作者单位:徐州医科大学附属医院血液科淋巴瘤中心 来源:白血病·淋巴瘤,2019,28( 6 ): 371-375.
OX40属于肿瘤坏死因子受体(TNFR)超家族成员。在机体的免疫应答过程中,OX40和抗原提呈细胞膜上的OX40配体(OX40L)是一对重要的协同刺激分子,二者结合后能促进T细胞的增殖,而且OX40还具有活化和增强T细胞免疫应答的双重作用。OX40/OX40L是肿瘤免疫治疗的重要靶点,目前已有多个OX40激动剂的临床研究在开展。文章对OX40/OX40L的免疫调控机制及其在淋巴瘤免疫治疗的研究进展进行综述。
淋巴瘤是原发于淋巴结或淋巴结外组织或器官的恶性肿瘤,其发病率在血液系统肿瘤中居首位。T淋巴细胞抗原(CTLA-4)、程序性死亡受体1(PD-1)等免疫检查点抗体的出现和临床应用,是近年来肿瘤免疫治疗发展的重大突破[1]。对于原发耐药血液肿瘤患者,如复发难治性弥漫大B细胞淋巴瘤,自体干细胞移植(ASCT)与免疫检查点抑制剂联合可能是非常有前景的治疗方法[2]。OX40作为肿瘤坏死因子受体(TNFR)超家族的成员之一,是T淋巴细胞表面重要的共刺激分子。OX40可以通过和其配体(OX40L)结合,促进T淋巴细胞的增殖和活化,已经成为淋巴瘤免疫治疗的重要靶点。分析OX40的作用机制,对于OX40应用于淋巴瘤的免疫治疗有指导价值。文章就OX40/OX40L在免疫应答中的作用和淋巴瘤治疗领域中的研究进展进行综述。
1 OX40/OX40L概述
OX40又称CD134、TNFRSF4,属于TNFR超家族的一员,位于人1号染色体(小鼠4号染色体),编码一种50×103的Ⅰ型跨膜糖蛋白。胞外区有191个氨基酸,包含3个完整的以及1个稍短的富含半胱氨酸的结构域(CRD)。小鼠和人的OX40主要在活化的T细胞上表达,包括CD4+ T细胞、CD8+ T细胞、Th1、Th2和Th17等,以及CD4+ Foxp3调节性T细胞(Treg)[3]。OX40也较少表达于活化的Treg细胞、中性粒细胞、自然杀伤(NK)细胞和自然杀伤T细胞(NKT)[4]。与其他共刺激受体(如CD28和CD27)不同,OX40不表达在幼稚T细胞上。抗原刺激和随后通过TCR的信号传递会导致OX40的表达在抗原刺激后的12 h至5~6 d达到高峰[5]。OX40L是一种Ⅱ型跨膜糖蛋白,表达于专职抗原提呈细胞表面,如B细胞、成熟的树突状细胞(DC)、朗格汉斯细胞、巨噬细胞等。其表达受多种因子影响,OX40、B细胞受体、炎症因子白细胞介素18(IL-18)、胸腺间质淋巴细胞生成素(TSLP)等均可刺激OX40L的上调。此外,一些肥大细胞、平滑肌细胞、纤维化的皮肤细胞甚至一些肿瘤细胞表面都可表达OX40L[6,7],但此时均作为抗原提呈细胞发挥作用。
OX40在黑色素瘤、乳腺癌、B细胞淋巴瘤等多种肿瘤组织中都有表达[8,9,10]。在淋巴瘤中,OX40在CD4+ T细胞中的表达显著增加,尤其是肿瘤浸润Treg细胞表面的表达呈动态增加,提示OX40可以作为潜在的分子标志物进行监测[11]。OX40/OX40L参与免疫应答的过程大体上分为3个阶段:在淋巴结中,OX40/OX40L相互作用而使活化的CD4+ T细胞移行到B细胞,促进生发中心形成和抗体分泌;OX40/OX40L信号促使CD4+ T细胞等炎症细胞进入血流中,再移行到炎性反应部位;组织来源的OX40L+APC在局部组织介导CD4+ T细胞的炎性反应。
2 OX40/OX40L参与的免疫应答
2.1 OX40/OX40L在免疫应答中的功能作用
