楊文博,張 斌,吳佳慧,崔 潔
1. 西安醫(yī)學院,陜西 西安 710021;
2. 西安醫(yī)學院第一附屬醫(yī)院全科醫(yī)學科,陜西 西安 710077
根據國際癌癥研究機構(International Agency for Research on Cancer,IARC)統(tǒng)計,2020年全球前列腺癌新發(fā)病例約為141.4萬例,發(fā)病率居全球男性惡性腫瘤第2位;死亡病例約37.5萬例,位列男性癌癥死因第5位[1]。近年來,隨著我國前列腺癌篩查率的提高,發(fā)病率呈現不斷上升的趨勢。2020年中國男性癌癥新發(fā)病例中,前列腺癌居第6位,位列泌尿生殖系統(tǒng)惡性腫瘤第1位。雄激素剝奪治療(androgen deprivation therapy,ADT)是晚期前列腺癌的主要治療手段,然而10% ~ 20%的晚期前列腺癌患者仍會在5年內進展為去勢抵抗性前列腺癌(castrationresistant prostate cancer,CRPC),其中至少84%的男性在CRPC確診時存在轉移。轉移性CRPC接受一線治療,如新型內分泌治療藥物阿比特龍和恩雜魯胺以及接受多西他賽化療后,患者的中位總生存期(overall survival,OS)約為3年;真實世界中,僅半數患者能接受療效較好的一線治療,中位OS不到2年[2]。免疫治療(如免疫檢查點抑制劑)在CRPC患者收效甚微[3],這可能與其形成的免疫抑制性腫瘤微環(huán)境有關。
TIME即腫瘤細胞自身所處的內環(huán)境,由一系列不同類型的細胞及其驅動分子構成,包括免疫細胞,如T淋巴細胞、B淋巴細胞、腫瘤相關巨噬細胞(tumor-associated macrophage,TAM)、自然殺傷(natural killer,NK)細胞、樹突狀細胞(dendritic cell,DC)、腫瘤相關中性粒細胞(tumor-associated neutrophil,TAN)、髓源性抑制細胞(myeloid-derived suppressor cell,MDSC)等,以及間質細胞、內皮細胞、脂肪細胞、細胞外基質和調節(jié)各種細胞內信號轉導通路的細胞因子、趨化因子等,這些不同因素之間的相互作用影響腫瘤的生存、發(fā)展以及免疫逃逸。
CRPC具有復雜的TIME,多種免疫抑制分子和機制共存并相互作用,促進腫瘤細胞免疫逃逸導致前列腺癌向CRPC進展。免疫逃逸機制可能有:腫瘤浸潤性T淋巴細胞的抑制或耗竭,NK細胞的抑制和免疫抑制性細胞的增加,如調節(jié)性T細胞(regulatory T cell,Treg)、M2-TAM、MDSC、DC、間質細胞和脂肪細胞等。通過活化T細胞和增加細胞毒性T淋巴細胞殺傷性來提高免疫細胞的抗腫瘤活性,這是未來治療CRPC的研究方 向。
最新證據表明,TAM在腫瘤發(fā)展、免疫逃逸和浸潤過程中發(fā)揮關鍵作用。TAM能夠刺激血管生成,還可以分泌多種細胞因子或趨化因子,如CXC族趨化因子配體(CXC chemokine ligand,CXCL)2、白細胞介素(interleukin,IL)-6、轉化生長因子-β(transforming growth factorbeta,TGF-β)、IL-8(CXCL8)、CXCL12、補體5a(complement component 5a,C5a)等,這些因子可促進腫瘤生長、浸潤和骨轉移的發(fā)生,且浸潤程度與預后不良有關[4-5]。TAM可以分化為促進細胞死亡的M1型和促進腫瘤生長的M2型。CRPC中存在的TAM大多數是M2型,且從正常前列腺組織、前列腺癌到CRPC中,TAM的數量進行性增加,且M1/M2比值越小,患者預后越差[6]。Guan等[7]研究發(fā)現:TAM通過激活CXCL12/CXC族趨化因子受體4(CXC chemokine receptor 4,CXCR4)生物學軸,導致CRPC對多西他賽耐藥。因此,靶向趨化因子或者阻斷CXCL12/CXCR4生物學軸,可能是CRPC治療的新思路。
