何香川（綜述） 劉明斌 張曉燕 徐建青△（審校）

（1復(fù)旦大學(xué)附屬公共衛(wèi)生臨床中心科研部 上海 201508；2復(fù)旦大學(xué)生物醫(yī)學(xué)研究院 上海 200032）

通常定植于正常組織的腫瘤細(xì)胞，能夠與基質(zhì)細(xì)胞、免疫細(xì)胞及其分泌因子、血管內(nèi)皮細(xì)胞和細(xì)胞外基質(zhì)（extracellular matrix，ECM）等組分共同構(gòu)成腫瘤微環(huán)境（tumor microenvironment，TME）［1］。這些由腫瘤細(xì)胞招募和激活的免疫細(xì)胞及相關(guān)基質(zhì)成分，在腫瘤定植或生長早期，形成抑瘤性炎性微環(huán)境從而阻礙腫瘤發(fā)生發(fā)展。而經(jīng)過持續(xù)性腫瘤抗原刺激和免疫激活反應(yīng)，微環(huán)境中相關(guān)效應(yīng)細(xì)胞處于耗竭或重塑狀態(tài)，無法發(fā)揮正常功能甚至促進(jìn)腫瘤的惡性表征，產(chǎn)生免疫抑制性微環(huán)境［2］。由于維持免疫抑制微環(huán)境的主要細(xì)胞成分在腫瘤進(jìn)展早期也發(fā)揮抗腫瘤作用，因此可以通過靶向TME的免疫治療策略，激發(fā)或恢復(fù)免疫系統(tǒng)固有的抑瘤能力，重塑積極的免疫微環(huán)境，并產(chǎn)生綜合性應(yīng)答效果［3］。

TME特點腫瘤細(xì)胞與基質(zhì)成分之間相互作用，形成了功能復(fù)雜的TME 。腫瘤相關(guān)成纖維細(xì)胞（cancer-associated fibroblasts，CAFs）是腫瘤基質(zhì)的主要成分。CAFs主要分布于血管周圍或腫瘤外周纖維間質(zhì)內(nèi)，分泌細(xì)胞因子、ECM成分及相關(guān)酶分子［4］。ECM為TME中細(xì)胞提供物理支持，在細(xì)胞黏附和浸潤中發(fā)揮重要作用，ECM沉積能夠產(chǎn)生包裹腫瘤的致密纖維間質(zhì)，使得腫瘤組織較正常組織的脆度和硬度更高，形成阻礙免疫細(xì)胞浸潤的物理屏障，抑制抗腫瘤藥物靶向TME［5］。同時CAFs分泌的基質(zhì)金屬蛋白酶，能夠重塑ECM，釋放趨化因子、生長因子及促血管生成因子等，促進(jìn)腫瘤的惡性轉(zhuǎn)化［6］。隨著腫瘤迅速生長和血管異化，瘤內(nèi)常發(fā)生血供不足現(xiàn)象，并長期處于缺氧環(huán)境中，同時細(xì)胞代謝會增加乳糖和氫離子累積，形成酸性TME，而由血管缺陷和代謝障礙導(dǎo)致的級聯(lián)信號激活，促進(jìn)了免疫抑制性TME的形成［7-8］。

TME中有多種免疫細(xì)胞浸潤，其中CD8+或細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞（cytotoxic T lymphocyte，CTL）發(fā)揮腫瘤殺傷功能，而調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（regulatory T，Treg）減弱效應(yīng)T細(xì)胞活性，促進(jìn)TME的免疫抑制。通常M1型巨噬細(xì)胞分泌Th1細(xì)胞因子，發(fā)揮促炎和抗瘤作用，但TME中的腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞（tumor-associated macrophage，TAM）為M2型，通過分泌Th2細(xì)胞因子促進(jìn)血管生成和腫瘤侵襲。另一種能夠殺傷腫瘤的免疫細(xì)胞——自然殺傷細(xì)胞（natural killer，NK），通過釋放顆粒酶和穿孔素或以其Fc段受體介導(dǎo)抗體依賴的細(xì)胞毒性作用殺傷靶細(xì)胞，但在TME中富集的TGF-β 會抑制其殺傷活性。樹突狀細(xì)胞（dendritic cell，DC）同樣會受到TME中缺氧和炎癥環(huán)境影響削弱其抗原提呈活性。而髓系來源抑制細(xì)胞（myeloid-derived suppressor cell，MDSC）作為TME中的免疫負(fù)調(diào)控因素，能夠抑制T細(xì)胞激活和多種免疫細(xì)胞活性［9］。不同腫瘤的分子類型各異，但腫瘤細(xì)胞間的惡性表型相對統(tǒng)一，因此基質(zhì)細(xì)胞類型和富集程度往往決定了TME特性，進(jìn)一步影響了靶向性免疫治療的應(yīng)答機制［1］。

