巩芮宁 综述 任贺 审校
胰腺导管腺癌(Pancreatic ductal adenocarcinoma，PDAC)是一种预后极差的消化系统肿瘤，5年生存率低于10%。手术切除是目前唯一的根治方法，但仅有20%的患者在确诊时可接受手术治疗[1]。对于大多数晚期PDAC患者，系统疗法是治疗的关键。基于吉西他滨的化疗目前是PDAC的标准治疗方案，吉西他滨与改良的奥沙利铂、伊立替康、亚叶酸钙和5-氟尿嘧啶(mFOLFIRINOX)方案联合使用可降低患者死亡率，但会增加毒副作用[2]。
近几十年来，免疫疗法在许多实体肿瘤包括黑色素瘤、肺癌、肾细胞癌等治疗中取得进展。然而，免疫治疗的临床试验在PDAC中的结果仍令人失望。因此，本文综述PDAC免疫抑制微环境组成特点和免疫治疗策略研究进展，以期为PDAC的免疫治疗提供新思考。
1.1 免疫抑制细胞
PDAC的发生发展与肿瘤微环境(Tumor microenvironment，TME)中的免疫抑制细胞密切相关，包括调节性T细胞(Regulatory T cells，Tregs)、髓源性抑制细胞(Myeloid-derived suppressors cells，MDSCs)和肿瘤相关巨噬细胞(Tumor-associated macrophages，TAMs)等。Tregs通过多种机制抑制免疫功能，包括CTLA-4与CD80/86结合抑制抗原递呈细胞功能、消耗IL-2、产生免疫抑制细胞因子和免疫抑制代谢物[3]。既往研究发现，Tregs标记性转录因子插头盒蛋白3(Forkhead box 3，FOXP3)也在胰腺癌细胞中表达，我们将在肿瘤细胞中表达的FOXP3定义为肿瘤源FOXP3(Cancer FOXP3，C-FOXP3)，C-FOXP3通过CCL5诱导Tregs在胰腺病变局部浸润，导致免疫抑制[4]。此外，胰腺癌中存在核表达C-FOXP3，同时伴有上皮转录因子EHF缺失，具有类似Tregs分子和形态特征的细胞亚群，我们将其定义为“调节样上皮细胞”。该亚群细胞与患者的不良预后密切相关[5]。KRASG12D依赖性GM-CSF上调可导致骨髓内MDSCs向TME迁移和增殖，而约90%的PDAC患者发生KRAS突变[6]。MDSCs可以产生活性氧引起T细胞氧化应激和凋亡，上调精氨酸酶1阻止T细胞合成蛋白质，并通过消耗L-精氨酸抑制T细胞运动和增殖，促进免疫抑制[7]。巨噬细胞是高度可塑性的免疫细胞，肿瘤通过多种可溶性和机械性因素将循环单核细胞和组织驻留巨噬细胞募集到TME中并将它们极化为M2型，从而产生TAMs[8]。TAMs可以招募Tregs并抑制CD8+T细胞活性，在抑制内源性抗肿瘤免疫中发挥关键作用。
1.2 免疫抑制分子和代谢产物
PDAC细胞和免疫细胞等可以产生多种细胞因子和代谢产物，并与导致免疫抑制细胞增殖和免疫效应细胞抑制的受体相互作用。在TME中Tregs产生免疫抑制细胞因子IL-10和TGF-β，参与免疫抑制表型形成和免疫逃逸[9]。其中，IL-10抑制IL-12表达，导致抗原递呈细胞上MHC Ⅱ类分子表达降低并抑制T细胞活化，而TGF-β诱导Tregs分化并抑制T细胞和巨噬细胞活化和增殖[10]。同样，调节样上皮细胞TGF-β分泌增加，导致PDAC组织中Tregs和MDSCs浸润增加，促进免疫抑制形成[11]。犬尿氨酸是胰腺TME中的一种重要代谢产物，由色氨酸通过吲哚胺2，3-双加氧酶(Indoleamine 2，3-dioxygenase，IDO)转化而成，能够激活Tregs，抑制T细胞活化和树突状细胞活性[12]。多种趋化因子/趋化因子受体轴也参与形成胰腺免疫抑制性TME。