CXCL1

-01-引言肿瘤是一个复杂的生态系统，其中癌症细胞和多种宿主细胞之间的相互作用影响疾病的进展和治疗反应。在肿瘤进展过程中，癌症细胞采用多种途径来逃避免疫攻击，例如下调抗原提呈机制或诱导抑制性免疫检查点分子，而免疫压力在肿瘤的发展和转移扩散过程中促进克隆进化。同时，癌症细胞劫持免疫细胞，如中性粒细胞、巨噬细胞和调节性T细胞（Treg），以协调免疫抑制性肿瘤微环境（TME）。这反过来促进免疫逃逸，促进血管和细胞外基质的重塑，并支持癌症进展和治疗抵抗。异常免疫反应被广泛认为是癌症的标志，并为癌症治疗提供了有吸引力的靶点。因此，我们有必要深入了解癌症细胞的内在特征，包括遗传变异、信号通路调节和代谢改变，它们在协调免疫景观的组成和功能状态方面发挥关键作用，并影响免疫调节策略的治疗效益。-02-一、遗传改变癌基因、抑癌基因或DNA损伤修复基因中的特定癌症细胞固有遗传改变有助于调节癌症免疫状况。癌基因癌症细胞中不同的致癌基因通过不同的机制调节免疫行为，这些机制因癌症类型、癌症分期和癌症部位而异。例如，KRAS突变通过IL-8诱导的炎症、IL-6介导的巨噬细胞和Treg细胞浸润、GM-CSF诱导的Gr1+CD11b+髓系细胞的扩增、IL-10和TGF-β介导的CD4+CD25−T细胞向Treg细胞的转化、以及抑制干扰素调节因子2（IRF2）和随后产生的CXCL3，从而导致CD8+T细胞抑制，髓系衍生抑制细胞（MDSCs）的迁移增强。MYC通过增强CD47和PD-L1表达来抑制抗肿瘤免疫，从而削弱巨噬细胞和T细胞的募集。此外通过分泌IL-1β，阻断细胞毒性T细胞、NK细胞和树突状细胞的浸润，并增强支持肿瘤的巨噬细胞和中性粒细胞的浸润。KRAS突变和MYC还通过与MYC相互作用的锌指蛋白1（MIZ1）产生协同作用，介导IFN-β的抑制以及CCL9和IL-23的分泌，增强PD-L1+巨噬细胞浸润，抑制B细胞、T细胞和NK淋巴细胞驱动免疫逃避。此外，突变的表皮生长因子受体（EGFR）通过降低PD-L1表达来驱动免疫逃逸，通过IRF1介导的CXCL10下调阻碍CD8+T细胞募集，并通过CD73依赖性腺苷生成或JNK–JUN介导的CCL2上调促进Treg细胞浸润。人表皮生长因子受体2（HER2）扩增导致主要组织相容性复合物I类（MHC-I）的下调和TANK结合激酶1（TBK1）的磷酸化，其抑制下游cGAS–STING信号传导和IFNβ产生，导致免疫逃避。抑癌基因抑癌基因通过不同的环境依赖机制调节免疫。例如，研究发现Trp53的缺失通过WNT配体介导的巨噬细胞极化和IL-1β的产生驱动免疫抑制，导致中性粒细胞的全身聚集，从而CD8+T细胞的抑制和CXCL17、CCL3、CCL11、CXCL5和M-CSF介导的巨噬细胞和Treg细胞的募集。TP53的突变与PD-L1表达相关，并通过CXCL2分泌调节免疫抑制中性粒细胞的募集，通过NF-κB介导的IL-8调节慢性炎症，并且结合TBK1抑制下游cGAS–STING–IRF3信号传导和IFN-β1的产生，其减少T细胞和NK细胞浸润并增强巨噬细胞极化。相反，TP53的功能增益突变与新抗原表达，以及IFN-γ和CXCL9表达相关，这支持抗肿瘤免疫。在KRAS突变肿瘤中，丝氨酸/苏氨酸激酶11（STK11）的失活通过粒细胞集落刺激因子（G-CSF）、IL-6和CXCL7的表达刺激免疫抑制中性粒细胞的积聚。此外，KRAS和STK11突变肿瘤中PD-L1的表达会导致对免疫检查点阻断（ICB）的抵抗。