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大家周末早安，这周的一周概览总结的是我这周阅读的关于免疫检查点抑制剂治疗肿瘤的机理和临床研究的一些文献。 一周概览（2019.8.25-31）：检查点阻断的癌症免疫治疗及临床应用 一．CTLA-4作为免疫检查点 当一种被称为细胞毒性T淋巴细胞相关蛋白4（CTLA-4）的蛋白被证明在调节T细胞反应中具有有效抑制作用。在静息的T细胞中，CTLA-4是一种细胞内蛋白；然而，在T细胞受体（TCR）结合并通过CD28发出协同信号后，CTLA-4转移到细胞表面，在那里它竞争抑制CD28与临界协同刺激分子（CD80、CD86）结合并介导抑制作用。向T细胞发送信号，导致增殖和活化都停止（图1）。 图1.阻断CTLA-4和PD-1和PD-L1以诱导抗肿瘤反应。（左）CTLA-4是共刺激的负调节剂，其在识别其特异性肿瘤抗原时初始激活淋巴结中的抗肿瘤T细胞，其由抗原呈递细胞呈递。可以用抗-CTLA-4抗体阻断CTLA-4的活化。（右）一旦T细胞被激活，它们就会在整个身体内循环，以找到癌细胞呈现的同源抗原。识别后，TCR的触发导致负调节受体PD-1的表达，并且IFN-g的产生导致PD-L1的反应性表达，从而关闭抗肿瘤T细胞应答。这种负相互作用可被抗PD-1或抗PD-L1抗体阻断。 二．PD-1作为非冗余免疫检查点 当程序性细胞死亡1（PD-1）受体在与表达于肿瘤细胞表面的配体-程序性细胞死亡配体1（PD-L1）结合时，作为抗肿瘤T细胞效应器功能的显性负调节因子出现。PD-1的名称来自其最初的描述，作为诱导活化T细胞-杂交瘤细胞死亡的受体。然而，进一步的研究表明，它是一种免疫检查点，具有由酪氨酸磷酸酶SHP-2介导的抑制功能，可使TCR下游的信号分子去磷酸化。PD-1具有两个配体：PD-L1（也称为CD274或B7-H1），其主要在暴露于促炎细胞因子后被许多体细胞广泛表达；和PD-L2（也称为CD273或B7-DC）其在抗原呈递细胞中的表达受到限制。在肿瘤微环境中炎症诱导的PD-L1表达导致PD-1介导的T细胞耗尽，抑制抗肿瘤细胞毒性T细胞应答（图1和3）。 图3.PD-1-阻断疗法的作用机制。（左）由MHC分子在癌细胞表面上呈递的同源抗原的TCR识别导致T细胞活化。然后T细胞产生IFN-g和其他细胞因子。癌细胞和肿瘤微环境中的其他细胞具有IFN-g受体（IFN-gR），其通过JAK1 / 2发出信号，其磷酸化（P）并激活信号转导和转录激活因子（STAT）蛋白，其二聚化并打开一系列干扰素应答基因，包括干扰素调节因子1（IRF-1），其与PD-L1的启动子结合，导致其在肿瘤细胞表面表达。PD-L1的反应性表达关闭了试图攻击肿瘤的T细胞活性，这些T细胞仍然保留在肿瘤的边缘。（右）阻断PD-1-PD-L1与治疗性抗体的相互作用导致T细胞增殖和向肿瘤的浸润，诱导细胞毒性T细胞应答，导致客观的抗肿瘤反应。 随着癌症随时间推移从原发性向转移性病变演变，抗肿瘤T细胞反复识别同源肿瘤抗原。触发TCR导致产生促炎细胞因子，包括干扰素-g（IFN-g），它是反应性PD-L1表达的最强刺激物。T细胞对同源抗原的慢性暴露导致靶细胞的反应性PD-L1表达，并且T细胞中的连续PD-1信号传导诱导T细胞耗尽。 PD-1是预先存在的免疫应答的负调节因子，其与癌症相关，因为其阻断导致对抗肿瘤T细胞的刺激（图3）。PD-1途径阻断对抗肿瘤T细胞具有更特异性的作用，可能是因为它们的长期刺激状态，导致与CTLA-4阻断相比治疗活性增加而毒性更可控。 三．PD-1-和PD-L1-阻滞疗法的临床效果 PD-1途径阻断的抗肿瘤活性已经在广泛的癌症中的一部分患者中观察到，特别是在致癌物诱导的癌症或由病毒感染驱动的癌症中（表1）。单药PD-1阻断治疗的最高抗肿瘤活性是在霍奇金淋巴瘤中，其中PD-L1的组成型表达通过PD-L1编码基因位点与PD-L2和Janus激酶2（JAK2）（称为PDJ扩增子）的共同扩增；病毒诱导的皮肤Merkel细胞癌（30）;微卫星不稳定性癌症，具有来自错配修复缺陷的高突变负荷，导致高频率的插入和/或缺失（插入缺失）；和促纤维增生性黑色素瘤，一种罕见的黑色素亚型，由慢性紫外线诱导的点突变引起的突变负荷非常高。在这些情况下，反应率现在为50％至90％。第二组具有相对高反应率的癌症是致癌物诱发的癌症，例如由间歇性暴露的皮肤引起的一系列黑素瘤，其中前期反应率目前在35％至40％的范围内。