張小余 徐細明
武漢大學(xué)人民醫(yī)院腫瘤中心腫瘤三科,湖北武漢 430000
肝細胞癌(hepatocellular carcinoma,HCC)占原發(fā)性肝臟腫瘤的75%~90%[1],不僅是最常見的原發(fā)性肝癌類型,也是當前全球第六大最常見的癌癥,也是癌癥死亡相關(guān)的第四大原因[2]。HCC 發(fā)生、發(fā)展與細胞免疫反應(yīng)密切相關(guān)[3],故HCC 患者預(yù)后與免疫細胞浸潤程度呈顯著正相關(guān)[4]。在T 細胞各個亞群中,終末分化效應(yīng)T 細胞(terminally differentiated T cells,TEFF)因其強大的細胞毒性,最初被認為是主要的抗腫瘤免疫細胞,但越來越多的證據(jù)提示記憶CD8+T 細胞才是維持長期癌癥免疫效果的重要細胞[5]。有研究指出,HCC 患者的記憶CD8+T 細胞比TEFF 更易被募集到HCC 部位[6],且部分記憶CD8+T 細胞亞群是HCC PD-1 治療的主要效應(yīng)細胞,其含量與HCC 進展呈正相關(guān)[7]。此外,記憶/靜息T 細胞也有助于預(yù)測肝外轉(zhuǎn)移,是HCC 移植患者顯著的獨立預(yù)后因素[8]。從功能上分析,部分記憶CD8+T 細胞分泌γ 干擾素、白介素(interleukin,IL)-33、穿孔素和顆粒酶能顯著誘導(dǎo)HCC 細胞凋亡,從而改善患者預(yù)后[9]。本文主要概述記憶CD8+T 細胞在HCC 的發(fā)生、發(fā)展中所起的作用,總結(jié)了其相關(guān)免疫治療的研究進展,也為新的HCC 免疫治療提供證據(jù)支持。
記憶CD8+T 細胞主要有以下4 個亞型[10]:干細胞性記憶T 細胞(stem cell memory T cells,TSCM)分布于初級和次級淋巴器官,有著幼稚表型(CD45RA+CCR7+CD27+)和記憶細胞特點(CD95+CXCR3+IL-2Rβ+CD58+CD11a+);中央型記憶性T 細胞(central memory T cell,TCM)和記憶T 細胞(effector memory T cell,TEM)均有著記憶細胞特點,但在記憶細胞表型上有所不同(CD45RO+CCR7+CD27+和CD45RO+CCR7-CD27-),兩者區(qū)別在于TEM 不表達使細胞向淋巴歸巢的CCR7 和CD62L,故TEM 分布不像TCM 細胞一樣集中于初級和次級淋巴器官,而是大量參與血液循環(huán);常駐記憶T 細胞(resident memory T cell,TRM)表型近似于TEM,但其表達黏附因子CD69 或CD103,因此能常駐于肝、肺、腦等器官中維持免疫。經(jīng)典的分化路徑認為,TSCM 來源于幼稚T 細胞的直接分化和幼稚T 細胞分化的TEFF 的去分化,它不僅能自我更新而且能分化為TCM,TCM 在保留部分免疫效應(yīng)能力的同時,則能夠進一步分化為TEM 和TRM,發(fā)揮巨大的免疫效應(yīng)能力。TSCM 的抑癌作用依賴分化的TCM 和其強大的自我更新能力[11]。TCM 的抑癌作用則主要依賴于其分化的TEM 和TRM,后兩者都能分泌大量的穿孔素和顆粒酶及細胞因子發(fā)揮抑癌作用[12]。具有組織特異性的TRM 能夠招募TEM 細胞[13],而TEM 在經(jīng)歷終末分化后細胞表型類似TEFF,具有更強的分泌穿孔素和顆粒酶的能力[14]。
鑒于記憶CD8+T 細胞的重要免疫功能,以之為載體能顯著改善過繼免疫治療效果。TEFF 細胞發(fā)現(xiàn)之初被認為是最有效的過繼免疫治療載體,但進一步研究提示其作為載體細胞效果并不佳,而TEM 為載體的治療較TEFF 細胞效果有明顯提升[15]。黑色素瘤過繼免疫治療載體研究進一步說明,作為載體的TEM分化程度越低,則抗腫瘤免疫的效果越好,持續(xù)時長越長[16]。
T 細胞為主要載體的過繼免疫治療包含了腫瘤浸潤免疫細胞(tumor-infiltrating lymphocyte,TIL)治療、工程化T 細胞受體修飾的T 細胞(T cell receptorengineered T cell,TCR-T)治療和嵌合抗原受體T 細胞(chimeric antigen receptor T-cell,CAR-T)治 療。CAR-T 治療因其廣闊的治療前景在HCC 中受到最多的研究,目前有多項臨床試驗正在進行。TSCM(NCT03288493、NCT00586391、NCT00709033)是目前在血液系統(tǒng)腫瘤進行臨床研究的CAR-T 載體細胞,以之為載體或許能為HCC 的CAR-T 治療帶來新的啟發(fā)。