胰腺癌细胞通过CCL2/CCR2轴从外周循环中募集TAMs和MDSCs[13]。通过CCL-5/CCR5轴介导Tregs活化和T细胞趋化[14]。CXCL12/CXCR4轴可以促进PDAC中的纤维组织增生，并降低PDAC中的肿瘤浸润淋巴细胞(Tumor infiltrating lymphocytes，TIL)水平，介导免疫逃逸[15]。在临床前研究中，集落刺激因子1(Colony-stimulating factor 1，CSF1)的高表达与检查点抑制剂的效果不佳有关[16]。CSF1通过与受体CSF1R结合，介导TME中MDSCs和TAMs的募集作用。基质是细胞因子的另一重要来源，例如IL-6和IL-17可导致免疫抑制和肿瘤进展[17-18]。以上由肿瘤细胞和免疫细胞等产生的细胞因子和代谢产物有助于PDAC形成免疫抑制性TME。
1.3 其他免疫抑制性因素
PDAC间质占肿瘤体积的主要部分，由CAFs、血管和细胞外基质(Extracellular matrix，ECM)组成。胰腺星状细胞(Pancreatic stellate cells，PSCs)是 CAFs的主要来源。PSCs被癌细胞和细胞因子如IL-1、IL-6、HIF1和TGF-β等激活，通过多种信号通路诱导结缔组织增生，在肿瘤细胞周围形成机械和功能屏障，损伤血管功能，限制药物输送。PSCs分泌CXCL12抑制CD8+T细胞迁移到PDAC瘤周基质中[19]。PSCs还可将其他免疫抑制细胞募集到TME以辅助其免疫抑制功能。CAFs沉积的ECM蛋白对塑造TME至关重要，这些成分包括胶原蛋白、纤连蛋白、蛋白聚糖和透明质酸等。
胰腺癌TME中的TAMs能够分泌血管内皮生长因子(Vascular endothelial growth factor，VEGF)和基质金属蛋白酶等重塑TME、促进血管生成和肿瘤细胞迁移。异种移植模型研究表明，PDAC细胞可以分泌IL-35募集单核细胞，并分泌CXCL1和CXCL8诱导巨噬细胞促进VEGF非依赖的血管生成[20]。
2.1 免疫检查点抑制剂治疗
免疫检查点抑制剂(Immune checkpoint inhibitors，ICIs)治疗的临床试验在黑色素瘤和肺癌等实体瘤中取得突破。易普利姆玛(Ipilimumab)是一种完全人源化的抗CTLA-4的单克隆抗体，已于2011年在美国和欧洲批准用于临床，但对于局部进展和转移性PDAC效果不佳，且毒副作用大[21]。PD-1与PD-L1的结合导致免疫系统效应阶段的免疫耐受，抗PD-1/PD-L1疗法旨在减少TME中TIL的耗竭状态。近期，一项Ⅱ期临床试验(NCT03214250)使用纳武利尤单抗(Nivolumab)联合化疗，PDAC患者1年总生存率较仅接受化疗患者提高近65%，其中较高频率的活化效应记忆CD8+T细胞以及更多的CD4+T细胞和T滤泡辅助细胞与较高的存活率相关[22]。研究发现，PARP抑制剂能够上调胰腺癌细胞表面PD-L1的表达，联合PD-L1抑制剂可显著增加肿瘤微环境中CD8+T细胞比例，并且与单药相比，该联合方案显著提高体内抗肿瘤效果[23]。PARP抑制剂具有将冷肿瘤转化为热肿瘤的能力，联合抗PD-L1可能对存在胚系BRCA突变的PDAC患者有效。尽管PDAC的ICIs单药治疗效果不显著，但联合治疗策略仍然为PDAC患者带来希望。
2.2 靶向免疫抑制细胞治疗