最后，PTEN丢失通过CCL2和VEGF的分泌减少CD8+T细胞浸润，并激活PI3K信号增强PD-L1的表达，以及NF-κB介导的CCL20、CXCL1、IL-6和IL-23分泌增强Treg细胞和髓系细胞浸润，并通过IL-1β和M-CSF驱动局部MDSC扩增。DNA损伤修复机制的遗传改变癌症细胞中的错配修复（MMR）缺陷会导致突变、新抗原和细胞中DNA的积累，从而触发cGAS–STING依赖性的T细胞浸润，免疫检查点分子如PD-1、PDL1、CTLA-4和LAG-3在浸润免疫细胞上的表达增强。在BRCA1突变的肿瘤中，双链DNA积聚在细胞中，并引发与CD8+T细胞浸润相关的cGAS–STING介导的炎症反应。cGAS–STING还促进免疫抑制性髓系细胞、巨噬细胞、Treg细胞和耗竭的PD1+T细胞的募集，以及VEGF的上调。DNA传感基因和下游介质（如IFN-β或CCL5）的遗传缺失或表观遗传沉默可介导BRCA1突变肿瘤的免疫逃逸，以及PD-L1的表达增强。相反，BRCA2突变肿瘤显示cGAS–STING介导的各种T细胞群的富集。-03- 二、表观遗传修饰除了遗传改变外，表观遗传改变也是癌症细胞的一个共同特征，在核结构和基因转录中起着至关重要的作用。癌症表观基因组会发生各种变化，包括DNA甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑和非编码RNA的失调。越来越多的证据表明，癌症细胞中发生的表观遗传变化也会影响与免疫系统的串扰。DNA甲基化由于超级增强子（SE）的形成，炎症基因的DNA去甲基化导致CXC趋化因子配体（CXCL）介导的中性粒细胞募集，而总体低甲基化与PD-L1、IL-6和VEGF的表达增强相关。而DNA（超）甲基化可降低编码PD-L1的基因CD274和编码MHC-I的HLA基因的表达，而编码cGAS–STING的基因通过启动子甲基化的转录抑制增强MHC-I表达和T细胞识别。异柠檬酸脱氢酶1（IDH1）或IDH2的突变通过将α-酮戊二酸转化为（R）-2-羟基戊二酸（2HG）来诱导全局超甲基化。而编码PD-L1、CXCL9和CXCL10免疫相关基因的转录抑制会损害IDH突变肿瘤中CD8+T细胞的浸润，G-CSF的转录激活会增强非抑制性中性粒细胞和前中性粒细胞的浸润。组蛋白甲基化组蛋白H3在Lys27发生三甲基化（H3K27me3），在DNA低甲基化的背景下，抑制编码MHC-I、CXCL9和CXCL10的基因，并减少CD8+T细胞浸润。癌症细胞中的多梳抑制复合物2（PRC2）活性介导H3K27me3，抑制G-CSF和IL-6的表达并诱导性一氧化氮合成酶阳性（iNOS+）巨噬细胞、中性粒细胞和T细胞的招募。ARID1A是SWI/SNF复合物的DNA结合亚基, ARID1A的遗传突变会抑制IFN-γ诱导基因转录和CXCL9、CXCL10和CXCL11的表达，从而抑制T细胞浸润。组蛋白乙酰化组蛋白乙酰化通过组蛋白乙酰转移酶1（HAT1）调节免疫应答，HAT1介导CD274和组蛋白去乙酰化酶（HDACs）的表达，HDACs抑制编码PD-L1和PD-L2的基因的表达，以及CCL5、CXCL9和CXCL10的表达，从而损害T细胞浸润。-04-三、细胞内信号通路癌症细胞的一个关键特征是异常信号传导，这是由编码或非编码DNA区域的遗传或表观遗传改变以及生长因子和代谢等外部信号驱动的。WNT–β-catenin通路激活的癌症细胞内固有WNT–β-catenin信号与免疫排斥相关，但其潜在机制仍不明确。WNT–β-catenin通过诱导ATF3表达阻断CD103+树突状细胞的募集和T细胞启动，并抑制CCL4或CCL5分泌。