前言

在過(guò)去的十年中,免疫腫瘤學(xué)(IO)領(lǐng)域發(fā)生了一場(chǎng)革命,最顯著的推動(dòng)因素是免疫檢查點(diǎn)抑制劑(ICI)治療的批準(zhǔn)和臨床實(shí)施。然而,只有10-30%的患者能夠在ICI的治療中獲益,尤其抗腫瘤免疫力低下或缺乏抗腫瘤免疫力的癌癥患者(“冷”腫瘤)對(duì)ICI的治療反應(yīng)欠佳。

為了使這些患者對(duì)ICI敏感,需要啟動(dòng)新的腫瘤靶向免疫反應(yīng)。這包括觸發(fā)炎癥信號(hào)、先天性免疫激活,包括招募和刺激樹(shù)突狀細(xì)胞(DC),并最終啟動(dòng)腫瘤特異性T細(xì)胞。腫瘤局部治療觸發(fā)這些途徑的能力正在被越來(lái)越多地探索,其目的是開(kāi)發(fā)與ICI的組合策略,以產(chǎn)生持久的反應(yīng)。未來(lái)的方向包括以替代檢查點(diǎn)、共刺激激動(dòng)劑和靶向可能增強(qiáng)抗原性途徑的藥物為特征的新型組合。

腫瘤免疫的”冷“與”熱“

免疫檢查點(diǎn)只是有效抗癌免疫的一部分,突變負(fù)荷、抗原釋放和呈遞、炎癥信號(hào)和TME成分的巨大多樣性都在ICI療效中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。腫瘤免疫“冷熱”的概念是這種多因素多樣性的整體表現(xiàn),代表了腫瘤誘導(dǎo)有效抗癌免疫的能力。

免疫刺激性“熱”腫瘤被認(rèn)為對(duì)免疫治療更敏感。“熱”的特征包括富含免疫細(xì)胞的TME,高CD8+Teff細(xì)胞,具有高CD8:Treg比率,抗原呈遞細(xì)胞(APC)和炎癥M1極化巨噬細(xì)胞浸潤(rùn),以及免疫刺激性細(xì)胞因子產(chǎn)生(如I型IFN)。高腫瘤突變負(fù)荷(TMB)或微衛(wèi)星不穩(wěn)定性(MSI)導(dǎo)致的高腫瘤抗原(TAA)可用性也與ICI反應(yīng)性相關(guān),激活的抗原暴露免疫細(xì)胞上的檢查點(diǎn)表達(dá)以及腫瘤細(xì)胞上的PD-L1為ICI治療提供了靶點(diǎn)。

免疫抑制性“冷”腫瘤對(duì)免疫治療反應(yīng)性較低。它們的特征是缺乏或排斥Teff,具有較高比例的免疫抑制性Treg和M2極化巨噬細(xì)胞�？乖�可用性差,例如低TMB和排斥APC的腫瘤,這意味著免疫細(xì)胞啟動(dòng)不理想,并抑制了有效的抗癌免疫反應(yīng),使ICI治療無(wú)效甚至有害。例如,在缺乏有效啟動(dòng)的情況下,PD-1阻斷可導(dǎo)致T細(xì)胞功能障礙和抗PD-1抵抗。非反應(yīng)性基因標(biāo)記和免疫抑制性細(xì)胞因子的產(chǎn)生如IL10和TGF-β)導(dǎo)致免疫細(xì)胞的缺乏,包括還有其他TME成分的免疫抑制作用,例如癌癥相關(guān)成纖維細(xì)胞(CAF)、缺氧和異常血管系統(tǒng)。

盡管腫瘤的免疫冷熱很復(fù)雜,也并非普遍,但它在ICI治療反應(yīng)中起著關(guān)鍵作用。即使在循環(huán)抗原特異性T細(xì)胞較高的情況下,TME水平上的耐藥機(jī)制仍然占主導(dǎo)地位,因此,局部操縱TME以增加免疫“熱”度以改善ICI反應(yīng)性是一種合理的治療策略。