Tregs在肿瘤中的浸润程度与患者生存率呈负相关，可以通过靶向肿瘤中的Tregs以增强抗肿瘤免疫应答。Aida等[24]在小鼠胰腺癌模型中使用激动性抗糖皮质激素诱导的肿瘤坏死因子受体单抗，发现小鼠中Tregs上的CCR5表达水平显著降低。并且联合干扰素-治疗协同增加了肿瘤中效应T细胞的数量。此外，靶向趋化因子/趋化因子受体轴、干预细胞内的信号传导或TME中的代谢物等可以消耗或抑制Tregs功能和肿瘤浸润。但目前不能选择性地消耗或抑制TME中的Tregs，这会增加患者发生免疫治疗不良反应的风险，因此需要开发选择性靶向TME中Tregs的策略。
基于巨噬细胞的治疗目标是减少抗炎巨噬细胞并增加促炎(抗肿瘤)巨噬细胞。阻断CSF1/CSF1R轴，可以减少TAMs存活，导致组织驻留TAMs消耗，增加原发性肿瘤中CD8+T细胞浸润和活性[25-26]。CSF1/CSF1R阻断还可增加肿瘤对其他免疫疗法的敏感性，例如PD-L1阻断抗体[27]。但在一项胰腺癌Ⅱ期临床试验(NCT03336216)中，使用CSF1R靶向抗体卡比利珠单抗(Cabiralizumab)与Nivolumab联合治疗的效果未显示出优于标准化疗方案，也提示很多药物从临床前研究到临床转化的难度。Klichinsky等[28]对嵌合抗原受体巨噬细胞(Chimeric antigen receptor macrophages，CAR-M)的开发受到广泛关注，其中以靶向HER2的CT-0508研究进展最快，而在PDAC中的CAR-M治疗效果有待开发与验证。
2.3 靶向免疫抑制分子和代谢物治疗
通过阻断趋化因子/趋化因子受体轴的免疫治疗手段也取得进展。CXCR2的抑制可以导致TME中T细胞浸润增加，与单独使用PD-1抑制剂相比，抗PD-1联合CXCR2抑制剂治疗的患者生存期显著延长[10]。一项单臂Ⅱa期临床试验(COMBAT研究，NCT02826486)显示，CXCR4抑制剂BL-8040联合PD-1拮抗剂帕博利珠单抗(Pembrolizumab)和化疗作为二线治疗方案，使胰腺癌患者得到明显缓解[29]。有研究发现，胰腺癌中的C-FOXP3通过上调PD-L1的表达抑制CD8+T细胞活性以促进免疫逃逸[30]。与单一治疗过表达C-FOXP3的小鼠相比，抗PD-L1和CCL5可以更有效地抑制肿瘤生长，总生存期显著提高[30]。因此我们提出在PDAC患者中联合抗PD-L1和CCL5治疗可能具有重要意义，特别是对于C-FOXP3水平高的患者，在未来将通过临床试验进一步验证。通过靶向趋化因子/趋化因子受体通路联合免疫检查点抑制方案，可能会为胰腺癌免疫治疗带来新的治疗思路。
以IDO为靶点的沙门氏菌治疗结合消耗肿瘤ECM透明质酸酶PEGPH20使小鼠的PDAC得到完全缓解[31]。一项Ⅱ期临床试验(NCT02077881)评价了IDO抑制剂Indoximod联合吉西他滨/白蛋白紫杉醇在转移性PDAC中的作用，中期分析显示客观反应率为37%[32]。靶向IL-6/IL-6R的抗体已获得FDA批准用于多种疾病。鉴于IL-6在TME中的复杂作用，IL-6阻断药物可以考虑在肿瘤中“老药新用”。在胰腺癌小鼠模型中与单一抗PD-L1治疗相比，肿瘤体积减小、CD8+T细胞和效应T细胞增加[17]。与未治疗组相比，IL-6阻断剂联合抗PD-L1治疗后联合治疗组总生存期延长35%[17]。阻断IL-6在PDAC的免疫治疗中的策略有待探索与期待。但在小鼠身上未观察到的潜在人类毒性作用使得将新疗法纳入任何现有的治疗范式都是具有挑战性的。即使是对具有已知作用机制和安全性数据的新疗法进行严格临床前研究，也可能在临床试验中出现意想不到的结果或矛盾。
2.4 靶向基质治疗
PDAC基质成分在肿瘤免疫治疗中扮演双重角色。在对人PDAC组织进行的一项研究中，纤维化反应并未损害TIL的浸润，而与纤维化相关的胶原蛋白I的量与效应T细胞呈正相关。在PDAC小鼠模型中消耗成纤维细胞活化蛋白阳性CAFs可增加CD3+T细胞积聚，与抗PD-L1治疗具有协同作用。但在临床前小鼠模型中，基质的耗竭促进了Tregs在TME中的进一步累积。因此靶向PDAC基质治疗仍需谨慎。
