通过靶向新兴免疫调节途径增强癌症免疫治疗

靶向CTLA4、PD-1和PD-L1的免疫检查点抑制剂(ICIs)的发现和临床实施改变了癌症的治疗。这种开创性的新方法改善了各种形式的晚期癌症患者的预后，然而，大多数接受这些治疗的患者，即使联合使用，也不能获得临床益处。因此，进一步开发针对控制T细胞功能的额外免疫检查点（共刺激受体和/或共抑制受体）的药物至关重要。2021年9月，Lukas Kraehenbuehl等人在《Nature reviews. Clinical oncology》（IF：66.675）杂志上发表了一篇题为《Enhancing immunotherapy in cancer by targeting emerging immunomodulatory pathways》的综述，旨在阐述针对共刺激和共抑制T细胞受体的药物的潜力和临床开发。

背景 

在过去的十年里，免疫检查点抑制剂(ICIs)的免疫疗法使各种类型的癌症的治疗取得了飞跃。一个多世纪以来，基于免疫的治疗方法（包括Coley毒素、高剂量干扰素、膀胱癌的卡介苗和IL-2）取得了非常小的成功，随着FDA批准的数量和范围的增加，美国有资格接受ICIs治疗的癌症患者比例从2011年的1.54%增加到2018年的43.63%。尽管如此，预计这些患者中只有12.46%会对ICIs产生反应，甚至在FDA批准的抗PD-1或抗PD-L1抗体的癌症中，受益的幅度也是高度可变的。因此，在抗CTLA4、抗PD-1或抗PD-L1抗体之外，扩大以ICI为基础的治疗方法显然是一个尚未满足的临床需求。   对ICIs的抵抗在一定程度上与肿瘤的基本免疫学特性有关，肿瘤通常被归类为“热”(炎症)或“冷”(非炎症)表型，炎症肿瘤的特征是肿瘤微环境(TME)中存在淋巴细胞，特别是大量的肿瘤浸润淋巴细胞(TILs)。越来越多证据证实，与炎症肿瘤相关的某些特性，如大量的TILs、T细胞激活的标记物，以及黏附标记物，都是对ICIs反应的预测。因此，相当多的努力集中在将冷肿瘤转变为热肿瘤的方法上，包括扩大和激活肿瘤相关抗原特异性细胞，并通过对抗肿瘤固有的免疫逃避机制促进肿瘤内T细胞浸润的增强。尽管结合现有的ICIs与其他疗法取得了相当大的治疗成功和研究兴趣，反应率仍然有限，这种缺乏反应性表明，显然需要扩大目前用于抑制免疫检查点和/或通过共刺激或共抑制受体的调节来促进抗癌免疫的药物的种类，因此本文描述了针对共刺激和共抑制受体以及在T细胞代谢中发挥作用的其他靶点的新药物的翻译发展。   

T细胞的成熟 

从原始T细胞前体发育成具有潜在抗肿瘤活性的T细胞，需要一个复杂的时空序列事件，树突状细胞上以MHCs复合物形式呈现的同源多肽与TCR结合，需要启动初始T细胞的启动过程，随后是克隆扩展和激活。启动是初始T细胞向效应T细胞(包括CD4+、CD8+或记忆型T细胞)发展的关键步骤，这一过程包括多个步骤，由抗原呈递细胞(APC)在MHC复合体的背景下与抗原相互作用而启动，之后，CD8+细胞需要额外的信号来分化为克隆扩张的细胞毒性T细胞或记忆性T细胞，以及CD4+细胞获得辅助功能。CD4+细胞上的CD28共刺激受体与CD80或CD86(两者都在APCs上)结合导致细胞增殖，需要进一步的信号来扩展和维持一种活跃而不是耗尽的状态(图1)。在T细胞激活时也会发生重要的代谢变化，为了增加能量消耗，需要促进有氧糖酵解、氧化磷酸化和谷氨酰胺解，以及增加对葡萄糖或氨基酸等营养物质的摄取。

