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前言
癌癥免疫療法是通過刺激免疫系統(tǒng)來摧毀腫瘤，不同癌癥的免疫治療中，患者的生存期有顯著提高；聯(lián)合常規(guī)治療方法更會(huì)增加20%-30%的療效。如今，免疫治療已成為繼手術(shù)、放化療、靶向治療后，另一有效的治療手段。人體的免疫治療對(duì)抗腫瘤這一概念最早可以追溯道19世紀(jì)50年代。近年來，隨著腫瘤免疫機(jī)制的進(jìn)一步明確，已有多個(gè)免疫檢查點(diǎn)相關(guān)藥物被批準(zhǔn)用于多種癌癥。
黑色素瘤是一種皮膚癌，它起源于色素細(xì)胞，和其他癌癥類型相比，黑色素瘤細(xì)胞的高突變負(fù)荷增加了黑色素瘤的免疫原性和免疫細(xì)胞向腫瘤的浸潤。現(xiàn)今，黑色素瘤已經(jīng)被用作免疫療法開發(fā)的模型。今年二月份發(fā)表在《Nature》的一篇綜述：Mechanisms of immune activation and regulation: lessons from melanoma，以黑色素瘤為切入點(diǎn)，回顧了腫瘤免疫反應(yīng)的機(jī)制，并討論了免疫治療最新的進(jìn)展以及治療策略。
背景
皮膚黑色素瘤是一種黑色素細(xì)胞導(dǎo)致的惡性腫瘤，太陽紫外線照射是最主要的風(fēng)險(xiǎn)因素，導(dǎo)致了黑色素瘤的高突變負(fù)荷。黑色素瘤表現(xiàn)出許多與腫瘤細(xì)胞生存和增殖相關(guān)的driver突變和passenger突變，目前已有小分子藥物靶向其中一些突變。腫瘤微環(huán)境(TME)是腫瘤發(fā)展、生長、侵襲和轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子，在腫瘤免疫和患者預(yù)后方面發(fā)揮著核心作用。黑色素瘤中腫瘤浸潤淋巴細(xì)胞(TILs)的存在及其定位、成分和密度可影響免疫反應(yīng)和患者生存。然而，腫瘤進(jìn)展仍可能發(fā)生在T細(xì)胞浸潤的情況下，這是誘導(dǎo)免疫逃避的一個(gè)跡象。
這種現(xiàn)象可能有幾種機(jī)制，例如抑制腫瘤特異性T細(xì)胞、抗原或呈遞它們的MHC分子缺乏或水平低、浸潤 T 細(xì)胞上缺乏趨化劑或其受體、TME中的腫瘤細(xì)胞、鄰近細(xì)胞或抑制性免疫細(xì)胞分泌的抑制因子。除了CD4+和CD8+T細(xì)胞外，其他先天性T細(xì)胞，如自然殺傷T細(xì)胞，γδT細(xì)胞，MAIT細(xì)胞，在控制腫瘤生長過程中也扮演了十分重要的角色。此外，在腫瘤中還發(fā)現(xiàn)了其他的先天性或適應(yīng)性免疫細(xì)胞類型，包括巨噬細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞、B細(xì)胞、肥大細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞和中性粒細(xì)胞。
免疫檢查點(diǎn)抑制劑(ICIs)通過逆轉(zhuǎn)效應(yīng)T細(xì)胞功能障礙和耗竭，從而增強(qiáng)其抗腫瘤特性，在轉(zhuǎn)移性黑色素瘤中顯示出顯著的臨床療效。這一成功導(dǎo)致ICIs被用作黑色素瘤和其他癌癥類型的一線治療。然而，40–60%的黑色素瘤患者并沒有取得顯著的治療效果，許多患者經(jīng)歷了腫瘤復(fù)發(fā)。
在這篇綜述中，作者通過關(guān)注影響抗腫瘤免疫的不同機(jī)制，概述了對(duì)黑色素瘤免疫反應(yīng)最新理解。討論腫瘤細(xì)胞內(nèi)在因素在免疫反應(yīng)中的作用、TME 中的免疫細(xì)胞如何與腫瘤細(xì)胞相互作用、腫瘤中免疫細(xì)胞如何發(fā)揮其功能；以及微生物組學(xué)對(duì)抗腫瘤免疫的影響。這些信息如何幫助更好地靶向參與抗腫瘤免疫反應(yīng)的免疫機(jī)制、治療方式的開發(fā)、時(shí)機(jī)的作用以及不同類型治療的組合以實(shí)現(xiàn)最大效果。