免疫激活的細(xì)胞和分子機(jī)制

免疫學(xué)研究的進(jìn)展已經(jīng)證實(shí)放療誘導(dǎo)的DNA損傷是一種病毒模態(tài),觸發(fā)溶瘤病毒(OV)療法自然刺激的相同內(nèi)在抗病毒炎癥途徑。這些保護(hù)性途徑也可被其他藥物(如TLR或STING激動(dòng)劑)靶向,使致病物質(zhì)或細(xì)胞缺陷得以識(shí)別和呈現(xiàn),從而導(dǎo)致炎癥信號(hào)級(jí)聯(lián)和先天性以及適應(yīng)性免疫反應(yīng)。

天然免疫細(xì)胞上表達(dá)的模式識(shí)別受體(PRR)已進(jìn)化為檢測(cè)微生物致病分子,統(tǒng)稱(chēng)為病原體相關(guān)分子模式(PAMP)。細(xì)胞質(zhì)核酸傳感器cGMP-AMP合成酶(cGAS)和維甲酸誘導(dǎo)基因I(RIG-I)不僅對(duì)檢測(cè)感染細(xì)胞很重要,而且對(duì)癌細(xì)胞的免疫識(shí)別也很重要。腫瘤發(fā)生過(guò)程中或治療后細(xì)胞應(yīng)激引起的胞質(zhì)雙鏈DNA(dsDNA)和dsRNA的組成和豐度的變化分別由cGAS和RIG-I等PRR檢測(cè),從而導(dǎo)致STING和線(xiàn)粒體抗病毒信號(hào)蛋白(MAVS)的激活。由此產(chǎn)生的復(fù)雜下游信號(hào),包括IRF3和NFkB依賴(lài)性途徑,最終導(dǎo)致I型干擾素和其他促炎癥細(xì)胞因子的表達(dá)。

免疫激活也可以在沒(méi)有微生物產(chǎn)物的情況下發(fā)生,而不是由應(yīng)激或死亡細(xì)胞釋放的炎癥信號(hào)觸發(fā),這統(tǒng)稱(chēng)為損傷相關(guān)分子模式(DAMP)。ATP、HMGB1和鈣網(wǎng)蛋白等DAMP是免疫原性細(xì)胞死亡(ICD)高度炎癥過(guò)程的標(biāo)志,ICD被定義為一種調(diào)節(jié)性細(xì)胞死亡機(jī)制,能夠在宿主體內(nèi)誘導(dǎo)適應(yīng)性免疫反應(yīng)。代謝介質(zhì)ATP釋放到細(xì)胞外空間分別通過(guò)P2Y2和P2X7受體觸發(fā)DC的招募和激活,而HMGB1的分泌通過(guò)TLR-4激活DC,鈣網(wǎng)蛋白移位到細(xì)胞表面,向抗原呈遞細(xì)胞提供“吃我”信號(hào),并導(dǎo)致目標(biāo)細(xì)胞的吞噬作用。在癌癥方面,ICD導(dǎo)致TAA的釋放,并隨后引發(fā)癌癥特異性免疫反應(yīng)。

總之,治療誘導(dǎo)的炎性PAMP和DAMP信號(hào)為激活的DC提供了一個(gè)有利的環(huán)境,使其能夠處理腫瘤源性抗原并將其交叉呈遞給T細(xì)胞,從而與ICI協(xié)同啟動(dòng)并維持全身腫瘤特異性免疫應(yīng)答。因此,ICD的誘導(dǎo)以及由此產(chǎn)生的腫瘤佐劑性的增加是免疫原性局部治療(如OV和放療)療效的關(guān)鍵機(jī)制。

溶瘤病毒療法

溶瘤病毒是自然發(fā)生或基因修飾的病毒,通過(guò)直接細(xì)胞裂解和刺激抗癌免疫反應(yīng)選擇性感染和破壞腫瘤細(xì)胞。

OV的免疫刺激作用是多模式的。病毒復(fù)制觸發(fā)細(xì)胞溶解和ICD,這將釋放病毒子代以繼續(xù)周?chē)�腫瘤細(xì)胞中的裂解級(jí)聯(lián)反應(yīng),產(chǎn)生用于交叉啟動(dòng)APC和DAMP的TAA,隨后導(dǎo)致刺激1型IFN介導(dǎo)的抗腫瘤免疫反應(yīng)。細(xì)胞固有抗病毒機(jī)制在OV介導(dǎo)的免疫中也起著不可或缺的作用。病毒DNA和RNA分別由CGA和RIG-I等PRR感應(yīng),觸發(fā)STING介導(dǎo)的ATP依賴(lài)性炎癥級(jí)聯(lián)反應(yīng),導(dǎo)致JAK/STAT通路上調(diào)和促炎性細(xì)胞因子釋放。

