自体肽在肿瘤区域被抗原提呈细胞（APCs）的表位提呈时，原本静止状态的已经存在的自身免疫反应T细胞和B细胞可能被激活。免疫检查点抑制剂可导致全身免疫系统的改变，包括细胞因子谱改变。细胞因子谱在组织内的变化可以使现有的机体平衡向炎症转变。替代机制也有可能存在。对于垂体机能减退，抗体介导的细胞毒性对正常表达在垂体腺上的CTLA-4起作用。最后，对既存的炎症或自身免疫疾病也可能被放大。TNF，肿瘤坏死因子; IFN，干扰素；Teffs，效应T细胞；Tregs，调节性T细胞。
7
目前，仅小部分患者能对免疫检测点抑制剂持久响应，并且在不同的癌种间变化很大。此外，免疫检测点抑制剂疗法与显著的副作用相关，使其获益风险率向不利倾斜。这些局限性正促使研究者们开发预测和预后的方法，用于筛选能从ICB疗法获益的患者群体，以及增强疗效、克服耐药和毒副作用的治疗策略。
7.1 使用已知和创新诊断策略精准预测患者应答
7.1.1 遗传生物标志物
肿瘤突变负荷（TMB）、微卫星不稳定性（MSI）及错配修复缺陷（dMMR）作为生物标志物预测免疫检查点抑制剂应答的价值已得到多项研究的支持。初步试验表明，高TMB的黑色素瘤患者能从CTLA-4抑制剂治疗中明显获益（Snyder et al., 2014）；在经PD-L1抑制剂治疗的NSCLC患者中也获得同样的结论（Rizvi et al., 2015）。此外，比较帕博利珠单抗（PD-1抗体）在结直肠和非结直肠癌患者中的临床疗效发现，有着dMMR的患者显示出显著更高的应答率和更久的无进展生存（PFS）（Le et al., 2015）。2017年，FDA批准帕博利珠单抗用于之前接受治疗后疾病进展且没有其它治疗选择的、高MSI或dMMR晚期儿童和成人实体瘤患者，这是第一类基于通用生物标志物批准的用于泛癌种的免疫检测点抑制剂，这个决定的作出是基于5项临床试验（KEYNOTE-016、KEYNOTE-164、KEYNOTE-012、KEYNOTE-028及KEYNOTE-158）的研究结果；149位有着高MSI或dMMR的实体瘤患者用帕博利珠单抗治疗，总缓解率（ORR）达到了39.6%，KEYNOTE-016 （NCT01876511）结果表明78%的患者能持续响应6个月或更久。帕博利珠单抗接下来被批准用于之前接受治疗后疾病进展且没有其它治疗选择的高TMB（≥10 mut/Mb）的所有晚期儿童和成人实体瘤患者（基于KEYNOTE-158试验- NCT02628067）。此外，帕博利珠单抗也被批准用于有着高MSI 或dMMR的结直肠癌患者的一线治疗（基于KEYNOTE-177试验-NCT02563002）。
应当注意的是，尽管越来越多的证据表明这些遗传因素作为ICB应答的生物标志物具有益处，但并未在所有患者中观察到TMB与ICB应答之间的关联（Snyder et al., 2014）。此外，在黑色素瘤患者中，突变负荷与对纳武利尤单抗（PD-1抗体）有利应答的相关性仅仅在先前未经伊匹单抗（CTLA-4 抗体）治疗患者中观察到，说明突变负荷的预测价值有限及需要其它的生物标志物用于预测使用伊匹单抗治疗进展后使用纳武利尤单抗治疗的应答情况（Riaz et al., 2017）。进行这些分析所需的先进技术也限制了这些生物标志物在某些临床场景中的适用性。
7.1.2 免疫生物标志物
• 肿瘤浸润淋巴细胞（TILs）。治疗前肿瘤样本中免疫标记物的表达水平已被证实是潜在的预测ICB应答的biomarker。在转移性黑色素瘤患者中，基线时肿瘤内高密度的CD8+ T细胞被证实能预测对抗PD-1疗法的有效应答（Tumeh et al., 2014）。重要的是，这项研究评估了肿瘤组织内T细胞的时空分布，并证明治疗前T细胞在浸润性肿瘤边缘的富集与更好的应答相关；而治疗后，应答患者的T细胞密度在边缘和肿瘤的实质内均增加（Tumeh et al., 2014）。与PD-1抑制剂相比，基线TILs的存在并不能预测对抗CTLA-4抗体的应答，这可能是因为抗CTLA-4抗体的作用机制不同（Huang et al., 2011）。然而，在接受CTLA-4治疗后早期TILs的水平可以在黑色素瘤患者中预测有效应答（Chen et al., 2016）。因此，对于CTLA-4抑制剂来说，治疗后早期的组织活检可能发现重要的生物标志物。国际免疫肿瘤学生物标记物工作组已做出大量努力使TILs评估的组织学方法标准化，以进一步提高该潜在生物标记物的可靠性和再现性（Hendry et al., 2017）。