TGF-β通路淋巴细胞抗原LY6K和LY6E在癌症细胞中的过表达激活TGF-β信号转导和SMAD2/3磷酸化，导致NK细胞活性降低和Treg细胞浸润增强。αVβ6整合素的上调通过激活TGF-β和SMAD2/3磷酸化来调节SOX4的表达，SOX4抑制多种I型干扰素诱导基因和编码MHC-I的基因，同时增强PD-L1表达，这会损害细胞毒性T细胞介导的免疫。此外，癌症细胞衍生的TGF-β介导CD4+T细胞向Treg细胞的转化。而SMAD4的敲除会导致肿瘤细胞中TGF-β信号的失活，这增强了CCL9的表达和未成熟髓系细胞的募集。NF-κB信号通路PD-L1的表达受癌症细胞内NF-κB信号转导的转录调控，其途径是通过MUC1-c与CD274启动子上的NF-κB亚基p65的直接结合，或通过TGF-β介导的MRTFA的表达。MUC1-C和p65还驱动ZEB1转录，这导致编码CCL2、IFN-γ、GM-CSF和TLR9的基因受到抑制，CD8+T细胞浸润受损。相反，免疫疗法和化疗诱导的NF-κB和p300–CBP的活化增强了MHC-I抗原呈递和CD8+T细胞识别。HIF信号通路缺氧诱导的缺氧诱导因子1α（HIF1α）信号通路通过增强CD274的表达和抑制编码CCL2和CCL5的基因来驱动免疫逃避，这会损害NK细胞和CD8+T细胞的浸润，而HIF2α诱导CXCL1的表达并促进肿瘤的中性粒细胞募集。-05-四、代谢改变在肿瘤的发生和进展过程中，癌症细胞及其TME不断暴露在恶劣的条件和压力下。为了生存和维持生长，需要细胞适应和代谢重编程。癌症代谢重编程与免疫抑制和逃避有关。肿瘤细胞消耗大量葡萄糖，这与T细胞浸润不良有关。高葡萄糖消耗导致乳酸的产生并分泌到肿瘤微环境中，乳酸在肿瘤微环境中以免疫抑制的方式起作用，降低NK细胞的细胞溶解活性，并增强PD-1表达和Treg细胞的免疫抑制能力。此外，乳酸增加了肿瘤和脾脏中MDSC的频率，并在肿瘤相关巨噬细胞中诱导“M2样”极化。此外，癌症细胞中谷氨酰胺的消耗降低CD8+T细胞的活化和浸润，并通过增加G-CSF的分泌增强MDSC的募集。-06-结语近年来，关于癌症细胞-免疫细胞串扰的研究大幅增长。跨越式发展的技术进步，包括单细胞多组学技术，基于人工智能的系统生物学方法以及体内体细胞基因编辑策略，有望加速这些研究的深入，并最终形成针对个体患者的新型免疫干预策略。展望未来，个性化免疫干预策略将需要综合多组学肿瘤表征、免疫分析、液体活检样本的动态监测以评估基于血液的生物标志物、计算数据分析和转化，以及临床相关体外和体内模型的机制研究。有关癌症细胞内在和癌症细胞外部特征的知识体系将共同决定局部和系统免疫状况，以指导临床决策，并为针对患者个性化新型治疗方法开辟道路。参考资料：1.Mechanisms driving the immunoregulatory function of cancer cells. Nat Rev Cancer.2023 Jan 30.公众号内回复“ADC”或扫描下方图片中的二维码免费下载《抗体偶联药物：从基础到临床》的PDF格式电子书！公众号已建立“小药说药专业交流群”微信行业交流群以及读者交流群，扫描下方小编二维码加入，入行业群请主动告知姓名、工作单位和职务。

