肿瘤微环境在肿瘤免疫治疗中的作用

高红亮

【摘要】肿瘤免疫治疗，是指通过训练常驻免疫细胞的识别和清除携带肿瘤特异性抗原的细胞来实现，以便提供外部刺激来增强免疫信号介导肿瘤细胞的消除。当T细胞被原代转化细胞或介体细胞[如TME内的抗原呈递细胞（APC）]激活时，T细胞开始一系列信号事件，导致细胞和非细胞免疫成分的招募、抗原特异性T细胞的克隆性扩增和刺激性细胞因子的释放，最终杀灭肿瘤细胞。但是由于肿瘤微环境，往往会导致肿瘤细胞出现逃逸而继续增殖与侵袭。因此，探索肿瘤微环境在肿瘤免疫治疗中的作用，会明显的改善肿瘤免疫治疗的效果。

【关键词】肿瘤免疫治疗；肿瘤微环境；CTL4；PD-1；PD-L1

【中图分类号】R73-36 【文献标识码】A 【文章编号】2096-5249（2021）12-0058-02

在过去的十年里，免疫疗法经历蜕变，与传统的针对癌细胞生物学过程的化学疗法不同，免疫疗法旨在增强机体对癌症的自然免疫防御能力[1]。肿瘤微环境（Tumor microenvironment，TME）的细胞和分子成分都会影响免疫治疗的有效性，故针对肿瘤微环境在免疫治疗中的研究很有必要。抗原特异性免疫识别过程是一个复杂的过程，包括抗原提呈以及淋巴细胞的识别。

自身蛋白和外源蛋白被细胞质中的蛋白酶体消化，形成8～9个氨基酸肽，转运到内质网。接着，被伴侣分子装载到主要组织相容性复合物（MHC）Ⅰ类蛋白质上，并被运送到细胞表面。一旦到达表面上，一个带有特定MHCⅠ类肽复合物受体的T细胞可以与之结合，并在共刺激分子的帮助下，触发免疫细胞激活。但是，这一生理过程在TME中常常是失调的，因为细胞失去了抗原分解的关键成分，这使肿瘤细胞有效地隐藏在免疫细胞中[2]。

免疫监视理论认为，人体是由几乎数不清的T细胞和大量的受体组成的，它们能够识别各种各样的感染性和癌性抗原，并启动免疫激活[3]。当T细胞被原代转化细胞或介体细胞[如TME内的抗原呈递细胞（APC）]激活时，T细胞开始一系列信号事件，导致细胞和非细胞免疫成分的招募、抗原特异性T细胞的克隆性扩增和刺激性细胞因子的释放。最终的结果是促凋亡细胞的局部积累和癌细胞或感染细胞的破坏。然而，我们现在知道，尽管存在这种复杂的细胞信号网络，但肿瘤细胞往往还是可以逃避免疫检测导致增殖和侵袭。研究肿瘤细胞的免疫逃逸，将会给免疫治疗带来极大的理论基础。现综述如下。

1 主动免疫治疗

主动免疫是指利用机体内的抗体或淋巴细胞进行免疫识别和保护。它是在接触抗原后发生的，通常需要几天到几周的时间才能形成，但会持续一生。自然的主动免疫是一个人在暴露于诸如病毒蛋白之类的抗原中而获得的，并提供保护以防止未来发生的感染。

在TME中有许多因素可以抵消主动免疫的效果。如果抗原特异性细胞毒性淋巴细胞能够抑制肿瘤，它们将面临另一个障碍，即TME内的免疫抑制细胞。有些肿瘤会分泌分子阻止淋巴细胞的侵袭，而另一些肿瘤则会吸引一种特殊的T调节细胞亚群，其功能是抑制细胞毒性[4]。在包括乳腺癌55例，黑色素瘤56例，卵巢癌20例在内的多种肿瘤中发现了与TME不相称的高数量的调节性T细胞（T-regs）。调节性T细胞直接参与抑制主动免疫治疗的效果[5]，若能够将其从局部微环境中移除则会对肿瘤免疫治疗的效果带来很大的帮助。

2 被动免疫治疗

主动免疫需要训练机体的自然防御能力，以便更好地识别病原体和转化细胞，而被动免疫只是以抗体或细胞毒性细胞的形式传递末端效应器。被动免疫的理论优势在于它避免了抗原處理和免疫细胞识别中固有的缺陷，从而达到预期的效果。

