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【JHO】综述|多发性骨髓瘤免疫逃逸机制大揭晓(下)

2022年03月21日
编译:肿瘤资讯
来源:肿瘤资讯

随着精准医疗发展,以分子靶向和免疫药物为代表的新型治疗策略大幅改善多发性骨髓瘤(MM)患者结局,但是耐药却不可避免。和其他恶性肿瘤一样, MM肿瘤免疫逃逸是出现耐药和复发的重要原因之一。2月16日发布于《血液学与肿瘤学杂志》J Hematol Oncol的综述总结了MM免疫逃逸的肿瘤内在和外在机制,并讨论了可用于克服耐药的方法。小编将分成2个篇幅来跟大家分享这篇综述。上篇中,主要介绍了MM免疫逃逸的肿瘤内在机制。在本篇中主要和大家分享的是M免疫逃逸的肿瘤外在机制和克服MM免疫逃逸的策略。

骨髓瘤免疫逃逸的肿瘤外在机制

MM中的B细胞功能障碍表现为免疫不全麻痹、低丙球蛋白血症和易感染性增加。抗原呈递DC帮助抗肿瘤免疫效应因子介导健康骨髓对肿瘤的保护性免疫应答。然而,在MM中,肿瘤细胞产生免疫抑制性TME,增加肿瘤抑制细胞的数量[如调节性T细胞(Treg)、髓源性抑制细胞(MDSC)],并减少CTL,导致体液免疫和细胞毒性免疫下降。

Treg

免疫系统成功破坏肿瘤细胞不可缺失的一步是TMEs有效激活免疫活性T细胞。

在MM中报告了T细胞活性和组织分布缺陷,还存在T细胞多样性的严重缺陷。而在MM和MGUS患者中描述了T细胞功能的定量和功能障碍。

CD4 与CD8

据报告,相对于健康人,MM患者T细胞亚群经常发生异常,既往研究中发现患者的CD4/CD8比值比健康人的显著降低。CD4 + T细胞减少与无进展生存期(PFS)和总生存期(OS)缩短相关。虽然肿瘤部位内CD8 + 效应T细胞的百分比增加,但由于抗原暴露时间延长,该细胞功能耗尽,表现为抑制性受体表达增加。

IFN-γ、Th1/Th2

研究还表明,除衰竭外,T细胞还可能表现出衰老表型。TME内的可溶性因子也导致T细胞活性缺陷。MM患者外周血(PB)的T细胞显示IFN-γ生成和肿瘤识别减少,导致体内抗肿瘤活性缺陷。患者血清中IFN-γ水平降低和IL-4水平升高表明向Th2极化转变。骨髓瘤TME中产生的IL-6可降低Th1应答,而在MM患者的PB中报告了Th1/Th2比值增加和产生高IFN-γ的T细胞。

CD4 + CD25 +

MM患者PB中CD4 + CD25 + Treg细胞群增加,CD4 + CD25 + 细胞中转录因子Foxp3的过度表达与免疫抑制活性相关。

 TGF-β和IL-10

来自MM患者的Treg可有效抑制抗原呈递细胞(APC)以及T细胞增殖,而Treg频率增加的MM患者与至疾病进展时间缩短和生存期缩短相关。与健康对照组相比,MM患者的Treg细胞表达的TGF-β和IL-10量增加,表明其抑制性更强。

分泌颗粒酶B、IDO

Tregs还分泌颗粒酶B,具有杀死CTL、B细胞和NK细胞的能力。Tregs通过上调吲哚胺双加氧酶(IDO)并通过与DC上存在的CTLA-4和淋巴细胞活化基因(LAG)-3配体相互作用来抑制DC功能。尽管MM中的IL-6增加了Treg频率,但对于MM细胞诱导Tregs的机制知之甚少。

与talquetamab相关

Tregs可降低talquetamab治疗后的临床反应,talquetamab是一种针对G蛋白偶联受体GPRCD5D的双特异性mAb(BCMA)。Tregs通过降低T细胞活性和减少促炎细胞因子IFN-γ、TNF-α和IL-2的生成,从而减少talquetamab诱导的MM细胞裂解。

炎性Th17

炎性Th17细胞分泌IL-17和IL-22,并在IL-6、IL-1、IL-21和IL-23存在下分化,表达转录因子RAR相关孤儿受体γT(RORγT)。IL-17通过IL-17受体以及与BM基质细胞(BMSC)的粘附促进骨髓瘤生长和克隆形成。Th17细胞在发育过程中与Tregs相互作用。

