药明康德/报道
癌症免疫疗法可在不同类型已扩散癌症的患者体内激发持久的抗肿瘤免疫应答，在取得突破性的治疗进展的同时，也遇到了普遍存在的治疗无效案例。要想进一步扩大癌症免疫疗法的应用范围，我们应了解限制该疗法发挥疗效的机制，包括癌细胞和免疫系统间持续演变和动态的相互作用，以设计出有效的应对方案，克服癌症免疫疗法抗性。最近，《细胞》杂志上的一篇文章对这一问题进行了总结性论述，我们对此进行了简要概括，让大家一睹为快。
目前，已有的癌症免疫疗法思路主要包括抗PD-1/PD-L1、抗CTLA-4、CAR-T和TCR-T等疗法，通过增强机体内固有的T细胞抗肿瘤反应，以杀伤癌细胞。然而，临床实践表明，上述疗法往往对于大多数的患者并无显著效果，尽管有在一部分患者身上取得了持久的疗效。这昭示着我们进一步了解造成癌症免疫疗法抗性产生机制的重要性。
▲癌症免疫疗法的原发抗性(A)、继发抗性(B)和获得抗性(C、D)产生机制
（图片来源：《Cell》）
从发生上来看，癌症免疫疗法抗性可分为原发抗性、继发抗性和获得抗性。原发抗性是指，患者对于初次接受的癌症免疫疗法治疗便无反应；继发抗性则是，肿瘤虽然可被免疫系统识别，但对免疫攻击产生了适应，形成保护性的机制；获得抗性是指，癌症免疫疗法起初对肿瘤有效，但过了一定时期后，肿瘤演化出抗性或者初始时便有的抗性癌细胞被疗法所选择，最终导致肿瘤复发。这些抗性机制会抑制T细胞对癌细胞的识别和攻击，其产生的因素可源于癌细胞之内，也可以源自癌细胞之外。
癌细胞内源性因素
源于癌细胞之内的抗性产生因素主要包括以下六种：
1. MAPK信号通路变异和/或PTEN基因缺失
致癌性的MAPK信号通路变异可激发VEGF和IL-8等蛋白的合成和分泌，具有抑制T细胞招募和活性的效果。能够调控PI3K信号活性的PTEN基因缺失可起到类似的效果。PTEN基因缺失普遍存在于多种肿瘤中，包括30%的黑色素瘤。
2. WNT/β-catenin信号通路变异
如果由于β-catenin降解机制异常等原因导致癌细胞内β-catenin水平偏高，WNT/β-catenin信号通路就可能会处于持续性的活化状态，同样可阻止T细胞接近癌细胞。
3. IFNγ信号通路失活
T细胞本可以通过分泌IFNγ作用于癌细胞，以增强其肿瘤抗原的呈递，招募其他免疫细胞，并直接起到抑增殖、促凋亡的效果。不过，一旦癌细胞内自其表面的IFNγ受体下游的IFNγ信号通路组分发生变异，如JAK1激酶和STAT转录因子的失活性突变，便可使癌细胞得以逃避T细胞的影响。
▲引起癌症免疫疗法原发或继发抗性(A)和获得抗性(B)癌细胞内源性因素
（图片来源：《Cell》）
4. 肿瘤抗原缺乏
部分癌细胞可能缺乏产生肿瘤抗原的突变，不会表达肿瘤抗原，使得T细胞无从识别。在肿瘤进展中，部分癌细胞可能发生一定的去分化，呈现出类似干细胞的特点，使得肿瘤抗原的表达减弱，甚至可能失去合成其所需的基因突变。
5. 抗原呈递机制缺陷
即便有肿瘤抗原，如果抗原呈递机制存在缺陷（如MHC表达的缺失），肿瘤抗原将无法被呈递至癌细胞表面，同样无法引起T细胞的反应。在一些病例中，患者T细胞的B2M蛋白表达会出现减弱乃至缺失，或者发生失能性突变。B2M是进行抗原呈递的MHC复合体的组分之一，为后者的正确折叠及细胞膜定位所必需。
6. 持续性的PD-L1表达
一些癌细胞可持续性地表达免疫抑制性的PD-L1配体，从而阻断T细胞的抗肿瘤反应。尽管对抗PD-1/PD-L1疗法敏感性的影响尚有争议，持续性的PD-L1表达已被发现会对其他癌症免疫疗法的产生抑制效果。
癌细胞外源性因素
癌细胞之外的抗性产生因素源自肿瘤微环境，主要包括以下六种：
1. 调节性T细胞(Treg)
Treg细胞本是在机体正常的免疫忍耐机制中发挥着中心作用，防止免疫系统攻击正常组织。然而，Treg也会通过分泌IL-10、IL-35和TGF-β等细胞因子，抑制效应T细胞的抗肿瘤反应。在肿瘤微环境中就往往存在着Treg，可降低癌症免疫疗法的效果。