• 免疫检查点分子。治疗前肿瘤内PD-L1的表达水平在黑色素瘤和NSCLC等多种肿瘤类型中与抗PD-1和抗PD-L1抗体的应答相关（Herbst et al., 2014; Reck et al., 2016; Topalian et al., 2014）。有趣的是，肿瘤浸润免疫细胞上的PD-L1表达与抗PD-L1治疗反应显著相关，而不是肿瘤细胞上的（Herbst et al., 2014）。与这些研究相反，其它报告表明，在一些患者中，PD-L1表达缺失时，仍旧可以获得持久的响应（Daud et al., 2016）。 值得注意的是，如何定义PD-L1阳性及评估手段的差异性有可能是试验结果不一致的原因，这意味着这些指标的评估需要进一步标准化。
• 新兴策略。尽管TILs和PD-L1表达在某些癌症类型中的价值已被证明，鉴于肿瘤免疫应答和ICB耐药机制的复杂性，仅这些生物标记物本身无法满足用ICB疗法的患者的预后和预测需求。因此，鉴定能够指导ICB治疗决策的新型标记物具有重要意义且需重点关注。对接受CTLA-4抑制剂接下来进行PD-1阻断治疗的黑色素瘤患者进行评估，发现早期治疗样本中T细胞相关标记物（包括CD4、CD3、CD8、FOXP3和颗粒酶B）以及检查点抑制剂（如PD-1、PD-L1和LAG-3）的表达与治疗反应密切相关 （Chen et al., 2016）。AMADEUS试验（NCT03651271，正在进行）旨在评估根据CD8+ T细胞的密度（分别为≥15%和<15%）将肿瘤分为免疫热肿瘤和冷肿瘤的益处，以此作为预测性生物标记物筛选出更有可能对纳武利尤单抗（PD-1抗体）或纳武利尤单抗和伊匹木单抗的组合（CTLA-4抗体）产生应答的患者。此外，这项前瞻探索性研究旨在鉴定出强预测指示因子，其可作为ICB应答的的创新生物标记物。
外泌体PD-L1和CD28的结合（AUC为0.85）也被证实具有较高的预测价值 （Zhang et al., 2020）。进一步的纵向研究需要在更大的队列中开展，以验证外泌体PD-L1在ICB治疗中的预测和预后价值。
7.2 促进疗效和克服耐药的治疗策略
7.2.1 调节表观遗传的状态
在免疫原性和抗原呈递较低的肿瘤中，通过调节表观遗传，已引入了不同的方法来减缓对ICB的耐药性。DNA甲基转移酶抑制剂治疗被证实可逆转I型MHC蛋白的表观遗传抑制，从而加强抗原递呈、免疫原性和肿瘤免疫靶向性（Luo et al., 2018）。组蛋白去乙酰化酶（HDAC）抑制剂与DNA甲基转移酶抑制剂联用，在临床前模型中也可增强抗肿瘤免疫反应 （Topper et al., 2017）。HDAC抑制剂作为单一药物对肿瘤免疫的影响尚待确定，其与ICB联合使用的临床疗效目前正在多项临床试验中进行评估（e.g., NCT02638090, NCT02619253）。
7.2.2 信号通路调节剂
肿瘤信号通路的重要作用为探索基于检查点抑制剂的组合疗法提供了理论基础。其中一种策略包括联合使用抗PD-L1抗体阿替利珠单抗和BRAF/MEK抑制剂治疗BRAF突变的黑色素瘤患者，这一组合显著提高了无进展生存期（PFS）（NCT02908672）（Gutzmer et al., 2020）。此外，其它几种策略，比如通过逆转信号缺陷和代谢应激来增强对ICB的应答，也已在临床前模型中进行了测试，包括使用PI3K抑制剂（Marijt et al., 2019）和细胞周期蛋白依赖性激酶4和6（CDK4/6）（Goel et al., 2017）。这些和许多其它研究均表明，靶向信号通路有望成为改善ICB应答的潜在策略。
7.2.3 细胞因子
其它的治疗策略集中于增加TILs的密度，以增强对ICB的应答。细胞因子如IL-2和IL-12先前被引入以增强肿瘤内淋巴细胞浸润和抗肿瘤免疫；然而，它们也同时产生严重的毒副作用（Panelli et al., 2004; Sangro et al., 2004）。这些并发症激发了研究者们努力重新设计用于治疗目的的下一代细胞因子，目前正在进行试验，并已在临床前研究中与ICB联合使用展示出了有益的效果（Klein et al., 2017; Sun et al., 2019）。
7.2.4 抗血管增生药物