CAF不僅可促進腫瘤發(fā)展、侵襲、轉移;還具有抑制藥物與免疫細胞向腫瘤組織深層浸潤,從而降低腫瘤治療效果的作用。研究[8]發(fā)現,CRPC-CAF具有很強的侵襲性,CXCL12在CAF中強烈表達,可以誘導上皮-間質轉化,促進前列腺癌向CRPC轉化。CRPC-CAF還具有明顯的異質性,其表型轉換依賴于TGF-β/Smad信號轉導通路。有研究[9]證實,分泌型磷蛋白1(secreted phosphoprotein 1,SPP1)在CRPC中高表達,SPP1通過激活SPP1-ERK旁分泌信號轉導通路導致去勢抵抗,TGF-β失活可以降低CAF豐度和細胞外信號調節(jié)激酶(extracellular signalregulated kinase,ERK)強度,恢復CRPC對ADT的敏感性。同樣,ERK抑制劑可以防止腫瘤復發(fā)[9]。雄激素受體(androgen receptor,AR)、基質金屬蛋白酶11(matrix metalloproteinase 11,MMP-11)、70 kDa熱激蛋白1A(heatshock-70 kDa-protein-1A,HSPA1A)在CRPC-CAF中表達增高,促進前列腺癌的去勢抵抗[10]。CAF分泌神經調節(jié)蛋白1(neuregulin 1,NRG1)激活HER3信號也可以促進前列腺癌的去勢抵抗[11]。因此,通過抑制CAF表型轉化、阻斷CAF旁分泌通路或者靶向NRG1等調節(jié)因子并聯合現有的ADT治療可能會改善晚期CRPC患者的治療結局。
MDSC的主要特點是具有較強的免疫抑制活性,與腫瘤進展有關。既往研究[12]表明,CRPC患者TIME中MDSC水平顯著升高,可以抑制NK細胞和誘導Treg激活。MDSC還可以分泌IL-23,可以激活AR信號轉導通路[13],從而造成前列腺癌去勢抵抗。干擾素-α(interferon-α,IFN-α)可以減少MDSC的數量和抑制功能,恢復T細胞活性[14]。因此,阻斷IL-23或者用IFN-α治療CRPC是一種很有前途的策略。
Treg是一類免疫抑制性T細胞,是腫瘤免疫耐受和逃逸的關鍵成分之一。既往研究[15]發(fā)現,在腫瘤免疫逃逸過程中,CRPC患者循環(huán)中的T細胞減少,但Treg是增加的,Treg高表達的前列腺癌患者更容易進展為CRPC,且浸潤程度與患者預后呈正相關。Treg還通過分泌TGF-β、IL-10和IL-35,抑制DC抗原呈遞和CD4+輔助T細胞(helper T cell,Th)的功能,通過對IL-33/ST2、PI3K、Hippo與Wnt/β-catenin信號轉導通路的調節(jié),最終導致前列腺癌去勢抵抗、侵襲和轉移。因此,抑制或耗盡Treg可能會改善CRPC的預后。
NK細胞置身于人體抗腫瘤的第一道防線。NK細胞的功能與信號轉導及轉錄激活子(signal transducer and activator of transcription,STAT)家族有密切的關系[16],STAT1促進NK細胞的細胞毒作用,STAT3可以抑制NK細胞的抗腫瘤功能。細胞因子信號傳導抑制子(suppressor of cytokine signaling,SOCS)是JAK/STAT信號轉導通路的負反饋因子,又被稱作細胞的“分子剎車”,調控細胞增殖、分化和遷移。在正常細胞中,JAK/STAT信號轉導通路被SOCS負反饋迅速抑制;而在腫瘤細胞中,JAK/STAT信號轉導通路被過度激活,SOCS1/3則被沉默[17]。在IL-6或低氧微環(huán)境中JAK/STAT3-程序性死亡[蛋白]配體-1(programmed death ligand-1,PD-L1)信號轉導通路被上調,從而導致了CRPC從NK細胞中免疫逃逸;而SOCS3可延長CRPC中NK細胞的存活時間,從而增強NK細胞的抗腫瘤活性,提示JAK/STAT信號轉導通路抑制劑聯合PD-L1抑制劑可能增強NK細胞對缺氧誘導的CRPC細胞的毒性,這可望為CRPC的免疫治療提供嶄新的思路和治療靶點。