2. 髓源抑制细胞(MDSC)
研究显示，肿瘤微环境中的MDSC会降低癌症免疫疗法的疗效，而将PI3K激酶抑制或敲除则会逆转MDSC的免疫抑制性作用。
3. 肿瘤相关巨噬细胞(TAM)
临床研究显示，肿瘤微环境中的TAM往往与患者较差的预后相关。TAM可直接以其表面的PD-L1等机制抑制T细胞的抗肿瘤免疫应答。不过，人们可通过阻断TAM表面的巨噬细胞集落刺激生长因子受体CSF-1R，以增强癌症免疫疗法的疗效。
▲引起癌症免疫疗法抗性的癌细胞外源性因素
（图片来源：《Cell》）
4. 抗肿瘤免疫信号引起的免疫抑制机制
免疫应答是一个动态的过程。有时候，一些激发抗肿瘤免疫应答的信号也会引起免疫抑制机制。比如，T细胞的活化会上调免疫检验点CTLA-4的表达；效应T细胞分泌的抗肿瘤因子IFNγ会促进T细胞、巨噬细胞和癌细胞表达PD-L1，以及T细胞表达吲哚胺2,3双加氧酶(IDO)、细胞粘附因子CEACAM1等免疫抑制性蛋白。
5. 免疫抑制性细胞因子
在肿瘤微环境中，癌细胞和巨噬细胞等可表达或分泌一些免疫抑制性细胞因子，如可加强Treg活性的TGF-β、抑制T细胞增殖和细胞毒活性的腺苷、合成腺苷所需的酶CD73。
6. 趋化因子及其受体
癌细胞可分泌CCL5、CCL7和CXCL8等趋化因子，结合于MDSC表面的趋化因子受体CCR1或CXCR2等；也可分泌CXCL12，结合于Treg表面的CXCR4，从而招募上述两种免疫抑制性细胞来到肿瘤微环境中，降低癌症免疫疗法的效果。
癌症免疫疗法疗效评估
上述抗性产生因素的复杂和多样性提示了对患者肿瘤进行治疗前诊断的必要性，以指导对癌症免疫疗法的选择和可能产生抗性的评估。如果能够在整个疗程中对肿瘤进行取样分析，便有望对癌症免疫疗法的响应和可能的抗性发生做到较完整的了解。目前，已有数种生物学指标可用于参考。
▲癌症免疫疗法相关检测指标（图片来源：《Cell》）
1. 肿瘤突变负荷
通常，肿瘤的突变负荷越高，其具有的能引发免疫应答的肿瘤抗原也就会越多，从而使得肿瘤对癌症免疫疗法产生响应的可能性越高。
2. 免疫学标记
治疗前肿瘤样本中的免疫学指标也是十分有用的信息，包括CD8阳性T细胞的密度和分布、PD-L1表达量和T细胞克隆性等。综合上述指标可帮助对免疫检验点抑制剂的疗效进行评估。
克服癌症免疫疗法抗性
基于上述的发现和理解，人们正在开发多种克服癌症免疫疗法抗性的方案。其中，组合疗法是常用的手段。
1. 免疫检验点抑制剂组合
通过联合施用具有不同靶标的免疫检验点抑制剂药物，如CTLA-4和PD-1，可显著提高治疗的响应率，目前已在晚期黑色素瘤患者身上取得了提高总生存率的成效。
2. 癌症免疫疗法与靶向突变药物组合
某些分子靶向抗癌药物可与癌症免疫疗法一起可产生显著的协同作用。以可导致黑色素瘤的BRAF基因突变为例，单独使用BRAF靶向药物的疗效也许并不持久，但却可能改变肿瘤的微环境，使其向抗肿瘤的有利方向发展，包括肿瘤抗原和MHC表达增加、T细胞浸润增加、免疫抑制性细胞因子水平下降、T细胞活性增强乃至PD-L1表达增加等。这些变化将显著提高癌症免疫疗法的效果。
结语
癌症免疫疗法的发展在近年来突飞猛进，正从实验室逐步走向临床。然而，癌症免疫疗法带来的益处目前只能惠及某些癌症类型中的少部分患者，而即便在这当中也有相当的比例在起初对疗法产生响应后又出现肿瘤复发。要想使此疗法造福大部分的患者，人们需要找到能增强癌症免疫疗法疗效的机制，以及造成原发、继发、获得抗性的癌细胞内外机制。对上述机制的阐明是克服癌症免疫疗法抗性的必要前提。
参考资料：
[1] Primary, Adaptive, and Acquired Resistance to Cancer Immunotherapy
