STTT：華山醫(yī)院毛穎/楊輝團(tuán)隊長篇綜述——靶向固有免疫通路促進(jìn)腫瘤治療研究進(jìn)展

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來源：生物世界

2024-07-15

綜述總結(jié)了近年固有免疫通路在腫瘤發(fā)生發(fā)展以及治療中的進(jìn)展，并深度解析了固有免疫通路靶向藥物的開發(fā)趨勢及未來臨床研究、基礎(chǔ)和轉(zhuǎn)化研究的重點。該綜述將為靶向固有免疫通路療法提供系統(tǒng)的概覽和臨床開發(fā)思路的啟迪。

固有免疫通路在腫瘤治療中受到越來越多的關(guān)注。該通路基因廣泛表達(dá)于各類細(xì)胞中，不僅包括先天性免疫細(xì)胞，還大量表達(dá)于適應(yīng)性免疫細(xì)胞、腫瘤細(xì)胞和基質(zhì)細(xì)胞。針對固有免疫通路的激動劑在臨床前研究中顯示出對腫瘤微環(huán)境（tumor microenvironment，TME）的深刻影響，并能改善腫瘤預(yù)后。

然而，迄今為止，針對固有免疫通路的藥物在臨床上取得的成功仍然有限。因此，提高固有免疫通路靶向藥物對腫瘤免疫微環(huán)境精準(zhǔn)調(diào)控是推動相關(guān)藥物走向臨床的關(guān)鍵。

近日，復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院神經(jīng)外科毛穎教授、楊輝研究員作為共同通訊作者，在 Signal Transduction and Targeted Therapy 期刊發(fā)表了題為：Harnessing innate immune pathways for therapeutic advancement in cancer 的長篇綜述。

該綜述總結(jié)了近年固有免疫通路在腫瘤發(fā)生發(fā)展以及治療中的進(jìn)展，并深度解析了固有免疫通路靶向藥物的開發(fā)趨勢及未來臨床研究、基礎(chǔ)和轉(zhuǎn)化研究的重點。該綜述將為靶向固有免疫通路療法提供系統(tǒng)的概覽和臨床開發(fā)思路的啟迪。

Harnessing innate immune pathways for therapeutic advancement in cancer 長篇綜述

該綜述提出了兩個核心觀點：

1）固有免疫通路具有將免疫抑制細(xì)胞重編程為抗腫瘤細(xì)胞的潛力；

2）TME中固有免疫通路的異常，如沉默、旁路激活等，導(dǎo)致了目前單一固有免疫激動劑應(yīng)用的不穩(wěn)定性和不可靠性。

腫瘤免疫療法改變了腫瘤的治療范式。近年來，免疫檢查點阻斷（ICB）在腫瘤治療上取得了一定的成功。這些單克隆抗體阻斷免疫檢查點相關(guān)分子（例如PD1、PD-L1和CTLA-4）通過抑制T細(xì)胞中的免疫抑制信號來發(fā)揮其作用，從而放大T細(xì)胞介導(dǎo)的腫瘤細(xì)胞毒性作用。然而，并非所有腫瘤都對ICB的治療有反應(yīng)，例如，在一些缺乏T細(xì)胞浸潤的“冷”腫瘤（例如膠質(zhì)母細(xì)胞瘤），ICB未能改善患者的預(yù)后。

固有免疫通路是免疫系統(tǒng)的重要組成部分，并在T細(xì)胞的反應(yīng)起始、維持、募集和免疫記憶的形成過程中起到關(guān)鍵性作用。固有免疫通路通過模式識別受體（pattern recognition receptors，PRR）識別感應(yīng)病原相關(guān)分子模式（pathogen-associated molecular patterns，PAMP）和損傷相關(guān)分子模式（danger-associated molecular patterns，DAMP）而被激活，釋放干擾素和一系列細(xì)胞因子，參與免疫調(diào)節(jié)。固有免疫通路在TME的各種細(xì)胞類型中廣泛存在，并且考慮到TME中普遍存在的DAMP，靶向調(diào)節(jié)固有免疫通路或可取得廣泛而持久抗腫瘤反應(yīng)。

目前的大量的臨床前研究顯示，激活固有免疫通路能夠起到抗腫瘤的效果，然而，固有免疫通路的激動劑在臨床上僅取得了有限的成功。為此，有必要厘清腫瘤中固有免疫通路扮演的角色，以跨越臨床前到臨床的轉(zhuǎn)化鴻溝。

TME中的免疫細(xì)胞有兩個關(guān)鍵特征（圖1）：

1）它們表現(xiàn)出促腫瘤和抗腫瘤分化和/或極化的雙重表型，但在TME的影響下，傾向于表現(xiàn)促腫瘤表型。

2）這些細(xì)胞具有顯著的可塑性，可以通過靶向干預(yù)進(jìn)行重新編程。

而固有免疫通路的激活能夠利用免疫細(xì)胞的這一特性，促進(jìn)其發(fā)生抗腫瘤轉(zhuǎn)化，包括增進(jìn)免疫細(xì)胞的活化、擴(kuò)增、感知（圖2）。

圖1、腫瘤免疫微環(huán)境

圖2、激活cGAS-STING通路后的抗腫瘤細(xì)胞相互作用網(wǎng)絡(luò)

然而，在TME中，固有免疫通路受到了異常的調(diào)節(jié)。這些異常的調(diào)節(jié)可以發(fā)生在中心法則的各個環(huán)節(jié)，包括表觀遺傳沉默，miRNA的異常調(diào)節(jié)，異常的翻譯后修飾以及蛋白互作。這些異常的調(diào)節(jié)使得激動劑的輸入無法在腫瘤中引起正常生理條件下的下游通路反應(yīng)。另一方面，固有免疫通路在的下游通路網(wǎng)絡(luò)本身也會出現(xiàn)重構(gòu)。這種重構(gòu)主要表現(xiàn)為抗腫瘤經(jīng)典網(wǎng)絡(luò)的抑制和促腫瘤旁路的激活。

