朱曉麗,王鑫,王淋,李云芬,聶建云*
(1.昆明醫(yī)科大學(xué)第三附屬醫(yī)院/云南省腫瘤醫(yī)院 乳腺外三科,云南 昆明 650118;2.云南博亞醫(yī)院 放射治療科,云南 昆明 650299)
隨著精準(zhǔn)醫(yī)療理念的提出及人們對腫瘤治療后生活質(zhì)量的更高要求,免疫療法成為時下腫瘤治療中的研究熱點。免疫治療通過恢復(fù)機(jī)體免疫系統(tǒng)對癌細(xì)胞的識別及攻擊,在盡量減少機(jī)體組織細(xì)胞損傷的前提下,有效地攻擊癌細(xì)胞。程序性細(xì)胞死亡蛋白1(programmed death-1,PD-1)及其配體PD-L1是免疫應(yīng)答中一個主要的負(fù)調(diào)控性位點,在腫瘤細(xì)胞免疫逃逸中發(fā)揮著重要的作用。最近研究發(fā)現(xiàn),IL-8與腫瘤細(xì)胞免疫逃逸相關(guān)的免疫檢查點PD-L1表達(dá)有關(guān)[1],并且在檢測了多種惡性腫瘤的IL-8水平后發(fā)現(xiàn),高水平的IL-8往往預(yù)示著對靶向PD-1/PD-L1免疫檢查點抑制劑(Immune checkpoint inhibitors,ICIs)治療的低反應(yīng)性及較差的預(yù)后。現(xiàn)就IL-8與PD-1/PD-L1表達(dá)的相關(guān)性及其作為ICIs治療生物標(biāo)志物的潛能方面來進(jìn)行綜述,旨在指出IL-8在腫瘤免疫逃逸及免疫治療中的作用及地位,為提高腫瘤ICIs治療的療效提供新的思考。
白細(xì)胞介素-8(interleukin 8,IL-8)隸屬于趨化因子(chemokines) CXC-α亞家族,因此又稱為CXCL8,由單核細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、上皮細(xì)胞等多種細(xì)胞分泌[2]。其有兩類受體,即白細(xì)胞介素-8受體α(IL8Rα,又稱CXCR1)和白細(xì)胞介素-8受體β(IL8Rβ,又稱CXCR2)[3]。當(dāng)IL-8與其受體結(jié)合后,可對機(jī)體的免疫細(xì)胞白細(xì)胞產(chǎn)生趨化作用,進(jìn)而參與組織損傷修復(fù)、免疫反應(yīng)及炎癥反應(yīng)。
在腫瘤賴以生存的環(huán)境——腫瘤微環(huán)境(Tumor microen-vironment,TME)中,IL-8也起到了重要的作用[4,5]。它由腫瘤細(xì)胞分泌,也能由TME中的成纖維細(xì)胞、腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞等產(chǎn)生,并通過誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞上皮-間充質(zhì)的轉(zhuǎn)化[6]、促進(jìn)腫瘤附近血管的形成、抑制腫瘤細(xì)胞凋亡、招募免疫抑制細(xì)胞[7]等方式來加速腫瘤細(xì)胞的生長增殖和增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞的遷移能力[8]。
機(jī)體免疫系統(tǒng)正常情況下能夠識別像腫瘤細(xì)胞這樣的“異己”細(xì)胞,通過非特異性免疫或特異性免疫來識別和殺傷它們,從而達(dá)到免疫監(jiān)視的作用。而腫瘤細(xì)胞為了維持在體內(nèi)的生長增殖,就會采取一系列的措施來規(guī)避機(jī)體免疫系統(tǒng)對其造成的傷害,這一過程就稱為“腫瘤免疫逃逸”。
其機(jī)理錯綜復(fù)雜,主要涉及兩大方面:一方面,臨床腫瘤診斷的標(biāo)志物--腫瘤相關(guān)抗原和主要組織相容性復(fù)合體[9]等在癌細(xì)胞表面通常呈現(xiàn)出低表達(dá)甚至是缺失,從而達(dá)到抑制免疫應(yīng)答中T細(xì)胞活化的作用。其次,腫瘤細(xì)胞通過低表達(dá)正向共刺激分子和高表達(dá)負(fù)向共刺激分子來減弱第二信使對T細(xì)胞的激活[10],從而阻斷機(jī)體免疫系統(tǒng)對癌細(xì)胞的攻擊。另一方面,癌細(xì)胞可誘導(dǎo)TME中各種免疫抑制因子的產(chǎn)生(TGF-β、IL-4、IL-6、IL-10等)[11],而且在這些因子的作用下,可誘導(dǎo)TME產(chǎn)生具有免疫負(fù)調(diào)控作用的腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞、髓源性抑制細(xì)胞、調(diào)節(jié)性T細(xì)胞[12]等來抑制機(jī)體的免疫應(yīng)答。
