CTLA-4或PD-1/PD-L1抑製劑應用越來越廣，免疫監測做什麼指標？這篇綜述告訴你
流式中文網註：這是一篇發表在2018年3月份Biomedicines的新綜述，希望通過本文的理解，能夠促進流式在腫瘤治療中的監測應用。
1、簡介
近年來，腫瘤免疫治療取得了很大的發展，開發出了不少新的有前途的治療方式，突破不小，其中之一就是基於抑制免疫檢查點分子的療法。CD8 + T細胞有效地識別和破壞腫瘤細胞。 CD4 + T細胞能增強樹突細胞（DC）誘導CD8 + T細胞應答的能力，還可幫助維持和擴增CD8 + T細胞，並可以直接消除腫瘤細胞。另外，CD4 + T細胞能夠促進B細胞向產生抗體的漿細胞分化。T細胞應答從T細胞受體（TCR）識別抗原開始啟動，這種反應的幅度和質量受共刺激信號和共抑制信號之間的平衡調節。在生理條件下，這些抑制途徑，即所謂的免疫檢查點，對維持自身耐受性從而防止自身免疫以及在針對病原體的免疫應答過程中使自身組織損傷最小化至關重要。腫瘤可以劫持免疫檢查點路徑，以避免免疫系統消除。檢查點分子的上調與抑制T細胞功能有關，即所謂的T細胞耗竭，這會導致慢性病毒感染或腫瘤疾病期間T細胞功能逐漸喪失。在過去的幾十年里已經發現了許多共刺激分子和共價抑制分子。不少共刺激通路的激動劑抗體或抑制通路的拮抗劑抗體正處於目前的臨床試驗中。兩種方法的目標都是擴增和激活抗原特異性T細胞應答，從而增強內源性抗腫瘤活性。了解這些檢查點抑製劑如何促進殺傷腫瘤和優化治療方式的設計的一個先決條件是監測細胞免疫應答。免疫監測技術可為檢查點抑製劑治療的潛在機制提供新穎的依據，並可能找出耐葯的潛在原因。此外，免疫監測能使我們能夠鑒別生物標誌物以區分應答者和不應答者，並減少與治療有關的副作用。在這裡，我們回顧了一些在檢查點抑製劑治療前和治療期間檢測腫瘤組織PD-L1表達或突變負荷以及腫瘤浸潤或血液循環免疫細胞的比例和表型的研究。
2、細胞毒性T淋巴細胞抗原4（CTLA-4/CD152）
CTLA-4是免疫球蛋白超家族的成員，其在活化的T細胞上表達，起負性調節作用。在初始T細胞上，CTLA-4不在細胞表面表達，但表達在胞內。當抗原與TCR結合後，便可誘導CTLA-4轉位至細胞表面。因此，CTLA-4轉位的程度取決於TCR參與的強度。 CTLA-4通過與CD80或CD86結合來調節T細胞對抗原早期應答的程度。CTLA-4可抑制T細胞活化，與CD28作用相反。CTLA-4抑制T細胞刺激的確切機制尚不完全清楚。已經有數據證明蛋白磷酸酶SHP2和PP2A的激活可能在對抗由TCR和CD28誘導的激酶信號中發揮重要作用。此外，據報道，CTLA-4增加T細胞運動能力，並忽略T細胞和抗原呈遞細胞（APCs）之間免疫突觸形成所需的TCR誘導停止信號。 T細胞和APC之間的接觸時間縮短，導致T細胞增殖和細胞因子產生減少。此外，CTLA-4與CD80/86的結合導致通過反式內吞作用從細胞表面清除這些分子。進一步的研究顯示CTLA-4增強了調節性T細胞（Treg）的免疫抑制活性。 FOXP3是一種在Treg細胞中表達的轉錄因子，決定了Treg的調節表型。由於CTLA-4是FOXP3的靶基因，故其在Treg細胞表面呈構成性表達。考慮到CTLA-4的生理學作用，在腫瘤免疫療法的背景下阻斷該分子，對於直接增強效應T細胞的功能特性，以及解除Treg細胞介導的效應T細胞免疫抑制，是非常重要的。Leach及其同事在1996年發表了第一篇使用抗CTLA-4抗體的CTLA-4阻斷劑的臨床前報告，他們發現增強的免疫應答導致有效的腫瘤消除。該方法的成功推動了臨床試驗中抗CTLA-4抗體的檢測。已經開發了兩種完全人源化的抗CTLA-4單克隆抗體：ipilimumab和tremelimumab。一項III期臨床試驗納入了晚期黑色素瘤患者，與單用肽疫苗相比，使用或不使用糖蛋白100肽疫苗的ipilimumab治療的患者的總生存期（OS）顯著改善。在隨後的III期試驗中，與單用達卡巴嗪相比，DNA-烷化劑達卡巴嗪與ipilimumab的組合使用顯著改善了黑素瘤患者的OS。基於這些研究，2011年美國食品和藥物管理局（FDA）批准ipilimumab用於治療轉移性黑素瘤患者。CTLA-4的免疫監測文字太多，結合圖片精簡總結一下。
與CTLA-4治療預後好的因素：
第二療程開始前嗜酸粒細胞增多、淋巴細胞增多。
Treg細胞數增多
TCR多樣性增加
CD1c＋ DC表面CD40上調
T細胞表面 ICOS上調
單核源MDSC數量少
LDH低