一些临床试验评估了抗血管生成疗法与ICB联合治疗的益处，并已证明与ICB单独治疗相比，免疫抑制特征的患者肿瘤中免疫细胞浸润增加，预后得以改善（Hodi et al., 2014; McDermott et al., 2018）。迄今为止，FDA已批准贝伐单抗（抗血管生成药物）联合阿替利珠单抗（PD-L1抗体）治疗未接受系统治疗的不可切除或转移性肝癌患者（Finn et al., 2020）。这种联合治疗有望在未来扩大；这一组合也在治疗多种其它肿瘤类型中使用，未来有望增添适应症。
7.2.5 化疗和放疗
2008年Zitvogel等人阐述了化疗和放疗的免疫调节效应（Zitvogel et al., 2008），其已成为联合治疗策略中提高对ICB应答的基础，目前正在多个临床试验中进行评估。这些研究大多处于初始阶段，但据报道，经过化疗的无法切除的NSCLC患者和TNBC患者接受抗PD-L1抗体治疗后的总体生存率均有所提高 （Schmid et al., 2020; West et al., 2019）。通过在临床前和临床做出努力来确定不同肿瘤类型的最佳治疗计划和剂量，有助于进一步扩大该治疗策略的获益人群。
7.2.6 溶瘤病毒
溶瘤病毒通过各种不同的机制靶向并杀死肿瘤细胞，如诱导溶解、细胞毒性及刺激抗肿瘤天然和适应性免疫反应。由于其免疫刺激作用及可将非炎性肿瘤微环境转变为炎性的能力，已考虑将溶瘤病毒与ICB相结合的策略以增强治疗响应（Chon et al., 2019）。laherparepvec是一种基因修饰的溶瘤病毒，已与伊匹木单抗（CTLA-4抗体）联合用于治疗晚期、不可切除的黑色素瘤患者，laherparepvec能增加客观应答率（ORR）（NCT017 40297）。选择最佳病毒株、基因改造和治疗策略是溶瘤病毒与ICB结合获得阳性结果的关键 （Rojas et al., 2015）。
7.2.7 疫苗
疫苗已被用作增强抗肿瘤免疫应答的方法之一，并已在临床前和临床研究中显示出令人鼓舞的结果，其能引发肿瘤内T细胞浸润和增强抗肿瘤免疫反应（Carreno et al., 2015; Ott et al., 2017）。研究者们目前正在努力提高疫苗的效力。最近的临床前研究表明，在骨肉瘤和黑色素瘤的小鼠模型中，用CD103+ CDC1s疫苗联合CTLA-4抑制剂可高效诱导肿瘤消退 （Zhou et al., 2020）。此外，虽然对疫苗与ICB组合进行的初步试验看到了希望 （Massarelli et al., 2019），但仍需随机临床试验来评估这种组合策略的其它益处。
7.2.8 其他策略
7.3 降低检查点抑制剂毒副作用的诊断和治疗策略
7.3.1 毒副作用的潜在生物标志物
虽然自身免疫性疾病的遗传决定因素众多 （Hoefsmit et al., 2019），但对irAEs的遗传易感性定义仍不太明确。某些HLA类型与各种irAEs的发展有关，这些关联似乎具有疾病特异性 （Cappelli et al., 2019; Hasan Ali et al., 2019）。为确定irAEs 风险患者，目前仍在进行多基因风险评分的相关研究，并需要对不同治疗方式和恶性肿瘤类型进行大规模关联研究 （Hoefsmit et al., 2019）。肿瘤突变负荷在内的肿瘤因素可能与irAEs有关 （Bomze et al., 2019）。
肠道微生物菌群的失调也与疗效和毒副作用有关；治疗前拟杆菌水平的增加以及与多胺转运和B族维生素生物合成相关遗传通路的丰度增加，能避免用伊匹木单抗治疗转移性黑色素瘤患者相关的结肠炎 （Dubin et al., 2016）。目前正在考虑更具创新性地预测irAEs的策略。在一项概念验证研究中，在治疗前对每位患者进行一阶和二阶胸部计算机断层扫描分析，鉴定到了1860个放射特征谱，发现后来患肺炎的患者的偏差和角方差平方和（离散度测量）较高 （Colen et al., 2018）。