內(nèi)容
一、腫瘤細(xì)胞內(nèi)在因素
腫瘤細(xì)胞的抗原性主要是由于其遺傳、轉(zhuǎn)錄和功能性景觀的改變而產(chǎn)生的。這些腫瘤細(xì)胞的內(nèi)在因素一方面決定了天然的抗腫瘤T細(xì)胞反應(yīng)的誘導(dǎo)和維持，另一方面，導(dǎo)致了ICIs治療的抵抗[Fig.1]。
1. 腫瘤細(xì)胞抗原性
黑色素瘤是高抗原性腫瘤，這在腫瘤自發(fā)消退、T細(xì)胞高浸潤和患者對(duì)ICIs響應(yīng)較高的患者中很明顯。盡管抗原不敏感療法在黑色素瘤治療方面取得了成功，但我們必須了解腫瘤細(xì)胞抗原性的來源，以便開發(fā)抗原靶向療法。這一目標(biāo)導(dǎo)致了僅由腫瘤細(xì)胞表達(dá)的腫瘤特異性抗原或腫瘤相關(guān)抗原，或雖然在正常細(xì)胞中表達(dá)，但是明顯在腫瘤細(xì)胞中表達(dá)水平升高的腫瘤相關(guān)抗原的鑒定，以及這些抗原在腫瘤免疫反應(yīng)中的作用。
此前，黑色素瘤抗原研究主要集中于黑色素瘤細(xì)胞中過度表達(dá)的野生型基因的腫瘤相關(guān)抗原，如編碼黑色素分化抗原的基因、不太重要的組織的抗原等。最近的研究表明，腫瘤中突變抗原可以作為免疫顯性抗原發(fā)揮作用，因?yàn)樗鼈冊(cè)谡＝M織中不表達(dá)，因此繞過了中樞神經(jīng)耐受。這些發(fā)現(xiàn)促使人們致力于開發(fā)新的鑒定突變肽的方法，并了解如何更好地預(yù)測它們?cè)诎┘?xì)胞上發(fā)現(xiàn)的MHC分子的呈現(xiàn)及其免疫原性。
抗原識(shí)別方法：
出于治療目的，理想的腫瘤抗原應(yīng)具有免疫原性和腫瘤特異性，由腫瘤細(xì)胞呈現(xiàn)。目前的抗原識(shí)別方法依賴于這些屬性，并基于使用免疫肽組學(xué)對(duì)抗原進(jìn)行物理純化，或基于識(shí)別它們的T細(xì)胞的存在，通過使用肽、串聯(lián)小基因、cDNA文庫或四聚體的抗原篩選進(jìn)行識(shí)別。所有的這些方法都需要抗原序列的先驗(yàn)知識(shí)，作為抗原識(shí)別的輸入。
在所有癌癥類型中，黑色素瘤的突變率最高[Fig.S1]；雖然突變抗原具有治療潛力，但它們具有高度的患者特異性，并且從復(fù)發(fā)性黑色素瘤突變中識(shí)別的共有突變抗原的數(shù)量很低。同樣，在每個(gè)患者中識(shí)別的臨床相關(guān)的突變抗原的數(shù)量也非常有限，每個(gè)患者只有很少的突變抗原，或者根本沒有。
Ref：Lawrence MS, Stojanov P, Polak P, et al. Mutational heterogeneity in cancer and the search for new cancer-associated genes. Nature. 2013;
使用突變抗原的另一個(gè)障礙是——它們?cè)谀[瘤和轉(zhuǎn)移部位的異質(zhì)性，這是由于腫瘤免疫編輯和多種治療方法的選擇效應(yīng)導(dǎo)致的腫瘤突變景觀的異質(zhì)性。在黑色素瘤小鼠模型中，腫瘤異質(zhì)性降低可導(dǎo)致強(qiáng)有力的免疫檢測，這可以解釋腫瘤異質(zhì)性與患者生存之間的聯(lián)系。