OV療法作為一種免疫佐劑與其他免疫調(diào)節(jié)療法(如ICI)相結(jié)合的潛力已變得顯而易見(jiàn),OV療法呈現(xiàn)出誘人的前景。它們具有抗癌活性和腫瘤選擇性,通常具有良好的耐受性,無(wú)重疊的副作用,并且能夠增加OV注射和非注射腫瘤的免疫熱度。OV/ICI組合的一些臨床試驗(yàn)?zāi)壳罢�在進(jìn)行中。

單純皰疹病毒

在T-Vec被批準(zhǔn)用于治療黑色素瘤后,基于單純皰疹病毒-1(oHSV-1)的溶瘤病毒獲得了迄今為止最廣泛的臨床應(yīng)用。在T-Vec中,HSV主干已通過(guò)刪除ICP34．5和ICP47以及插入GM-CSF進(jìn)行修飾,以增強(qiáng)選擇性和免疫效果。

到目前為止,T-Vec/ICI聯(lián)合治療的結(jié)果好壞參半。IT-Tvec和Ipilimumab治療晚期黑色素瘤的II期試驗(yàn)顯示,響應(yīng)率顯著改善(38%對(duì)18%),且無(wú)額外的安全問(wèn)題。然而,一項(xiàng)評(píng)估T-Vec聯(lián)合Pembrolizumab的III期研究最近因中期分析無(wú)效而終止,盡管在試驗(yàn)的1b期部分有很好的轉(zhuǎn)化數(shù)據(jù)。這突出表明,關(guān)于這些復(fù)雜組合策略的生物學(xué)基礎(chǔ),還有很多需要學(xué)習(xí)的地方。

腺病毒

一些oADV正在臨床開(kāi)發(fā)中,并已與ICI療法聯(lián)合試驗(yàn)。ONCOS-102是一種oADV,E1A Rb結(jié)合位點(diǎn)缺失24bp,以減弱正常組織中的復(fù)制,并添加GM-CSF以增強(qiáng)免疫。一項(xiàng)由兩部分組成的針對(duì)晚期黑色素瘤患者的I期研究(NCT03003676)同時(shí)或序貫與抗PD-1治療相結(jié)合,提供了OV克服ICI耐藥性能力的證據(jù),結(jié)果報(bào)告了35%的ORR。一項(xiàng)聯(lián)合Durvalumab針對(duì)卵巢癌和結(jié)直腸癌腹膜轉(zhuǎn)移患者的I期研究(NCT02963831)顯示,治療后CD8+T細(xì)胞浸潤(rùn),PD-L1表達(dá)增加,看到一些臨床活動(dòng)的證據(jù),但只有1個(gè)持久反應(yīng)。第二階段招募正在進(jìn)行。

DNX-2401是另一個(gè)刪除了E1A的oADV。IT DNX-2401聯(lián)合Pembrolizumab治療復(fù)發(fā)性GBM的II期劑量遞增研究發(fā)現(xiàn),在招募的49名患者中,ORR為11．9%,有2個(gè)持久響應(yīng),中位OS為12．5個(gè)月。

CG0070是加入GM-CSF的oADV。評(píng)估CG0070聯(lián)合Pembrolizumab治療難治性非肌肉浸潤(rùn)性膀胱癌(NMIBC)的II期研究正在進(jìn)行中(NCT04387461)。