作為一種有潛力根除腫瘤的個體化療法,TIL 治療主要過程為離體擴增自體腫瘤浸潤免疫細胞并回輸,故其在HCC 患者中應(yīng)用的關(guān)鍵在于識別有持久免疫作用的細胞。CD45RO+T(記憶細胞標志)細胞經(jīng)細胞流式分析被識別為HCC 腫瘤浸潤免疫細胞的主要類型[17]。Di Blasi 等[18]進一步指出,HCC TIL 細胞中有50%以上表達CD69(TRM 的表面標志之一),提示TRM 細胞可能是主要的TIL 細胞。此外,CD8+TEM在HCC 免疫浸潤細胞中也是極為重要的一類。CD8+KLRG1+CD107a+TEM 細胞在HCC 組織之中的浸潤與HCC 預(yù)后呈正相關(guān)[19],而CD8+CD45RO+CD95+TEM亞群細胞顯著上調(diào)抑制免疫因子PD-1、CTLA-4 和TIM-3,從而促進腫瘤的生長[20]。以上研究提示了不同記憶CD8+T 細胞亞群在HCC 中作用,與主要分布外周淋巴器官的TCM 和TSCM 比較,TRM 和TEM 是記憶CD8+T 細胞中更適宜TIL 治療的細胞。其中TRM作為HCC 中TIL 的主要細胞亞群,不但能夠誘導(dǎo)后去分化為保留嗜肝性的TCM[21],而且存在長壽的TRM細胞群[22],可能是目前最適合HCC 的TIL 治療細胞。
T 細胞受體(T cell receptor,TCR)能夠與T 細胞表面的CD3 非共價結(jié)合,識別相容性復(fù)合物呈遞的肽鏈,從而識別體內(nèi)癌癥細胞,通過對其進行基因工程改造,能更加有效地識別和殺傷癌細胞,改善患者預(yù)后。目前已經(jīng)有研究指出,HLA-A2/AFP158 TCR 能夠特異識別HLA-A2+AFP+HepG2 HCC 腫瘤細胞并產(chǎn)生效應(yīng)細胞因子,產(chǎn)生顯著的殺傷而對正常細胞并無顯著影響[23]。乙型肝炎病毒(hepatitis B virus,HBV)-TCR 也能識別HCC 細胞內(nèi)HBV 蛋白,顯著的縮小HBV 肝癌患者的瘤體體積[24]。除了選擇特異的TCR 靶點提升療效,載體選擇也十分關(guān)鍵,但由于缺乏HCC TCR-T 治療的載體研究,以其他腫瘤的載體研究或許能帶來新的啟發(fā)。不同于源自TEM 的CD8+T 細胞,TCM 來源的CD8+T 細胞具有恢復(fù)到記憶細胞庫的能力,因而較TEM 細胞的過繼免疫治療有著更加持久和強烈的作用[25]。一項平均隨訪時間為6 年的研究進一步指出,記憶CD8+T 亞群顯著影響淋巴瘤患者時的TCR-T 細胞含量:TSCM 與TCR-T 細胞含量顯著相關(guān)(R2=0.9714),TCM 與之弱相關(guān)(R2=0.2177),而TEM 與之無相關(guān)性(R2=0.0031)[26]。總之,利用低分化的TEM 亞型為載體,可能使得TCR-T 細胞在HCC患者體內(nèi)存活時間更久,從而更好地抑制HCC的發(fā)生、發(fā)展,使患者得到更大的生存獲益。
CAR-T 治療不受相容性復(fù)合物呈遞過程的約束,殺傷癌癥細胞較TCR-T 治療更為高效,應(yīng)用也更多。HCC 的CAR-T 治療目前已存在多項臨床前和臨床研究[27-28],提示這是一項具有巨大潛力的治療模式。目前CAR-T 在臨床試驗的HCC 免疫抗原主要有GPC3(NCT02715362、NCT03130712、NCT03084380)、CD133(NCT02541370)、MG7(NCT02862704)和CD147(NCT03993743)。類似TCR-T 治療,載體細胞的選擇對于HCC 的CAR-T 也尤為重要,如前述,較低分化的免疫細胞能在體內(nèi)有著更長效和強烈的免疫效應(yīng),故TSCM 是最有潛力的CAR-T 載體細胞,以TSCM 為載體能顯著增加CAR-T 對于霍奇金淋巴瘤和白血病患者的療效[11]。Xu 等[29]研究顯示,TSCM 含量的提升使得B 細胞淋巴瘤患者體內(nèi)CAR-T 細胞含量大幅躍升,而且使得CAR-T 細胞在小鼠移植瘤內(nèi)存在時間大幅延長,并且在人體和動物實驗中都能定植到初級淋巴器官中發(fā)揮長期抑癌作用。Huang 等[30]HCC 臨床前研究提示,IL-7+CCL19+GPC3 CAR 的治療能顯著提高TSCM 含量,有著更強的增殖、趨化能力,能顯著清除免疫缺陷小鼠體內(nèi)的移植GPC3+HCC。綜上,以TSCM為載體的CAR-T 能給HCC 治療帶來新的突破,從而給HCC 患者帶來更多獲益。