對(duì)抗原加工和呈遞通路的不斷增加的了解，以及對(duì)基因組、轉(zhuǎn)錄組和蛋白質(zhì)組腫瘤景觀的逐漸挖掘，正在揭示呈遞抗原的全部內(nèi)容。全基因組和全外顯子組測序、RNA 測序和核糖體分析等技術(shù)已經(jīng)允許鑒定源自突變(非同義單核苷酸變異、移碼和插入缺失)、易位、可變剪接(轉(zhuǎn)錄物融合或替代 mRNA 或蛋白酶體剪接事件)、替代核糖體產(chǎn)物、翻譯后修飾和非編碼或snRNA。黑色素瘤細(xì)胞呈遞的其他抗原來源是內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒和腫瘤內(nèi)細(xì)菌。
腫瘤免疫編輯(Tumour immuno-editing)：免疫編輯是一個(gè)由免疫監(jiān)視和腫瘤進(jìn)展組成的動(dòng)態(tài)過程，它描述了腫瘤細(xì)胞和免疫系統(tǒng)之間的關(guān)系，主要可以分為3個(gè)階段——清除(Elimination)、平衡(Equilibrium)、逃逸(Escape)。最初，免疫系統(tǒng)識(shí)別轉(zhuǎn)化的細(xì)胞并清除它們，未被清除的細(xì)胞會(huì)進(jìn)入平衡階段。然后經(jīng)過編輯的腫瘤可以逃脫免疫系統(tǒng)并表現(xiàn)出無限制的生長[Fig.S2]。
Ref：O'Donnell JS,Teng MWL, Smyth MJ. Cancer immunoediting and resistance to T cell-based immunotherapy. Nat Rev Clin Oncol . 2019；
2. 干擾素γ的反應(yīng)和信號(hào)傳遞
腫瘤細(xì)胞中干擾素-γ (IFNγ) 通路的激活在抗腫瘤免疫反應(yīng)中具有雙重作用，這取決于激活的持續(xù)時(shí)間和 IFNγ 通路組分的存在。IFNγ 信號(hào)傳導(dǎo)具有直接的抗增殖和促凋亡作用，可導(dǎo)致 CXCL9 和 CXCL10 等趨化因子的分泌，并增加抗原加工機(jī)制和表面MHC-I、 MHC-II 分子的表達(dá)。IFNγ還可以改變呈遞抗原的種類，從而提高腫瘤細(xì)胞的免疫原性。相比之下，黑色素瘤細(xì)胞長期暴露于IFNγ可導(dǎo)致表觀遺傳學(xué)和轉(zhuǎn)錄組學(xué)改變，導(dǎo)致抑制性T細(xì)胞受體上調(diào)和ICIs耐藥。
3. 抗原呈遞喪失
IFNγ信號(hào)通路對(duì)腫瘤免疫的影響依賴于其上調(diào)MHC-I類抗原呈遞的能力。盡管在一些 MHC-I 缺陷型腫瘤中，用 IFNγ 治療可以恢復(fù)抗原加工機(jī)制的表達(dá)和 MHC-I 表達(dá)，但在其他情況下，抗原呈遞缺陷是不可逆的。盡管MHC-II表達(dá)在黑色素瘤細(xì)胞中的作用尚不清楚，但有研究人員建議將其用作抗PD1治療反應(yīng)的預(yù)測性生物標(biāo)志物。與MHC-I遞呈通路相比，MHC-II抗原遞呈的缺陷較少見，但已報(bào)道了MHC-II介導(dǎo)的對(duì)PD1抑制的抵抗機(jī)制。此外，黑色素瘤中MHC-II的異常表達(dá)可吸引CD4+T細(xì)胞，從而抑制CD8+T細(xì)胞的抗腫瘤反應(yīng)。
4. 致癌信號(hào)
除了基因改變對(duì)腫瘤抗原的貢獻(xiàn)外，致癌信號(hào)還可以通過各種其他機(jī)制影響腫瘤免疫。 盡管其他類型的癌癥中顯示的機(jī)制也可能與黑色素瘤有關(guān)，但這里僅討論先前在黑色素瘤模型和黑色素瘤患者中描述的最常見的致癌信號(hào)傳導(dǎo)機(jī)制。
在黑色素瘤的發(fā)展和免疫逃避中，MAPK 信號(hào)通路扮演了十分重要的角色。大約一半腫瘤患者攜帶BRAFV600E 激活突變。使用Vemurafenib抑制BRAF蛋白突變，通過增加 MHC-I和黑色素瘤分化抗原的表達(dá)，顯示黑色素瘤細(xì)胞對(duì) T 細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒性的敏感性增加，而不影響 T 細(xì)胞功能。