2.5 过继性免疫细胞治疗
过继性细胞疗法(Adoptive cell transfer therapy，ACT)治疗是指将患者自身肿瘤抗原特异性T细胞收集和体外扩增后，重新注入患者体内的治疗方式。嵌合抗原受体T细胞(Chimeric antigen receptor T cell，CAR-T)疗法是目前临床研究中富有前景的ACT类型。迄今为止，已对各种PDAC细胞表面抗原(即MSLN，CEA，MUC1，PSCA，CD24，HER2和NK受体)进行了临床前研究，并通过使CAR-T细胞表达趋化因子受体，增强T细胞在TME中的活性和持久性。此外，在实体瘤中阻断免疫检查点以逆转免疫抑制性TME是增加CAR-T疗效的可能方法。
Hall和Poschke等[33-34]研究团队发现大多数可切除的PDAC肿瘤中实际上包含大量T细胞，并伴随三级淋巴样结构，使用高剂量IL-2可在体外扩增TIL。这些TIL中大多是CD4+T细胞，且高度活化，能够对胰腺肿瘤相关抗原作出反应。PD-1阻断、4-1BB刺激和CD8+T细胞富集是提高TIL产量和肿瘤反应性的有效策略。这些结果支持开发使用TIL-ACT治疗PDAC。
目前，免疫治疗在多种实体瘤中取得突破，许多胰腺癌免疫治疗的临床试验也在不断开展，包括ICIs治疗、胰腺癌疫苗、过继性T细胞治疗以及联合免疫治疗等，但目前结果多令人失望。本文通过概述胰腺导管腺癌细胞和免疫微环境成分在免疫治疗中发挥的角色，结合目前的研究成果，从不同角度讨论胰腺导管腺癌免疫治疗的现状和未来。胰腺导管腺癌浸润淋巴细胞数量少，以及免疫抑制细胞和细胞外成分等构成的免疫抑制微环境形成了免疫治疗的屏障。关注肿瘤浸润免疫细胞的生物学和分子特征对于理解肿瘤免疫和改善胰腺导管腺癌免疫治疗至关重要。更多的免疫靶点和联合治疗策略需要进行临床验证，有效生物标志物的鉴定将指导制定合适的治疗方案，以改善患者预后。目前许多新兴生物学检测手段也被应用到肿瘤免疫细胞和分子研究中，包括单细胞测序、全基因组和空间蛋白质基因组学分析等。我们预计免疫治疗将成为未来PDAC治疗的关键组成部分，通过临床医生、患者以及科研工作者的一致努力，制定胰腺导管腺癌最有效的治疗策略，为更多患者带来生存希望。
猜你喜欢 趋化因子免疫抑制免疫治疗 自身免疫性脑炎免疫治疗进展中国现代医生(2022年19期)2022-11-04乳腺癌微环境中CXC趋化因子治疗靶点和预后标志物的综合生物信息学分析生物化工(2022年4期)2022-09-20厚壳贻贝低分子质量肽对免疫抑制小鼠免疫调节作用广东海洋大学学报(2022年2期)2022-03-31不同灸法对免疫抑制兔脾脏、胸腺影响的组织学研究世界科学技术-中医药现代化(2021年7期)2021-11-04趋化因子及其受体的研究世界最新医学信息文摘(2021年55期)2021-01-07肝细胞癌临床免疫学与免疫治疗的研究进展及挑战临床肝胆病杂志(2020年2期)2020-12-14肿瘤免疫治疗发现新潜在靶点中国生殖健康(2020年7期)2020-12-10癌症免疫治疗相关的PD1-PDL1通路作用机制及其研究进展天津医科大学学报(2019年3期)2019-08-13金线莲多糖对免疫抑制小鼠脾淋巴细胞体外增殖、分泌NO及细胞因子的影响天然产物研究与开发(2018年1期)2018-02-02趋化因子及其受体在肿瘤免疫中调节作用的新进展中国医药生物技术(2015年4期)2015-12-26