一系列与吸烟相关的癌症，如NSCLC和头颈部，胃食管，膀胱和尿路上皮癌，反应率在15％至25％之间。单药抗PD-1治疗的另外两个批准适应症是肝细胞癌，其与肝炎病毒感染有关，和肾细胞癌，其具有低单核苷酸突变负荷但是插入频率高于其他常见癌症，导致免疫原性增加。 在癌症免疫疗法中，复发率较低，一旦达到客观的肿瘤反应，大多数仍然持久。然而，原发不应性和在一段时间后的获得性抵抗是检查点阻断治疗的主要问题。 单药PD-1途径阻断具有相对温和的毒性特征，在大多数系列中需要医学干预（3至4级）的毒性反应在10％-15％的范围内。大多数使用单药抗PD-1或抗PD-L1抗体治疗的患者没有高于安慰剂预期的毒性，并且治疗相关的死亡非常罕见。极少数患者（约5％）因毒性而停止治疗。最常见的治疗相关不良事件是15％-20％的患者出现疲劳，腹泻，皮疹和瘙痒。在较小比例的患者中，毒性更严重，包括几种内分泌病，其中免疫系统渗入产生激素的腺体，导致永久性功能障碍，需要终身替代性激素治疗，如甲状腺疾病（10％-15％），垂体炎，肾上腺疾病（1％-3％）和1型糖尿病（1％）。严重的内脏器官炎症毒性不常见（约1％）但可影响任何器官，包括脑（脑病），脑膜炎（脑膜炎），肺（肺炎），心脏（心肌炎），胃肠道（食道炎，结肠炎），肝脏（肝炎）和肾脏（肾炎），除了肌肉（肌炎）和关节（关节炎）。这些都可能危及生命。治疗PD-1和CTLA-4阻滞剂相关毒性的基础是免疫抑制疗法，使用大剂量皮质类固醇，有时使用肿瘤坏死因子拮抗剂（肝炎患者可使用此药）和麦考酚酸酯（骁悉）。 表1.批准使用抗-PD-1和抗-PD-L1疗法的主要适应症以及抗肿瘤反应的可能作用机制 四．对单药PD-1治疗的反应和抵抗机制 大多数数据支持一个模型，在该模型中，由于先前存在的抗肿瘤T细胞反应，患者对单药抗-PD-1或抗-PD-L1治疗有反应。这种反应保持治疗能力，直到浸润的T细胞通过识别肿瘤抗原、触发T细胞上的PD-1表达和释放IFN-G而与TCR结合，从而导致癌细胞对PD-L1的反应性表达（图3）。当肿瘤细胞通过PD-L1表达与特异性T细胞解离，这一过程称为适应性免疫抵抗。它导致一种特定的免疫特权状态，不需要系统性免疫缺陷，只需阻断PD-1-PD-L1相互作用即可逆转（图3）。 目前对PD-1阻断治疗的反应和抵抗力的理解表明，没有单一的生物标志物来选择患者。因此，选择对单剂抗-PD-1疗法有高度反应的患者（而不是暴露于更大的毒性和更高花费的联合治疗）需要结合足够的组织的基线肿瘤活检并包括：（i）DNA分析肿瘤突变负荷和关键免疫信号通路中没有有害突变，（ii）RNA分析以检测是否存在IFN-G信号和有利的肿瘤表型，以及（iii）形态学分析，记录表达PD-1的CD8 + T细胞的克隆化以及与肿瘤微环境中反应性表达的PD-L1相互作用。然而，目前尚未进行如此广泛的测试，并且也不能足够及时地为晚期癌症患者的治疗决策提供信息。 图3.PD-1-阻断疗法的作用机制。（左）由MHC分子在癌细胞表面上呈递的同源抗原的TCR识别导致T细胞活化。然后T细胞产生IFN-g和其他细胞因子。癌细胞和肿瘤微环境中的其他细胞具有IFN-g受体（IFN-gR），其通过JAK1 / 2发出信号，其磷酸化（P）并激活信号转导和转录激活因子（STAT）蛋白，其二聚化并打开一系列干扰素应答基因，包括干扰素调节因子1（IRF-1），其与PD-L1的启动子结合，导致其在肿瘤细胞表面表达。PD-L1的反应性表达关闭了试图攻击肿瘤的T细胞活性，这些T细胞仍然保留在肿瘤的边缘。（右）阻断PD-1-PD-L1与治疗性抗体的相互作用导致T细胞增殖和向肿瘤的浸润，诱导细胞毒性T细胞应答，导致客观的抗肿瘤反应。 五．CTLA-4和PD-1联合阻断疗法 2009年12月，第一名患者接受检查点联合阻滞治疗，使用ipilimumab阻断CTLA-4联合nivolumab阻断PD-1（图2）。这是根据两种途径的非冗余共抑制作用设计的，临床前研究显示在小鼠模型中有协同作用的证据。此外，CTLA-4和PD-1途径阻断可以起作用的独特免疫微环境提供了额外的机制基础（图1）。与单一疗法试验的数据相比，联合治疗的高级别免疫相关毒性（高达60％）的频率更高。ipilimumab加nivolumab联合治疗的2期和3期研究确认了约60％的反应率，最近的分析显示最初随机分组到联合治疗的患者3年生存率略高于最初接受nivolumab治疗的患者（58%比52％），但毒性反应频率较高。