腫瘤微環(huán)境的免疫特征和相關(guān)機制TME的異質(zhì)性使得個體間腫瘤進(jìn)展仍存在較大差異［10］。理論上腫瘤抗原能夠被宿主T細(xì)胞識別和清除，但實際上腫瘤的難治和復(fù)發(fā)現(xiàn)象提示了腫瘤的免疫逃逸。難治性腫瘤的免疫微環(huán)境通常分為豁免型和炎癥型。炎性腫瘤微環(huán)境中富集有活化的T細(xì)胞和髓系細(xì)胞，并有趨化因子、Ⅰ型干擾素（interferon，IFN）信號表達(dá)。相反，在“冷腫瘤”，也就是免疫豁免型TME中，僅存在少量免疫細(xì)胞或抑制性亞群，如Treg、MDSC和TAM，而效應(yīng)性免疫細(xì)胞無法有效浸潤至腫瘤微環(huán)境，僅分布于外周基質(zhì)，難以發(fā)揮抑瘤功能［11-12］。因此需要根據(jù)TME中不同的免疫逃逸機制，開發(fā)針對差異性免疫微環(huán)境的激活策略［9］。

免疫細(xì)胞浸潤障礙 TME中T細(xì)胞浸潤程度與免疫治療效能密切相關(guān)。影響T細(xì)胞浸潤的因素存在多樣性。例如在黑色素瘤小鼠模型中，由于缺乏CD103+DC分泌的CXCL9和CXCL10，過繼回輸?shù)男?yīng)T細(xì)胞無法有效進(jìn)入TME［13］。在前列腺癌和結(jié)腸癌中，MDSC產(chǎn)生活性氮，致使趨化因子CCL2發(fā)生硝化，抑制CTL和Th1型效應(yīng)細(xì)胞的浸潤［14］。CAFs促進(jìn)未成熟髓系細(xì)胞浸潤，該細(xì)胞可能整合和呈遞腫瘤相關(guān)抗原至CD8+T細(xì)胞，并攜帶相關(guān)的致死性信號PD-L2和凋亡相關(guān)配體FasL，抑制腫瘤特異性CD8+T細(xì)胞浸潤至TME［16］。

T細(xì)胞耗竭 慢性感染模型中T細(xì)胞的低應(yīng)答現(xiàn)象稱為T細(xì)胞耗竭。近期發(fā)現(xiàn)TME中T細(xì)胞也存在相似狀態(tài)，在持續(xù)性暴露于腫瘤抗原和炎癥條件下，T細(xì)胞的抑制性受體激活和效應(yīng)因子缺失，導(dǎo)致其殺傷功能損傷，最終形成了抑制性的免疫微環(huán)境［17］。耗竭早期T細(xì)胞IL-2的生成及殺傷能力受損，中期TNF-α 缺失，而晚期IFN-γ 和顆粒酶B的產(chǎn)生受限［18］。耗竭的T細(xì)胞高表達(dá)抑制性受體，包括程序性死亡受體1（programmed cell death protein 1，PD-1）、CTLA-4、LAG-3、TIM-3、TIGIT等，其中PD-1是調(diào)控T細(xì)胞耗竭的主要抑制性受體［19］。