-01- 引言 趋化因子是负责免疫细胞运输和淋巴组织发育的细胞因子亚家族。目前，据报道有50种不同的趋化因子，根据其主要蛋白质结构的前两个半胱氨酸（C）残基的位置，可分为四大类，即C、CC、CXC和CX3C趋化因子。 每个免疫细胞亚群都有不同的趋化因子受体表达模式，这使得它们对趋化因子有不同的反应，并根据每个环境的特殊需要迁移。在癌症中，它们在免疫细胞迁移到肿瘤中的模式中起着关键作用，从而形成肿瘤微环境的免疫特征，通常朝向促肿瘤形成状态。 此外，趋化因子可以直接靶向肿瘤微环境中的非免疫细胞，包括肿瘤细胞、基质细胞和血管内皮细胞。因此，趋化因子参与多种癌症发展过程，如血管生成、转移、癌细胞增殖、干性和侵袭性，是疾病进展的关键决定因素，对患者预后和治疗反应有很大影响。由于它们在癌细胞和免疫浸润细胞中重要的调节功能，使得趋化因子配体及其受体成为非常强大的治疗靶点。 -02- 一、趋化因子在肿瘤免疫中的作用 免疫逃避和免疫抑制细胞的募集 趋化因子在引导免疫细胞迁移中起着至关重要的作用，而免疫细胞迁移是启动和传递有效的抗肿瘤免疫反应所必需的。TME中的趋化因子分泌通常会发生改变，异常的趋化因子分布可促进免疫抑制的促肿瘤细胞（即Treg细胞、MDSC和TAM）分化和浸润到肿瘤中。 Treg细胞的趋化因子受体CCR4的表达高于其他CD4+T细胞，其响应CCL22，一种由TAM和原发肿瘤细胞产生的趋化因子。除了CCR4外，Treg细胞还可以表达其他能够介导其浸润TME的趋化因子受体，如CCR5或CCR10，其配体CCL28存在于TME的缺氧区域。 巨噬细胞主要通过CCL2–CCR2信号通路招募到TME中。CCL2的肿瘤表达与许多肿瘤中TAM的数量相关，并且通常与患者预后不良相关。与Treg细胞一样，TAM也可以抑制肿瘤相关抗原（TAA）特异性CD8+T细胞活化。与TAM非常相似，髓源性抑制细胞（MDSC）也可以通过CCL2–CCR2信号被招募到TEM中。此外，诱导单核细胞向肿瘤募集的其他趋化因子还有CCL5、CCL7、CCL15、CXCL8和CXCL12。 浆细胞样树突状细胞（pDC）是一种罕见的免疫细胞，也能抑制抗肿瘤免疫反应。肿瘤和基质细胞产生CXCL12，它是趋化因子受体CXCR4的配体，由pDCs表达。因此，CXCL12是pDC进入TME的关键分子。此外，CXCL12还对pDC发挥保护作用，防止其发生凋亡，延长其免疫抑制作用。 肿瘤生长与进展 一些研究表明，趋化因子信号系统通过不同的机制参与肿瘤生长和进展。癌细胞表达的趋化因子受体与肿瘤相关成纤维细胞、肿瘤细胞和TME浸润性免疫细胞分泌的各自配体之间的相互作用可直接激活PI3K/AKT和ERK 1/2等信号通路，导致癌细胞增殖。肿瘤细胞上趋化因子受体的病理性过度表达和TME中趋化因子配体的分泌可加剧这些效应。此外，趋化因子可以通过在肿瘤细胞中产生促凋亡和抗凋亡蛋白之间的失衡，例如下调Bcl-2表达或抑制caspase-3和caspase-9激活来维持癌细胞存活，从而避免肿瘤细胞凋亡。 某些免疫细胞的趋化因子募集也有助于肿瘤的发生。分泌IL-22的T辅助细胞（TH22）是TME中常见的免疫细胞亚群，已被证明通过多种途径支持肿瘤发生，特别是在结肠癌中。它们表达趋化因子受体CCR6，并向TME中存在的配体CCL20迁移，在那里它们能够通过细胞因子表达增加肿瘤细胞的干性和致瘤潜能。 血管生成 趋化因子及其各自的受体被认为是肿瘤血管系统的关键调节因子，在肿瘤血管生成中具有双重作用。 根据N端是否存在ELR（Glu-Leu-Arg）基序，CXC趋化因子可分为两类：ELR+趋化因子和ELR−趋化因子。通过激活CXCR1和CXCR2发挥作用的ELR+CXC趋化因子，包括CXCL1、CXCL2、CXCL3、CXCL5、CXCL6、CXCL7和CXCL8，具有血管生成作用。相反，ELR−CXC趋化因子，如CXCL4、CXCL9、CXCL10、CXCL11和CXCL14被认为是血管生成抑制剂。 趋化因子可以通过直接与内皮细胞上的趋化因子受体相互作用作为肿瘤血管生成介质，从而改善迁移和增殖以及内皮细胞存活。