中国乳腺癌免疫治疗转化研究进展
2022-03-02李昕宇刘强
李昕宇 刘强
乳腺癌是全球女性发病率和死亡率最高的恶性肿瘤。传统的治疗方法,如手术、放疗、化疗、内分泌治疗及靶向治疗,已难大幅改善乳腺癌患者尤其是晚期患者的生存预后。免疫治疗是近年来兴起的一种全新的治疗方式,通过激活或者恢复人体免疫系统的肿瘤杀伤功能,进一步提高乳腺癌患者的生存率[1]。
在国际上,KEYNOTE-522 试验[2]将免疫检查点PD-1 抑制剂帕博利珠单抗从对三阴性乳腺癌(triple negative breast cancer,TNBC)的晚期治疗提前到早期治疗中,而中国的独创性使用国产PD-1 抑制剂卡瑞丽珠单抗联合抗血管生成药亦在晚期TNBC 中取得良好的客观缓解率[3]。DESTINY-Breast 03 试验[4]结果奠定了抗体偶联ADC 药物T-DXd 在HER-2 阳性晚期乳腺癌二线治疗中的地位。中国首个原创ADC药物维迪西妥单抗,实现了中国ADC 领域零的突破,即将在中国的HER-2 阳性乳腺癌患者中开展大型临床试验。本文将就中国乳腺癌免疫治疗转化研究中的治疗靶点、预测标志物、治疗手段等进行综述。
1 调控肿瘤免疫相关新靶点
1.1 PD-1 及其配体的调控
免疫系统通过免疫检查点来区分“自我”与“外来”,从而防止自身健康细胞受到免疫伤害,而肿瘤细胞利用免疫检查点这一特征来逃避免疫杀伤形成“免疫逃逸”。PD-1 是表达在T 淋巴细胞上的检查点蛋白,通过与肿瘤细胞表达的配体PD-L1 结合,导致 T 淋巴细胞凋亡,抑制T 细胞杀伤功能,在肿瘤免疫逃逸中发挥重要作用,而调控PD-1/PD-L1 的表达也成为当前的研究热点之一[1]。Qin 等[5]研究发现,核仁磷酸蛋白NPM1 是PD-L1 的转录调节因子,尤其是在TNBC中促进PD-L1 表达并与不良预后相关,靶向NPM1可减少PD-L1 的合成。Fang 等[6]研究发现,肿瘤中过表达的一种多功能生长因子颗粒素蛋白前体可通过信号转导子和激活子STAT3 诱导巨噬细胞PD-L1 表达,并使其向免疫抑制的M2 亚型转化。在表观遗传学上,Wan 等[7]研究发现,甲基转移酶METTL3 能通过N6-甲基化腺嘌呤 (m6A)修饰PD-L1 mRNA 促进其RNA稳定性,从而上调PD-L1 表达水平。在代谢组学方面,Zhang 等[8]研究发现,人体内代谢产物D-甘露醇可通过激活AMP-活化蛋白激酶下调PD-L1 表达。
1.2 肿瘤免疫细胞的调控
肿瘤周围微环境中不同的免疫细胞具有相互拮抗的作用,在肿瘤免疫中可分为具有抗肿瘤作用的细胞毒性T 淋巴细胞(cytotoxic T lymphocyte,CTL)、辅助性T 细胞亚群Th1、M1 型巨噬细胞、NK 细胞及抗原提呈树突状细胞,还有促肿瘤作用的调节性T 淋巴细胞(regulatory T cell,Treg)、M2 型巨噬细胞、髓源性抑制细胞。促进肿瘤组织内抗肿瘤免疫细胞,抑制促肿瘤细胞,是提高免疫治疗疗效的主要研究方向[9]。
1.2.1 靶向肿瘤浸润淋巴细胞 提高抗肿瘤淋巴细胞的CTL 和Th1 细胞浸润数目及其杀伤能力是免疫治疗的关键,调控免疫检查点PD-1/PD-L1 某种程度上可以增加T 淋巴细胞浸润数目,但仅30%患者可从中获益,仍需寻找更多的有效靶点。Huang 等[10]研究发现,CTL 和Th1 细胞迁移能力依赖于T 淋巴细胞中趋化因子及其受体的功能而并非其表达水平,CTL 和Th1 细胞中一种趋化因子受体调控蛋白RGS1 表达,可加速G 蛋白Gα 亚基上的GTP 水解成GDP,使下游通路失活从而抑制CTL 和Th1 迁移到肿瘤局部的能力,靶向RGS1 可提高CTL 及Th1浸润程度。Zhou 等[11]研究发现,微波消融可在消融乳腺癌局部病灶的同时,增加表达诱导共刺激分子(inducible T-cell co-stimulator ligand,ICOSL)的CD4+T 细胞并产生IFN-γ 来诱导Th1 细胞的免疫应答,增强肿瘤免疫杀伤功能,提示微波消融微创技术可起到协同免疫治疗作用。在临床研究方面,Zhang 等[12]对22 例紫杉醇单药或紫杉醇联合阿替利珠单抗治疗患者的肿瘤进行单细胞测序,发现在治疗有效的患者中,联合治疗组CXCL13+CTL、滤泡B 细胞和经典I型树突状细胞均增加,而紫杉醇单药治疗组则减少,提示使用紫杉醇方案后,出现CXCL13+CTL 减少可能会影响TNBC 患者的阿替利珠单抗的联合治疗疗效。