 CD86和HLA-G

trogocytosis是一个单向的TCR和HLA非依赖性过程,导致产生免疫表型新的Tregs。trogocytosis对检查点抑制剂治疗产生不利影响。既往研究证明HLA-G + 和CD86 + T细胞具有免疫抑制作用。

相对于健康对照,MM患者PB中表达CD86和HLA-G的T细胞增加。T细胞在trogocytosis过程中获得肿瘤来源的新抗原。

NK细胞

  • NK细胞通过释放含有颗粒酶和穿孔素的裂解颗粒杀死MM细胞,还能识别下调MHC I受体并表达高水平MICA的骨髓瘤细胞。

  • NK细胞在体外也通过IFN-γ降低MM增殖,IFN-γ缺陷小鼠在注射MM细胞时表现出存活率降低。

  • MGUS和MM患者的PB显示NK细胞数量增加,而在晚期MM患者PB中NK细胞数量少于MGUS患者。TME中的NK细胞表现出衰竭表型,其特征为NK细胞活化受体下调和程序性细胞死亡受体-1(PD-1)上调。BM中NK2GD、自然细胞毒性受体(NCRs)和DNA辅助分子-1(DNAM-1、CD226)也减少,且PB和BM中活化受体2B4均减少。

  • 即使在骨髓瘤早期阶段HLA I类分子表达的也会减少,而在晚期MM患者的胸腔积液中可观察到高水平的HLA I类分子表达。HLA-E是一种非经典的MHC I类分子,可通过与NKG2A受体相互作用,同时抑制和激活NK细胞功能,在免疫应答中发挥关键作用。在新诊断的初治MM患者中,HLA-E表达与较差的PFS相关。

  • 即使HLA I类分子表达减少,活化受体低表达仍会降低NK细胞的细胞毒性,并减少浆细胞杀伤MM中,浆细胞表达的配体(用来辅助NK细胞识别)也会减少。而在MGUS向MM转变过程中,结合NK细胞受体的应激诱导配体MICA的表达同样会减少。此外,NKP30受体识别的配体表达也会减少,以阻止骨髓瘤细胞的识别和杀伤。

B调节细胞

  • 免疫抑制性B调节细胞(Bregs)通过IL-35、TGF-β和IL-10分泌以及抑制分子(如PD-L1)的表达维持免疫耐受。

  • Bregs具有高度异质性,范围从未成熟CD24hi 、CD38hi细胞至高度分化的CD38 + CD27hi PC。

  • Bregs抑制Th1、Th2和Th17的产生、分化以及促炎细胞因子的分泌。

  •  Bregs还诱导Foxp3 + Tregs的分化,抑制单核细胞、巨噬细胞和DC的抗原呈递。

  • Bregs能够通过NK细胞抑制抗骨髓瘤细胞抗体依赖性细胞毒性(ADCC)。

  • 与健康对照组相比,MM患者中产生免疫抑制性IL-10的Bregs百分比显著增加。达雷妥尤单抗还可减少BM中的Bregs数量。

树突状细胞

  • 骨髓瘤细胞影响DC的生成和分化,因此,通过与DC的直接相互作用进行抗原呈递。

  • 细胞因子介导的p38/MAPK通路的激活影响骨髓中DC的生成和分化。骨髓瘤患者骨髓中的髓源性DC直接与肿瘤细胞相互作用,下调蛋白酶体亚基,并对CD8 + T细胞产生耐药性。

  • TME中的DC还可增加CD4 + T细胞中Foxp3的表达,并促进表达Foxp3的免疫抑制Treg细胞的增殖。

肿瘤相关巨噬细胞(TAM)

MM相关巨噬细胞来源于已被肿瘤募集的循环单核细胞的成熟。巨噬细胞在TME内大量存在。

TAM


肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)在MM存活和增殖中起主要作用。TAMs是一种异质性群体,分为具有免疫刺激特性的M1(经典巨噬细胞)和具有免疫抑制特性的M2(活化巨噬细胞)。