LOAd703是一種修飾型oADV,攜帶免疫刺激轉(zhuǎn)基因TMZ-CD40L和4-1BBL。目前正在招募一項(xiàng)1/2期試驗(yàn)(NCT02705196),該試驗(yàn)將評(píng)估LOAd703聯(lián)合標(biāo)準(zhǔn)護(hù)理化療(吉西他濱/nab紫杉醇)和Atezolizumab治療胰腺導(dǎo)管腺癌(PDAC)。眾所周知,胰腺癌被免疫排斥在外,然而,聯(lián)合治療顯示出增加抗原特異性T細(xì)胞和減少循環(huán)中的MDSC,中期報(bào)告中有6/10的受試者出現(xiàn)部分應(yīng)答。

最后,改良的oADV TILT-123編碼兩種免疫刺激細(xì)胞因子(IL-2和TNF-a),與抗PD-L1治療相結(jié)合具有良好的臨床前活性。計(jì)劃于2021年進(jìn)行TILT-123與抗PD-L1藥物Avelumab聯(lián)合研究。

其他類(lèi)型OV

溶瘤柯薩奇病毒株CVA21(Cavatek)和ICI治療之間的協(xié)同作用已被證明,CVA21治療后TME發(fā)生變化,CD8+T細(xì)胞浸潤(rùn)增加,PD-L1和其他免疫檢查點(diǎn)受體上調(diào)。Ib期MITCI試驗(yàn)(NCT02307149)評(píng)估了晚期黑色素瘤患者中CVA21聯(lián)合Ipilimumab治療的效果。觀察到ORR為38%,無(wú)劑量限制毒性。對(duì)晚期黑色素瘤進(jìn)行的IT CVA21和Pembrolizumab治療的I期CAPRA研究結(jié)果顯示,ORR為73%。

改良痘苗痘病毒JX-594(Pexa Vec)與ICI聯(lián)合治療也在研究中。最近一項(xiàng)針對(duì)腎癌患者的Ib期研究(NCT03294083)報(bào)告了聯(lián)合Cemiplimab治療的療效證據(jù)。此外,其正在進(jìn)行一項(xiàng)進(jìn)一步的研究(NCT02977156),招募晚期實(shí)體瘤患者,將IT JX-594與Ipilimumab聯(lián)合應(yīng)用。

腫瘤內(nèi)注射溶瘤性水泡性口炎病毒(oVSV)構(gòu)建的VSV-hIFNbetasodium碘轉(zhuǎn)運(yùn)體目前正在開(kāi)展與Avelumab聯(lián)合治療晚期實(shí)體瘤的臨床試驗(yàn)(NCT02923466)。溶瘤脊髓灰質(zhì)炎病毒PVSRIPO也正在與nivolumab聯(lián)合治療PD-1難治性黑色素瘤(NCT0412759)以及和atezolizumab聯(lián)合治療膠質(zhì)瘤(NCT03973879)。

放射療法

抗原性通過(guò)誘導(dǎo)與突變相關(guān)的腫瘤新抗原的暴露和呈遞而增加,這些新抗原是T細(xì)胞介導(dǎo)的抗腫瘤免疫反應(yīng)的關(guān)鍵靶點(diǎn),并且與ICI反應(yīng)相關(guān)。放射治療已被證明能促進(jìn)急性轉(zhuǎn)錄程序,包括與DNA損傷和修復(fù)相關(guān)的基因,其中許多基因在腫瘤中經(jīng)常發(fā)生突變。此外,放療通過(guò)增強(qiáng)蛋白質(zhì)降解和mTOR調(diào)節(jié)的翻譯增加肽庫(kù)。當(dāng)與MHC I類(lèi)表達(dá)增加相結(jié)合時(shí),這會(huì)導(dǎo)致更多抗原肽被宿主免疫細(xì)胞識(shí)別,并增強(qiáng)TCR多樣性。

電離輻射引起的DNA損傷導(dǎo)致dsDNA在細(xì)胞質(zhì)中積累,以及微核形成。這種雙鏈DNA被cGAS識(shí)別,隨后激活STING,從而觸發(fā)I型干擾素的轉(zhuǎn)錄。此外,放射療法通過(guò)誘導(dǎo)DAMP,導(dǎo)致DC以劑量和分次依賴(lài)的方式激活。