在腫瘤免疫逃所涉及的機(jī)制中,表達(dá)于腫瘤細(xì)胞表面或免疫細(xì)胞表面的負(fù)向共刺激分子即所謂的免疫檢查點(checkpoint)。它是指在免疫系統(tǒng)中具有抑制作用的分子或信號通路,對免疫應(yīng)答起到負(fù)調(diào)節(jié)的作用,在腫瘤中可被腫瘤細(xì)胞利用而協(xié)助其躲避機(jī)體免疫反應(yīng)的殺傷[13]。免疫檢查點主要包括:協(xié)同抗原提呈細(xì)胞負(fù)向共刺激分子的細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞相關(guān)抗原4(CTLA-4)、隸屬于CTLA-4受體家族的程序性細(xì)胞死亡蛋白1(PD-1)及其配體(PD-L1)、表達(dá)于調(diào)節(jié)性T細(xì)胞表面對機(jī)體免疫反應(yīng)起到“剎車”作用的淋巴細(xì)胞活化基因-3(LAG-3)、表達(dá)于腫瘤浸潤淋巴T細(xì)胞表面并與癌癥患者預(yù)后不良有關(guān)的免疫球蛋白黏蛋白3(TIM-3)等[14]。
PD-1及PD-L1作為機(jī)體免疫系統(tǒng)中重要的負(fù)向共刺激分子,成為近年來腫瘤免疫治療炙手可熱的靶點之一。PD-1主要表達(dá)于與免疫防御有關(guān)的輔助性T細(xì)胞和細(xì)胞毒性T細(xì)胞表面,也表達(dá)于自然殺傷細(xì)胞、巨噬細(xì)胞等免疫細(xì)胞表面,在腫瘤患者中,也能在腫瘤細(xì)胞中檢測到其表達(dá)水平[15]。值得注意的是,其有兩類配體,即PD-L1和PD-L2,兩類配體均表達(dá)于腫瘤細(xì)胞表面,并可借助于TME中的各種細(xì)胞因子來升高自身的表達(dá)水平[16],當(dāng)免疫細(xì)胞表面的PD-1與腫瘤細(xì)胞表面的配體相結(jié)合后,抑制免疫反應(yīng)的信號通路被激活,免疫應(yīng)答細(xì)胞無法活化、并且還會被誘導(dǎo)凋亡,機(jī)體免疫反應(yīng)的整個過程被迫終止,腫瘤細(xì)胞就此趁機(jī)躲避機(jī)體免疫系統(tǒng)的攻擊。此外,兩類配體的不同之處在于,PD-L1不僅能與PD-1相結(jié)合,還能與活化T淋巴細(xì)胞的刺激因子CD80相結(jié)合來降低免疫應(yīng)答,而且PD-L1不僅在各種癌細(xì)胞中表達(dá),還表達(dá)于遷移至癌細(xì)胞附近并與良好預(yù)后有關(guān)的淋巴細(xì)胞--腫瘤浸潤淋巴細(xì)胞(TIL)表面,所以PD-1/PD-L1通路在腫瘤免疫治療中的研究價值要較高于PD-1/PD-L2。
Sun等發(fā)現(xiàn)[1],來源于胃癌間充質(zhì)干細(xì)胞的IL-8能通過STAT3和mTOR信號通路來誘導(dǎo)胃癌細(xì)胞中PD-L1的表達(dá),從而使胃癌細(xì)胞免受免疫細(xì)胞的攻擊。并且另外一項研究也指出[17],胃癌中巨噬細(xì)胞來源的IL-8也能誘導(dǎo)腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞(TAMs)表面的PD-L1過表達(dá)。從這一角度上看,阻斷胃癌間充質(zhì)干細(xì)胞或巨噬細(xì)胞來源的IL-8可以有效加強(qiáng)機(jī)體免疫系統(tǒng)對胃癌細(xì)胞的殺傷作用。與此同時,PD-L1也能調(diào)控IL-8的分泌來進(jìn)一步抑制腫瘤細(xì)胞免疫反應(yīng),在間變性大細(xì)胞淋巴瘤(ALCL)及B細(xì)胞激活的彌漫性大B細(xì)胞淋巴瘤(DLBCL)中表達(dá)的PD-L1能通過阻斷炎性因子IFN-g、包括IL-8在內(nèi)的多種白細(xì)胞介素、TNF-α和巨噬細(xì)胞炎性蛋白-1a的分泌來抑制非霍奇金淋巴瘤的免疫反應(yīng)[18]。
