免疫治疗并非适合所有患者，这其中机制如何？免疫治疗进展如何？小编结合美国MD安德森癌症中心免疫治疗平台的探索经验及相关研究进展，简要探索其中奥义。
在过去几十年，对很多癌症患者而言免疫治疗已成为一种可行的治疗选择。不像放化疗，免疫疗法并不靶向肿瘤本身，而是促使患者自身免疫系统攻击肿瘤。在多数情况下，基于免疫作用机制的疗法刺激免疫细胞——T细胞发挥抗肿瘤作用。
免疫治疗药物又称免疫检查点抑制剂，通过阻断T细胞表面的检查点蛋白，起到“刹车”作用，阻止T细胞意外杀伤健康细胞。目前免疫检查点抑制剂已在多瘤种中被证实有效且纳入标准治疗方案，包括黑色素瘤、小细胞肺癌、非小细胞肺癌、膀胱癌、肾癌、胃癌、肝癌、头颈部癌和淋巴瘤。
“以前转移性膀胱癌患者的总体生存小于一年，但现在可以看到我的患者在5年甚至更长的时间内不断地回到诊所复诊。”美国MD安德森癌症中心免疫治疗平台的共同负责人 Padmanee Sharma博士表示，“看到Ⅳ期患者重获希望，无疑是令人感到振奋的。”
但目前为止，免疫检查点抑制剂并非对所有患者都有效。某些瘤种，如胰腺癌、前列腺癌、胶质细胞瘤对免疫治疗抵抗明显[1]。Sharma博士补充，“我们正试图了解，为何免疫治疗对一些患者有效，而对一些患者无效。”
为什么免疫疗法对有些瘤种无效？
1995年Jim Allison博士发现目前已知的首个免疫检查点CTLA-4，并发现阻断CTLA-4可促进T细胞释放以攻击癌症细胞。（T细胞的免疫球蛋白相关受体包括，具有免疫促进作用的CD28，ICOS；免疫抑制作用的CTLA-4，PD-1，BTLA和TIGIT[2]，详见图1，图2）
图1. CTLA-4细胞生物学示意图
（A）CTLA-4和CD28受体共享两个配体CD80和CD86。CD80是二聚体高亲和力配体，而CD86是两个受体的单体低亲和力配体。 CTLA-4对CD80的亲和力和亲和力比CD86高。 相对亲和力从左到右从高到低。
（B）在T细胞中表达的CTLA-4是高度内吞的。CTLA-4在Treg中组成性表达或在T细胞激活后通过CD28和TCR信号传导诱导。在没有配体的情况下，CTLA-4主要存在于网格蛋白介导的内吞作用之后的胞内区室中，而胞内蛋白通过CTLA-4与AP2分子的相互作用介导。 AP2（μ2亚基）与CTLA-4胞质域的基于酪氨酸的（YVKM）基序结合，并介导快速内在化。 还发现LRBA和AP1蛋白与CTLA-4上的YVKM基序结合，这似乎在CTLA-4上施加了不同的命运。LRBA可能介导CTLA-4循环到质膜，而AP1可能介导CTLA-4转运到溶酶体区室，导致随后的降解。
图2. CTLA-4的功能及免疫检查点阻断的影响
(A) 在健康状态下，调节性T细胞表达CTLA-4，它与抗原呈递细胞(APCs)上表达的CD80和CD86结合。与CD28相比，CTLA-4与CD80和CD86具有更高的亲和力和亲和力，通过CD80/CD86与CD28的相互作用来阻止Tcon刺激。通过内吞作用去除CD80/CD86配体导致通过CD28的T细胞共刺激受损，从而导致免疫调节。
(B) 当免疫系统受到炎症/先天免疫刺激时，APCs上调CD80/CD86的表达，克服Treg对其的控制，从而实现共刺激和T细胞的增殖。
(C) 在肿瘤微环境中，CD80/CD86受Treg的控制，Treg的丰度导致免疫反应的抑制。
(D) 抗CTLA-4抗体与CTLA-4分子高亲和力结合，导致Treg耗尽或功能阻断，从而增强T细胞激活和对癌症的免疫反应。CTLA-4阻断的影响可以通过多种机制介导：防止跨内吞作用增加APCs上的CD80/CD86水平，直接Treg细胞毒性和表达肿瘤内巨噬细胞的FcR-IV介导的抗体依赖性细胞毒性。为了清楚起见，这里仅显示了CD80。
Allison的工作促成了第一个免疫检查点抑制剂药物的出现，伊匹木单抗，2011年被FDA批准用于治疗晚期黑色素瘤。此后美国食品药品监督管理局（FDA）批准了多项免疫检查点抑制剂用于多个瘤种的治疗。
免疫检查点抑制剂起效的前提是，肿瘤内存在具有活性的T细胞。越来越多的证据揭示了某些瘤种的抗免疫治疗原理[1]：
肿瘤细胞可发生突变或产生其他作用机制以阻止T细胞渗透至肿瘤内；
肿瘤组织可通过下调刺激T细胞的正常信号通路，抑制抗肿瘤免疫效应；
更多的免疫抑制性细胞，如肿瘤组织内的髓系细胞，抑制T细胞活化；
在晚期癌症的转移灶的细胞环境与原发灶差异较大，此时T细胞不易发挥正常作用。
“肿瘤和免疫系统之间的相互作用是动态的，”Sharma博士解释，“因此要想充分利用免疫检查点抑制剂，必须充分了解这种反复进化。”目前美国MD安德森癌症中心免疫治疗平台正争取更深层次地理解肿瘤反应与免疫治疗之间的关系，以期创新研究推动免疫治疗突破，造福更多患者获益。