靶向共刺激受体 共刺激信号通路在T细胞激活、分化、效应分子功能和生存中起着至关重要的作用，因此恢复T细胞反应的一种有前途的治疗策略包括激活（也称为激动作用）共刺激受体。大多数共刺激受体是肿瘤坏死因子受体超家族(TNFRSF)或免疫球蛋白超家族(IgSF)的成员。TNFRSF中的重要共刺激受体包括糖皮质激素诱导的TNF受体家族相关蛋白(GITR)、OX40和4-1BB，IgSF中的重要共刺激受体包括CD28和诱导性T细胞共刺激(ICOS)。尽管作为单药治疗(NCT02583165, NCT02553499, NCT02528357)的临床受益有限，利用旨在激活这些共刺激受体的抗体进行的临床试验已显示出药效学活性和免疫调节作用。本文将讨论重点放在共同刺激靶点上，如GITR、OX40、4-1BB和ICOS，这些靶点在临床前和临床研究方面是先进的，包括对其潜在作用机制的深入描述(表1)。   

GITR：在描述为糖皮质激素诱导因子后，Sakaguchi等人确定GITR为调节性T (Treg)细胞的选择性标记物，并且通过效应T细胞和瘤内Treg细胞表达GITR的水平较低。促进GITR激动作用的药物可通过刺激效应T细胞的激活和增殖以及减少循环和肿瘤内Treg细胞的数量来诱导抗肿瘤反应，这种免疫调节作用在几个涉及抗GITR单克隆抗体的临床试验中已被发现。例如，抗GITR抗体TRX518已被证明可增加效应T细胞与Treg细胞的比值，被认为是治疗性抗肿瘤反应的一个替代标记，尽管在治疗难治性实体肿瘤患者中没有看到实质性的临床反应：43例患者中29例病情进展，4例病情稳定，其余10例未评估反应。来自小鼠模型的数据表明，T细胞衰竭可介导抗GITR单药治疗的耐药性，因此，用抗PD-1抗体重新激活T细胞可能会克服这种耐药性。抗PD-1和抗GITR抗体之间协同作用的可能机制是通过恢复稳态调节因子CD226和TIGIT的平衡。抗GITR抗体与抗PD-1/PD-L1抗体联合试验失败的一个可能解释是药物给药时机的复杂性。   

OX40：OX40在效应T细胞和记忆T细胞的存活中发挥重要作用，但不参与原始T细胞的启动，该共刺激受体在TCR参与后，由CD4+和CD8+T细胞瞬时表达，也在一系列原发肿瘤(包括NSCLC、CRC、子宫内膜、肝脏、胃、头颈部肿瘤)的瘤内Treg细胞中表达。尽管在体外和体内有很好的临床前数据，OX40激活抗体迄今为止作为单一治疗手段的临床成功有限，当与ICIs联合使用时，ORRs与单独使用ICIs类似。与其他激动性抗体类似，免疫治疗组合如何影响OX40的表达以及任何此类效应的临床相关性仍不清楚。给药时机是提高OX40定向联合治疗疗效的关键因素，例如，在小鼠模型中，先用OX40激活抗体，然后使用抗PD-1抗体的顺序方法比同时或逆向顺序给药更有效。 

4-1BB：4-1BB是一种诱导型共刺激受体，表达于活化的CD4+和CD8+T细胞和NK细胞，以及其他APCs。除了增强T细胞增殖，4-1BB激活还可以通过促进线粒体功能和生物发生来触发代谢重编程，从而创造更适合免疫治疗的TME。目前4-1BB作为第二代CAR构建的共刺激受体的使用，加强了4-1BB激动剂的治疗理论基础，在临床应用于某些晚期血液恶性肿瘤患者。然而，4-1BB激动剂utomilumab和urelumab的开发分别受到了疗效有限和肝毒性的影响。因此，未来的4-1BB激动剂(如ATOR-1017)，可能包括旨在优化Fc-FcγR相互作用的修饰，并通过瘤内注射抗体和/或使用双特异性抗体，提高对目标TME的特异性，目前正在一项人体研究(NCT04144842)中进行测试。   