抑制性免疫細(xì)胞浸潤 在TME中具有抗腫瘤能力免疫細(xì)胞的浸潤，通常伴隨著免疫抑制性細(xì)胞的代償性增加，通過檢測單一類型細(xì)胞富集程度，無法有效體現(xiàn)對TME中免疫狀態(tài)的判斷，因此可通過綜合測定瘤內(nèi)CD8+T細(xì)胞和Treg細(xì)胞等抑制性細(xì)胞的比例評估其預(yù)后價值［20］。腫瘤的血管內(nèi)皮富含細(xì)胞凋亡相關(guān)配體FasL，使CTL難以富集至腫瘤，而Treg細(xì)胞能夠通過高表達(dá)凋亡抑制分子c-FLIP逃避FasL介導(dǎo)的殺傷而得以大量聚集［11］。乳腺癌中CAF能夠分泌CCL5，募集高表達(dá)其受體CCR1的Treg細(xì)胞至TME中［21］。而在SMAD4缺陷的結(jié)直腸癌，腫瘤侵襲區(qū)高表達(dá)的CCL15能夠趨化表達(dá)CCR1的MDSC至TME［22］。

靶向TME的免疫治療策略不同于腫瘤細(xì)胞累積產(chǎn)生的適應(yīng)性突變和獲得性耐藥，靶向TME的免疫治療策略有較好的穩(wěn)定性優(yōu)勢。由于TME功能的兩面性，干預(yù)需精確調(diào)控TME抑瘤或促瘤能力的平衡。因此需要研究確定TME分別在正常和腫瘤條件下關(guān)鍵的差異化信號［24］。

免疫檢查點阻斷抗體 免疫檢查點蛋白是在免疫反應(yīng)中產(chǎn)生共刺激或抑制信號的分子，在正常條件下調(diào)控宿主免疫反應(yīng)。近期研究主要集中于免疫檢查點PD-1及其配體PD-L1信號軸，腫瘤中高表達(dá)的PD-L1能夠與T細(xì)胞表面的PD-1結(jié)合，限制T細(xì)胞激活并誘發(fā)其耗竭狀態(tài)從而導(dǎo)致腫瘤的免疫逃逸。因此對PD-L1陽性的腫瘤，應(yīng)用PD-1或PD-L1單克隆阻斷抗體，糾正TME對T細(xì)胞的免疫抑制，能夠使T細(xì)胞恢復(fù)正常激活狀態(tài)［12］。近來研究發(fā)現(xiàn)，PD-L1陰性的腫瘤對PD-1/PD-L1的免疫檢查點阻斷治療有良好應(yīng)答，同時TME中浸潤的免疫細(xì)胞高表達(dá)PD-L1，且與PD-L1阻斷的療效密切相關(guān)。這說明TME中表達(dá)的PD-L1，在腫瘤免疫逃逸中也發(fā)揮重要作用［25-26］。CTLA-4是表達(dá)在Treg上的免疫檢查點分子，通過抗CTLA-4單抗清除Treg細(xì)胞，能夠系統(tǒng)性解除機體對CTL的抑制，激活T細(xì)胞免疫應(yīng)答［27］。

逆轉(zhuǎn)T細(xì)胞的耗竭狀態(tài)有助于免疫微環(huán)境正態(tài)化，恢復(fù)免疫系統(tǒng)抑制腫瘤的能力，是治療腫瘤的有效策略。2011年美國食品藥品監(jiān)督局（FDA）批準(zhǔn)首款適用于轉(zhuǎn)移性黑色素瘤的抗CTLA-4單克隆抗體藥物Ipilimumab［28］。2014年日本和美國分別批準(zhǔn)首款抗PD-1單抗藥物Nivolumab和Pembrolizumab，應(yīng)用于其他治療無效的高級別轉(zhuǎn)移性黑色素瘤，且使用Pembrolizumab的患者較之于Ipilimumab有較長的無進(jìn)展生存期且毒副作用減少［29］。同時PD-1單抗藥物的適應(yīng)證范圍也在逐步擴(kuò)大，在非小細(xì)胞肺癌、腎癌、膀胱癌、胃癌、頭頸癌等多種惡性腫瘤中也存在生存獲益［31］。且針對上述兩個不同策略（PD-1/CTLA-4）的聯(lián)合靶向阻斷也是目前療效良好的協(xié)同治療方案［27］。但隨著免疫檢查點抑制劑的廣泛使用，其相關(guān)并發(fā)癥如免疫性肝炎、肺炎、腸炎、心肌炎甚至神經(jīng)系統(tǒng)炎癥等多種疾病被逐漸發(fā)現(xiàn)，據(jù)報道經(jīng)PD1療法導(dǎo)致的免疫性心肌炎死亡率高達(dá)46%，目前尚無有效的干預(yù)手段，因此對免疫檢查點藥物的應(yīng)用仍需謹(jǐn)慎，避免可能出現(xiàn)的嚴(yán)重并發(fā)癥［32］。