免疫检查点控制共抑制和共刺激信号平衡的作用可调节T细胞激活过程,肿瘤细胞能够逃避宿主监控可能是通过免疫检查点受体的配体过度表达使效应T细胞进入不表达状态或耗竭[12]。TNFR超家族是T细胞在抗感染过程中的关键共刺激因子,而利用这些受体增强抗肿瘤的免疫功能已经引起了人们越来越多的兴趣[13]。抗原刺激OX40基因缺失的小鼠,发现初始T细胞增殖分化成效应T细胞的数量明显减少,同时给正常小鼠体内注射OX40激动型抗体,抗原刺激后,效应T细胞数量明显增加,综上可知OX40在调节T细胞增殖中发挥着重要的作用。实际上,OX40主要在T细胞增殖的后期及维持存活过程中发挥作用,在增殖早期作用较弱[14]。OX40与OX40L在整合T细胞免疫应答的诱导和维持中起着至关重要的作用。当OX40与OX40L结合时,激活T细胞免疫应答,增加效应T细胞和记忆T细胞的存活和扩增,增加细胞因子(例如IL-2、IL-4、IL-5、IFN-γ)的分泌,有助于提高机体免疫系统的应答能力。另外,OX40还能通过降低Treg细胞的免疫抑制活性,改善肿瘤微环境中的免疫抑制作用,进一步增强效应T细胞的功能,在介导肿瘤免疫应答发生、发展中具有重要作用。Song等[15]提出OX40信号能增强CD4+和CD8+ T细胞抗肿瘤活性的协同作用,OX40在促进CD4和CD8细胞在肿瘤微环境中的协同和相互作用中起着至关重要的作用,并可为增强抗肿瘤反应的提供协同刺激信号。
在OX40/OX40L相互作用的下游已经发现了许多信号通路,包括PI3K/PKB、NF-κB和NFAT介导的信号通路,这些通路与T细胞分裂、存活和细胞因子产生的相关[16]。OX40/OX40L的相互作用能够在OX40的胞内区域招募TRAF分子,也可激活经典的NF-κB1途径或非经典的NF-κB2途径、PI3k-PKB和NFAT途径,进而调控T细胞分裂、促进细胞因子基因的转录以及细胞因子受体的表达,还能促进B细胞分化成浆细胞,进而促进抗体产生等。通过调节NF-κB通路,OX40的激活可能增加了许多抗凋亡蛋白的表达,其中包括bcl-2,bcl-xL和Bfl-1,从而抑制细胞凋亡和增加细胞存活。总的来说,OX40下游信号有促进增殖、抑制细胞凋亡和诱导T细胞产生更大的细胞因子反应的潜力。
2.2 影响OX40表达的因素
在肿瘤微环境中,免疫激活可导致OX40表达,增强效应T细胞的活化和增殖,并抑制Treg,从而导致复杂的抗肿瘤免疫反应。CD4+ T细胞上的OX40信号通过激活NF-κB通路,上调bcl-2家族等抗凋亡分子,参与T细胞的扩增、激活和细胞因子的产生,最终产生抗肿瘤作用[17,18]。文献[19]研究结果显示,IL-2缺乏的T细胞与OX40基因缺陷的T细胞类似,都可以正常地活化与增殖,但是细胞却无法累积,提示OX40/OX40L共刺激途径增强CD4+ Th细胞存活能力的机制可能与IL-2有关。Bulliard等[20]在小鼠肿瘤模型中发现,识别TNFR、GITR(CD357)和CTLA-4(CD152)的抗体的杀伤活性需要激活Fcγ受体(FCγR)表达的免疫细胞,而且激活的FcγR有利于肿瘤内T细胞的选择性清除。OX40参与通过激活FCγR来消除肿瘤内的Treg,从而产生抗肿瘤作用。然而,目前还不清楚FCγR是否有助于其他免疫调节性抗体的抗肿瘤作用。
3 OX40与淋巴瘤的免疫治疗
3.1 OX40抗体单药治疗及联合放疗
Voo等[21]研究表明,滤泡性淋巴瘤(FL)患者在诊断时Treg相对增加,而且来自FL患者的瘤内和外周血Treg具有高度免疫抑制性。外周血Treg过多会对FL患者的临床治疗产生不利影响,甚至导致在用标准化学疗法诱导临床缓解后依然存在外周免疫耐受状态。TLR1/2,5和9以及OX40的激动剂可以抑制FL Treg的免疫抑制功能,其单独使用或组合使用有可能开发新的免疫治疗策略和并改善FL患者的治疗结果。虽然OX40抗体对小鼠中较小的肿瘤显示出较强的抑瘤作用,但是对于体积较大或转移性肿瘤,OX40抗体单药的治疗作用则有一定局限性。
抗OX40单药治疗不足以治疗所有患者,为了提高抗OX40抗体的治疗效果,在适当的时间将OX40途径与其他可能互补的治疗途径结合或许可以克服OX40抗体单药治疗的耐药性,这可能是更有效的激活抗肿瘤免疫应答的策略[22]。Linch等[23]的研究表明,抗OX40抗体与其他单克隆抗体、化疗和细胞因子联用后对小鼠的治疗效果明显高于抗OX40抗体单药治疗,这为临床肿瘤治疗提供了一个有前景的方向。Niknam等[24]研究了OX40刺激作为一种替代免疫疗法与放射治疗联合应用于抗PD1耐药型肺肿瘤小鼠模型的治疗效果。研究发现放疗联合OX40刺激剂能有效抑制局部和全身抗肿瘤生长,限制肺转移,提高存活率,显示了放疗和OX40治疗的协同作用。这些结果也为克服抗PD-1耐药的低免疫原性的肿瘤提供了一种可行的治疗思路。