ICOS：ICOS参与了多种免疫过程，即适应性T细胞应答和T细胞分化。这种共刺激受体在TCR参与和/或CD28共刺激信号传导时，在CD4+和CD8+T 细胞上诱导表达，尽管ICOS也在FoxP3+ Treg细胞上构成性表达。这种表达模式体现了ICOS激活的矛盾性质。与其他靶向共刺激受体的激动性抗体类似，FcγR的接合类型可以将天平转向真正的激动作用而不是ADCC的激活。例如，vopratelimab和KY1044都是抗ICOS的IgG1单克隆抗体，通过ADCC诱导FcγR介导的ICOS+ TILs(其中许多为Treg细胞)耗竭，从而增加肿瘤内效应T细胞与Treg的比值；然而，抗ICOS IgG4单克隆抗体GSK3359609作为真正的激动剂，能刺激效应T细胞而不产生细胞耗竭效应。抗ICOS抗体和抗PD-1或抗CTLA4抗体的联合应用，已经取得不同程度的成功。例如，vopratelimab联合ipilimumab用于抗PD-1或抗PD- L1抗体耐药的NSCLC患者的II期试验(NCT03989362)。然而，中期分析显示，50例患者中只有1例客观缓解，因此，本试验未能达到继续研究标准。

来自TCR的激活信号和持续的共刺激信号是T细胞激活和增殖所必需的。然而，TCR和共刺激分子的慢性激活可能导致效应T细胞功能受损，导致抗肿瘤活性减弱，这种功能失调的T细胞状态通常被称为衰竭。因此，优化用于激活T细胞共刺激受体的治疗药物的选择和剂量是避免T细胞衰竭的关键。   LAG3：LAG3的效应T细胞抑制功能是通过位于其细胞质区的KIEELE基序传递的，LAG3可以被某些金属蛋白酶加工生成可溶性形式的LAG3 (sLAG3)，并在功能上与Treg细胞介导的免疫抑制相关，内源性激活的LAG3促进肿瘤细胞免疫逃逸，其抑制作用与PD-1具有协同作用。早期的临床前数据显示，植入LAG3转染的肿瘤细胞或接受了sLAG3治疗的小鼠，肿瘤生长减少，抗肿瘤免疫增强，促成了一种可溶性重组LAG3蛋白eftilagimod-α的开发。目前正在进行一项随机、双盲的Ⅱ/Ⅲ期试验，研究抗LAG3抗体relatlimab联合nivolumab用于不可切除的晚期黑色素瘤患者的一线治疗，与nivolumab单药治疗相比，relatlimab + nivolumab可改善无进展生存期(PFS)(10.1个月vs 4.6个月；HR 0.75，95%CI 0.6-0.9；P = 0.0055)。据报道，人源化IgG4单克隆抗LAG3抗体leramilimab与抗PD-1抗体spartalizumab联合使用，对晚期实体肿瘤患者具有良好的耐受性，并能提供持久的反应，正在进行I/II期试验，还有多个其他研究产品目前正在进行早期试验(NCT03470922, NCT03598608, NCT03697304)。 

TIM3：TIM3，也被称为甲型肝炎病毒细胞受体2 (HAVCR2)，被认为是一种主要由分化的CD4+T辅助因子1 (Th1)细胞表达的跨膜蛋白，它在Th1介导的自身免疫上起负调控作用。TIM3的免疫抑制作用是通过Src激酶或白介素诱导的T细胞激酶磷酸化其保守的酪氨酸残基后与其配体结合介导的。越来越多的临床前研究揭示了TIM3抑制的治疗潜力，特别是与抗PD-1抗体结合时。对人源化IgG4抗TIM3抗体cobolimab的Ⅰ期试验初步显示：其安全性可接受(8.2%接受300mg cobolimab的患者发生≥3级药物相关不良事件)，联合抗PD-1抗体dostarlimab治疗的患者存在客观反应。另一种抗TIM3抗体Sabatolimab疗效安全(11%的患者发生≥3级药物相关不良事件)，并在晚期实体肿瘤患者种显示出疗效，多种类型的实体瘤和淋巴瘤患者的早期临床试验目前正在进行中。   