腫瘤浸潤T細胞HLA-DR、ICOS、IDO增高
腫瘤組織突變負荷、免疫相關基因表達水平高
與治療預後差相關的因素：
T細胞PD-L1的表達
可溶性CD25表達水平高
程序性細胞死亡-1（PD-1 / CD279）
PD-1是屬於免疫球蛋白超家族的跨膜受體，其在T細胞、自然殺傷（NK）細胞和B細胞上活化後表達[5,6]。因此，PD-1阻斷不僅可以增強T細胞活性，還可以增強NK細胞的溶解功能以及漿細胞的抗體產生。此外，PD-1在Treg細胞上表達，增強配體結合後的增殖。 PD-1與PD-L1和PD-L2結合。PD-L1在造血細胞和非造血細胞以及癌細胞上廣泛表達，並且可以由促炎細胞因子如IFN-γ誘導。 PD-L2主要由APC表達，主要由白細胞介素-4和粒細胞巨噬細胞集落刺激因子誘導。有趣的是，PD-L1另外可以結合T細胞上的CD80，從而傳遞另一種抑制信號。與CTLA-4相反，PD-1的主要不是作用在最初的T細胞激活階段，而是調節外周組織內經歷抗原刺激的效應T細胞的免疫應答。活化T細胞顯示PD-1的上調，其在通過外周組織期間持續存在。 PD-1配體的表達由組織中的炎症信號誘導，從而下調T細胞的活化以防止免疫應答期間對組織的損傷。PD-1信號傳導的結果就是，T細胞的增殖、細胞因子產生和細胞毒性功能受損，誘導細胞凋亡。與CTLA-4類似，PD-1參與導致抑制TCR介導的停止信號，這可能縮短T細胞與其靶細胞之間接觸的持續時間。 PD-1信號傳導通過多種方式調節T細胞，從而靶向抑制T細胞免疫應答，但可被腫瘤採用以防止自身免疫攻擊，因此可用抗體阻斷此通路。在不同的癌症小鼠模型中，可以通過抗體阻斷PD-1或其配體來增強抗腫瘤免疫力。 2010年，在不同癌症的患者中進行了使用完全人IgG4抗PD-1抗體的第一階段I臨床試驗，治療耐受良好，並且在幾個患者中觀察到臨床反應。抗PD-1治療的進一步臨床試驗提示了該療法對於晚期黑色素瘤、非小細胞肺癌（NSCLC）、腎細胞癌（RCC）、膀胱癌和霍奇金淋巴瘤均具有良好的療效。由於這些發現，FDA批准了針對這些適應症的抗PD-1抗體治療。PD-1的免疫監測文字太多，結合圖片精簡總結一下。
與PD-1治療預後好的因素：
嗜酸粒細胞、淋巴細胞、PD-1+ CD8T細胞、經典型單核細胞增多
LDH低
腫瘤組織中CD8＋T細胞密度高
PD-1抗體治療期間，腫瘤內CD8＋T細胞比例增高。
腫瘤細胞高表達PD-L1
腫瘤組織浸潤免疫細胞豐富
腫瘤組織突變負荷高
腸道微生態中的Ruminococcaceae bacteria和Akkermansia munciniphila具有高α多樣性或含量豐富。
結論
靶向CTLA-4或PD-1 / PD-L1軸的免疫治療策略誘導客觀臨床反應並改善具有各種腫瘤類型（包括黑色素瘤、NSCLC和RCC）的患者的存活。然而，許多患者對抗CTLA-4或抗PD1 / PD-L1治療無反應。因此，需要鑒定生物標誌物以選擇響應治療的患者和監測疾病過程以適應治療。探索患者腫瘤細胞和腫瘤浸潤或血液循環免疫細胞的免疫監測技術有助於將生物標誌物定義為臨床反應的預測因子，並減少治療相關的副作用。上面兩幅圖精要總結了目前大多數研究結果。但是，有些臨床試驗產生了相互矛盾的結果，可能是由於試驗中採用的分析方法不同、cut-off值不同、評分方法不同以及諸多潛在因素。因此，需要標準化方法來獲得不同研究的可比結果。免疫監測也可用於明確免疫檢查點抑製劑治療是否耐葯。例如，有報道發現列腺癌患者在抗CTLA-4治療後，腫瘤組織中的T細胞、CD8 + T細胞和CD68 +巨噬細胞上的PD-L1和V-domain Ig suppressor of T cell activation (VISTA)的出現更高的表達，因此可以解釋前列腺癌患者對CTLA-4阻斷的反應性差的原因，並說明有必要進行PD-1和CTLA-4抑製劑的聯合應用。
參考文獻：
Tunger, A.; Kie?ler, M.; Wehner, R.; Temme, A.; Meier, F.; Bachmann, M.; Schmitz, M.Immune Monitoring of Cancer Patients Prior to and During CTLA-4 or PD-1/PD-L1 Inhibitor Treatment. Biomedicines 2018, 6, 26.
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