3.2 OX40抗体联合其他免疫治疗
OX40作为新的肿瘤免疫治疗靶点,临床研究尚处于早期阶段。OX40抗体与CTLA-4抗体、程序性死亡受体配体1(PD-L1)抗体、CD20抗体等的联合用药的临床研究,以及OX40抗体与手术治疗联用的临床研究尚在进行。一项临床前研究[25]发现联合抗OX40单克隆抗体和精氨酸酶抑制剂可以使CD8+ T细胞和CD4+ T细胞效应功能增强,最终导致肿瘤消退。Marabelle等[11]提出,联合瘤内注射TLR9激动剂(CpG)、抗CTLA4和抗OX40单克隆抗体,即使在脑内肿瘤存在的情况下,也能通过Treg耗竭来导致肿瘤消退。原位免疫旨在通过操纵肿瘤微环境产生抗肿瘤免疫应答,Makkouk等[26]设计了对淋巴瘤进行原位免疫的三步法,即使用化疗药物多柔比星诱导免疫原性肿瘤细胞死亡、使用抗OX40增强T细胞活化以及使用抗CTLA-4检查点阻断以维持T细胞应答。在小鼠中,这种三步疗法可诱导CD4和CD8依赖性的全身性免疫应答,增强T细胞向远处肿瘤的浸润,导致其根除并显著提高存活率。以上结果表明,全身抗肿瘤免疫反应可以通过局部产生(如上述的"三步疗法"),值得进一步研究作为淋巴瘤患者的免疫疗法。
Hebb等[27]在研究中发现,在小鼠肿瘤或肿瘤引流淋巴结附近,联合注射小剂量的抗CTLA4、抗CD137和抗OX40可诱导全身肿瘤消退。这种低剂量瘤内注射的三联疗法对双肿瘤小鼠模型,即在淋巴瘤和实体瘤小鼠模型中具有显著的局部和全身抗肿瘤效果。Sagiv-Barfi等[28]在局部免疫治疗根除自发性恶性肿瘤的研究中提出,免疫增强剂注射到肿瘤的局部某个部位,在局部触发T细胞免疫反应,进而攻击全身的肿瘤,此研究发现TLR9配体CpG与抗OX40抗体的联合应用的效果最为显著。把CpG寡核苷酸与OX40联合治疗荷瘤(淋巴瘤)小鼠,结果存活率几乎100%,而其他单用CpG或单用OX40均不能有效治疗小鼠肿瘤。局部注射CpG与抗OX40抗体具有协同作用的原因是低剂量CpG可诱导小鼠或人的肿瘤微环境中CD4+ T细胞表达OX40,而OX40是一个正性共刺激分子,能有效地激活T细胞的免疫活性。
3.3 OX40免疫治疗存在的问题
有研究[29,30]发现对于PD-1抑制剂耐药的荷瘤小鼠,OX40抗体和PD-1抑制剂联合用药会减弱OX40抗体的抗肿瘤作用,减少了抗原特异性CD8+ T细胞浸润到肿瘤中的数量,导致OX40的抗肿瘤治疗效果不佳,因此提出OX40抗体和PD-1抑制剂联合用药的治疗结果并不优于持续使用OX40抗体。但是也有研究[31]指出,检查点抑制剂和共刺激抗体联用的治疗效果是相加的,要达到这样的效果可能需要按照正确的顺序给药。如何将检查点阻断与靶向T细胞共刺激受体(如OX40)的药物最有效地结合起来,仍需进一步探索。这个问题也突显了联合免疫治疗时优化治疗效果的时机的重要性,并建议在联合免疫治疗的相关临床试验中进行测试。另外,多种免疫治疗方法联合,可从不同免疫反应阶段调节肿瘤免疫微环境,从而增强抗肿瘤免疫反应,但同时也增加了免疫紊乱的风险,不良反应增加[32]。
4 结语
免疫治疗作为淋巴瘤患者的一种治疗手段,其发展势头日益增强。然而单一的免疫疗法在改善预后方面的疗效,仅使部分患者受益,针对多种途径的联合治疗可以增强免疫效应,进一步提高生存率。OX40靶向策略无疑有很大的治疗潜力,尤其是在联合治疗方面有较为广阔的前景。因此,迫切需要对这一途径进行更深入更全面的理解,以指导组合治疗方案的理论基础,从而为淋巴瘤联合治疗方案的设计提供依据。
OX40及其配体在淋巴瘤免疫治疗中的研究进展 [J] . 白血病·淋巴瘤,2019,28( 6 ): 371-375.
DOI: 10.3760/cma.j.issn.1009-9921.2019.06.013
想了解更多血液肿瘤最新进展吗?想知晓血液肿瘤大咖的诊治经验吗?想与全国各地血液肿瘤医生交流与讨论吗?扫描下方二维码,添加血液肿瘤小编微信,带你走进血液肿瘤学术殿堂!