冷肿瘤的形成机制及使冷肿瘤转变为热肿瘤的方法介绍
2024-02-01 来源:本站 点击次数:1861
“冷热” 肿瘤如何划分？根据肿瘤微环境中免疫细胞的空间分布情况，将肿瘤分为三种基本的免疫表型：免疫炎症型、免疫排斥型和免疫沙漠型。其中免疫炎性肿瘤即为 “热肿瘤”,免疫排斥瘤和免疫沙漠瘤皆可称为 “冷肿瘤”。
简单来讲，“冷”肿瘤缺乏先天免疫，而在“热” 肿瘤中，免疫细胞较为活跃，其内环境也被大量的 T 细胞所浸润。
因此，具有炎症表型的 “热肿瘤” 往往对 ICIs 更敏感。但对于“冷肿瘤” 来说，免疫细胞很难识别并杀伤，免疫检查点抑制剂也就难以发挥作用，这也是导致“冷肿瘤”对 ICIs 治疗失效的主要原因[1]。
现有研究表明，使细胞毒性效应 T 细胞富集到“冷”肿瘤中，能够使“冷肿瘤”转变为“热肿瘤”从而显著提高肿瘤对免疫检查点抑制剂 ICIs 治疗的反应[2][3]。
① 肿瘤相关抗原缺乏；
② 抗原呈递细胞 (APCs) 缺陷；
③ T 细胞活化缺失；
④ T 细胞向肿瘤的运输受损。
▐ 肿瘤相关抗原缺乏
人体的免疫系统能够识别健康细胞及肿瘤细胞，因为后者表达肿瘤相关抗原、肿瘤特异性抗原、癌症种系抗原，这些抗原会被体内的 CD8+ T 细胞识别并实现免疫应答[5]。目前研究表明，肿瘤抗原释放的动力学与不同形式的自发或诱导癌细胞死亡相关，最后导致 T 细胞的反应效果[6]。
▐ 抗原呈递细胞缺陷
肿瘤免疫在很大程度上依赖于 APCs 介导的效应 T 细胞的启动和激活，而树突细胞 (Dendritic cells, DCs) 是机体功能最强的 APCs。但在很多肿瘤中发现 DCs 是有缺陷的，造成这种缺陷的原因可能是由于肿瘤细胞分泌的细胞因子 (IL-10，IL-8)、生长因子 (VEGF)、信号分子 (STAT3) 等影响了 DCs 的分化、成熟、功能[7]。
▐ T 细胞活化缺失
T 细胞的活化缺失，其主要原因是因为 APCs 的激活或者缺乏共刺激[8][9]。有研究证据表明缺乏或传递 FRP1 变体的 DCs 在抗原呈递和 T 细胞激活失败时，会导致乳腺癌及结直肠癌患者的肿瘤免疫反应，降低总体生存率[8]。
▐ T 细胞向肿瘤的运输受损
T 细胞向肿瘤的运输受损，主要由以下原因造成：免疫抑制肿瘤周围基质和肿瘤细胞改变对 CD8+ T 细胞的排斥作用，最近一项研究就将肿瘤基质细胞与肿瘤免疫中的 PD-L1 应答联系了起来[9]。而肿瘤细胞中 PTEN 的缺失可增加免疫抑制细胞因子的表达，从而导致 T 细胞介导的肿瘤杀伤被抑制，并减少 T 细胞向肿瘤运输[10]。
T 细胞向肿瘤的运输受损的另一个原因是趋化因子及细胞因子的影响，炎症环境下分泌的趋化因子可以使未成熟的 DCs 细胞向肿瘤聚集，并且由 DCs 细胞产生的趋化因子 CXCL16 及其受体 CXCR6 与 CD4+ 和 CD8+ T 细胞募集增有关，因此趋化因子的缺乏可能会导致 T 细胞的募集受损[11][12]。细胞因子则是 DCs 细胞产生活性的必需品，如由 DCs 产生的I型干扰素 (IFN-I) 可以以自分泌方式产生具有活性的 DC1s[13]。
针对冷肿瘤形成的机制，使冷肿瘤转变为热肿瘤的方法有：
① 使用可以诱导表观遗传的药物如 DNA 甲基转移酶抑制剂 DNMTi，来增强肿瘤抗原的表达[14]。
② 利用 NK 治疗法，如离体活化的自然杀伤细胞 (NK) 来改善肿瘤抗原缺乏或抗原呈递机制不足 (如图 3 所示)[15]。
③ 对于 T 细胞活化缺失则可以通过放化疗[16]、溶瘤病毒[17]、PRR 或 CD 40 激动剂[18][19]、肿瘤疫苗等方法来重新启动 T 细胞或与少量活化的 T 细胞产生协同作用[20]。
④ 若 T 细胞向肿瘤的运输受损，则可以将 TGF-β 抗体阻断剂和 TGF-β 受体拮抗剂与 PD-L1 抗体结合使用，共同诱导 T 细胞向肿瘤募集[21]，也可以利用抗血管生成药物来增加T细胞在肿瘤细胞的浸润。
⑤ 开发将特定肿瘤抗原抗体片段与修饰细胞因子相结合免疫细胞因子，来特异性激活肿瘤内的免疫系统并减少全身副作用[22]。
图 3. NK-DC 细胞互相干扰[15] 。
NK 细胞被靶肿瘤细胞或细胞因子激活后，会产生 IFN-γ 和肿瘤坏死因子 (TNF)-α，从而促进 DC 成熟。DC 的成熟也强烈依赖于 NK 细胞上激活受体（例如 NKp30 和 NKG2D）的参与。成熟的 DC (mDC) 反过来会产生白细胞介素 (IL)-12、IL-15 和 IL-18，增强 NK 细胞的细胞毒性和 IFN-γ 分泌。NK细胞还可以通过激活 NKp30 和抑制性杀伤细胞免疫球蛋白样受体以及 NKG2A/CD94 来区分未成熟（iDC）和 mDC 并消除未成熟 DC（iDC），从而维持 mDC 群体的质量（DC editing）。浆细胞样 DC (pDC) 分泌的 IFN-α 可以进一步增强 NK 细胞的细胞毒性。NK 诱导的肿瘤细胞裂解提供抗原，该抗原可以被 DC 吸收用于抗原呈递。一旦成熟，负载抗原的 mDC 将迁移到肿瘤引流淋巴结，将肿瘤抗原交叉呈递给初始 T 细胞，并诱导其分化为肿瘤特异性 CD8+ 细胞毒性 T 细胞和 CD4+ T 辅助 1 (Th1) 细胞。
以上的治疗方法中溶瘤病毒疗法以及肿瘤疫苗是被认为具有强大抗癌活性的新兴疗法。
：溶瘤病毒疗法
溶瘤病毒疗法不仅能够选择性的使肿瘤溶解外，而且通过溶瘤病毒裂解肿瘤细胞而诱导释放的 TAA、PAMP、DAMP 等可以激活体内的先天性和适应性免疫反应，改变肿瘤的免疫微环境使冷肿瘤变为热肿瘤[23]。在实际的应用中，T-VEC 就被证实是可以有效治疗黑色素瘤的溶瘤病毒[24]。临床上联合应用帕博利珠单抗能增加黑色素瘤患者的 CD8+ 细胞浸润及活化[25]。
：肿瘤疫苗
但无论是哪种治疗，最后都离不开肿瘤机制的探索，每一种机制的发现都会为我们的肿瘤治疗带来指导性的意义。
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