最初的尝试是确定哪些患者需要联合治疗，重点是肿瘤组织中是否有PD-L1的表达，在肿瘤组织中PD-L1表达很少或没有表达（<1%的肿瘤细胞表面染色）时联合治疗与单独使用Nivolumab相比提高了生存率。正在进行的早期评估反应试验正在研究一种合适的给药方案，试图最小化联合的剂量并降低毒性（NCT03122522）。 六．其他联合疗法和结论 正在积极研究免疫检查点阻断抗体与不断扩大药物谱。在肿瘤中存在低水平的T细胞的情况下，除了抗-CTLA-4和抗-PD-1疗法的组合之外，其他可能的方法包括通过直接注射干扰素诱导分子如Toll样受体激动剂或溶瘤病毒，阻断T细胞-排除吲哚胺2,3-二加氧酶或精氨酸酶等蛋白质，或抑制免疫抑制细胞（如Tregs或巨噬细胞）。此外，已经显示其他癌症治疗模式，例如放射疗法，化学疗法或癌基因靶向疗法，可以改变免疫抑制性肿瘤微环境并可能与免疫检查点阻断疗法协同。建立在该领域最新研究成果的基础上是很重要的，但继续吸收机理性基础科学研究的新兴知识对于取得更大的治疗成功更重要。 七． 免疫检查点抑制剂与射频消融联合治疗肝转移癌 RFA可以诱导大量的坏死细胞死亡，这可能激活免疫和隐藏抗原的呈递以诱导肿瘤特异性T细胞应答，可以潜在地刺激对许多肿瘤抗原的瞬时免疫应答。在临床前研究中，联合疗法已经诱导了抗癌免疫应答的协同增强，这为未来的肿瘤治疗提供了巨大的希望。 肝转移的RFA可上调PD-L1表达。在RFA后第8天，与第3天相比，CD8 + T细胞与Treg的比率显着降低（p <0.001）。在RFA治疗肝转移后，原发性结直肠癌中T细胞浸润的增加可能与PD-L1表达的上调有关。这可能表明抗PD-1 / PD-L1疗法可能从RFA治疗获益。 结合RFA和免疫检查点抑制剂有一些潜在的优势。首先，RFA广泛用于原发性或继发性肝脏恶性肿瘤患者，因此，研究其在一种新型综合模式中的作用将相对简单。其次，RFA促进大量肿瘤抗原的即时释放，这可能潜在地刺激对多种肿瘤抗原的瞬时免疫应答。第三，免疫肿瘤学治疗在许多不同类型的癌症中显示出有希望的结果。 图2通过RFA激活特异性T细胞。MHC I类分子的表达降低可防止肿瘤相关抗原的细胞表面呈现。然而，RFA可诱导DC的激活和成熟以及CD4 +和CD8 + T细胞效应物的有效刺激 八．CTLA-4抑制剂联合消融治疗晚期肝癌 在晚期肝癌（HCC）患者中，消融疗法可诱导外周免疫反应，从而增强抗CTLA4治疗的效果。本研究旨在证明Tremelimumab与消融术联合应用是否安全可行。 结果未发现剂量限制性毒性。最常见的毒性是瘙痒。在19例可评估患者中，5例（26.3%；95%可信区间：9.1-51.2%）获得了证实的部分缓解。14例可量化丙型肝炎患者中有12例的病毒载量明显减少。6周的肿瘤活检显示临床获益的患者CD8+T细胞明显增加。难治性肝癌患者6个月和12个月无肿瘤进展生存率分别为57.1%和33.1%，平均肿瘤进展时间为7.4个月（95%可信区间4.7-19.4个月）。中位总生存期为12.3个月（95%可信区间为9.3-15.4个月）。 参考文献： 1.Ribas A, Wolchok JD. Cancer immunotherapy using checkpoint blockade. Science. 2018 23;359(6382):1350–5. 2.Minami Y, Nishida N, Kudo M. Radiofrequency ablation of liver metastasis: potential impact on immune checkpoint inhibitor therapy. Eur Radiol. 2019 Sep;29(9):5045–51. 3.Duffy AG, Ulahannan SV, Makorova-Rusher O, Rahma O, Wedemeyer H, Pratt D, et al. Tremelimumab in combination with ablation in patients with advanced hepatocellular carcinoma. J Hepatol. 2017;66(3):545–51. |
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