放射治療和ICI的結(jié)合仍然是一個(gè)研究興趣不斷增加的領(lǐng)域,目前有500多項(xiàng)研究涉及這些組合的臨床試驗(yàn),近年來(lái)這一數(shù)字大幅增加。下表總結(jié)評(píng)估RT/ICI組合一些前瞻性臨床研究的非詳盡結(jié)果。

其它局部療法

其他旨在提高TME炎癥表型的策略也在臨床開(kāi)發(fā)中。這些包括局部提供的免疫佐劑、非病毒溶瘤劑和物理熱療法,如高強(qiáng)度聚焦超聲(HIFU)。下表總結(jié)了一些正在進(jìn)行的臨床研究。

PV-10

PV-10是一種常用結(jié)膜染料熒光素的小分子類(lèi)似物,目前正在作為癌癥免疫療法進(jìn)行臨床評(píng)估。PV-10選擇性地積聚在腫瘤細(xì)胞內(nèi)的溶酶體中,導(dǎo)致免疫原性細(xì)胞死亡、PAMP、DAMP和TAA釋放以及抗原特異性抗癌T細(xì)胞反應(yīng)。

PV-10聯(lián)合Pembrolizumab針對(duì)晚期黑色素瘤患者的Ib期試驗(yàn)(NCT02557321)達(dá)到了安全性的主要終點(diǎn),并有9%的CR和57%的PR,兩個(gè)擴(kuò)展隊(duì)列目前正在招募中。

Toll樣受體激動(dòng)劑

Toll樣受體(TLR)是一個(gè)PRR家族,最常見(jiàn)于DC和巨噬細(xì)胞,但也存在于T細(xì)胞和腫瘤組織。它們?cè)谙忍煨院瓦m應(yīng)性免疫反應(yīng)中發(fā)揮關(guān)鍵作用,識(shí)別潛在有害的PAMP和DAMP,包括微生物核酸和TAA,并觸發(fā)細(xì)胞凋亡和免疫細(xì)胞成熟和招募。

一些臨床試驗(yàn)正在評(píng)估TLR激動(dòng)劑與ICI的組合。I/II期Lightning-204多中心研究(NCT02644967)評(píng)估了腫瘤內(nèi)TLR-9激動(dòng)劑(tilsotolimod)聯(lián)合Ipilimumab治療PD-1難治轉(zhuǎn)移性黑色素瘤的安全性和療效。局部和遠(yuǎn)處病變均有反應(yīng),ORR為22．4%(2個(gè)CR),中位OS為21個(gè)月。但隨后的LIGHTURE-301試驗(yàn)(NCT03445533)未能達(dá)到其主要終點(diǎn),與單獨(dú)使用Ipilimumab相比,ORR沒(méi)有顯著改善。

另一個(gè)TLR-9激動(dòng)劑(CMP-001)和Pembrolizumab治療PD-1難治性黑色素瘤患者的1b期試驗(yàn)(NCT02680184)結(jié)果顯示,最佳ORR為23．5%,中位緩解期為19．9個(gè)月。在另一項(xiàng)與atezolizumab聯(lián)合治療PD-1耐藥的非小細(xì)胞肺癌臨床試驗(yàn)(NCT03438318)中,CMP-具有可耐受的安全性,然而沒(méi)有客觀反應(yīng),在第1階段后終止了試驗(yàn)。

其他正在進(jìn)行的臨床試驗(yàn)包括TLR-7/8激動(dòng)劑NKTR-262與Nivolumab和聚乙二醇化IL-2聯(lián)合治療晚期實(shí)體瘤(NCT03435640);IT TLR-7激動(dòng)劑LHC165聯(lián)合抗PD-1治療晚期實(shí)體瘤(NCT03301896),TLR-8激動(dòng)劑motolimod聯(lián)合抗PD-1藥物nivolumab治療HNSCC(NCT03906526)以及卡介苗聯(lián)合Durvalumab+/-RT治療NMIBC(NCT03317158)。

STING激動(dòng)劑

STING是cGAS/STING途徑的關(guān)鍵組成部分,是先天免疫和適應(yīng)性免疫之間的橋梁。STING在與cGAMP或其他CDN結(jié)合時(shí)被激活,導(dǎo)致刺激1型IFN反應(yīng)、免疫細(xì)胞募集、促進(jìn)DC成熟和啟動(dòng)抗原特異性免疫。

