逆轉T細胞耗竭在腫瘤免疫治療中研究進展

劉 盼 馬敏婷 魏素菊

(河北醫科大學第四醫院，石家莊 050001)

1 T細胞耗竭

T細胞耗竭是慢性感染和腫瘤狀態下T細胞發生的一種功能缺陷狀態，主要特征為抑制性受體表達增加及細胞因子分泌減少。耗竭性 T 細胞同時伴有涉及 T 細胞趨化、黏附、遷移的相關基因表達改變，轉錄因子表達譜改變及代謝功能缺陷等特征[1],耗竭性 T 細胞主要通過細胞表面的抑制性分子，細胞因子和免疫調節細胞類型改變等參與腫瘤免疫負調控[2]。

目前在癌癥患者中停止免疫療法治療后經常觀察到的持續反應挑戰了對病原體和癌癥衍生的T細胞應答的調節一致性的觀點[3]。當 T 細胞長期暴露于腫瘤抗原時表達抑制性受體，如腫瘤浸潤 CD8+T 細胞表面 PD1、B/T 淋巴細胞衰減因子 (B-and T-lymphocyte attenuator,BTLA)、TIM3、LAG3、細胞毒性 T 淋巴細胞相關蛋白 4 (cytotoxic T-lymphocyte-associated protein 4,CTLA4)等，這些抑制性受體起到負免疫調控點作用，抑制CD8+T細胞功能，使機體對腫瘤產生免疫耐受[4]。關于T細胞耗竭是CD4+T、CD8+T都表現為耗竭表型CD8+T細胞耗竭機制很明確，CD4+T的耗竭機制并不明確[5]，Church等[6]證實腫瘤特異性CD4+T細胞有助于維持腫瘤定向CD8+T細胞的功能。在一項臨床前研究中，腫瘤特異性CD4+T細胞的耗竭促成了黑素瘤的復發，但這種功能障礙相關表型僅在復發黑素瘤的小鼠中發生，其采用聯合療法逆轉CD4+T細胞耗竭恢復腫瘤特異性CD4+T細胞的效應功能，取得良好的治療效果[7]。在腫瘤免疫過程中，CD4+T、CD8+T耗竭都會促進腫瘤發生發展，但CD4、CD8T細胞如何相互影響，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T細胞耗竭

2.1“釋放剎車并按壓加速踏板” CD27可在T細胞上觸發共刺激信號。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T細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E.G7、Colon26和CT26小鼠腫瘤。通過改變varlilumab(1F5mG1)劑量可以調節其激動或消耗的性質，較低的劑量有利于激動劑活性，較高的劑量導致消耗。激動劑和消耗性質均有助于CD27靶向免疫療法的抗腫瘤治療，因此可通過改變劑量來調節其抗腫瘤活性[9]。而且人類CD27轉基因(hCD27-Tg)小鼠模型中，也支持上述研究結果。 varlilumab的Ⅰ期臨床試驗在晚期難治性腫瘤顯示出治療效果優越性安全性特征[10]。

“釋放剎車并按壓加速踏板”是聯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)發揮抗腫瘤作用。小鼠模型中報道了靶向共刺激性OX40或GITR聯合共抑制CTLA4的抗體可消耗調節性T細胞(Treg)[11]，通過TNFR超家族成員，例如CD27、OX40(CD134)、4-1BB(CD137)在T細胞上觸發共刺激信號聯合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)結果表明：順序給藥導致療效顯著增加[13]。目前正在進行varlilumab(抗人CD27抗體)聯合抗PD-1 nivolumab治療多種晚期癌癥的Ⅱ期臨床試驗(NCT02335918)。在T細胞上觸發共刺激信號聯合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。在腫瘤微環境中，這種抑制性的通路被利用和擴大，導致了T細胞的耗竭現象。近年來研究發現Tim-3在腫瘤浸潤淋巴細胞表達的比例明顯高于外周淋巴組織中，且Tim-3上調以及其他檢查點受體的上調與 T細胞耗竭相關[14]。研究人員發現Tim3與其他靶向治療聯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抑制劑可導致腫瘤相關殺傷細胞出現對抗免疫治療的抵抗作用。在PD-1耐藥的動物模型中發現，阻斷PD-1通路后，其T細胞相繼表達了大量的T細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T 細胞耗竭，也可改變PD-1的耐藥問題[16]。在黑色素瘤中，Tim-3高表達于表現耗竭表型的腫瘤相關NK細胞上。且Tim-3也高表達于腫瘤細胞，Tim-3可能通過多種機制導致腫瘤進展，包括直接抑制CD4T細胞功能和抑制IL-6-STAT3信號傳導，以及直接促進腫瘤轉移，但是Tim-3導致腫瘤免疫抑制的更多機制還有待進一步研究闡明[17，18]。

