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日本科学家发现PD-1抗体可激活调节T细胞可导致癌症超进展

日本就医网 2019-05-11 08:42:23发布



近期,《美国国家科学院院刊》刊登了一项来自日本国立癌症中心的研究。原来,受到PD-1抗体影响的不只是杀敌的细胞毒性T细胞,也有抑制免疫的调节T细胞(Treg)。放松了PD-1刹车的Treg增殖能力和免疫抑制能力都大幅增强,反而抑制了抗肿瘤活性,导致了疾病超进展(HPD)。

科学家们认为,可以先把PD-1阳性Treg作为HPD发生的生物标志物,也可以考虑PD-1单抗治疗的同时靶向Treg,应该可以降低HPD的发生率。

HPD是怎么来的呢?科学家们决定从临床中寻找答案。

在一项临床研究中,有36名晚期胃癌患者接受了PD-1单抗(nivolumab)治疗。治疗开始后4-6周的第一次评估,9人部分反应(PR),10人疾病稳定(SD),17人疾病进展(SD)。

按照HPD的定义,治疗两个月内,肿瘤符合增加50%以上,进展速度增加1倍,这17人里有4人(11.1%)被诊断为HPD。尽管开始治疗之前,他们的身体状态都不错,但是非常短的时间内(20-65天),就有3名HPD患者死亡,大多数HPD患者都发生了多发性转移。

HPD患者肿瘤迅速发展

研究者首先考虑了特殊基因突变的可能性。这4人里,只有1人发生了特殊的MDM2基因扩增,而其他的常见致癌突变,比如ERBB2、KRAS、TP53、PIK3CA等,在HPD患者和非HPD患者中也没什么差异。看来HPD并不是基因突变导致的。

于是研究者们转而开始检查患者的免疫反应,结果发现了一件怪事。PD-1单抗的作用主要是解除细胞毒性T细胞(CTL)的限制,最大化它们的抗癌能力。不过能表达PD-1的可不止是抗癌的T细胞,抑制免疫的调节T细胞(Treg)上也是有的。那这个事儿可就不好说了,毕竟PD-1单抗到底对Treg有什么作用,还是未知数。

图源 | NorthShore Kellogg Cancer Center

在所有患者中,研究者都检查到了表达PD-1的肿瘤浸润Treg,而且在治疗开始之前,这些PD-1+Treg的分布、和其他T细胞的比例,都是差不多的。

但是在开始PD-1单抗治疗之后,发生HPD的患者,PD-1+Treg数量增加了;但是非HPD患者中,PD-1+Treg的数量是减少的!

和不表达PD-1的Treg比起来,PD-1+Treg的增殖能力更强,另一种免疫检查点CTLA-4的表达水平也更高,很明显具有更强的免疫抑制能力。

HPD患者和非HPD患者截然相反

研究者分别在体外和小鼠体内进行了实验,果然,用PD-1单抗阻断或者遗传学方法抑制PD-1表达,能显著增加Treg的增殖和免疫抑制能力。

有意思的是,这种现象只存在于Treg中,其他T细胞似乎并不受影响。PD-1本身能够抑制T细胞的TCR和CD28信号通路,而且Treg比起其他T细胞来说要更加依赖TCR[5,6],所以研究者们认为,抑制PD-1应该是导致更强的TCR信号,从而促进了Treg的增殖和免疫抑制活性。

这些被释放了潜能的Treg全面压制了细胞毒性T细胞的抗癌能力,使得肿瘤得以大肆扩张。研究者尝试给黑色毒瘤小鼠注射PD-1缺陷的Treg,结果这些小鼠肿瘤发展比对照组快得多。用PD-1单抗处理也是同样的结果。

至于为什么只有部分患者会发生HPD,研究者认为,可能是这部分患者本身体内存在一些有助于Treg扩增的细胞因子,例如腺苷和吲哚胺2,3-双加氧酶等。未来可以考虑提前分析分析患者的各种代谢物特征,找到更确切的Treg增殖特征。

现在当务之急要解决的是,如何防止HPD?

研究者们分析了一波患者的肿瘤组织,发现HPD患者的Treg与其他T细胞相比,CTLA-4、OX40、CCR4、LAG-3等名声在外的免疫检查点表达水平都明显更高,所以靶向它们耗竭Treg,或许是预防和治疗HPD的好方法。

CTLA-4单抗ipilimumab,与nivolumab联用可减少黑色素瘤患者的HPD[8];OX-40单抗目前正在进行几种实体瘤的临床试验,并在1期研究中显示出了抗癌活性;CCR4单体mogamulizumab与免疫检查点抑制剂联用的临床研究也正在几种晚期实体瘤中进行。

除了联合单抗这个思路,细胞因子治疗也很可行。比如说通过增加IL-27,来限制IL-2相关通路,减少Treg数量来增强PD-1单抗的抗癌效果。

《自然医学》也刊登了一项临床研究。MSKCC的科学家们瞄准的靶点是糖皮质激素诱导肿瘤坏死因子受体相关蛋白(GITR),它的激动剂TRX518能够阻碍Treg的免疫抑制能力,在1期临床中展现了自己作为免疫治疗小帮手的潜力。

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