TIGIT：TIGIT，属于2009年鉴定的脊髓灰质炎病毒受体(PVR)粘连蛋白家族，是另一种主要在T细胞(以及NK细胞)上表达的抑制性受体，在其胞浆区域内存在典型的ITIM基序和免疫球蛋白尾部类酪氨酸磷酸化基序。由于TIGIT在抑制T细胞功能方面的直接和间接作用，选择性抑制TIGIT已经成为一种合乎逻辑的癌症免疫治疗策略。针对TIGIT的多种药物目前正在进行早期临床试验，与atezolizumab单药治疗相比，atezolizumab联合抗TIGIT抗体tiragolumab的安全性可接受(14.9%患者发生≥3级治疗相关不良事件)，且中位PFS(5.6个月vs 3.9个月)和ORR (37.3% vs 20.6%)的改善均无统计学意义。   

BTLA：BTLA在胞质尾部区域同时具有典型的ITIM和ITSM基序，二者都介导了Src 同源 2（SH2）结构域的磷酸酶1/2的募集，抑制TCR信号传导所需的下游激活信号，是过度激活的T细胞阻止潜在致命的自身免疫发生的关键机制之一。在目前无法靶向的免疫检查点中，BTLA与PD-1和CTLA4的相似性高。疱疹病毒进入介质(HVEM)是迄今为止被确定的BTLA配体，用于抗BTLA单克隆抗体icatolimab的I期剂量递增试验已于2年前启动，目前正等待结果(NCT04278859, NCT04137900)。   

靶向T细胞代谢 

TME包含了一个复杂的代谢通路网络，不仅提供肿瘤细胞生存和生长所需的营养物质，还包括改变免疫浸润成分、免疫细胞分化和效应分子功能的代谢物（图2），葡萄糖代谢长期以来被认为是T细胞激活的必要条件。一项涵盖7种癌症的900个临床数据集的分析表明，只有少数代谢物的水平在不同癌症类型之间具有一致的改变，并且能够产生抑制作用。此外，该小组的研究表明，葡萄糖与乳酸的比例可能会改变Treg细胞对CTLA4抑制的敏感性，因此，抑制糖酵解而增加的TME中葡萄糖的可利用性使Treg细胞的稳定性大化。肿瘤内Treg细胞能够在高乳酸环境中生长并维持其免疫抑制活性，证实了不同组织状态下Treg细胞代谢的异质性，因此，开发针对与免疫抑制代谢产物生成相关的信号通路的治疗药物越来越受到关注。   

腺苷信号 

腺苷信号通路是TME中肿瘤细胞和免疫细胞采用的一种普遍途径，作为一种重新定向适应性和先天免疫的方法。该途径的主要成分包括CD39、CD73和G蛋白偶联的腺苷A2A/A2B受体(A2AR/A2BR)。目前正在进行的临床试验包括抗CD73和抗A2AR抗体(NCT03549000)、抗CD73和抗PD-1抗体(NCT02754141、NCT03549000)、抗A2AR/A2AB和抗TIGIT抗体(NCT04262856)。   

IDO1/TDO2-Kyn-AhR信号 

鉴于APC介导的色氨酸分解代谢在外周T细胞活化调控中的重要作用以及色氨酸代谢物犬尿氨酸也具有强大的免疫抑制特性，IDO1/TDO2-Kyn-AhR通路一直是一个颇具研究兴趣和投资的领域。回顾性分析转移性黑色素瘤患者的数据支持IDO1作为接受ICIs患者靶点的潜在作用。鉴于AhR在多种免疫细胞类型上表达，靶向这些受体提供了在多个前言重振抗肿瘤免疫的机会，AhR抑制剂BAY2416964和IK-175目前正在进行I期临床试验，涉及各种晚期实体瘤患者，包括NSCLC和CRC患者（NCT04069026、NCT04200963）。  