目前正在進(jìn)行多項(xiàng)臨床試驗(yàn),評(píng)估STING激動(dòng)劑和ICI的聯(lián)合療法。STING激動(dòng)劑MK-1454與Pembrolizumab聯(lián)合治療晚期實(shí)體瘤或淋巴瘤的首次人體試驗(yàn)(NCT03010176)顯示了令人鼓舞的安全性和早期療效證據(jù)。目前正在進(jìn)行二期研究,評(píng)估MK-1454與Pembrolizumab聯(lián)合治療HNSCC(NCT04220866)以及ADU-S100與Pembrolizumab聯(lián)合治療HNSCC(NCT03937141)的安全性和療效。

Melphalan

Melphalan是一種氮芥烷基化化療藥物,廣泛用于癌癥治療。其局部治療已被證明可通過(guò)啟動(dòng)ICD增強(qiáng)免疫細(xì)胞浸潤(rùn)和抗原遞呈,同時(shí)將系統(tǒng)性副作用降至最低。一項(xiàng)Melphalan聯(lián)合ipilimumab的II期臨床試驗(yàn)顯示PFS有改善以及62%的CR。然而,由于較小的樣本數(shù),其均未達(dá)到顯著性差異。

溶瘤肽

溶瘤肽(OPs)是一種具有凈正電荷和大部分疏水氨基酸殘基的短多肽,旨在模擬天然抗菌肽。這使它們能夠選擇性地通過(guò)帶負(fù)電荷的磷脂膜進(jìn)入較高磷脂酰絲氨酸暴露的癌細(xì)胞。

溶瘤肽LTX-315/401和RT53、已被證明在黑色素瘤和纖維肉瘤模型中觸發(fā)ICD和DAMP釋放以及IFN-Ⅰ分泌,導(dǎo)致局部免疫浸潤(rùn)和腫瘤消退。LTX-315目前正在聯(lián)合Pembrolizumab進(jìn)行一項(xiàng)I期試驗(yàn)(NCT04796194)。

基于熱和超聲的治療

高強(qiáng)度聚焦超聲(HIFU)是一種非侵入性的熱療方式,主要用于治療實(shí)體腫瘤患者,這些患者不適合手術(shù)和放療。HIFU被證明能誘導(dǎo)人類(lèi)癌細(xì)胞的ICD,促進(jìn)DAMP的產(chǎn)生以及細(xì)胞因子的產(chǎn)生,從而使巨噬細(xì)胞從抑制性M2-分化為抗腫瘤M1表型。目前正在進(jìn)行的一項(xiàng)1期研究正在評(píng)估HIFU聯(lián)合Pembrolizumab治療轉(zhuǎn)移性乳腺癌的療效(NCT03237572)。

小結(jié)

盡管近年來(lái)取得了巨大的進(jìn)步,ICI治療在免疫性冷腫瘤的治療中仍然基本無(wú)效。局部免疫調(diào)節(jié)療法可以和ICI之間產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng),然而應(yīng)答和耐藥性的機(jī)制非常復(fù)雜,很可能沒(méi)有一種單一療法能夠克服腫瘤介導(dǎo)的免疫抑制,多靶點(diǎn)組合可能代表免疫治療策略的未來(lái)。

為了克服ICI在冷腫瘤中缺乏有效性,并最大限度地發(fā)揮局部治療組合的協(xié)同作用,還有很多需要學(xué)習(xí)的地方。對(duì)于局部治療后腫瘤發(fā)生的生物學(xué)變化的持續(xù)研究正在為設(shè)計(jì)更有效的策略奠定基礎(chǔ)。局部免疫調(diào)節(jié)仍然是腫瘤治療的一個(gè)強(qiáng)有力的補(bǔ)充,有可能使更多患者對(duì)免疫檢查點(diǎn)阻斷產(chǎn)生反應(yīng)。

參考文獻(xiàn):

1．Kickstarting Immunity in Cold Tumours:Localised Tumour Therapy Combinations With Immune Checkpoint Blockade． FrontImmunol． 2021; 12: 754436．