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对靶向MyD88、IDO1 和AHR 为中心的免疫抑制信号通路和卵巢上皮性癌免疫治疗的思考

首页 » 研究 » 肿瘤 2018-08-14 妇产科空间 赞(5)
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导读
本文就卵巢癌以髓样分化因子88(MyD88)、IDO1和芳香烃受体(AHR)为中心的免疫抑制信号通路及其潜在分子靶点进行论述,为卵巢癌的免疫治疗策略提供新的思路。

大约每78个女性一生中就有1个存在罹患卵巢上皮性癌(卵巢癌)的风险,其概率为1.3%,且具有诊断时已为晚期和预后差的特征,5年生存率仅为45%[1]。肿瘤细胞减灭术联合铂类药物+紫杉醇方案化疗的标准治疗可使高达80%的卵巢癌患者获得临床缓解,但其中大多数患者会经历肿瘤复发和化疗耐药,从而导致死亡。既往认为,卵巢癌对免疫治疗不敏感,但越来越多的证据表明,卵巢癌事实上是免疫源性肿瘤[2],因此,免疫治疗可能成为治疗卵巢癌的新方法[3]。然而,在免疫检查点阻断剂问世以前,免疫治疗关注的重点往往是有明确抗原的树突状细胞(DC)和外源性T淋巴细胞治疗,后者包括肿瘤浸润型淋巴细胞(TIL)、T淋巴细胞受体(TCR)转基因T淋巴细胞治疗和嵌合抗原受体(CAR)-T淋巴细胞即过继性T淋巴细胞治疗。目前,在临床上进行免疫干预的选择比较有限,主要包括抗细胞毒性T淋巴细胞抗原4(CTLA-4)和程序性细胞死亡蛋白1(PD-1)/PD-1 配体(PD-L1)信号通路阻断剂、吲哚胺2,3-双加氧酶1(IDO1)信号通路阻断剂。因此,更好地理解化疗后调控免疫应答的分子事件成为紧迫的问题。本文就卵巢癌以髓样分化因子88(MyD88)、IDO1和芳香烃受体(AHR)为中心的免疫抑制信号通路及其潜在分子靶点进行论述,为卵巢癌的免疫治疗策略提供新的思路。

▼一、卵巢癌的免疫治疗及其作用机制▼

大量证据表明,卵巢癌是免疫源性肿瘤,因而是1个合理的免疫治疗靶器官[2-3]。2003年,1项具有里程碑意义的开创性研究首次证实,卵巢癌能够诱导自发性的抗肿瘤免疫应答和细胞毒性T淋巴细胞(CTL)浸润,这与显著改善卵巢癌的总生存时间有关[2]。这一发现为卵巢癌的免疫治疗提供了强有力的理论基础。尽管有证据显示,自发性抗肿瘤免疫与生存获益有关。但是卵巢癌的临床发展过程却表明,CTL效应细胞未能有效控制卵巢癌的生长。导致卵巢癌免疫抑制或逃逸的因素包括卵巢癌细胞诱导的调节性T淋巴细胞(Treg)、浆细胞样DC(pDC)、髓源性抑制细胞(MDSC)和肿瘤相关巨噬细胞(TAM)被募集在卵巢癌组织中,形成卵巢癌免疫抑制的微环境,从而抑制机体免疫应答和CTL细胞毒效应。此外,卵巢癌细胞分泌的可溶性免疫抑制因子,抑制了局部抗原递呈细胞的成熟,因而不能为效应细胞提供共刺激信号分子、活化的T淋巴细胞和自然杀伤细胞(NK),导致免疫细胞不能有效识别卵巢癌靶细胞或表现为免疫机能不全。

因此,靶向卵巢癌微环境中的免疫抑制因素,增强效应细胞的应答作用,以期改善卵巢癌免疫治疗的有效性具有重要意义。迄今为止,鲜有研究探索卵巢癌免疫疗法在这种免疫抑制微环境中的真正作用。令人尴尬的事实是,近年来兴起的免疫检查点PD-1 / PD-L1 信号通路抑制剂阿特朱单抗(atezolizumab)、帕母单抗(pembrolizumab)和CTLA-4信号通路抑制剂伊匹单抗(ipilimumab)的Ⅲ期临床试验,对大部分实体瘤的有效率只有20%左右,而对卵巢癌几乎没有作用[4]。因此,卵巢癌的免疫治疗是1个令人费解又引人注目的问题?未来卵巢癌免疫治疗的靶点是什么?这些实质性的问题都需要对卵巢癌免疫治疗的作用机制进行深入的研究与探讨。