黑色素瘤細(xì)胞中的其他畸變，包括PTEN的丟失，降低腫瘤細(xì)胞對(duì) T 細(xì)胞介導(dǎo)的腫瘤殺傷的敏感性，這也與 T 細(xì)胞浸潤減少和 PD1抑制劑治療的較差結(jié)果相關(guān)。WNT-β-連環(huán)蛋白信號(hào)的激活與 T 細(xì)胞浸潤減少、免疫抑制細(xì)胞因子的產(chǎn)生以及通過破壞表達(dá)轉(zhuǎn)錄因子 BATF3 的 DCs 的募集來防止 T 細(xì)胞引發(fā)抗腫瘤反應(yīng)相關(guān)。最近的證據(jù)表明，腫瘤去分化也可能在對(duì)免疫療法的抵抗中發(fā)揮作用。
二、免疫細(xì)胞對(duì)黑色素瘤的影響
1.免疫檢查點(diǎn)
TILs 活性是免疫監(jiān)視成功的主要決定因素。TILs可以識(shí)別由腫瘤細(xì)胞呈遞的抗原，并且在共刺激因子的參與下，TIL激活可以介導(dǎo)腫瘤細(xì)胞殺傷，從而控制腫瘤生長。另一方面，TIL活性會(huì)被表達(dá)抑制性檢查點(diǎn)分子阻礙。這些免疫檢查點(diǎn)及其配體在細(xì)胞分布、功能作用和參與免疫反應(yīng)方面各不相同[Fig.2]。
研究最廣泛的免疫檢查點(diǎn)分子是PD1和CTLA4，臨床上廣泛應(yīng)該P(yáng)D1和CTLA4抑制劑，它們是黑色素瘤患者的一線治療藥物。其他使用較為廣泛的免疫檢查點(diǎn)包括LAG3(淋巴細(xì)胞活化基因3蛋白)、TIM3(T細(xì)胞免疫球蛋白粘蛋白受體3)、TIGIT(具有免疫球蛋白和 ITIM 結(jié)構(gòu)域的T細(xì)胞免疫受體)。通過人類黑色素瘤腫瘤樣本中的單細(xì)胞分析，這些免疫檢查點(diǎn)已顯示在 TILs 的CD8+亞群中上調(diào)。
ICIs的使用改變了黑色素瘤的治療方法，提高了黑色素瘤晚期患者的總體生存率。ICIs也可作為其他癌癥的一線治療方式，例如非小細(xì)胞肺癌。CTLA4或PD1阻斷抗體的單一療法顯著延長了一些患者的生存期，但仍舊有40-60% 的患者對(duì)該療法沒有反應(yīng)，這導(dǎo)致了靶向其他免疫檢查點(diǎn)分子的聯(lián)合治療的發(fā)展。
2. 免疫細(xì)胞的動(dòng)態(tài)變化
TME不同成分之間的相互作用導(dǎo)致細(xì)胞群體的動(dòng)態(tài)變化，細(xì)胞群體的動(dòng)態(tài)變化對(duì)腫瘤進(jìn)展至關(guān)重要。黑色素瘤的特點(diǎn)是免疫細(xì)胞浸潤相對(duì)較高，因此被認(rèn)為是一種免疫原性惡性腫瘤。然而，這些免疫細(xì)胞可能會(huì)產(chǎn)生相反的作用，啟動(dòng)或抑制免疫反應(yīng)。
(1)腫瘤微環(huán)境中的免疫細(xì)胞激活
T細(xì)胞在抗腫瘤免疫反應(yīng)中起主要作用。T細(xì)胞中的shRNA(short hairpin RNA)和CRISPR篩選已經(jīng)確定了介導(dǎo)T細(xì)胞特異性細(xì)胞功能的通路，這項(xiàng)研究有助于藥物開發(fā)和基于基因重編程的T細(xì)胞的療法的設(shè)計(jì)。這些技術(shù)已在體內(nèi)和體外模型中得到應(yīng)用，用于識(shí)別T細(xì)胞受體(TCR)信號(hào)的正向和負(fù)向調(diào)節(jié)。
在注射OT-1 TCR轉(zhuǎn)基因CD8+T細(xì)胞的荷瘤小鼠中，進(jìn)行shRNA篩查，識(shí)別B16黑色素瘤細(xì)胞表達(dá)替代腫瘤抗原卵清蛋白，確定了靶標(biāo)PPP2R2D——PP2A磷酸酶家族的一個(gè)調(diào)節(jié)亞單位。在人類CD8+細(xì)胞中進(jìn)行的單獨(dú)的CRISPR 篩選，確定了 TCR 信號(hào)傳導(dǎo)的幾個(gè)負(fù)調(diào)節(jié)因子。通過增加早期激活的CD69和CD40L細(xì)胞表面標(biāo)志物的表達(dá)，以及殺死靶標(biāo)A375黑色素瘤細(xì)胞系，編碼這些調(diào)控子的基因消融增強(qiáng)了CD8+T細(xì)胞功能。 這些研究表明，對(duì)T細(xì)胞進(jìn)行基因改造，可是使其具有抗黑色素瘤活性。