ADT治療是復發(fā)性、晚期前列腺癌的標準治療方式,通過降低體內雄激素水平達到緩解癥狀的目的,然而ADT對于CRPC療效有限。在ADT耐藥性機制研究[18]中發(fā)現,AR是CD8+T細胞的負調控因子。ADT治療可以改變CRPC的TIME,使CD8+T細胞數量顯著增加,CD8+T細胞通過識別腫瘤細胞表面特異性抗原和Ⅰ類主要組織相容性復合物(major histocompatibility complex,MHC)來殺傷腫瘤細胞[19]。Gankyrin又稱PSMD10,最早發(fā)現于肝癌組織,在許多腫瘤組織中高表達,與細胞的增殖、凋亡、侵襲及耐藥有關,研究[20-21]顯示其與CRPC的ADT耐藥有一定的關系。Gankyrin通過上調非POU結構域的八聚體結構蛋白(NONO)導致AR表達增加,觸發(fā)高遷移率族蛋白1(high mobility group box 1 protein,HMGB1)轉錄、表達和分泌,促進TAM募集和激活。TAM分泌IL-6,通過STAT3促進前列腺癌向CRPC轉化、ADT耐藥和gankyrin表達,從而形成gankyrin/NONO/AR/HMGB1/IL-6/STAT3正反饋信號轉導通路。炎癥因子IL-6可以通過不同的機制導致ADT耐藥,但JAK-STAT3信號轉導通路最為重要。阿比特龍和恩雜魯胺耐藥的CRPC患者的CD8+T細胞明顯減少,M2型TAM和MDSC顯著增加,PD-L1表達上調,IL-6的基線水平也明顯升高[15,22]。因此,靶向或阻斷gankyrin/NONO/AR/HMGB1/IL-6/STAT3信號轉導通路,可以有效地抑制ADT耐藥,同時IL-6也可以預測ADT治療的敏感性。最新研究[23]發(fā)現,在免疫治療過程中,PD-L1高表達和CD8+T細胞豐富的CRPC患者,經阿替利珠單抗(atezolizumab)聯合恩雜魯胺治療可獲得更長的PFS,這為免疫檢查點抑制劑聯合ADT治療提供了依據,AR水平也可能是免疫治療效果預測的關鍵。
化療是CRPC重要的治療方法之一, 化療藥物通過阻斷細胞分裂,從而達到抑制腫瘤細胞生長的目的。多西他賽作為有癥狀的CRPC患者的標準一線化療藥物,在疼痛緩解、血清前列腺特異性抗原(prostate-specific antigen,PSA)水平、生活質量和總生存期(overall survival,OS)方面顯示出臨床獲益[24]。多西他賽可以促進CRPC內T細胞浸潤,增加AR上調CRPC細胞中凝集素樣轉錄物1(lectin-like transcript 1,LLT1)的表達,促進NK細胞對CRPC細胞的殺傷作用[25];還可以上調程序性死亡[蛋白]-1(programmed death-1,PD-1)/PD-L1的豐度,這為多西他賽聯合靶向AR或免疫治療CRPC提供了理論依據。Guan等[7]發(fā)現TAM通過激活CXCL12/CXCR4軸,導致CRPC對多西他賽耐藥,敲除CXCR4可以恢復多西他賽對CRPC的敏感性。
放療可以促進腫瘤相關抗原和壓力信號的釋放,并提呈給CD8+T淋巴細胞,改善局部TIME,從而觸發(fā)非放療部位腫瘤的消退。一項125I粒子植入放療的研究[26]表明,經粒子植入后,CRPC組織中可見CD3+、CD4+、CD8+T細胞浸潤,PD-L1表達強度也顯著增加。體內小鼠實驗證明,高劑量放療可以通過增加腫瘤浸潤性淋巴細胞數量、減弱MDSC募集來抑制CRPC的增長[27]。低劑量放療則可增加CD4+T淋巴細胞浸潤,這為聯合免疫治療提供了理論支持[28]。放療聯合免疫治療是CRPC聯合治療的一個方向,未來還需等待更多的實驗數據解讀。
免疫治療是一種以細胞毒性T 淋巴細胞相關抗原4(cytotoxic T lymphocyte-associated antigen-4,CTLA-4)、PD-1或PD-L1為靶點,通過重新激活T細胞來逆轉免疫抑制狀態(tài)的治療方式[29]。到目前為止,免疫檢查點抑制劑(immune checkpoint inhibitor,ICI)在許多實體腫瘤都顯示出了良好的治療效果,但在CRPC中未顯示出顯著臨床獲益,重要的因素之一是抑制性TIME。CRPC的TIME中因缺少具有抗腫瘤活性的免疫細胞,如CD8+T淋巴細胞和NK細胞等,因此被認為是一種免疫上的“冷”腫瘤。目前臨床試驗正在研究多種治療方式聯合的治療模式,雖然暫時缺少更多成功的例子,但免疫治療的未來是值得期待的。