▼二、卵巢癌细胞的免疫抑制表型▼

正如所知,肿瘤细胞介导的免疫抑制作用及其机制是极其复杂的。卵巢癌在发生、发展的过程中,通过其基因突变、演化及免疫编辑,表达了机体免疫抑制细胞的某些表型和特性,同时,通过表达和产生许多细胞因子抑制机体的免疫细胞,而更重要的是肿瘤细胞能够调节免疫应答反应,从而逃避免疫清除,产生免疫耐受,借以维持自身在免疫压力下的生存和生长以及侵袭和转移[5-6]。已有研究证实,卵巢癌细胞异常高表达免疫抑制相关分子,如Toll样受体4(TLR4)、MyD88、IDO1、PD-L1、PD-1以及AHR。此外,卵巢癌细胞表达和分泌可溶性免疫抑制相关细胞因子,如白细胞介素(IL)6、转化生长因子β1(TGF-β1)、血管内皮生长因子(VEGF)和IL-17A[7]。大量临床试验[8]及本课题组的前期研究[9-10]证实,卵巢癌细胞的免疫抑制相关分子与卵巢癌患者的预后不良密切相关。

▼三、卵巢癌细胞的免疫抑制信号通路及其作用▼

约70%的卵巢癌高表达MyD88[10],卵巢癌细胞通过TLR4-髓样分化因子2(MD2)复合物介导的MyD88依赖的磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)/蛋白激酶B(Akt)/核因子κB(NF-κB)信号通路的活化,促进IL-6、TGF-β1 和IL-17A 的表达和分泌,诱导IDO1高表达及其色氨酸代谢产物犬尿氨酸(KYN)的产生,并诱导Treg 细胞CD4+ CD25+ 叉头框蛋白P3(FOXP3)的表达,抑制巨噬细胞的功能和DC的活性,降低T淋巴细胞的增殖反应和细胞毒作用,促进卵巢癌细胞的播散[11-12]。卵巢癌的进展是受DC表型变化和Treg调控的[13]。MyD88+卵巢癌细胞表达和分泌IL-6,在IDO1和AHR活化中起到了决定性的作用;AHR的内源性配体KYN,可诱导免疫耐受性DC和Treg的产生。除此之外,通过KYN活化的AHR作为转录因子又进一步促进了IL-6的转录表达,形成IL-6/IDO1/KYN/AHR/IL-6信号通路的回路[14],阻断该回路可消除卵巢癌的免疫抑制状态[15];新近的研究[16]也证实,IL-6通过酪氨酸蛋白激酶(JAK)/信号传导与转录激活因子3(STAT3)信号通路的活化,上调PD-L1并降低免疫检查点抑制剂的作用,用IL-6抗体中和IL-6可改善PD-L1阻断剂的作用;卵巢癌细胞表达的TGF-β1和IL-17A可诱导Treg上调,并且是TLR4-MD2/MyD88/NF-κB信号通路依赖的[9];2018年发表于Nature 的研究[17]也进一步确证了TGF-β1可降低肿瘤对PD-L1阻断剂的反应,而联合抗TGF-β1治疗可显著增加PD-L1阻断剂的抗肿瘤作用。另有研究[8,18]显示,有些化疗药物诱导卵巢癌中PD-L1的过度表达进而改变了局部免疫状态,促进免疫抑制的肿瘤微环境的形成,从而影响肿瘤对治疗的反应;新辅助化疗增加卵巢癌的抑制性免疫细胞的浸润和PD-L1的表达,以及紫杉醇介导的AHR mRNA的翻译,增加卵巢癌细胞的AHR介导的免疫抑制作用。紫杉醇类似于脂多糖,是TLR4/MyD88/NF-κB信号通路的激活剂,所以,有研究[19]将铂类化合物与IDO抑制剂耦合为双向靶标化合物,一方面铂类化合物作用于肿瘤细胞DNA,另一方面IDO抑制剂可以降低卵巢癌细胞的IDO活性;或者用TLR4/MyD88信号通路阻断剂联合IDO 抑制剂,一方面可抑制紫杉醇诱导AHR介导的免疫抑制,另一方面也可增加紫杉醇的细胞毒作用[8]。这些研究提出了与单纯免疫治疗截然不同的免疫治疗联合化疗的策略。