促進(jìn)黑色素瘤患者免疫反應(yīng)的另一個(gè)方面是腫瘤內(nèi)存在高度組織化的三級(jí)淋巴結(jié)構(gòu)(TLSs:Tertiary lymphoid structures)，包括B細(xì)胞、T細(xì)胞和DCs(樹突細(xì)胞)。這些細(xì)胞在高內(nèi)皮小靜脈(HEV)周圍形成高度特化的免疫聚集體，從而能夠招募幼稚 B 細(xì)胞和 T 細(xì)胞。腫瘤浸潤性 B 細(xì)胞和TLSs均已被證明可促進(jìn)黑色素瘤患者的免疫治療反應(yīng)。 在這些結(jié)構(gòu)中激活的免疫機(jī)制尚未完全了解。 然而，腫瘤相關(guān)TLSs的重要性已被明確確立。天然免疫細(xì)胞，如NK細(xì)胞，也可以消除腫瘤細(xì)胞。此外，非常規(guī)的先天樣T細(xì)胞(包括γδT細(xì)胞、NKT細(xì)胞和MAIT細(xì)胞)在調(diào)節(jié)腫瘤免疫方面也很重要。
(2)腫瘤微環(huán)境中的免疫細(xì)胞抑制
TME中的許多不同細(xì)胞，包括基質(zhì)細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Treg細(xì)胞)、髓源性抑制細(xì)胞(MDSC)和腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞 (TAM)都會(huì)抑制免疫細(xì)胞活化。Treg細(xì)胞是免疫抑制性T細(xì)胞，可通過抑制CD8+T細(xì)胞、NK 細(xì)胞、B 細(xì)胞和APC來抑制抗腫瘤免疫反應(yīng)。在包括黑色素瘤在內(nèi)的多種癌癥中，高水平的Treg細(xì)胞浸潤與復(fù)發(fā)、腫瘤進(jìn)展和轉(zhuǎn)移有關(guān)。
在TME基質(zhì)細(xì)胞中，癌癥相關(guān)成纖維細(xì)胞(CAF) 是最豐富的。這些細(xì)胞在形成腫瘤細(xì)胞周圍的細(xì)胞外基質(zhì) (ECM) 結(jié)構(gòu)中發(fā)揮作用；同時(shí)，它們還在腫瘤發(fā)生中發(fā)揮作用。已經(jīng)表明，使用人類黑色素瘤相關(guān)的CAFs，基質(zhì)金屬蛋白酶 (MMP) 的分泌導(dǎo)致NKG2D的配體MICA和MICB水平的降低，從而抑制腫瘤細(xì)胞對(duì)NK細(xì)胞介導(dǎo)的殺傷作用的敏感性。此外，因?yàn)?ECM 重塑、膠原沉積和機(jī)械力可以調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞遷移和激活，ECM重塑產(chǎn)生的ECM 和蛋白水解產(chǎn)物也可能在免疫治療抵抗中發(fā)揮關(guān)鍵作用。很明顯，在黑色素瘤等免疫原性腫瘤的中，免疫系統(tǒng)的不同分支之間存在不斷變化的平衡，導(dǎo)致腫瘤識(shí)別和消除。同時(shí)，腫瘤進(jìn)化還包括允許腫瘤細(xì)胞逃避免疫監(jiān)視和抗腫瘤免疫的免疫編輯機(jī)制。
基于這些發(fā)現(xiàn)，靶向免疫抑制細(xì)胞群已成為一種有吸引力的治療干預(yù)策略，主要是通過抑制它們向 TME 的募集和施用共刺激分子以增強(qiáng)T細(xì)胞活化。
3. 腫瘤免疫的代謝調(diào)節(jié)