肿瘤细胞内外葡萄糖和脂肪酸代谢的改变，都会影响肿瘤的生长和抗肿瘤免疫。肿瘤细胞内在代谢改变的机制包括从头合成、外源性摄取和致癌信号转导途径的调节。例如，脂肪酸合酶，催化脂肪生成的限速步骤，目前正在研究作为实体肿瘤的治疗靶点，包括KRAS突变NSCLC(NCT03808558)、星形细胞瘤(NCT03032484)、HER2阳性转移性乳腺癌(NCT03179904)和结肠癌(NCT02980029)。处方药物如二甲双胍针对肿瘤和免疫细胞共同的代谢途径，可将TME转变为更有反应性的抗肿瘤状态，并提高对T细胞依赖疗法的反应性。二甲双胍作为ICIs的辅助用药，可通过抑制小鼠模型中肿瘤细胞的耗氧，从而降低肿瘤内缺氧的程度，改善T细胞功能和肿瘤清除，这是抗肿瘤免疫的一个重要代谢障碍。   

结论

这篇综述概述了未来ICIs除抗PD-1/PD- L1和抗CTLA4抗体外的其他靶点，包括共抑制和共刺激受体。T细胞代谢为进一步调节抗肿瘤免疫提供了几个额外的机会，到目前为止，这些方法中有许多正在进行临床试验。抗LAG3和抗TIGIT抗体的开发令人兴奋，而其他方法，如IDO抑制，在一个失败的III期临床试验中已经出现了重大挫折。关键的进展更有可能通过靶向TME的一个或多个已知的支持肿瘤生长的其他方面来实现，如代谢。这些靶向治疗是高度特异性的，通常是根据肿瘤中存在的特异性改变来选择的，然而，目前在免疫肿瘤学领域还没有这样的个体化治疗方法。随着设计用来调节不同T细胞靶点的药物在未来得到批准，选择好的药物——不仅针对各自的肿瘤类型，而且也针对个别患者和肿瘤——将变得至关重要。作者相信，这种高度个性化的方法，利用对TME和每个患者的免疫状况的详细了解，将是下一步免疫肿瘤学大步前进的基础。此外，TME和全身免疫系统的免疫特性都可能随着时间而改变，特别是在治疗期间。因此，继续监测免疫标记物是必不可少的，肿瘤内和肿瘤间异质性的存在以及免疫生物标记物的动态特性使得实现这一目标具有挑战性，在针对本综述中描述的额外免疫检查点取得进展的同时，应尽一切努力改进技术，使其能够持续进行非侵入性或微创性免疫监测。

“论肿道麻”述评

癌症免疫疗法是一类通过激活免疫系统来治疗癌症的方法，近年来，肿瘤免疫治疗已成为晚期恶性肿瘤治疗的重要手段之一。肿瘤免疫治疗并不直接攻击癌细胞，而是通过重新启动并维持肿瘤-免疫循环，恢复机体正常的抗肿瘤免疫反应。近几年，肿瘤免疫治疗的好消息不断，目前已在多种肿瘤如黑色素瘤、非小细胞肺癌、肾癌和前列腺癌等实体瘤的治疗中展示出了强大的抗肿瘤活性，多个肿瘤免疫治疗药物已经获得美国FDA批准应用于临床，其中以肿瘤免疫检查点抑制剂的临床研究成熟和充分，应用广泛。免疫检查点药物主要分为两大类，一类是以PD-1为代表的抑制剂，另一类是激活剂，激活剂目前还处于临床研究阶段。然而也有很多接受免疫治疗的患者难以获得预后改善，因此，进一步开发针对控制T细胞功能的额外免疫检查点、共刺激受体和/或共抑制受体的药物至关重要。本综述阐述了共抑制和共刺激受体、T细胞代谢作为新兴靶点途径增强癌症免疫治疗的相关机制和目前新临床研究结果，同时提出靶向治疗有高度特异性，通常是根据肿瘤中存在的特异性改变来选择的，这是目前免疫肿瘤学领域欠缺的个体化治疗方法。