基于TEM 的重要作用,通過影響關(guān)鍵位點進而改變其在HCC 中含量,能顯著提升腫瘤的治療效果。脊髓灰質(zhì)炎病毒受體相關(guān)蛋白1(poliovirus receptorrelated 1,PVRL1)能夠顯著地穩(wěn)定細胞表面的脊髓灰質(zhì)炎病毒受體含量,后者通過與TEM 表面的抑制分子T 細胞免疫球蛋白和ITIM 結(jié)構(gòu)域蛋白(T-cell immunoreceptor with Ig and ITIM domains,TIGIT)作用從而解除TIGIT 誘導(dǎo)的免疫抑制效應(yīng),上調(diào)PVRL1 和抗PD-1 聯(lián)合能顯著改善小鼠HCC 預(yù)后[31]。共濟失調(diào)毛細血管擴張癥和Rad3 相關(guān)蛋白(ataxia telangiectasia and Rad3-related protein,ATR)受抑制劑AZD6738 的抑制從而上調(diào)cGAS/STING 通路,繼而升高TCM 和TEM 含量,提高HCC 抗PD-1 治療及放射治療的效果[32]。組蛋白去乙酰化酶8(histone deacetylase-8,HDAC8)被選擇性抑制劑PCI-34051 抑制后能夠顯著升高H3K27ac,從而導(dǎo)致HCC 啟動子的整體乙?;缴?,使得包括T 細胞趨化因子家族在內(nèi)的一系列抑癌基因表達水平升高,從而升高包含TEM 和TCM 在內(nèi)的CD8+T 細胞數(shù)量及降低Treg細胞數(shù)量,顯著抑制了裸鼠移植瘤的增長,且維持了強效的二次免疫[33]。在小鼠肝移植瘤模型中,舒尼替尼通過抑制由射頻消融激發(fā)的肝細胞生長因子含量從而升高TCM 和TEM細胞的含量,進而抑制腫瘤的生長[34]??剐盘栟D(zhuǎn)導(dǎo)子和轉(zhuǎn)錄激活子3 能夠通過體液免疫和細胞免疫顯著地改善預(yù)后,且能夠通過激活TEM 形成二次免疫[35]。此外,經(jīng)計算機優(yōu)化抗原表位的HCCAFP 疫苗[36],顯著地誘導(dǎo)了TEM 的表達,顯示了較野生型HCC 疫苗具有更好效果。另一方面,正如TRM 細胞在肺癌和黑色素瘤中展現(xiàn)的對于免疫檢查點抑制劑治療良好反應(yīng)[37],作為HCC 中主要的免疫浸潤細胞,PD-1+TRM是HCC 抗PD-1 治療的主要反應(yīng)亞群,其數(shù)量隨著HCC 進展明顯減少[7]。總體上來講,認識以上靶點影響記憶CD8+T 細胞含量過程可能有助于HCC 臨床治療決策。
記憶CD8+T 細胞是腫瘤免疫中至關(guān)重要的環(huán)節(jié),針對含免疫檢查點在內(nèi)的靶點能夠影響HCC 內(nèi)的TCM、TEM 和TRM 的含量和功能,從而獲得長期的HCC 免疫。盡管諸多實驗停留在動物階段,但相關(guān)治療靶點如TIGIT、PVRL1、ATR 等在多種腫瘤均有效。從各亞型來講,TSCM 細胞在血液系統(tǒng)腫瘤中有著良好的抗腫瘤免疫效果,持續(xù)反應(yīng)時長,雖然在HCC 中缺乏足夠證據(jù),但現(xiàn)有臨床前研究初步提示其治療潛力,有望給HCC 的TCR-T 和CAR-T 治療帶來新的突破。TCM 因其相對TSCM 更豐富的含量,獲取難度更低,臨床治療可能也更加容易實現(xiàn)。TRM 不僅是目前最適合TIL 治療的細胞,其表達免疫抑制分子的亞群也是HCC 免疫檢查點治療的重要靶點。TEM 盡管不是最佳的過繼免疫治療載體細胞,但部分TEM 亞群免疫抑制分子水平的顯著升高,可能會在免疫檢查點治療之中獲益。以上內(nèi)源性和外源性記憶CD8+T 細胞治療對于HCC 治療都有著巨大潛力。在激發(fā)內(nèi)源性免疫的同時,使用記憶CD8+T 細胞載體的過繼免疫治療可能會給HCC 患者帶來更大的生存獲益。