在 TME 中，腫瘤細(xì)胞和免疫細(xì)胞都在爭奪資源，通常會(huì)遇到缺氧、氧化應(yīng)激和營養(yǎng)缺乏等挑戰(zhàn)。T細(xì)胞活化和腫瘤細(xì)胞增殖需要有氧糖酵解。除了營養(yǎng)之外，腫瘤脈管系統(tǒng)的異常特征會(huì)產(chǎn)生缺氧區(qū)域，導(dǎo)致糖酵解活性和乳酸產(chǎn)生增強(qiáng)。乳酸的增加使TME酸化，影響抗腫瘤免疫反應(yīng)。腫瘤和免疫細(xì)胞之間的營養(yǎng)競爭為腫瘤細(xì)胞逃避免疫反應(yīng)提供了另一種手段，在研究抗腫瘤免疫時(shí)需要考慮這一原則。
三、微生物群的參與
1.腫瘤微生物組
早在100年前，就有許多關(guān)于腫瘤內(nèi)細(xì)菌的報(bào)道。關(guān)于黑色素瘤中的瘤內(nèi)微生物組，人們的認(rèn)識(shí)存在很大差距。大多數(shù)研究都是針對(duì)上呼吸消化道中的腫瘤進(jìn)行的。最近的一項(xiàng)研究顯示，包括黑色素瘤在內(nèi)的許多腫瘤都有微生物組，這表明腫瘤微生物組比先前的認(rèn)為更為普遍。本研究闡釋了腫瘤內(nèi)與呼吸消化道（呼吸道、肺道、上消化道）無直接關(guān)系的微生物，因此它們不太容易含有共生生物。這些微生物似乎具有腫瘤類型特異性，表明它們具有腫瘤特異性作用。
腫瘤內(nèi)微生物組已被證明具有影響腫瘤進(jìn)展和對(duì)治療反應(yīng)的各種功能，包括通過增加誘變直接促進(jìn)腫瘤發(fā)生、調(diào)節(jié)致癌通路或調(diào)節(jié)宿主免疫系統(tǒng)。此外，一些研究表明，微生物組會(huì)影響癌癥患者化療藥物的效率。
2.對(duì)免疫反應(yīng)的影響
腸道微生物在抗腫瘤應(yīng)答和ICIs響應(yīng)中的作用已在臨床前小鼠模型和各種癌癥患者的研究中得到證實(shí)。最近的臨床試驗(yàn)表明，將抗PD1治療有響應(yīng)的患者的糞便微生物，移植到對(duì)抗PD1治療無效的轉(zhuǎn)移性黑色素瘤患者中，發(fā)現(xiàn)該患者克服了耐藥性；暗示腸道菌群的調(diào)節(jié)可以發(fā)展為黑色素瘤的治療方法。
已經(jīng)研究針對(duì)單個(gè)微生物和人類微生物組進(jìn)行測序，深入了解了它們對(duì)健康和疾病的影響。除了測序，基于顯微鏡和流式細(xì)胞術(shù)的方法也被證明是檢測和研究腫瘤相關(guān)微生物組的有效工具。不同腫瘤類型中的微生物可能會(huì)影響TME和腫瘤免疫。來自TCGA的 RNA測序數(shù)據(jù)顯示，腫瘤內(nèi)腸道微生物可以調(diào)節(jié)趨化因子水平并影響黑色素瘤中的 CD8+T細(xì)胞浸潤，從而影響患者的生存。
另一方面，TME 中的很多微生物是免疫抑制的。PDAC腫瘤中不同的細(xì)菌通過TLR連接促進(jìn)抑制性單核細(xì)胞分化，導(dǎo)致T細(xì)胞無響應(yīng)。
四、將機(jī)制轉(zhuǎn)化為治療
由于免疫細(xì)胞大量參與了黑色素瘤的腫瘤微環(huán)境，黑色素瘤長期以來均被作為研究和開發(fā)免疫治療的模型。針對(duì)TME的不同成分設(shè)計(jì)了不同的治療方法，包括腫瘤細(xì)胞的內(nèi)在和外在因素。盡管一些療法在黑色素瘤的臨床治療中取得了成功——如ICIs、過繼性免疫治療、抗原特異性疫苗；但一些患者對(duì)所選的治療并無響應(yīng)，或會(huì)因?yàn)槟[瘤免疫逃逸而復(fù)發(fā)。
故為每位患者選擇最佳靶點(diǎn)是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)，需要考慮腫瘤細(xì)胞的遺傳、轉(zhuǎn)錄、表觀遺傳和抗原環(huán)境，以及腫瘤的其他免疫和非免疫細(xì)胞成分。靶向多種成分的組合治療策略可能提供更大的療效，但選擇最佳組合必須在最大限度誘導(dǎo)免疫反應(yīng)的同時(shí)，最大限度的減少不良反應(yīng)和耐藥。