嵌合抗原受體T細(xì)胞技術(shù)（CAR-T）和T細(xì)胞受體嵌合型T細(xì)胞技術(shù)（TCR-T）CAR-T和TCRT技術(shù)都是將患者自身的T淋巴細(xì)胞在體外進(jìn)行改造，然后回輸體內(nèi)殺傷腫瘤的過繼療法，但是它們識別抗原的機制不同。CAR-T技術(shù)通過在T細(xì)胞上直接嵌入與特定抗原結(jié)合的人工合成抗體，使T細(xì)胞能夠識別細(xì)胞表面的抗原，并靶向殺傷表達(dá)該腫瘤抗原的細(xì)胞。而TCR-T技術(shù)則利用α 和β 肽鏈構(gòu)成的異元二聚體來識別由主要組織相容性復(fù)合體（major histocompatibility complex，MHC）呈現(xiàn)在細(xì)胞表面的多肽片段，并通過基因修飾的方式，增強對腫瘤抗原識別能力較弱的T細(xì)胞的親和性［33］。

體外實驗中CAR-T細(xì)胞能夠有效裂解腫瘤細(xì)胞，同時在急性淋巴細(xì)胞白血病中，CAR-T治療的完全應(yīng)答率接近90%，顯示出持續(xù)的疾病緩解效果，然而CAR-T對實體瘤的療效甚微［34］。由于實體瘤中TME及腫瘤抗原的復(fù)雜性，使得腫瘤中CAR-T細(xì)胞浸潤受限，靶向腫瘤的殺傷能力減弱。在TCR-T技術(shù)中，MHC分子能夠展示從細(xì)胞表面和細(xì)胞內(nèi)蛋白中獲得的肽鏈，與CARs相比，能夠靶向腫瘤內(nèi)外多種抗原，更具備腫瘤特異性。雖然CAR-T細(xì)胞殺傷腫瘤細(xì)胞的能力卓越，但如果沒有合適的靶點也無法對實體瘤發(fā)揮作用。同時，由于CAR靶向的抗原在腫瘤表面有上千個拷貝，可能會在CARs滲透到腫瘤內(nèi)部前將其吸收，使得CAR-T細(xì)胞附著在腫瘤外層難以向內(nèi)部滲透。而TCR-T細(xì)胞初遇腫瘤時接觸的抗原可能少于50個拷貝，使其能夠深入腫瘤內(nèi)部與抗原結(jié)合，從而保證更均衡的藥物分布［33，35］。鑒于TCR-T技術(shù)在識別腫瘤新抗原和浸潤能力方面的優(yōu)勢，有望突破CAR-T對實體瘤治療的局限，進(jìn)一步優(yōu)化激活T細(xì)胞應(yīng)答的策略。但該療法仍存在脫靶效應(yīng)、細(xì)胞因子釋放綜合征（cytokine release syndrome，CRS）及神經(jīng)毒性等副作用，其中CRS以大量炎性細(xì)胞因子短暫劇烈升高為特征，嚴(yán)重時形成細(xì)胞因子風(fēng)暴，造成全身器官功能紊亂甚至危及生命，因此仍需深入研究提升過繼細(xì)胞療法的安全性［36］。

溶瘤病毒治療 溶瘤病毒是天然或經(jīng)基因改造后可特異性攻擊和破壞腫瘤細(xì)胞的病毒。其中最受關(guān)注的為裝配有靶向或功能因子的病毒，根據(jù)插入基因序列的不同，或選擇性靶向腫瘤細(xì)胞、復(fù)制并發(fā)揮裂解功能，或激發(fā)TME、系統(tǒng)性重塑免疫環(huán)境。研究表明應(yīng)用溶瘤病毒療法能夠使TME的免疫特征轉(zhuǎn)化，將傳統(tǒng)意義的“冷腫瘤”轉(zhuǎn)化為“熱腫瘤”［37］。同時溶瘤病毒能夠促進(jìn)TME中免疫組分與腫瘤細(xì)胞間的交互作用，促使腫瘤細(xì)胞死亡［38］。與其他免疫治療方法相比，溶瘤病毒對腫瘤組織的破壞，能夠使腫瘤抗原特異性的CTL迅速反應(yīng)，激活局部或系統(tǒng)性的免疫信號，與抗原激動性的腫瘤疫苗效果接近，使溶瘤病毒成為了免疫檢查點阻斷的理想聯(lián)合治療方案［39］。