新型免疫疗法可能促进更多发现和治疗
这一疗法为肿瘤治疗提供了一个新的视角且促成了多种新型组合疗法。
美国MD安德森癌症中心
以美国MD安德森癌症中心为例，已在下述存在免疫治疗抵抗的肿瘤领域展开免疫治疗布局：
前列腺癌的治疗
正在进行中多重免疫检查点抑制剂治疗晚期前列腺癌显示出具有前景的早期结果[3]。这一研究启示，前列腺癌骨转移会导致严重的骨组织损伤，从而激发TGF-β蛋白产生并最终抑制免疫反应。为了更好地治疗骨转移，平台计划发起探索免疫检查点抑制剂+抗TGF-β治疗的研究。
脑胶质细胞瘤的治疗
胶质母细胞瘤可利用巨噬细胞（免疫细胞）克服检查点阻断[4]。研究人员发现，大脑中的某种巨噬细胞高表达CD73蛋白，而CD73蛋白可阻碍肿瘤内的T细胞激活。未来平台将布局免疫检查点抑制剂+CD73抑制剂的研究。
国内免疫治疗研究布局
此外，国内免疫治疗布局也如火如荼，截至2021年2月22日，以“免疫治疗”为关键词在中国临床试验注册中心检索，结果达131条。
表1. 国内免疫治疗相关布局（部分）
免疫治疗疗效预测、影响因素[5]
潜在疗效预测分子：PD-L1表达、TMB、MSI-H/MMR缺陷、Wnt/β-catenin信号通路
基于生物标志物筛选患者可使得疗效最大化，同时减少可能不会从免疫治疗获益甚至受损的患者数量。
目前尚无免疫检查点抑制剂治疗反应的精确生物标志物出现，但相关试验的探索性终点发现了少数潜在标志物，主要包括PD-L1表达、肿瘤突变负荷（TMB）、及特定的基因组改变。
免疫组化上的PD-L1表达被常规用于非小细胞肺癌（NSCLC）或胃癌患者分层。但实际上，有的PD-L1阴性肿瘤对免疫检查点抑制剂治疗有应答，但在其他肿瘤中PD-L1表达与治疗应答无关。在肝细胞癌（HCC）中，肿瘤的PD-L1表达（临界值≥1%）并不能预测纳武利尤单抗或帕博利珠单抗的治疗应答。阳性联合评分（CPS，肿瘤和免疫细胞的PD-L1表达）仅在52例患者中的评估与帕博利珠单抗治疗应答和PFS有关。
高TMB可能意味着高免疫检查点抑制剂治疗应答。此外，高度微卫星不稳定（MSI-H）的肿瘤具有更高的TMB，可能使其对免疫药物治疗更为敏感。
2017年帕博利珠单抗被FDA批准用于任何MSI-H/错配修复（MMR）缺陷的肿瘤，成为首个MSI-H/MMR缺陷的全瘤种免疫检查点抑制剂。HCC中TMB大体上偏低，且其作为预测免疫检查点抑制剂治疗响应的标志物的效用并未得到现有数据的支持。同样地，MSI-H在HCC中的患病率较低。
激活的Wnt/β-catenin信号与HCC中的免疫排斥相关，被认为是免疫抵抗（免疫耐药）的潜在生物标志物。
肿瘤免疫微环境
由免疫细胞和间质细胞构成TME直接或间接地影响抗肿瘤免疫作用。肿瘤浸润CD4+和CD8+效应T淋巴细胞被认为介导了免疫检查点抑制剂的抗肿瘤效应。这些细胞通过树突状细胞的肿瘤抗原提呈并在淋巴结中激活。此外，自然杀伤细胞有直接识别肿瘤的能力，有助于抗肿瘤免疫。
肿瘤相关内皮细胞和异常的肿瘤血管阻碍免疫效应细胞的运输，同时促进免疫抑制类细胞的招募，这类细胞包括可抑制效应T细胞增殖、功能和细胞毒作用的调节性T细胞和髓系抑制细胞：M1样肿瘤相关巨噬细胞（TAM）被认为具有抗肿瘤活性，而M2样TAM则被认为具有免疫抑制剂性和促肿瘤生长作用。肿瘤相关成纤维细胞通过抑制T细胞功能和细胞外基质的分泌来促进免疫抑制，形成T细胞浸润的物理屏障。
靶向VEGF信号通路
VEGF通路是肿瘤血管生成的关键生长调控因子并在多种癌种中上调表达。除了其促进血管生成的作用被广泛研究，VEGF还可以直接影响髓系和淋巴系免疫细胞，促进不同类型肿瘤的免疫逃逸。如VEGF可以阻碍关键的抗原呈递细胞的树突状细胞的成熟和功能，并促进调节性T细胞和髓系抑制细胞的积累。
此外，VEGF可直接或间接抑制细胞毒性T淋巴细胞的浸润和功能，增加肿瘤内CD8+ T细胞内PD-1表达。血管通透性是异常肿瘤血管系统的主要特征，而VEGF可通过增加血管通透性间接影响免疫。通透性影响肿瘤血流，增加组织间液压力，导致缺氧和酸中毒，从而损害抗原呈递细胞和细胞毒性T淋巴细胞的功能，增加免疫抑制细胞的积累和免疫检查点的表达，促进免疫抑制形成。