了解免疫系統(tǒng)對(duì)腫瘤的影響要考慮的首要問題是，是否有預(yù)先的抗腫瘤免疫反應(yīng)？最直接的指標(biāo)可能是TME中的T細(xì)胞。類似的，預(yù)測ICIs存活和反應(yīng)的特定T細(xì)胞狀態(tài)的存在和頻率，也可以用作預(yù)先存在的免疫反應(yīng)的生物標(biāo)記物。
(1)存在事先免疫
如果存在事先免疫，ICIs的使用有助于逆轉(zhuǎn)腫瘤特異性T細(xì)胞的局部免疫抑制效應(yīng)，或從外周誘導(dǎo)和招募腫瘤特異性T細(xì)胞。ICIs反應(yīng)最直接的生物標(biāo)志物是TME中的免疫檢查點(diǎn)分子的表達(dá)。不過，這些生物標(biāo)志物并未在所有測試的隊(duì)列中顯示出強(qiáng)大的預(yù)測能力；并且這些生物標(biāo)志物對(duì)ICIs反應(yīng)沒有特異性，可能這些標(biāo)志物表明的是先前對(duì)腫瘤的免疫反應(yīng)。ICIs反應(yīng)的另一個(gè)生物標(biāo)志物是 TLSs，與其他生物標(biāo)記物相比，TLSs的存在表明正在進(jìn)行的抗腫瘤免疫反應(yīng)，并提供了多種細(xì)胞類型之間的動(dòng)態(tài)相互作用的信息，可能是一種更具包容性的生物標(biāo)記物。但仍需要進(jìn)一步研究來確定TLSs在黑色素瘤和其他腫瘤中的作用，了解TLSs內(nèi)發(fā)生的不同的相互作用，以及 TLS 的形成機(jī)制。
在表現(xiàn)出事先免疫的腫瘤中，無論它們對(duì)ICIs的響應(yīng)能力如何，降低TME中細(xì)胞的抑制作用或激活 T 細(xì)胞活性的治療可以與上述治療方式相結(jié)合。例如，降低 T-reg 細(xì)胞、MDSCs、TAMs 和 CAFs 的抑制作用，以及不同細(xì)胞類型之間的信號(hào)通路，可以降低 T 細(xì)胞和 NK 細(xì)胞的抑制作用。用不同的細(xì)胞因子和趨化因子治療患者，促進(jìn) T 細(xì)胞活化和免疫細(xì)胞向腫瘤遷移，從而導(dǎo)致抗腫瘤免疫激活。
(2)不存在事先免疫
在沒有事先免疫的腫瘤中，事先免疫缺失可能是由于抗原的丟失或缺失，或抗原呈遞分子(如B2M或MHC分子)的丟失。雖然可以彌補(bǔ)或修復(fù)抗原呈遞通路中某些成分的丟失或低表達(dá)，減少的腫瘤細(xì)胞抗原性可以通過先前提到的治療方法增加，不過，在丟失MHC分子的腫瘤治療中，不能依賴 TCR-肽-MHC識(shí)別。由于NK細(xì)胞可以識(shí)別MHC低表達(dá)的腫瘤細(xì)胞，因此可以應(yīng)用不同的治療方法來提高NK細(xì)胞的細(xì)胞毒性和對(duì)腫瘤細(xì)胞的識(shí)別。類似地，其他非常規(guī)T細(xì)胞，如NKT細(xì)胞、γδT細(xì)胞和MAIT細(xì)胞，不限于MHC識(shí)別，可以提供抗腫瘤細(xì)胞毒性。
另一種不依賴于抗原呈遞的治療方法是使用嵌合抗原受體 (CAR) T 細(xì)胞。盡管抗CD19 CARs已被證明是治療血液系統(tǒng)惡性腫瘤的成功方法，但在實(shí)體瘤中識(shí)別可供選擇的靶標(biāo)可能更具挑戰(zhàn)性。除了使用CAR T 細(xì)胞外，最近的研究還關(guān)注改造其他免疫細(xì)胞(如NK細(xì)胞和巨噬細(xì)胞)——使它們能夠像CAR T細(xì)胞類似的方式，靶向癌細(xì)胞[Fig.3]。
對(duì)于黑色素瘤或其他癌癥的患者，需要進(jìn)一步的工作來識(shí)別生物標(biāo)志物、監(jiān)測腫瘤的免疫響應(yīng)，特別是在抗原呈遞、T細(xì)胞和 APCs參與方面，這將有助于成功地進(jìn)行治療調(diào)節(jié)。 同樣，需要研究不同細(xì)胞類型在TME中的參與功能。 由于不同的治療會(huì)改變腫瘤的環(huán)境，后續(xù)治療需要更進(jìn)一步研究腫瘤狀態(tài)和相關(guān)的耐藥機(jī)制。