除外腫瘤這種特殊疾病狀態(tài),在一些免疫缺陷疾病中,高IL-8水平及高表達(dá)PD-L1常表現(xiàn)為伴隨狀態(tài),HIV感染患者與健康患者相比較,PD-L1及IL-8水平升高,HBV患者也是如此[19]。并且,這種免疫抑制作用發(fā)揮的時間很早,一項研究就顯示[20],在鼠和人蛻膜組織中檢測到的第3組天然淋巴樣細(xì)胞(Innate Lymphoid Cells,ILCs)在懷孕的頭三個月就表達(dá)PD-1、T細(xì)胞免疫球蛋白及TIM-3,其配體則由中間絨毛外滋養(yǎng)細(xì)胞表達(dá),由此通過受體與配體相結(jié)合來調(diào)節(jié)ILCs的免疫功能。由此可見,IL-8與PD-1/PD-L1的聯(lián)系頗為緊密。
3.2.1 PD-1/PD-L1抑制劑
為了阻止checkpoint介導(dǎo)的腫瘤細(xì)胞免疫逃逸,ICIs治療應(yīng)運(yùn)而生。到目前為止,美國食品藥品監(jiān)督管理局共批準(zhǔn)了9種針對PD-1/PD-L1的ICIs治療,以PD-1/PD-L1為靶點的有:PD-1抑制劑派姆單抗(pembrolizumab)和納武單抗(Nivolumab),這兩種藥物在非小細(xì)胞肺癌(nonsmall cell lung cancer,NSCLC)、小細(xì)胞肺癌(small cell lung cancer,SCLC)、轉(zhuǎn)移性 尿路上皮癌(metastatic urothelial carcinoma,mUC)、腎細(xì)胞癌(renal cell carcinoma,RCC)、肝細(xì)胞癌(hepatocellularcarcinoma,HCC)、經(jīng)典型霍奇金淋巴瘤(classical Hodgkinlymphoma,CHL)、頭頸部鱗狀細(xì)胞癌(head and neck squamous cell carcinoma,HNSCC)和黑色素瘤中都得到了廣泛應(yīng)用[21-23]。以PD-L1為靶點的阿替利珠單抗(atezolizumab)[24]除了在mUC、NSCLC治療中取得良好效果,還能應(yīng)用于乳腺癌患者。而且,這一類以PD-1/PD-L1為靶點的ICIs治療無論是在單藥還是與其他類別ICIs聯(lián)合使用或者與其他免疫療法相結(jié)合都能獲得良好的療效。
3.2.2 PD-1/PD-L1抑制劑治療生物標(biāo)志物
盡管以PD-1/PD-L1為靶點的ICIs治療在絕大多數(shù)腫瘤患者治療中都取得喜人的效果,但是,仍有部分患者對這種治療方式反應(yīng)性較差,并且ICIs的治療通常伴隨著嚴(yán)重的不良事件[25],而且還會出現(xiàn)由影像學(xué)證實為假性進(jìn)展的腫瘤增大及新病變的出現(xiàn)[26,27]。現(xiàn)階段預(yù)測ICIs治療療效的生物標(biāo)志物主要有PD-L1[28]、腫瘤基因突變負(fù)荷、基因表達(dá)譜和腫瘤浸潤淋巴細(xì)胞[29],但是這些預(yù)測指標(biāo)無論在性價比、可及性和操作性方面都存在一定的局限性。目前PD-L1是臨床實踐中唯一可用于鑒定NSCLC患者對抗PD-1治療有效的生物標(biāo)志物[30],但是在某些患者中卻出現(xiàn)了相反的情況,PD-L1水平雖高但靶向PD-1/PD-L1的治療效果卻不盡人意,并且在某些PD-L1低水平患者中這一治療并非都是無效的[22,31,32],而且對TMB和基因表達(dá)譜等檢測的復(fù)雜性和高成本也成為了臨床應(yīng)用上巨大的挑戰(zhàn),尋找新的生物標(biāo)志物成為了當(dāng)下急需要解決的問題。
3.2.3 IL-8多方面監(jiān)測 PD-1/PD-L1抑制劑治療