▼四、靶向卵巢癌免疫抑制信号通路的治疗策略▼

最新的1 项Ⅱ期临床试验[20]结果显示,PD-1/PD-L1信号通路活化的抑制作用是有限的,这可能是卵巢癌IDO1通路活化募集了TAM和Treg所致。1 项随机、开放标签的IDO1 抑制剂埃帕卡斯特(epacadostat)治疗卵巢癌的Ⅱ期临床研究[国际麻醉药管制委员会(INCB)024360 号研究][21]结果显示,PD-L1、IDO1共同表达的卵巢癌,使用epacadostat与他莫昔芬比较,两者的疗效无明显差异。美国临床肿瘤协会(American Society of Clinical Oncology,ASCO)在2017 年度会议上报道了IDO1 抑制剂epacadostat联合PD-1阻断剂pembrolizumab的1项Ⅰ、Ⅱ期开放标签的研究结果显示,卵巢癌的客观缓解率(ORR)和疾病控制率(DCR)分别为8%(3/37)和35%(13/37),与非小细胞肺癌(ORR、DCR分别为35%、60%)、膀胱癌(ORR、DCR 分别为35%、57%)和肾细胞癌(ORR、DCR 分别为47%、58%)比较,其效果仍然不好[22]。那么,卵巢癌的免疫疗法下一步究竟怎么做?未能有效控制卵巢癌的生长是否是由于肿瘤细胞本身的变异所致?上述研究提示,卵巢癌在进化选择过程中形成了1个潜在的复杂而有效的免疫抑制信号通路,见图1。从图1可以得知,MyD88/IDO1/KYN/AHR信号通路的活化以及IL-6/IDO1/KYN/AHR/IL-6信号通路回路可能是导致卵巢癌免疫抑制微环境形成的决定性因素。但这些分子之间的内在联系和相互作用仍需要加以明确并需深入研究,这对于充分诠释卵巢癌免疫抑制的分子机制、寻找卵巢癌靶标分子、选择卵巢癌免疫治疗方案、改善卵巢癌患者预后,都具有重要的理论基础和临床实践意义,同时,在卵巢癌转化医学研究方面也具有挑战性。

五、结语

卵巢癌免疫抑制信号通路介导的或化疗诱导的肿瘤微环境,是实现卵巢癌免疫治疗临床获益的主要障碍或是导致免疫抑制的主要矛盾。传统的卵巢癌细胞减灭术联合铂类药物+紫杉醇方案化疗的标准治疗,使卵巢癌患者可获得较好的近期临床缓解率,但大多数卵巢癌患者会经历肿瘤复发和化疗耐药。所以,联合化疗和免疫治疗特别适合MyD88+卵巢癌患者。根据已有的卵巢癌诱导免疫抑制的研究和免疫治疗临床试验的结果[23-24]提示,根据以MyD88、IDO1和AHR为中心的免疫抑制信号通路(图1),推测MyD88/NF-κB/IL-6信号通路和IL-6/IDO1/KYN/AHR/IL-6信号通路回路可能是卵巢癌免疫抑制的分子机制之一。本课题组近期的研究进一步显示,MyD88+和MyD88-的卵巢癌细胞差异表达IDO1、色氨酸双加氧酶(TDO2)、AHR、PD-L1 和PD-1,通过抑制MyD88的表达显著降低了IDO1、AHR和PD-L1的表达,以及通过抑制IDO1/TDO 信号通路的活化显著下调了AHR 和PD-L1 的表达,提示,卵巢癌的免疫抑制表型与其MyD88 分子型别有关,诱导免疫抑制的分子机制也有所不同。为此,在卵巢癌分子分型和确定免疫抑制信号通路(即MyD88/NF-κB/IL-6 信号通路和IL-6/IDO1/KYN/AHR/IL-6信号通路回路)中关键的分子靶标基础上,提出靶向抑制MyD88/IDO1/TDO2/KYN/AHR信号通路的活化联合化疗的多模态免疫化学治疗的治疗策略(图2),可能成为改善卵巢癌患者预后的1个有效途径。

作者:张国楠、朱熠、黄建鸣

选自:中华妇产科杂志2018年7月第53卷第7期第448-451页(转化医学网360zhyx.com)

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