外周血中免疫信号的变化因检测相对容易，可能是具有吸引力的生物标志物。 循环T细胞免疫组库的早期多样性与疗效和毒副作用均有关 （Oh et al., 2017）；大量CD8+ T细胞的早期克隆扩增也与此有关 （Subudhi et al., 2016）。联合治疗后早期外周血CD21-lo B细胞和浆细胞的增加也与irAEs有关 （Das et al., 2018）。局部区域转移性黑色素瘤患者基线时血液中IL-17水平升高 （Tarhini et al., 2015） 及转移性黑色素瘤患者经伊匹木单抗（CTLA-4抗体）治疗后IL-6水平升高也与irAEs相关 （Valpione et al., 2018）。通过在基线或治疗早期测量血液中11种细胞因子的水平（CYTOX评分）可更全面的评估细胞因子失调，其已被证明可以预测单独使用抗PD1治疗或联合使用抗CTLA-4治疗的患者的irAEs （Lim et al., 2019）。目前正在寻找合适的预测irAEs的生物标记物，包括与拥有发生低级别和高级别毒副作用的患者以及适当的对照组（健康个体以及接受ICB治疗但未发生irAEs的患者）的多国大型数据库的合作 （Hoefsmit et al., 2019; Jing et al., 2020）。
7.3.2 降低毒副作用的治疗策略
目前正在制定应对irAEs的独特策略，主要集中在替代高剂量皮质类固醇（Dougan et al., 2021; Esfahani et al., 2020）。皮肤病通常可以通过局部使用类固醇或其它疾病特异性药物进行治疗 （Johnson et al., 2019; Tattersall and Leventhal, 2020），因而皮肤科医生早期进行组织活检和诊断是关键。某些情况下，治疗某些自身免疫疾病的疗法已成功用于降低irAEs。比如，TNF抑制剂在治疗炎性肠病以及ICB导致的严重结肠炎方面非常成功；事实上，它可能成为重症患者的一线治疗选择 （Abu-Sbeih and Wang, 2020）。α4β7-整合素调节免疫细胞特异性地向肠粘膜的运动；vedolizumab是一种α4β7整合素抑制剂，已用于炎症性肠病和ICB诱导的结肠炎 （Abu-Sbeih and Wang, 2020）。最后，粪便微生物菌群移植最初在难治感染性结肠炎患者中进行了试验，但也成功地应用于严重难治性ICB诱导的结肠炎的部分患者 （Wang et al., 2018b）。对irAEs的机制的进一步了解将使我们能够从治疗所有患者的所有irAs的通用方法（皮质类固醇）发展到适用于特定irAEs的免疫组织发病机制和各种患者原因的更细微的方法 （Esfahani et al., 2020）。此类靶向治疗策略可能包括T细胞和B细胞活性和转运的调节剂、先天免疫组分、循环细胞因子、免疫相关信号通路和共生微生物群 （Esfahani et al., 2020）。另一种有趣的可能预防irAEs的策略是通过改善现有的免疫疗法的特异性来限制它们的脱靶效应。更具特异性的免疫疗法的一种潜在方法是使用双特异性和三特异性抗体（即，同时结合两个或三个不同实体的合成抗体分子），基于T细胞的双特异性抗体“桥接”T细胞与肿瘤细胞，以促进更多局部T细胞激活 （Labrijn et al., 2019）。然而，这只是许多双特异性抗体配置中的一种，实际上，该技术独特的组合及新应用的潜力几乎是无限的 （Labrijn et al., 2019）。比如，激活OX40和CD137，二者均为肿瘤坏死因子（TNF）超家族共刺激受体，能导致T细胞活化、增殖和存活；单独靶向或抑制OX40或CD137的单克隆抗体不但疗效不佳，而且可能促进肝脏毒性。然而，OX40和CD137的双特异性抗体可促进FcRg交联非依赖性抗肿瘤活性，并可更多地限制肝损伤；目前正在开展运用双特异性抗体的临床试验 （Gaspar et al., 2020）。
8
癌症免疫治疗领域的范式转换及成功转化的治疗策略，已使治疗选择有限的癌症患者获得长期生存。然而，由于对ICB的原发性或获得性耐药以及相关的毒副作用，从这些治疗中获得临床益处的患者数量仍然有限。为筛选能从ICB治疗中获益的患者，研究者们已做出大量努力来开发诊断方法及增强疗效和消除毒副作用的治疗策略。然而，将ICB的受益扩大到更多的癌症患者需要深入了解耐药和毒副作用的机制。宿主内在因子在ICB响应中的作用，包括肿瘤遗传和肿瘤微环境的免疫和非免疫组分，已经被广泛研究并且目前仍在积极研究中。然而，为了充分阐明这些机制，必须考虑到各种因素，包括微生物菌群、宿主全身因素以及所处环境（暴露组），它们对ICB的疗效和毒副作用均具有显著影响。未来的研究有必要了解这些因素的个体和集体作用，并将有助于开发新的诊断、预后和治疗策略，以解决目前与ICB相关的局限性，改善癌症患者的预后。
· END ·
热文推荐