在腦膠質(zhì)瘤模型中，使用表達(dá)IL-12的溶瘤病毒，并同時應(yīng)用抗CTLA-4和PD-1的免疫檢查點阻斷治療，該三聯(lián)療法能夠增加瘤內(nèi)M1型巨噬細(xì)胞的富集及效應(yīng)T細(xì)胞與調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的比例，逆轉(zhuǎn)抑制性TME，是優(yōu)化的聯(lián)合治療策略［40］。TME中表達(dá)的PD-L1能夠誘發(fā)溶瘤病毒治療抵抗，在使用新城疫病毒的溶瘤治療時，盡管腫瘤中效應(yīng)T細(xì)胞的浸潤增多，但PD-L1表達(dá)增高，相關(guān)的免疫抑制性通路被激活，而同時聯(lián)合PD-1或PD-L1靶向治療，不僅能使處理部位腫瘤減小，也能夠抑制遠(yuǎn)端腫瘤生長，發(fā)揮旁觀者效應(yīng)［41］。2015年美國FDA首次批準(zhǔn)溶瘤病毒藥物talimogene laherparepvec（T-vec）用于手術(shù)切除后復(fù)發(fā)的黑色素瘤不可切除病灶的局部治療，其能夠顯著延長患者生存期并增強免疫檢查點阻斷療效［42］，目前由于治療效果及適宜人群較少等原因?qū)е略摦a(chǎn)品并未取得良好的銷售市場，但這為更好理解溶瘤病毒治療機制和開發(fā)更合理的聯(lián)合治療方案提供了參考。

靶向腫瘤基質(zhì) TME中的基質(zhì)和血管成分雖不及腫瘤浸潤免疫細(xì)胞在腫瘤免疫治療中的主角地位，該成分對抗腫瘤免疫治療也有重要影響。常用方法為降低基質(zhì)硬度和纖維化，改善免疫細(xì)胞浸潤和藥物遞送。在胰島管腺癌動物模型中，使用IL-15激活的NK細(xì)胞、CD40的特異性單抗及分泌GMCSF的全細(xì)胞疫苗，都能夠通過部分消解TME中的纖維間質(zhì)促進(jìn)免疫細(xì)胞浸潤［43-45］。與此相似，抑制參與基質(zhì)纖維形成的蛋白酪氨酸激酶2，能夠延長小鼠生存期，同時使得其對T細(xì)胞過繼回輸和PD-1阻斷治療更加敏感［46］。在TME激活作用下，CAFs分泌的TGF-b通過激活促纖維信號通路加速纖維基質(zhì)的形成，使免疫細(xì)胞被阻隔于富含CAF和膠原纖維的腫瘤基質(zhì)中［47］，通過多種方式靶向TGF-b（中和單克隆抗體、受體抑制劑、配體陷阱）對致敏免疫檢查點阻斷的免疫治療及恢復(fù)炎性TME有效，表明TGF-b可作為針對炎性TME中免疫細(xì)胞浸潤障礙的靶點，開發(fā)新的免疫治療策略，并能夠?qū)γ庖呒?xì)胞浸潤障礙患者的免疫治療效應(yīng)進(jìn)行評估［48-50］。