此外，固有免疫通路激動劑的反應(yīng)還與激動劑本身的特性和時空策略有關(guān)。固有免疫通路在激動劑反復(fù)、延長或慢性刺激后會引起免疫耐受，表現(xiàn)為通路反應(yīng)性的減少或無反應(yīng)性。而不同特性的激動劑也會引起不同的固有免疫通路反應(yīng)，會誘導(dǎo)細(xì)胞發(fā)生不同方向的分化。激動劑的作用強(qiáng)度和分布模式也會影響腫瘤的發(fā)展。

固有免疫通路的異常調(diào)節(jié)和激動劑的不同應(yīng)用策略表現(xiàn)為固有免疫通路的異質(zhì)性，這種異質(zhì)性與腫瘤的發(fā)展階段和細(xì)胞類型相關(guān)聯(lián)，表現(xiàn)為時空的異質(zhì)性，并最終造成了固有免疫通路激動劑的療效不確定性。

目前，針對固有免疫通路的激動劑在臨床試驗中取得的成績是令人期待的。除了TLR2/4激動劑卡介苗，TLR7激動劑咪喹莫特（imiquimod）以及NOD2激動劑（Mifamurtide）已被批準(zhǔn)用于腫瘤治療，許多新開發(fā)的固有免疫通路激動劑在臨床試驗中展現(xiàn)出了對抗腫瘤免疫的激活，這種激活效應(yīng)能夠進(jìn)一步被放化療和/或的ICB聯(lián)合應(yīng)用所增強(qiáng)。并且患者對固有免疫通路的激動劑展現(xiàn)出了良好的耐受性。此外，固有免疫通路的激動劑還能作為一種免疫佐劑，用于腫瘤疫苗，擴(kuò)大了其適用范圍。

因此，我們需要結(jié)合TME固有免疫通路的時空異質(zhì)性特點，采取合理的策略來促進(jìn)其激動劑的臨床應(yīng)用（圖3）。首先針對固有免疫通路對激動劑的異質(zhì)性反應(yīng)，需要開發(fā)高選擇性的藥物，同時規(guī)劃合理的藥物給藥時間、劑量以及遞送方式，讓合適的藥物以適量的水平到達(dá)適當(dāng)?shù)奈恢谩ａ槍逃忻庖咄返募?xì)胞類型異質(zhì)性，可以結(jié)合特定細(xì)胞的特異性表達(dá)分子開發(fā)細(xì)胞類型特異性的靶向藥物。此外，對于固有免疫通路存在的異常調(diào)節(jié)，我們可以通過聯(lián)合靶向的方法來克服這一困難。一方面，在通路上游通過聯(lián)合靶向藥物抑制干擾分子的表達(dá)和/或作用；另一方面，在通路下游，通過聯(lián)合靶向，抑制促腫瘤旁路的激活。值得注意的是，現(xiàn)有的臨床試驗顯示具有特定特征的患者人群對固有免疫通路的激動劑表現(xiàn)出顯著的益處，因此建立有效的腫瘤分型和患者分組策略對于增強(qiáng)固有免疫途徑激動劑的治療效果是必要的。

圖3、利用先天免疫通路激動劑治療腫瘤的障礙和解決方案

靶向先天免疫途徑重塑TME，改善腫瘤預(yù)后是一個十分吸引人的腫瘤治療策略。固有免疫通路的激活，一方面能夠塑造TME的抗腫瘤炎癥環(huán)境，另一方面還能增強(qiáng)適應(yīng)性免疫反應(yīng)。然而，固有免疫通路激活引起的細(xì)胞反應(yīng)是復(fù)雜的。由于交織的細(xì)胞內(nèi)和細(xì)胞間網(wǎng)絡(luò)的存在，這些網(wǎng)絡(luò)經(jīng)常顯示重疊，會聚，替代和冗余的路線。通過非選擇性地激活一個孤立的受體來達(dá)到持久的抗腫瘤效果是十分困難的。為此，克服固有免疫通路臨床轉(zhuǎn)化鴻溝的一個關(guān)鍵在于分析TME內(nèi)固有免疫通路的內(nèi)在變化。細(xì)胞是信號通路網(wǎng)絡(luò)的基本單元，它們的細(xì)胞膜作為屏障，為輸入和輸出創(chuàng)造不同的實體。通過分析這些基本單元及其通路，我們可以為整個腫瘤構(gòu)建一個綜合的信號網(wǎng)絡(luò)。

因此，在未來的研究中，我們應(yīng)著眼于不同類型細(xì)胞在腫瘤發(fā)展過程中的固有免疫通路網(wǎng)絡(luò)的特點，以增進(jìn)我們對腫瘤固有免疫通路的理解，并促進(jìn)以“精準(zhǔn)醫(yī)療”為核心范式的藥物開發(fā)與應(yīng)用（圖4）。

總之，固有免疫通路的精確分析對于彌合癌癥治療的臨床前和臨床階段之間的差距至關(guān)重要。這種分析需要跨越分子生物學(xué)、系統(tǒng)生物學(xué)、免疫學(xué)和腫瘤學(xué)等多個領(lǐng)域的協(xié)作努力。隨著人工智能的出現(xiàn)，基于這些跨學(xué)科數(shù)據(jù)構(gòu)建模型可以極大增強(qiáng)預(yù)測藥物療效的能力，并加速藥物開發(fā)（圖5）。