2.1 体液免疫疗法

被动转移抗体治疗疾病已经存在了一个多世纪，研究发现抗白喉和破伤风的毒素可以大大改善感染症状。基于抗体的癌症治疗可分为非偶联和偶联两类。非结合抗体或裸抗体通过与癌细胞结合而起作用，既可以引起免疫系统的警觉，也可以干扰细胞信号。如曲妥珠单抗，通过与CD52结合的淋巴细胞靶向免疫清除[6]。偶联抗体利用可变区域的特异性向癌细胞运送有毒物质。如，替伊莫单抗，用于治疗非霍奇金淋巴瘤，是一种放射性标记抗体，它与B淋巴细胞特异性标记物CD20结合，传递其放射性负荷，导致细胞死亡[7]。

2.2 过继细胞移植（Adoptive Cell Transfer，ACT）

ACT的基本原理是清除体内的细胞毒性淋巴细胞，以便体外扩增和活化，然后再灌注[8]，它不依赖于抗原的加工和呈递以及T细胞的识别和激活等不可预测的因素，完成T细胞免疫的目的。细胞可以用细胞因子或基因修饰来操纵，而不需要全身给药和接触，从而限制了非靶向效应[9]。

3 封锁检查点

在过去的几十年里，免疫疗法最伟大的进步可以说是免疫疗法的发现以及检查点抑制剂的临床应用[10]。如前所述，淋巴细胞介导的免疫破坏需要通过T细胞抗原受体（T cell receptor ，TCR）识别和通过多种细胞表面分子的共同刺激。当这些共刺激蛋白起到增强淋巴细胞对抗原反应的作用时，TME中的一系列抑制细胞表面蛋白起到了抑制反应的作用。这种平衡确保了充分的免疫反应而不过度激活。两种显著的抑制蛋白细胞毒性T淋巴细胞蛋白4（CTLA-4）和程序性细胞死亡蛋白1（PD-1）已经成为最重要的研究对象，因为阻断其活性的药物已经产生对抗肿瘤的显著疗效[11-12]。

3.1 CTLA-4

CTLA-4最早出现于20世纪80年代末和90年代初，是免疫球蛋白超家族的一员，与抗原呈递细胞上的B7-1和B7-2结合[13]。它在结构上与共刺激蛋白CD28相似，具有抑制T细胞活化的功能。有研究表明，其有效率为25%，长期疾病控制率为15%。该药耐受性良好，主要副作用包括自身免疫性结肠炎和垂体炎。2011年，FDA批准抗CTLA-4（ipilimumab）治疗黑色素瘤。对治疗较轻的疾病患者使用伊普利单抗的后续研究，以及与其他免疫调节剂联合使用，结果有所改善。

3.2 PD-1，PD-L1

和CTLA-4一样，PD-1也存在于淋巴细胞上，它可以抑制抗原介导的反应性，防止自身免疫。PD-1的主要配体PD-L1（B7H1）常常被肿瘤细胞和APC过度表达用来逃避免疫系统的清除。阻断PD-1-PD-L1轴可以提高肿瘤的识别和破坏能力。与易普利姆玛不同的是，PD-1和PD-L1抑制剂的作用不仅限于黑色素瘤，而且已经成功地用于治疗非小细胞肺癌（NSCLC）、肾细胞癌和卵巢癌[14]。由于PD-L1和PD-1的表达主要在肿瘤微环境中，其副作用不那么严重，而且很容易控制。

4 展望

在TME里，当然还有很多的未知领域值得我们去探索。未来可能开发出不同免疫调节剂的混合物来靶向TME进行肿瘤的治疗。

参考文献

[1] 魏晓莉.肿瘤免疫治疗的研究进展[J].国际药学研究杂志，2014，41（1）：57-62.

[2] 樊嘉，邱双健.肿瘤微环境的研究动态与展望[J].中华医学杂志，2008，88（8）：505-507.

[3] Corrales L，Matson V，Flood B，et al.Innate immune signaling and regulation in cancer immunotherapy[J].Cell Research，2016，27（1）：96.

[4] Deberardinis RJ.Tumor Microenvironment， Metabolism， and Immunotherapy[J].New England Journal of Medicine，2020，382（9）：869-871.

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[12] Gong J，Chehrazi-Raffle A，Reddi S，et al.Development of PD-1 and PD-L1 inhibitors as a form of cancer immunotherapy： a comprehensive review of registration trials and future considerations[J]. Journal for Immunotherapy of Cancer，2018，6（1）：8.

[13] Goltz D，Gevensleben H，Vogt TJ，et al.CTLA4 methylation predicts response to anti–PD-1 and anti–CTLA-4 immunotherapy in melanoma patients[J].JCI Insight，2018，3（13）.

[14] Zou W，Wolchok JD，Chen L.PD-L1（B7-H1） and PD-1 pathway blockade for cancer therapy： Mechanisms， response biomarkers，and combinations[J].Science Translational Medicine，2016，8（328）：328rv4.