降低Treg 细胞的免疫抑制功能也可间接恢复T细胞免疫杀伤能力。Bai 等[13]研究发现,TNBC 高表达的膜联蛋白ANXA1 可增强Treg 细胞免疫抑制功能,降低患者的生存率。Wei 等[14]通过研究代谢再编程机制发现,三磷酸鸟苷环化水解酶GCH1 可对色氨酸的代谢重编码,并上调吲哚胺2,3-双加氧酶(indoleamine 2,3-dioxygenase1,IDO)1,诱导Treg 细胞浸润,而2,4-二氨基-6-羟基嘧啶(DAHP)可抑制GCH1 降低IDO1 表达,DAHP 联合PD-1 单抗可作为新的免疫治疗方案。Ni 等[15]研究发现,浸润CD73+γδ1 T 细胞是肿瘤微环境中最主要的Treg 细胞,发挥着关键的免疫抑制作用,乳腺癌细胞来源的外泌体可转运一种长链非编码RNA SNHG16 至γδ1 T细胞内,上调CD73 表达,增强免疫抑制功能,因此靶向肿瘤来源外泌体或SNHG16 也可作为未来新的治疗靶点,来降低肿瘤微环境的免疫抑制。
B 淋巴细胞也是肿瘤免疫微环境的重要组成部分,具有调节肿瘤免疫杀伤的能力。Gu 等[16]研究发现,B 淋巴细胞能够分泌靶向肿瘤糖基化膜蛋白HSPA4的病理性抗体,激活HSPA4 结合蛋白ITGB5 和下游Src/ NF-κB 途径,并通过CXCR4/SDF1α 轴来促进乳腺癌淋巴结转移。该研究还发现,这种HSPA4 抗体可预测乳腺癌淋巴转移及患者预后。Lu 等[17]通过比较行新辅助化疗前后的患者肿瘤组织标本,发现一群以ICOSL 为特征的新B 细胞亚群,通过肿瘤细胞的免疫原性死亡引发C3 补体活化产生,并与患者生存相关。在临床上,可使用ICOSL+B 细胞判断化疗诱导的抗肿瘤免疫反应,作为评估患者疗效及预后的重要标志物。
1.2.2 靶向肿瘤相关巨噬细胞及髓系抑制细胞 巨噬细胞是主要的免疫组成成分,并作为关键细胞调控肿瘤转移、免疫抑制及耐药。Liu 等[18]研究发现,长链非编码RNA IRENA 是化疗后肿瘤相关巨噬细胞(tumor-associated macrophage,TAM)功能转换的关键调控分子,IRENA 激活TAM 的NF-κB 信号通路,导致化疗后肿瘤出现治疗抵抗,靶向IRENA 可逆转巨噬细胞促肿瘤活性而发挥抗肿瘤作用。另外,Li 等[19]研究发现,TAM 通过分泌TGF-β1 激活肝白血病因子(hepatic leukemia factor,HLF)表达,HLF 再激活γ-谷氨酰转移酶1 抑制肿瘤细胞的铁死亡,从而促进TNBC 的增殖、转移和顺铂耐药。
除了微环境中浸润的M2 型巨噬细胞,肿瘤持续的炎症信号可使未成熟的髓样细胞偏离正常分化,形成具有抗炎和免疫抑制功能的髓系抑制细胞(myeloidderived suppressor cell,MDSC)。Liu 等[20]研究发现,醛脱氢酶1A1(aldehyde dehydrogenase 1A1,ALDH1A1)通过降低细胞内氢离子浓度指数(pH),激活TAK1 磷酸化/ NF-κB 通路,使集落刺激因子GM-CSF 分泌增加,从而诱导MDSC 扩增并起到抑制肿瘤免疫的作用。Yu 等[21]研究发现,编码组蛋白乙酰基转移酶的基因KAT6A 可介导信号转导分子SMAD3 的乙酰化修饰,激活上皮-间质转化和STAT3 信号通路,形成乳腺癌干细胞表型,并招募MDSC 促进肿瘤的发生和转移。该研究还进一步发现,KAT6A 的小分子抑制剂WM-1 119可显著提高PD-L1 单抗的疗效。
1.3 调节肿瘤周围血管生成