3.4.1 PD-1和PD-L1抑制劑
PD-1是一種T淋巴細胞跨膜蛋白,可與PD-L1相互作用,是T淋巴細胞活化的抑制信號。KEYNOTE-028和KEYNOTE-199臨床試驗結果顯示,帕博利珠單抗(pembrolizumab)單藥治療轉移性CRPC的療效并不顯著,只在少數DNA錯配修復缺陷(deficient mismatch repair,dMMR)或微衛(wèi)星高度不穩(wěn)定(microsatellite instability-high,MSI-H)患者中獲益,可能是表達了更多的新抗原[30-31]。有研究[32]顯示在CRPC細胞中,干擾素-γ(interferon-γ,IFN-γ)通過上調JAK/STAT信號轉導通路或NF-κB信號轉導通路誘導PD-L1表達,而PD-L1又可以抑制NK細胞和細胞毒性T淋巴細胞的增殖和功能,導致T淋巴細胞凋亡。IL-6通過激活JAK/STAT3信號轉導通路,調節(jié)CRPC細胞中的PD-L1和NK細胞2D(NK 2D)配體水平,誘導CRPC細胞對NK細胞毒性的抵抗。因此,阻斷JAK/STAT、NF-κB信號轉導通路或靶向IFN-γ、IL-6可以提高CRPC免疫治療效果。由于ICI單藥療效不佳,人們嘗試ICI聯合其他治療方法。酪氨酸激酶抑制劑一直是人們熱衷研究的藥物,可通過多種機制提高免疫應答,如通過抑制血管內皮生長因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)而抑制血管生成。VEGF過表達可使DC成熟障礙,從而導致免疫逃逸;而VEGF抑制劑可以減少MDSC和Treg的數量,而細胞毒性T淋巴細胞和NK細胞數量顯著增加[33]。一項Ⅰb期的臨床試驗(COSMIC-021)中,卡博替尼(cabozantinib)聯合atezolizumab顯示出了良好的疾病控制 率[34]。
3.4.2 CTLA-4抑制劑
CTLA-4是位于T淋巴細胞的細胞膜上的受體,是T淋巴細胞的主要抑制途徑,當其受到刺激將導致T淋巴細胞功能被抑制。多項臨床研究[35-36]結果顯示,CD8+T淋巴細胞豐富和INF-γ高表達的轉移性CRPC,雖然伊匹木單抗(ipilimumab)治療短期內OS沒有明顯獲益,但在3年之后,尤其是在伴有骨轉移的患者中,OS高出2 ~ 3倍。因此,CD8+T細胞和INF-γ可能是ipilimumab的療效預測指標。有研究[37]結果顯示,接受CTLA-4抑制劑ipilimumab治療的CRPC標本中,CD4+、CD8+和CD68+巨噬細胞上PD-1和VISTA表達顯著增加。同時,在ipilimumab治療中VISTA可以作為一種代償性抑制通路,未來可能成為一種克服潛在耐藥的途徑。
3.4.3 CTLA-4抑制劑聯合PD-1抑制劑
CTLA-4抑制劑可以促進CRPC內T淋巴細胞浸潤,但同時會誘導TIME內PD-1和PD-L1的上調,從而導致單一藥物治療時出現適應性抵抗。Subudhi等[38]研究表明, CTLA-4抑制劑聯合PD-1抑制劑可以部分克服這種適應性抵抗。Ipilimumab和納武利尤單抗(nivolumab)在AR-V7陽性的CRPC患者亞組中進行了試驗,結果顯示,二者對表達AR-V7的CRPC有一定的療效,特別是那些有dMMR和高腫瘤突變負荷(tumor mutation burden,TMB)的患者。Ahern等[39]研究發(fā)現,NF-κB配體受體激活因子抑制劑與PD-1抑制劑及CTLA-4抑制劑聯合治療的三聯療法可以增加腫瘤浸潤的CD4+、CD8+T淋巴細胞的比例。這些研究為不同免疫方案聯合治療提供了新的思路。
