本文作者：劉聯教授 山東大學齊魯醫院
組稿專家：郭其森教授 山東省腫瘤醫院
免疫治療的大幕已經拉開，免疫檢查點抑制劑應用于多種腫瘤的療效已經逐步得到臨床驗證。但是以CTLA-4或PD-1/PD-L1為代表的免疫檢查點抑制劑（ICIs）總體有效率偏低，大部分患者對免疫檢查點抑制劑治療并無反應，少部分患者反應后不久發生耐藥，甚至是在一些初始反應良好的患者通過獲得性耐藥導致疾病復發。因此，免疫環境千變萬化，免疫編輯如影隨形，導致免疫治療耐藥不可避免。本文擬對免疫治療的耐藥機制及其對策進行初步總結。
一
免疫治療耐藥的分類
免疫治療的耐藥機制類型分為三類：
1、原發性耐藥：腫瘤對于免疫治療無反應，而反應缺失的機制可能包括適應性免疫耐藥。
2、適應性耐藥：免疫系統能夠識別腫瘤，但是腫瘤能夠通過適應免疫攻擊來保護自己。考慮到免疫細胞和腫瘤細胞相互作用的進化特點，適應性免疫耐藥可能在臨床上表現為原發性耐藥、混合反應或者獲得性耐藥。
3、獲得性耐藥：腫瘤一開始對免疫治療有反應，但是一段時間后腫瘤復發或進展。
二
免疫治療耐藥的腫瘤內在機制
（一）原發性和適應性耐藥的腫瘤細胞內在機制：
1、MAPK通路激活和PTEN表達缺失導致的PI3K信號通路增強
腫瘤信號通過MAPK通路導致VEGF與IL-8的產生，從而抑制T細胞的招募與功能。腫瘤抑制基因PTEN表達缺失導致PI3K通路增強，這與IFNγ，顆粒酶B的基因表達降低及腫瘤浸潤CD8+T細胞減少密切相關。
2、WNT/β-catenin信號通路持續激活
β-catenin是WNT信號通路的組成性部分。腫瘤蛋白通過穩定β-catenin導致WNT信號通路持續激活，從而將T細胞排除在腫瘤之外。在非T細胞炎癥型惡性黑色素瘤中，腫瘤內在的β-catenin基因高度表達，且在腫瘤微環境中缺乏T細胞和CD103+DC細胞。
3、IFNγ信號通路缺失
由腫瘤特異的T細胞產生的IFNγ，能夠識別腫瘤細胞或抗原遞呈細胞上的相應受體，從而發揮有效的抗腫瘤免疫應答。IFNγ能夠增強MHC分子的表達，從而增強腫瘤抗原提呈作用。IFNγ也能夠招募其他的免疫細胞，或者直接抑制腫瘤細胞的增殖，促進其凋亡。因此腫瘤細胞上IFNγ通路相關蛋白，如IFNγ受體IFNGR1與IFNGR2，IFNγ受體鏈JAK1與JAK2，STATs，IRF1等突變與缺失，都會導致對免疫檢查點抑制劑的耐藥，是原發性、適應性、獲得性免疫耐藥的關鍵因素。
4、組成性的PD-L1表達上調
腫瘤上高表達的某些配體如PD-L1，會抑制抗腫瘤T細胞的應答。多種機制可能導致PD-L1高表達，包括PTEN的缺失或PI3K/AKT的突變，EGFR突變，MYC（核內原癌基因）過表達，CDK5基因破壞以及PD-L1基因3’-UTR的截短。目前還不知道PD-L1的高表達是否會對anti-PD-1/PD-L1的應答有影響，但是它通過抑制抗腫瘤T細胞的活化，的確可能導致其他的抗腫瘤免疫治療缺少治療反應。
5、其他內在的腫瘤耐藥機制
（1） 特定基因表達: 對于抗PD-1無反應的患者有一些特定基因表達，稱作固有的抗PD-1耐藥特征（innate anti-PD-1 resistance signature，IPRES），這些基因和間質轉化、干細胞多功能性和傷口愈合等相關，會優先表達在對抗PD-1治療很少起反應的腫瘤上，比如胰腺癌。
（2）表觀遺傳學改變: 腫瘤細胞DNA的表觀遺傳學改變可能導致免疫相關基因的表達，從而影響抗原加工、呈遞和免疫逃逸。所以，去甲基化制劑可能可以使得免疫相關基因重新表達，特別是聯合免疫治療后，有潛在的治療療效。在臨床前研究發現低甲基化藥物可以增加腫瘤細胞上CD80的表達，同時增加CD8+T細胞的腫瘤浸潤。
（3）缺少腫瘤抗原: 免疫治療依賴于腫瘤抗原特異性T細胞。在人黑色素瘤，腎細胞癌，非小細胞肺癌中，DNA突變頻率高，腫瘤免疫原性更強，因而對ICIs應答高。而在胰腺癌以及前列腺癌中，DNA突變頻率低，腫瘤免疫原性低，對anti-PD-1應答差。
（二）獲得性耐藥的腫瘤細胞內在機制
1、T細胞功能缺乏
T細胞改變其自身的功能表型，喪失其殺傷活性。見于在過繼性免疫細胞治療中。