 M2

MM相关巨噬细胞表现出更多的M2样特性,细胞毒性有限、抗原呈递减少、血管生成增加和T细胞抑制。MM细胞释放的胞外囊泡(EV)使募集的单核细胞极化为M2表型。

  • 巨噬细胞通过与骨髓瘤细胞、细胞因子和生长因子直接相互作用,激活有助于疾病进展和耐药性发展的信号通路。

  • 巨噬细胞还直接与MM细胞相互作用,减少半胱天冬酶依赖性凋亡的活化和裂解,促进化疗耐药。

  • 骨髓瘤相关巨噬细胞也是IL-6、IL-10和IL-1β的主要来源,有助于肿瘤增殖和存活。巨噬细胞是促血管生成VEGF、FGF-2和IL-8的来源,可促进新生血管形成。

  • 当用VEGF和FGF处理时,来自TME的巨噬细胞表现出血管内皮表型。

MDSC

  • MDSCs是一群异质性未成熟骨髓细胞。随着肿瘤的进展,MDSCs在TME中聚集。MDSC定义为粒细胞(G-MDSC、CD11b +、CD33 +、HLADR-/低、CD14-、Lox1 +)或单核细胞(Mo-MDSC、CD11b +、CD33 +、HLADR-/低、CD14 +)。

  • MDSCs通过分泌细胞因子和生长因子,免疫抑制固有免疫和适应性免疫,促进肿瘤发展。与健康对照相比,MM患者PB和BM中的G-MDSCs和MoMDSCs增加。PB中的MDSC蓄积与疾病活动、治疗反应和复发相关。

  • MDSCs表达免疫抑制因子精氨酸酶、一氧化氮(NO)和活性氧(ROS),可增强CD3连接,从而抑制T细胞增殖和活化。MDSCs产生的NO和超氧化物增加TME中TCR的硝化,改变其与MHC分子的结合,损害抗原特异性T细胞反应。

  • MDSC还可下调T细胞中的CD62L,并损害其向肿瘤部位的迁移。

  • MDSCs诱导Th17分化,促进慢性炎症和血管生成。

  • IL-17的产生和慢性炎症促进MDSC募集到肿瘤部位。

  • MDSCs产生的IL-10可诱导Tregs并增强肿瘤部位的免疫抑制。

  • MDSCs还通过过表达PD配体促进免疫逃逸,抑制NK细胞活性。

  • MDSC和肿瘤相关巨噬细胞之间的串扰促进细胞因子释放,促进M2巨噬细胞分化和肿瘤存活。

高密度中性粒细胞

  • 尽管中性粒细胞是宿主的第一道防线,但最近的研究表明,高密度中性粒细胞(HDNs)在MM中具有免疫抑制作用。

  • 临床上,已证明中性粒细胞绝对计数(ANC)与淋巴细胞的比值可预测血液恶性肿瘤的OS和疾病结局。与健康供体相比,MM患者的中性粒细胞表现出不同的形态、表型和基因表达模式。

  • HDNs表达精氨酸酶水平升高,导致免疫抑制、吞噬作用减少和氧化爆发减少,可通过精氨酸酶抑制剂纠正。

  • 精氨酸酶表达增加也与STAT-1和STAT-3信号转导相关,表明与触发2型细胞因子受体导致慢性活化的中性粒细胞相关。

  • TME中的中性粒细胞显示自噬和JAK/STAT信号逐渐增加,以支持促炎、存活信号。

  • HDNs抑制T细胞增殖和活化并促进免疫抑制。

肿瘤微环境抑制免疫应答(TEM)

  • TME是一个高度复杂的、不断进化的实体,支持恶性PC和BM环境之间双向、互利的通信(图2)。

  • TME可作为保护微环境,促进肿瘤生长、耐药并损害免疫监视

免疫和基质细胞、血管和细胞外基质

TME的标志性特征包括免疫和基质细胞、血管和细胞外基质。在MM中,造血干细胞、骨髓细胞、T和B淋巴细胞、NK细胞、红细胞、破骨细胞以及(非造血)成骨细胞、基质细胞(例如成纤维细胞、内皮细胞)和非细胞组分(例如细胞外基质和细胞因子)之间的复杂串扰,细胞组分产生的生长因子和趋化因子在肿瘤进展和免疫耐药中发挥不可或缺的作用。

血管内皮细胞以及基质细胞通过失调凋亡机制的成分抑制CTL和NK细胞介导的肿瘤杀伤。

BM间充质基质细胞(BMMSCs)通过上调抗凋亡蛋白Survivin和Mcl-1保护MM细胞免受MM反应性CTL和达雷妥尤单抗重定向NK细胞的溶解活性。既往研究证实了TME对免疫治疗的负面影响,并表明CAR T细胞或传统CTL治疗可受益于通过BMMSC相互作用抑制MM细胞中上调的抗凋亡蛋白。