此外，有研究认为，VEGF抑制不仅影响血管系统，还影响肿瘤免疫微环境，但结果不一致。临床前研究表明[6,7]，30 mg/kg/d的索拉非尼治疗可降低皮下和小鼠原位癌模型的瘤内调节性T细胞和髓系抑制细胞的累积。另一项研究表明[8]，10~ 90mg /kg/d的索拉非尼，通过诱导部分由治疗诱导的炎性反应介导的炎性坏死（一种潜在的免疫原性细胞死亡引起的），触发了针对HCC的自然杀伤细胞反应。这是肿瘤相关巨噬细胞中一种潜在的免疫原性细胞死亡类型。另一方面，抗VEGF治疗引起的过度血管修剪会增加肿瘤缺氧，并通过促进免疫抑制来抵消这些作用。抗PD-1疗法与索拉非尼联用并没有产生附加效果，而与CXCR4抑制剂三联使用时，可阻止肿瘤免疫抑制环境形成，延缓肿瘤生长，减少扩散。合理使用抗VEGF药物可纠正肿瘤血管系统的异常，缓解肿瘤缺氧，增加全身治疗的输送。
免疫检查点抑制剂可以通过CD4+和CD8+诱导免疫反应，促进血管功能和结构正常化。此外，低剂量、血管正常化剂量抗VEGF治疗联合免疫治疗在临床前研究及临床研究中均显示有效。在小鼠模型中，低剂量的抗VEGFR2治疗可诱导血管正常化，从而缓解肿瘤缺氧，改变免疫抑制环境，增强免疫治疗疗效。详见图3。
图3. 抗VEGF治疗对免疫微环境的作用机制
当然，免疫治疗中还存在很多尚未解决的问题，其作用机制、临床应用、疗效预测仍亟待探索。
[1] https://www.mdanderson.org/cancerwise/why-doesnt-immunotherapy-work-for-everyone.h00-159385101.html
[2] Rowshanravan B, Halliday N, Sansom DM. CTLA-4: a moving target in immunotherapy. Blood. 2018 Jan 4;131(1):58-67. doi: 10.1182/blood-2017-06-741033. Epub 2017 Nov 8. PMID: 29118008; PMCID: PMC6317697.
[3] https://www.mdanderson.org/cancermoonshots/cancer-types/prostate.html
[4] https://www.mdanderson.org/newsroom/researchers-identify-immune-suppressing-target-in-glioblastoma-.h00-159308568.html
[5] Pinter M, Jain RK, Duda DG. The Current Landscape of Immune Checkpoint Blockade in Hepatocellular Carcinoma: A Review. JAMA Oncol. 2021 Jan 1;7(1):113-123. doi: 10.1001/jamaoncol.2020.3381. PMID: 33090190.
[6] Cao M, Xu Y, Youn JI, et al. Kinase inhibitor Sorafenib modulates immunosuppressive cell populations in a murine liver cancer model. Lab Invest. 2011 Apr;91(4):598-608. doi: 10.1038/labinvest.2010.205. Epub 2011 Feb 14. PMID: 21321535; PMCID: PMC3711234.
[7] Chen ML, Yan BS, Lu WC, et al. Sorafenib relieves cell-intrinsic and cell-extrinsic inhibitions of effector T cells in tumor microenvironment to augment antitumor immunity. Int J Cancer. 2014 Jan 15;134(2):319-31. doi: 10.1002/ijc.28362. Epub 2013 Jul 30. PMID: 23818246.
[8] Hage C, Hoves S, Strauss L, et al. Sorafenib Induces Pyroptosis in Macrophages and Triggers Natural Killer Cell-Mediated Cytotoxicity Against Hepatocellular Carcinoma. Hepatology. 2019 Oct;70(4):1280-1297. doi: 10.1002/hep.30666. Epub 2019 May 21. PMID: 31002440.
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