2、腫瘤抗原提呈下調后缺少T細胞識別
在某些情況下，由于抗原加工過程中的蛋白酶體成員，轉運蛋白，MHC本身以及β-2-微球蛋白(B2M)的功能缺陷，會導致抗原提呈機制不能有效地將腫瘤抗原提呈到細胞表面。B2M在HLAI家族的折疊與轉運到細胞膜的過程中發揮關鍵作用，B2M遺傳性的缺乏將會導致CD8+T細胞的識別功能缺失。
3、腫瘤發生各種逃逸突變
（1）JAK1/JAK2突變，B2M突變: 有研究顯示，經過anti-PD-1治療的黑色素瘤且6個月后病情復發的患者，檢測到的遺傳變異與兩個信號通路相關：第一個通路的改變導致腫瘤細胞缺乏對IFNγ的響應，涉及JAK1和JAK2編碼基因的功能缺失突變。研究發現，腫瘤在基線狀態時并沒有檢測到JAK突變，但在復發時發生了這種突變。第二個通路的改變與細胞毒性T細胞的逃逸機制相關，具體涉及到的是β-2-微球蛋白編碼基因突變。
（2）導致MHC分子遞呈突變的新抗原: 能與MHC分子高效結合的抗原序列，能更好的形成MHC分子- 抗原復合物，從而具備更高的機率被遞呈到細胞表面，成為新抗原表位。但鑒于MHC分子亞型的多樣性，新抗原前后氨基酸序列以不同組合、不同長度形成表位的多樣性，導致抗原遞呈細胞不能有效遞呈新抗原而導致免疫逃逸。
三
免疫治療耐藥的腫瘤外部機制
1、CTLA-4，PD-1和其他免疫檢查點
除了PD-1與CLTA-4，T細胞上還存在其他的抑制性免疫檢查點，包括TIM-3，LAG-3，BTLA，TIGIT，和VISTA等。在腫瘤微環境中，TIM-3，LAG-3，TIGIT高表達在失去功能或衰竭的T細胞表面，聯合受體阻滯有很強的協同作用。阻斷后可改善CD8+T細胞和NK細胞的功能，降低Treg細胞的抑制。
TIM-3表達升高是anti-PD-1治療所特有的，在anti-CTLA-4治療中并未檢測到類似現象。此外，腫瘤細胞上TIM-3配體Galectin-9的表達量也顯著升高。當anti-PD-1治療出現耐藥后，聯用anti-TIM-3，顯著提高了生存率。當anti-PD-1和anti-TIM-3聯用耐藥，腫瘤重新進展時，T細胞上其他抑制性免疫檢查點如CTLA-4，LAG-3的表達都明顯升高。這說明了腫瘤浸潤T細胞的抑制性免疫調節是動態變化的，存在著補償效應。
2、T細胞衰竭和表型改變
在小鼠模型中，阻斷CD28-B7共刺激通路，會影響腫瘤特異性CD8+T細胞的增殖和活化，降低對anti-PD-1/PD-L1治療的應答。CD28是T細胞的共刺激分子，對于T細胞的激活，增殖和活化起到關鍵作用。
3、免疫抑制細胞
（1）Tregs: Treg能通過分泌抑制性細胞因子或者通過直接的細胞接觸來抑制效應T細胞的應答。由于CTLA-4在Tregs上高表達，anti-CTLA-4能夠顯著提高Teffs/Tregs的比例，從而提高腫瘤對免疫治療的應答。
（2）MDSCs: MDSCs在多種病理條件包括腫瘤中發揮著免疫調節因子的作用。人MDSCs表達CD11b+與CD33+，但不表達HLA-DR以及系種特異的抗原CD3，CD19與CD57。MDSCs能夠促進血管生長，腫瘤侵襲與轉移。
（3）Tumor Associated Macrophages（TAMs）也能夠影響免疫治療的應答。TAMs包括M1巨噬細胞和M2巨噬細胞，在大多數情況下M2巨噬細胞占TAMs的大多數。其中M1巨噬細胞能夠高表達IL-12，IL-23，MHC以及B7家族分子來促進抗原提呈與Th1細胞的激活，從而發揮抗腫瘤免疫作用；而M2巨噬細胞能夠分泌抑制性細胞因子IL-10與TGF-β，從而抑制免疫應答，促進腫瘤生長與轉移。臨床上TAMs的數目越多，預后越差。
4、腫瘤微環境中細胞因子和腫瘤代謝物的釋放
（1）CSF-1: CSF-1調節巨噬細胞的遷移、增殖、功能和存活，巨噬細胞在先天和適應性免疫系統中具有多種功能。CSF-1誘導的巨噬細胞群與包括癌癥、炎癥和骨病在內的多種病理有關，并使之惡化。
（2）色氨酸代謝產物: 色氨酸是淋巴細胞內的主要養分之一，過高的IDO-1酶將淋巴細胞內色氨酸分解耗竭掉，使淋巴細胞“無能”，不能發揮攻擊癌細胞等的作用。