实体肿瘤中的血管常存在形态及功能上的异常,导致浸润性淋巴细胞无法穿过血管壁进入肿瘤组织。Li 等[3]研究发现,低剂量的抗血管内皮细胞生长因子-2(vascular endothelial growth factor receptor-2,VEGFR-2)抗体可通过重塑肿瘤血管正常化,在增加肿瘤周围抗肿瘤免疫细胞浸润的同时上调PD-1 表达,显著增加了PD-1 抗体的抗肿瘤活性。该团队根据转化研究成果开展针对晚期TNBC 患者的Ⅱ期临床试验,结果显示PD-1 单抗卡瑞丽珠单抗联合抗血管生成药阿帕替尼的客观缓解率(objective response rate,ORR)达到43.4%,1 年OS 达到42.2%。FUTURE-C-Plus试验入组晚期TNBC 免疫调节亚型IM 型患者,一线治疗使用卡瑞丽珠单抗联合抗血管生成药法米替尼及白蛋白紫杉醇,ORR 达到81.3%,PFS 达到11.9 个月[22]。以上研究均显示免疫治疗联合抗血管生成治疗方案的有效性。
1.4 预测免疫治疗疗效的标志物
筛选出适用于免疫治疗的目标人群,有利于在临床中精准高效地使用免疫制剂。Chen 等[23]通过全面分析临床465 例TNBC 样本的多组学数据,创新性提出“TNBC 复旦分型”,以CD8 为分子标志物的IM 分型与免疫治疗密切相关,约占TNBC 患者的24%。基于临床前研究结果发起的FUTURE 试验[24],IM 分型单组的14 例患者采用PD-1 抑制剂联合白蛋白紫杉醇的治疗方案,获得52.6% ORR,最长使用时间达6.5 个月,显著优于既往临床试验中免疫治疗的疗效,因此IM 型TNBC 患者可作为免疫治疗的适用人群。同时Shi 等[25]从具有同源重组修复缺陷的乳腺癌患者中,发现这些患者肿瘤细胞中cGAS-STING 通路下游的细胞因子CXCL10 特异性高表达,并与新抗原负荷量及浸润淋巴细胞数呈正相关,说明CXCL10 可作为预测同源重组修复缺陷患者的免疫治疗疗效的分子标志物。
2 免疫相关新治疗策略
2.1 HER-2 靶向药物联合免疫检查点抑制剂
目前,HER-2 阳性乳腺癌的一线治疗方案推荐HER-2 靶向药物联合化疗,而靶向HER-2 的曲妥珠单抗的抗体依赖细胞毒性效应是其抗肿瘤的一种重要机制。Su 等[26]研究发现,免疫治疗能增强抗靶向治疗疗效,巨噬细胞在发生抗体依赖的细胞吞噬效应后,其表面PD-L1 和IDO 表达上调,抑制了NK 细胞和T细胞的细胞毒效应,使用曲妥珠单抗联合PD-L1 和IDO 抑制剂可显著增强靶向治疗的疗效。
2.2 肿瘤疫苗
肿瘤疫苗是利用肿瘤抗原诱导产生免疫反应对肿瘤细胞进行特异性杀伤。Huang 等[27]开发了一种同时载有TLR3 激动剂hiltonol 和人中性粒细胞弹性蛋白酶(elastase neutrophil expressed,ELANE)的外泌体HELA-Exos,hiltonol 能够原位激活树突状细胞,而ELANE 可诱导乳腺癌细胞免疫原性死亡,这种外泌体为弱免疫原性TNBC 提供一种可能的肿瘤疫苗。Chen 等[28]利用肿瘤和细菌的细胞结构共性,将含有肿瘤抗原信息的肿瘤细胞膜和含有佐剂信息的大肠杆菌细胞膜共同表达于聚合物纳米颗粒表面,该疫苗可诱导树突细胞成熟,刺激脾脏释放T 淋巴细胞,促进肿瘤消退并抑制复发。
2.3 过继细胞治疗
过继细胞治疗是从患者体内分离免疫活性细胞,在体外进行扩增和功能鉴定,然后反向回输的新兴治疗方式。近来受到广泛关注的嵌合抗原受体(chimeric antigen receptor,CAR)-T 细胞疗法,通过CAR 靶向肿瘤抗原输送T 淋巴细胞,这种疗法也在实体肿瘤治疗中进行积极探索。Xia 等[29]将表皮生长因子受体(epidermal growth factor receptor,EGFR)作为表面抗原,构建了一种靶向EGFR 的新型CAR-T 细胞,在TNBC 小鼠模型中,成功定位T 淋巴细胞至肿瘤细胞表面的EGFR,起到定向肿瘤杀伤作用。这种新型的CAR-T 细胞耐药在使用表观遗传调控因子CDK7 抑制剂THZ1 后,干预免疫抑制基因增强子的激活,可发生逆转,改善传统CAR-T 细疗法早期耐受的局限性,为TNBC 治疗提供了崭新的治疗策略。
3 结语
中国关于免疫治疗研究正在飞速地发展,研究热点主要围绕着免疫检查点的调控、强化免疫细胞功能、逆转肿瘤微环境的免疫抑制等进行。通过对肿瘤免疫学认识的不断深入,实现多组学、多学科的融会贯通,提出更多中国创新性的研究成果,并将中国的转化研究成果转换为临床应用,实现基础到临床的转换,让越来越多的乳腺癌患者从更新和更有效的免疫治疗中获益。