BMMSC介导的对MM细胞的保护作用不是通过减少颗粒酶B或IFN-γ,而是通过上调抗凋亡机制,可以被小分子抗凋亡抑制剂FL118完全克服。

BMMSC分泌增殖诱导配体(APRIL),上调TGF-β、IL-10和PD-L1水平,增强免疫抑制。APRIL结合TACI,TACI是Tregs、BMSCs和PCs上表达的肿瘤坏死因子(TNF)超家族成员,提高Treg活力。APRIL还可增加MM细胞对Treg的诱导,从而增强Treg介导的T细胞活性抑制。

BMSC来源的外泌体进一步促进MM增殖、迁移和存活,诱导耐药性并影响信号通路。

  • 在MM患者中,TME表现出IL-6、IL-10和TGF-β水平升高,下调NK细胞受体和配体。这些变化导致NK细胞功能缺陷,表现出CD95-MHC 1hi类、MICA低表型。IL-10还可抑制促炎细胞因子的产生,如TNF-α和IFN-γ,降低IFN-γ水平进一步导致NK细胞功能障碍。

  • TME中产生的可溶性因子,如前列腺素E2和吲哚胺氢化酶,也可抑制NK细胞毒活性。BM TME中存在的缺氧,一步导致骨髓瘤中NK细胞应答降低。

  • MM的TME可严重损害治疗结局,包括免疫治疗。基质蛋白和BMSCs与MM细胞相互作用,减少免疫监视。骨髓瘤细胞与BMSCs的NF-κB依赖性粘附触发IL-6分泌抑制NK细胞毒性。

  • MM细胞分泌生长因子,如TGF-β和VEGF,抑制T、NK和DC,促进血管生成和上调IL-6分泌。

治疗相关

达雷妥尤单抗的疗效部分取决于MM细胞表面的CD38表达水平,全反式维甲酸(ATRA)可上调CD38表达水平,从而在体外逆转达雷妥尤单抗耐药。

一项i/ii期研究(NCT02751255)评价了达雷妥尤单抗联合ATRA治疗达雷妥尤单抗难治性MM的疗效。既往达雷妥尤单抗单药治疗后至少达到部分缓解或微小缓解/疾病稳定的患者的PFS显著长于接受达雷妥尤单抗单药治疗后立即进展的患者单药治疗(中位PFS分别为3.4个月、2.8个月和1.3个月)。在达雷妥尤单抗难治性MM患者中,添加ATRA和再强化达雷妥尤单抗的活性有限,这可以通过CD38的一过性上调来解释。

与正常PC相比,MM细胞上孤儿G蛋白偶联受体GPRC5D的细胞表面表达显著更高,这使其成为免疫治疗的一个有前景的靶点。

双特异性Ab talquetamab在健康供体以及经过大量预治疗的患者的T细胞存在的情况下,有效靶向杀死GPRC5D + MM细胞。与BMSC直接接触会损害talquetamab的疗效,而与daratumumab或Pom联用会增强talquetamab介导的原代MM细胞溶解。

BM内残留的未成熟骨髓瘤细胞提高了TAMS、Tregs、记忆B细胞,并降低了MM的PFS和OS,与细胞遗传学、疾病状态和移植合格性无关。因此,MRD阴性患者的免疫重建可能会增加无病生存期,也应视为治疗策略。

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图1 MM中免疫微环境的相互作用

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图2 MM免疫治疗策略

克服MM免疫逃逸的策略

  • 最近的临床研究移植在进展,使患者受益并产生改善的结局,但大多数癌症免疫治疗的疗效仍不足。治疗性操作最初导致可测量的抗骨髓瘤临床缓解,但最终未能改善OS。目前已开发出能够缓解免疫治疗药物(例如IMiD和免疫检查点抑制剂)以mAb的形式靶向于高选择性抗原,刺激免疫细胞选择性杀死恶性肿瘤细胞。