在眾多人腫瘤模型中，LAG-3和PD-1的共表達與T細胞耗竭相關。在頭頸鱗癌(HNSCC)和非小細胞肺癌中，Lag-3也在Treg上呈優勢表達，2017年ASCO 上，BMS公布了一項BMS-986016 (Relatli-mab，LAG-3單抗)聯合Nivolumab治療的研究，其中Relatlimab改善了對PD-L1療法產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，并重新參與調節效應功能。檢查點阻斷后的T細胞，轉錄和表觀遺傳學改變[20]。在效應階段用IL-7治療能夠阻止Tex(Exhausted CD8 T cell)的發展，進一步研究將揭示這些發現是否會影響目前的免疫治療癌癥，Sen等[21]對T細胞衰竭的表觀遺傳組進行了深入分析。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細胞中的基因表達以逆轉T細胞耗竭。因此，將目前的檢查點封鎖與基因組編輯策略相結合以維持T細胞對癌細胞的免疫力將是避免因T細胞耗竭而獲得的治療抵抗性的十分有前景的方法。

2.4改變在腫瘤微環境中相關免疫抑制狀態，聯合免疫檢查點抑制劑減少T細胞耗竭發生 TME(在腫瘤微環境)免疫抑制機制影響腫瘤引導的T細胞應答并將它們驅動至T細胞耗竭，Katlinski等[22]發現CRC(結直腸癌)細胞下調基質中的I型干擾素受體鏈IFNAR1，其存在可以產生免疫逃逸的微環境。因此針對腫瘤微環境中抑制因素的靶向治療，有可能成為新的精準免疫治療策略。

研究證明腫瘤相關巨噬細胞(tumor associated macrophage，TAM)是CD8+T發揮抗腫瘤反應中重要免疫抑制細胞[23],腫瘤微環境中的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(腫瘤相關巨噬細胞)的免疫抑制功能來促進T細胞應答能力。用PI3Kγ抑制劑(TG100-15)聯合PD-1治療頭部和頸部鱗狀細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產物，抗Fc-γ受體(FcγR)聯合抗PD-1治療同樣證明聯合治療比單獨抗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移，甚至可以使已建立的腫瘤消退15%[27]。腫瘤內巨噬細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轉基因小鼠發展的乳腺腫瘤中，選擇性Ⅱa類HDAC抑制劑(TMP195)將腫瘤中的顯性巨噬細胞群從TAM切換至高度吞噬巨噬細胞，從而抑制腫瘤生長。TMP195聯合抗PD-1抗體的治療進一步降低了該模型的腫瘤負荷，而用抗PD-1抗體的單一治療不足以抑制腫瘤發展。因此，Ⅱa類HDAC抑制劑有可能通過從腫瘤浸潤巨噬細胞中提取抗腫瘤功能來增強檢查點治療[29]。

3 逆轉T細胞耗竭在臨床治療應用進展

3.1改變T細胞耗竭狀態 直接輸注靶向T細胞，對抗T細胞耗竭，CAR-T療法：過繼性T細胞轉移(ACT)是嵌合抗原受體T細胞以介導抗腫瘤的新領域[30]，其可以簡單概括為結合細胞表面抗原的特異性抗腫瘤T細胞，以腫瘤細胞表面表達的相關抗原為靶點，使腫瘤細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細胞并刺激有效的細胞毒性應答，三種形式的ACT用于癌癥治療：腫瘤浸潤淋巴細胞(TIL)，T細胞受體(TCR)T細胞和CART細胞[31]。CD19的丟失和PD-L1在腫瘤細胞中的過表達常被認為是CAR-T治療可能的耐藥機制。部分患者在CD19-CAR-T細胞治療一段時間后，腫瘤再次復發，此時常表現為CD19轉陰；這種情況下，即使CAR-T在體內仍具有強活性，疾病仍會進展。為解決CD19-CAR-T細胞治療后腫瘤細胞抗原丟失的問題，可考慮以新型靶點CD22治療B細胞淋巴瘤。抗PD-1抗體的應用雖然可以部分恢復CAR-T細胞的效應，但在停用抗體后仍有部分患者復發，因此應用基因工程技術對CAR-T細胞進行改造，使T細胞在胞外域同時表達CAR結構與PD-1，該PD-1與PD-L1結合后可通過胞內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抑制劑導致的其他免疫相關并發癥[32]。CAR T細胞相關CRS的嚴重程度與腫瘤負荷相關，CRS和神經系統毒性是其主要副反應[33]，雖然CAR T細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用于腫瘤的治療。

3.2逆轉T細胞耗竭療法的聯合 抑制性抗體PD-1/PDL-1與其他療法聯合：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胞上的PD-1和Tim-3表達增加有關[34]。聯用Tim-3和PD-1/PD-L1單抗阻斷多條負調節通路，將是體內免疫系統抗腫瘤最有效的手段之一，TAM靶向治療聯合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、結腸癌和乳腺癌中增強治療反應[36]。目前探索新的免疫檢查點如LAG-3、BTLA-4聯合PD-1增加療效，進一步表明需要多種方法來治療癌癥。

4 臨床挑戰與展望

盡管近年來逆轉T細胞耗竭的幾種療法在臨床試臨床應用中取得了令人十分鼓舞的療效，但是應用PD-1如何獲得持續的免疫效應，應用CAR-T目前僅局限在CD19表達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，其他聯合增強免疫抑制劑療效的臨床數據有待完善等問題仍需解決，但不可否認的是關于逆轉T細胞耗竭的免疫療法對比其他傳統治療就目前臨床試驗、臨床應用報道的數據來看具有有效率高、明顯高PFS，副作用小，提高病人生存質量等，多線化放療后耐藥可采用免疫治療等優點，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。