Sipuleucel-T是首個獲批用于無癥狀或癥狀最輕微的CRPC患者的免疫治療性腫瘤疫苗,原理是收集患者的免疫細胞,將其處理后與前列腺酸性磷酸酶(prostatic acid phosphatase,PAP)抗原結合,然后重新注入患者體內,通過刺激T淋巴細胞提高機體對癌細胞的免疫活性,識別和殺滅癌細胞[40]。Sipuleucel-T治療后可引起TIME的改變,導致腫瘤局部免疫細胞數目增加,主要是T淋巴細胞的增殖和活化,提高抗腫瘤療效[41]。IMPACT是一項評估Sipuleucel-T對無癥狀轉移性CRPC患者療效的研究,結果顯示通過Sipuleucel-T治療的患者,腫瘤微環(huán)境中的激活效應使T淋巴細胞增加了3倍[42]。Pachynski等[43]研究表明,Sipuleucel-T聯合IL-7治療CRPC后,CD4+、CD8+、CD56+NK細胞顯著增加,為聯合治療指出了方向。
CAR-T細胞是通過體外工程處理的自體細胞,是基因增強的T淋巴細胞。靶向CD-19的CAR-T細胞在治療血液系統(tǒng)惡性腫瘤中的成功應用,給腫瘤患者帶來了希望[44]。CRPC患者的TIME中T淋巴細胞浸潤、PD-L1表達較少,導致免疫反應有限。CAR-T能在腫瘤組織中產生特異性免疫反應,而不損傷正常組織。研究[45]表明,低劑量放療聯合NKG2D-CAR-T細胞可以增加到達腫瘤部位的CAR-T細胞數量,延長CRPC患者的OS;CAR-NK92細胞能夠顯著殺傷表達前列腺特異性膜抗原(prostate-specific membrane antigen,PSMA)的CRPC細胞,抑制腫瘤生長[46];CAR-NK92聯合PD-L1抑制劑治療,PD-L1表達顯著增加,抑制腫瘤生長[47]。在未來,通過CAR-T細胞強化修改和強強聯合治療模式,可能成為CRPC治療的有力武器。
OVS通過改變細胞因子環(huán)境和免疫細胞種類的多種機制來限制免疫抑制性腫瘤微環(huán)境。在OVS感染后的腫瘤細胞中可以觀察到腫瘤相關抗原暴露和表位擴散,進而招募免疫細胞群,并將具有“非T淋巴細胞炎癥”表型的“冷”腫瘤轉化為具有“T淋巴細胞炎癥表型”的“熱”腫瘤。同時,腫瘤細胞被殺死后“新抗原”的釋放和旁觀者殺傷效應的結合也會“加熱”TIME,從而更好地對抗腫瘤免疫逃避[48-49]。盡管OVS治療CRPC仍處于發(fā)展階段,但未來的應用前景仍然值得期待。
PARP抑制劑通過抑制PARP酶的功能,導致DNA損傷無法被修復,最終導致腫瘤細胞凋亡。11.8%的CRPC患者攜帶DNA損傷修復(DNA damage repair,DDR)基因胚系突變,最常見的突變出現在BRCA1、BRCA2、共濟失調毛細血管擴張突變(ataxia-telangiectasia mutated,ATM)和檢查點激酶2(checkpoint kinase 2,CHECK2)基因上,這一亞型患者對PARP抑制劑敏感性較高。研究[50-51]表明,PARP抑制劑治療CRPC可以上調PD-L1表達;奧拉帕利聯合PD-L1抑制劑度伐利尤單抗(durvalumab)治療時,PD-L1的表達顯著上調,同時可以促進DC成熟,增強CD4+T、CD8+T淋巴細胞活性,增加TIME中IFN-γ的產生,提高抗腫瘤療效。未來的研究可以探索更為精準的治療策略,擴大PARP抑制劑的應用范圍,并進一步提高治療效果。
盡管目前對于CRPC治療的研究重點在于化療、激素治療以及新型口服藥物等領域,但是TIME在CRPC治療中的潛在價值已經引起了研究者們的注意。研究逐漸證明CRPC患者TIME的異質性與治療效果的差異是密切相關的,因此結合TIME的治療策略可能是提高治療效果的途徑之一。新的免疫療法、細胞因子和靶向藥物的出現,為這一領域的研究提供了更多的機會。未來的研究可以深入了解TIME的組成和相互作用機制,將CRPC由免疫抑制的“冷”腫瘤轉化為免疫治療應答的“熱”腫瘤,進一步探索并開發(fā)新的治療策略,并評估其在臨床上的可行性和安全 性。
利益沖突聲明:所有作者均聲明不存在利益沖突。