五、結(jié)論和前景
黑色素瘤是一種高度免疫原性腫瘤，由于其高的突變負(fù)荷，研究人員已深入研究黑色素瘤的免疫反應(yīng)。然而，對(duì)黑色素瘤細(xì)胞免疫原性中起作用的細(xì)胞自主因子以及這些因子如何影響免疫反應(yīng)的認(rèn)識(shí)仍存在許多差距。該領(lǐng)域的一個(gè)重大挑戰(zhàn)是選擇一個(gè)能導(dǎo)致免疫激活的有效靶標(biāo)。 這需要考慮腫瘤細(xì)胞的多種特性，例如它們的轉(zhuǎn)錄、翻譯、表觀遺傳、蛋白質(zhì)組和抗原環(huán)境。這些可能需要并行評(píng)估，在不同的壓力微環(huán)境下整合和考慮它們的數(shù)據(jù)，并且同時(shí)考慮到腫瘤內(nèi)的異質(zhì)性。
到目前為止，在個(gè)體中，已評(píng)估了已鑒定的每種MHC呈遞的新抗原的免疫原性。但目前仍不清楚，幾類免疫原性MHC呈遞抗原的同時(shí)呈遞如何影響免疫反應(yīng)。這些有協(xié)同作用嗎？或者，多個(gè)免疫原性靶點(diǎn)同時(shí)呈現(xiàn)是否會(huì)降低它們的免疫原性，從而揭示一種新的腫瘤內(nèi)異質(zhì)性？此外，還缺乏對(duì)腫瘤內(nèi)免疫細(xì)胞功能的深入了解；如何將基礎(chǔ)研究的見解轉(zhuǎn)化為體系，以促使更好的治療決策的制定，或開發(fā)新的治療方法？在這里，作者回顧了最近的研究和治療策略，這些研究和治療策略可用于推動(dòng)未來的治療創(chuàng)新，以及開發(fā)用于臨床或臨床前研究的聯(lián)合治療方法。
關(guān)于未來的方向，最近的研究表明，微生物組的調(diào)節(jié)在抗腫瘤免疫方面具有相當(dāng)大的治療潛力。 整合目前可用的數(shù)據(jù)并進(jìn)一步研究細(xì)菌對(duì)免疫 TME 的影響，以及細(xì)菌靶向特定腫瘤的能力，應(yīng)該會(huì)提供獨(dú)特的治療選擇。 此外，基因組篩選方法的進(jìn)步可能有助于揭示除增殖和刺激之外的更復(fù)雜的免疫表型，并拓寬對(duì)影響TME的免疫細(xì)胞相互作用的理解。盡管本篇綜述針對(duì)于黑色素瘤，一些免疫機(jī)制和治療方法對(duì)于其他癌癥類型可能也相關(guān)。不過需要進(jìn)一步的研究來確定哪些免疫機(jī)制是泛癌，哪些免疫機(jī)制是癌癥類型特異性的。
Ref：
1. Dunn GP, Old LJ, Schreiber RD. The three Es of cancer immunoediting. Annu Rev Immunol. 2004；
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3. Johnson, D. B. et al. Melanoma-specific MHC-II expression represents a tumour-autonomous phenotype and predicts response to anti-PD-1/PD-L1 therapy. Nat. Commun. 2016
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5. Fecal microbiota transplant promotes response in mmunotherapy-refractory melanoma patients. Science.2021
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