（3）TGF-β: TGF-β能夠促進血管生成，刺激Tregs發揮免疫抑制作用。在多種腫瘤中，高水平的TGF-β都伴隨著極差的預后。
（4）腺苷酸: 在細胞外，CD39能夠將ATP水解成AMP，進一步被胞外核苷酶CD73加工為免疫抑制分子腺苷酸。腺苷酸能夠通過T細胞上的A2A受體抑制T細胞的增殖與細胞毒活性，也能通過腫瘤細胞上的A2B受體促進腫瘤轉移。
四
腫瘤微環境及免疫代謝失調
腫瘤內皮細胞通過表達殺死效應CD8+T細胞的FasL配體，通過表達空間有限的免疫耐受性生態位而其作用構成物理屏障以防止外滲入腫瘤實質。此外，致耐受性細胞類型和免疫抑制分子存在于已經顯示腫瘤微環境和營養物的代謝競爭誘導CD8+T細胞浸潤的耗竭和失活，由此限制免疫檢查點抑制劑的持久性。
五
免疫治療耐藥的處理策略
1、聯合治療策略
通過以免疫治療為基石，聯合其他治療方式的治療，達到克服各類免疫耐藥的目的，包括免疫治療聯合抗血管新生治療，化療，放療，靶向治療（僅限于惡性黑色素瘤中IO聯合BRAF TKI），表觀遺傳修飾劑等，以及不同靶點的IO的聯合；均取得了一定的進展。
2、優選人群策略
通過不斷篩選、研發免疫治療相關的生物標記物，包括優勢人群的標記物和劣勢人群的標記物，降低免疫治療耐藥的發生率，提高其有效率。
3、個體化免疫治療策略
除了目前已推向市場的ICI藥物，結合腫瘤免疫微環境的構成特點，研發針對腫瘤細胞新抗原產生及遞呈、T細胞活化、局部抑制性微環境解除的藥物，如溶瘤病毒、腫瘤疫苗、過繼性免疫細胞治療（包括TIL, CAR-T, TCR-T, CAR-NK等）等基于個體化免疫微環境特征的免疫治療。這也是未來腫瘤免疫治療的發展方向。
癌癥免疫治療領域正處于高速發展階段，我們需要更多地了解免疫治療的耐藥機制從而研究其解決策略。聯合治療的發展可能需要更長的時間，并且絕大多數治療組合需要持續的研究來確定最佳劑量和時機以及安全性和有效性。深入探討ICIs的耐藥機制，采取合適手段規避耐藥現象的發生，降低耐藥現象發生頻率，消除耐藥的不良影響，勢必會促進腫瘤免疫治療的快速發展，給腫瘤患者帶來更加持久的生存獲益。個體化免疫治療是腫瘤免疫治療的必由之路，其突破有賴于基礎研究的不斷開拓及成功轉化。
作者簡介
劉聯 教授
碩士研究生導師，山東大學血液腫瘤學博士、免疫學博士后，山東大學齊魯醫院杰出青年人才，山東大學齊魯醫院腫瘤內科主任醫師。
現任山東免疫學會腫瘤分子標志物及靶向治療專業委員會主任委員，中國醫師協會腫瘤分會青年委員會委員，中國臨床腫瘤學會（CSCO）免疫治療專家委員會委員、甲狀腺癌專家委員會委員、腫瘤營養治療專家委員會委員，中國抗癌協會胃癌專業委員會（CGCA）內科學組委員，山東醫學會姑息醫學分會青年委員會副主任委員，山東抗癌協會化療分會委員、青年委員會常務委員，山東醫師協會腫瘤精準醫療分會常務委員，腫瘤 MDT 專業委員會常務委員，國家自然科學基金通訊評委，國家食藥監局新藥審評中心數據核查員，山東省自然科學基金結題評審專家；《Cancer cell research》,《精準醫學》,《國際腫瘤學》等雜志編委。
長期從事腫瘤學臨床、教學和科研工作，擅長消化系統腫瘤的綜合治療及胃癌腹膜轉移機制的研究。主持國家自然科學基金 2 項，其他國家及省部級基金 10項；近年發表 SCI 收錄學術論文 16篇，總影響因子超過 100 分，他引次數 270 余次。
組稿專家
郭其森 教授
山東省腫瘤醫院大內科（兼內二病區）主任 ，研究員，山東大學附屬腫瘤醫院內科教研室主任 ，博士生導師
中國醫藥教育協會腫瘤免疫治療專業委員會副主任委員，中國肺癌防治 聯盟山東分聯盟主席，中國老年學和老年醫學會康復分會常務委員，吳階平醫學基金會腫瘤多學科診治專業委員會常務委員，中國醫療保健國際交流促進會腫瘤內科分會常務委員，中國腫瘤臨床學會（CSCO）理事，中國肺癌專業委員會委員，山東抗癌協會化療分會主任委員，山東省名醫聯盟委員，中華醫學會肺癌診療指南（2018版）執筆專家，CSCO原發性肺癌診療指南（2018版）顧問專家