研究顯示,在前文所提及的多種適用于PD-1/PD-L1抑制劑治療的腫瘤中,IL-8水平與治療的反應(yīng)性、療效和預(yù)后有關(guān),并且其水平還能有效反映以上多種腫瘤的腫瘤負(fù)荷改變情況[33]。
在一項NSCLC和晚期黑色素瘤患者采用抗PD-1 藥物(單藥使用或與抗CTLA-4 藥物聯(lián)合)治療的前瞻性研究中,治療前低水平的血清IL-8往往預(yù)示著對ICIs治療的良好反應(yīng)以及較高的總生存時間,并且在腫瘤表現(xiàn)出進(jìn)展時,IL-8水平穩(wěn)定增加預(yù)示著疾病的真實進(jìn)展,而IL-8水平降低則預(yù)示著假性進(jìn)展[27,33]。Oyanagi等[34]監(jiān)測了38例先前至少接受過一種無效化療方案的NSCLC患者在接受納武單抗治療期間的血清蛋白水平,結(jié)果發(fā)現(xiàn),在50多種血清蛋白中,卵泡抑素,IL-8,IP-10和TNF-α水平在持久性臨床獲益(Distanced clinical benefit,DCB)患者中明顯降低,雖然統(tǒng)計學(xué)結(jié)果顯示只有卵泡抑素和IP-10具有統(tǒng)計學(xué)意義,但是并不排除由于小樣本量對統(tǒng)計學(xué)結(jié)果的影響。另一項研究也顯示,外周血中干擾素-γ(IFN-γ)、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)和和包括IL-8在內(nèi)的一組白介素(ILs)水平高的NSCLC患者在接受ICIs治療時療效往往更佳[35]。
另外,一項研究轉(zhuǎn)移性尿路上皮癌和轉(zhuǎn)移性腎細(xì)胞癌患者的多個隨機(jī)試驗中顯示[36],血漿、外周血單核細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞中高水平的IL-8與atezolizumab治療的療效降低有關(guān),并且基因測序得出,IL-8主要表達(dá)于循環(huán)和腫瘤內(nèi)的髓樣細(xì)胞,通過下調(diào)抗原呈遞機(jī)制來介導(dǎo)腫瘤細(xì)胞的免疫逃逸。也就是說,逆轉(zhuǎn)IL-8介導(dǎo)的髓系炎癥反應(yīng),就能夠改善mUC及轉(zhuǎn)移性腎細(xì)胞癌患者的ICIs療效。有文獻(xiàn)報道[37],復(fù)發(fā)性HNSCC患者接受納武單抗治療后,其CD8 +T細(xì)胞中的PD-1表達(dá)與治療前相比降低了15倍,并且IL-8及IL-6在疾病進(jìn)展時表達(dá)水平升高。而且前文所述的IL-8對腫瘤生長增殖的影響還體現(xiàn)在其與腫瘤負(fù)荷的正相關(guān)性方面,在正常細(xì)胞中,IL-8水平通常保持在較低水平,而在前面所提及的NSCLC、HCC、RCC、及黑色素瘤等多種對PD1/PD L1免疫抑制劑治療適用的腫瘤中,高水平的IL-8往往可以作為早期診斷腫瘤的標(biāo)志物,并且其水平還與腫瘤負(fù)荷呈正相關(guān),高水平的IL-8腫瘤分期往往較晚,切除腫瘤后,其水平又可迅速下降[33]。
腫瘤細(xì)胞在面對機(jī)體免疫系統(tǒng)攻擊時,不斷通過各種措施延緩、改變甚至阻止抗腫瘤的免疫反應(yīng),達(dá)到免疫逃逸效果,其中第一個也是研究得最成熟的免疫逃避機(jī)制是PD-1/PD-L1軸。而IL-8不僅在這一免疫逃逸軸中發(fā)揮著重要的促進(jìn)作用,還在靶向PD-1/PD-L1的ICIs治療中表現(xiàn)出對治療反應(yīng)性、療效及預(yù)后的潛在預(yù)測作用。這對今后臨床工作中的ICIs治療起到了指示性作用:靶向IL-8藥物不僅能在一定程度上直接抑制腫瘤細(xì)胞的存活及生長,還能進(jìn)一步加強(qiáng)機(jī)體免疫反應(yīng)對腫瘤的攻擊,可以達(dá)到單一靶點,雙重作用的效果。而且,其作為ICIs治療的生物標(biāo)志物可識別出對治療無反應(yīng)的患者,從而提示臨床醫(yī)生盡快更改治療方式,避免對患者病情的耽誤,在可適用患者的治療過程中及時并真實的反映腫瘤的進(jìn)展情況,避免過早地停止治療而導(dǎo)致腫瘤復(fù)發(fā)及不良預(yù)后。