  • CAR T细胞、BiTE通过在离体或体内负载DC肿瘤抗原、肽或DNA疫苗或TLR激动剂来增强启动阶段的策略正在开发中。

  • CAR-T、CAR-NK细胞、Ab药物偶联物和检查点抑制剂已在临床试验中进行了测试或正在开发用于治疗MM(图1)。

  • BiTE疗法是一种免疫疗法,通过将肿瘤细胞置于T细胞附近,连续杀死肿瘤细胞而发挥作用。抗CD19 X抗CD3药物blinatumomab(Blincyto)(图2)。CTX8573是一种首创的常见轻链NKp30 xBCMA双特异性Ab,靶向BCMA + 浆细胞,通过NKp30以及活化受体CD16a与完整的Fc结合,强效募集并活化固有细胞。仅与CD16a结合的mAb相比,NKp30双特异性平台使ADCC效力增加100倍以上,并在CD16a下调的背景下维持活性。在46.6%的复发性/难治性前体B细胞急性淋巴细胞白血病(r/r ALL)患者中,与化疗相比,Blinatumomab可以诱导血液学完全缓解,产生生存获益。治疗性去除Tregs可将blinatumomab治疗无效者转换为应答者。

  • 双特异性Abs已经以 > 50种不同的形式进行了改造,包括双亲和再靶向蛋白。重组双特异性蛋白已被改造为同时结合(至少)两种不同的抗原,CAR通过将自体CTL重定向到细胞表面肿瘤抗原,促进T细胞和NK细胞介导的杀伤恶性肿瘤细胞。重要的是,BiTE和CAR-T方法不依赖于内源性TCR特异性,也不依赖于骨髓瘤细胞上的MHC特异性。最近的临床研究受益于更有效的免疫治疗药物和治疗策略,并产生改善的结局。

  • 恢复或强制MM细胞本身的抗原呈递代表了一种替代基于DC的疗法,以增强启动。肿瘤细胞在BM中比DC数量更多,可以直接呈递自身的内源性抗原,不需要DC的交叉呈递。肿瘤通过脱落MHC I类链相关蛋白A和B(MICA/B)逃避免疫监视。MICA/B作为NK和T细胞上的活化受体NKG2D的配体发挥作用。脱落可降低MM细胞上的MICA/B水平,掩盖NKG2D受体并损害肿瘤识别。肿瘤来源的可溶性NKG2D配体与PD1/PD-L1阻断治疗的临床反应不佳相关。SYB-010是一种首创的、免疫刺激mAb,靶向肿瘤释放的可溶性MICA/B(sMIC).

  • 在B细胞ALL中,10-20%的患者对CD19靶向CAR-T细胞治疗产生原发性耐药。基因组功能丧失筛查发现,ALL中死亡受体信号传导受损可导致疾病快速进展。该效应是由T细胞细胞毒性的固有耐药性所介导,导致抗原持续存在并被CAR-T细胞损伤放大。研究证实死亡受体基因表达减少与较差的OS和T细胞健康度降低相关

结论

残留疾病持续存在并与宿主免疫达到平衡,从而导致MM持续缓解或疾病复发。在这种平衡过程中,化疗、免疫佐剂和治疗诱导缓解的后果(如促炎性细胞因子),会打破平衡。因此新疗法必须平衡免疫增强作用,同时将副作用降至最低。IMiD、PI、mAb、检查点抑制剂、NK和基于T细胞的治疗有可能逆转免疫抑制并恢复有效的免疫监视。

由于MM的病理学包括肿瘤细胞和TME之间的关键相互作用,靶向于其相互作用应该提供临床获益。迄今为止,大多数研究是在RRMM中进行的,但尚不清楚患者是否会从疾病早期阶段的策略中获益。研究者应继续探索肿瘤免疫的作用,有助于设计改善MM患者OS的策略。

参考文献

Swamydas M, Murphy EV, Ignatz-Hoover JJ, Malek E, Driscoll JJ. Deciphering mechanisms of immune escape to inform immunotherapeutic strategies in multiple myeloma. J Hematol Oncol. 2022;15(1):17. Published 2022 Feb 16. doi:10.1186/s13045-022-01234-2

责任编辑:Luna  
排版编辑:Luna  

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评论
2022年03月28日
王隆来
上海市监狱总医院 | 肿瘤内科
内容新颖,值得学习。
2022年03月22日
李海志
常州市中医院 | 乳腺外科
肿瘤免疫逃逸机制复杂!
2022年03月22日
孙超敏
嵊州市人民医院 | 呼吸内科
多发性骨髓瘤免疫逃逸机制大揭晓