靶向TME中其他細(xì)胞 TME中由腫瘤細(xì)胞和宿主細(xì)胞產(chǎn)生的色氨酸分解代謝酶IDO，能夠促使Treg細(xì)胞激活，并增加MDSC浸潤。因此使用IDO抑制劑，同時聯(lián)合CTLA-4、PD-1單克隆抗體和CAR-T細(xì)胞治療對腫瘤有良好療效［54-55］。在動物模型中，抑制CSF-1受體激活的單克隆抗體RG7155能夠有效減少TAM聚集并增加CD8+/CD4+細(xì)胞比例，同時在彌漫型巨細(xì)胞瘤的Ⅰ期臨床試驗中，注射RG7155的患者TME中CSF-1R+CD163+巨噬細(xì)胞明顯減少，并有顯著的臨床獲益［56］。CD47在多種腫瘤細(xì)胞和正常細(xì)胞上表達(dá)，并與髓系細(xì)胞的免疫檢查點蛋白SIRPα 結(jié)合后傳導(dǎo)“別吃我”信號，人源SIRPα 單克隆抗體KWAR23能夠阻斷其與CD47的結(jié)合，增強髓系細(xì)胞依賴的腫瘤殺傷功能，激活中性粒細(xì)胞和巨噬細(xì)胞，抑制腫瘤生長［57］。

挑戰(zhàn)與展望免疫治療策略對于少數(shù)晚期高級別腫瘤患者有著積極的治療效應(yīng)和潛在的治愈可能，而在多數(shù)情況下，TME會通過代償反饋機制，動態(tài)進(jìn)化，阻滯免疫治療效應(yīng)，產(chǎn)生耐藥性抵抗，甚至發(fā)生腫瘤進(jìn)展。鑒于腫瘤免疫微環(huán)境的多層次和復(fù)雜性，使用靶向TME中分子或信號通路的免疫治療仍存在較大提升空間。目前阻礙免疫治療效果的原因主要為：（1）宿主免疫系統(tǒng)對腫瘤抗原的低應(yīng)答狀態(tài)；（2）實體瘤中免疫細(xì)胞的低浸潤程度；（3）免疫抑制性TME的形成［60］?，F(xiàn)階段已開發(fā)多種靶向TME的免疫治療藥物，但由于多元化的免疫抑制性信號共同作用，使單一靶向性的治療方案難以發(fā)揮長效作用，且不同種類腫瘤或處于不同進(jìn)展階段的TME異質(zhì)性較大，這些都限制了腫瘤免疫治療策略應(yīng)用的精準(zhǔn)性和有效性。

針對目前腫瘤免疫治療策略存在的局限，可能通過以下方面加以改善：（1）篩選針對不同免疫治療策略效應(yīng)敏感的標(biāo)志物。合理的生物標(biāo)志物能夠?qū)颊叻謱樱A(yù)估其對特定免疫療法的有效性，以及在治療過程中進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測，及時通過聯(lián)合靶向等方式調(diào)整治療方案。（2）設(shè)計多元聯(lián)合靶向的免疫治療策略。通過傳統(tǒng)腫瘤治療方式如放療和化療與免疫治療組合，或同時應(yīng)用多種免疫治療策略，探索能夠加強殺滅腫瘤綜合效應(yīng)的組合方式，減少治療性抵抗的發(fā)生，并提高免疫治療敏感性。（3）開發(fā)新型綜合性免疫激活策略。通過改造溶瘤病毒等免疫激活載體，影響局部TME的免疫狀態(tài)，促進(jìn)炎性免疫微環(huán)境形成，并借助自身免疫潛力殺滅腫瘤，減少特定靶向治療可能發(fā)生的不良反應(yīng)［61-62］。因此仍需研究TME在免疫治療進(jìn)程中的互動機制，并通過臨床試驗探索安全有效的免疫激活治療策略，為進(jìn)一步開發(fā)針對TME的潛在靶點提供依據(jù)。

結(jié)語TME的免疫狀態(tài)是影響腫瘤進(jìn)展的重要因素。在特定免疫細(xì)胞或分子作用下，TME呈現(xiàn)差異化的免疫激活程度，而采用靶向TME的免疫治療策略，針對非腫瘤細(xì)胞和成分進(jìn)行干預(yù)，能夠?qū)⒚庖邞?yīng)答從促瘤型轉(zhuǎn)化為抑瘤型，同時與抗腫瘤及針對多靶點的免疫治療藥物聯(lián)合應(yīng)用，可避免適應(yīng)性耐藥，并顯著改善腫瘤的預(yù)后和生存。因此深入研究TME中免疫應(yīng)答的反應(yīng)機制，能夠解釋腫瘤免疫治療中的抵抗現(xiàn)象，并對開發(fā)新的TME靶點有提示意義。