此外，趋化因子还可能通过促进TME中产生血管生成因子的白细胞的募集间接发挥作用，从而增强血管生成。趋化因子还可以与其他血管生成促进剂协同作用，如血管内皮生长因子（VEGF）。 另一方面，趋化因子还具有抑制肿瘤血管生成和内皮细胞增殖的活性。例如，CXCL4和CXCL10是具有血管抑制特性的趋化因子，包括抑制由成纤维细胞生长因子和VEGF诱导的血管生成以及阻止内皮细胞趋化性和增殖。此外，CXCL9、CXCL10和CXCL11与表达CXCR3的免疫细胞的相互作用可能招募具有血管抑制功能的细胞。 促进转移 大量研究证实了趋化因子系统在肿瘤转移中的关键作用。据报道，癌细胞上的趋化因子受体表达可以确定其转移的部位。这些转移部位产生的特异性趋化因子可以促进循环癌细胞迁移到“转移前生态位”，这为转移细胞的生长提供了有利的环境。 多种趋化因子和趋化因子受体与转移有关，CXCL12/CXCR4轴代表了这一现象的关键因素，在不同的肿瘤中已证实其参与肿瘤转移。参与癌症转移的其他趋化因子的例子有CCR7，它通过与转移部位分泌的CCL19和CCL21配体相互作用，介导癌细胞向淋巴器官的迁移；CCL28是CCR3/CCR10的配体，与乳腺癌生长和转移扩散相关；CCR10/CCL27信号支持转移扩散期间黑色素瘤细胞的粘附和存活，CXCR5/CXCL13相互作用似乎支持前列腺癌的骨转移。 -03- 二、趋化因子的靶向治疗 目前，临床已批准的靶向趋化因子的药物包括：抗CCR4抗体（Mogamulizumab）和CXCR4拮抗剂（Plerixafor，AMD3100），用于血液恶性肿瘤。此外，还有更多的针对不同趋化因子受体-配体轴作为癌症治疗策略的多种努力，这些治疗策略目前已表现出巨大的潜力，正处于临床开发中。 CCR1 CCR1在几种类型的癌症中过表达，并与免疫抑制细胞浸润和转移增加有关。以CCR1为靶点的大多数治疗益处来源于减少MDSC浸润，最终抑制肿瘤生长和转移。选择性CCR1拮抗剂CCX721能够通过阻断破骨细胞减少多发性骨髓瘤（MM）骨病小鼠模型中的肿瘤负担和溶骨性病变。 另一项研究报告称，使用受体拮抗剂BL5923抑制CCR1可抑制未成熟髓样细胞的募集，减少转移性结肠癌，显著延长结肠癌肝转移小鼠的生存期。CCR1拮抗剂CCX9588与抗PD-L1抗体的组合已被证明是一种很有前途的治疗方法，因为它通过抑制原位乳腺癌小鼠模型中的原发肿瘤生长和肺转移产生协同抗肿瘤作用。最近，在卵巢癌的小鼠模型中，小分子CCR1抑制剂UCB35625也能够减少细胞向大网膜的迁移，而大网膜是此类癌症的优先转移部位。总的来说，这些结果表明，以CCR1为靶点是一种可行的治疗策略，可以限制转移并延缓疾病进展。 CCR2，CCL2 已证明CCL2/CCR2轴能够将免疫抑制细胞（如MDSC和促进转移的单核细胞）招募到TME中，阻断CCL2/CCR2轴已在几种恶性肿瘤中显示出抗肿瘤作用。一些研究集中于CCR2抑制剂对胰腺癌的治疗，使用口服CCR2抑制剂PF-04136309，通过在体内小鼠模型中抑制CCR2信号来靶向TAM，可提高化疗疗效、阻断转移和增加抗肿瘤T细胞反应。在转移性胰腺导管腺癌的Ib/II期试验（NCT02732938）中，该分子与Abraxane（nab紫杉醇）和吉西他滨联合使用获得了良好的结果。 另一项II期临床试验评估了CCR2抑制剂与常规化疗方案FOLFIRINOX（FX）联合应用于边缘可切除或局部晚期胰腺导管腺癌患者，证实了该疗法的安全性和耐受性。值得注意的是，使用小分子CCX872抑制CCR2提高了在胰腺癌小鼠模型中抗PD-1/ PD-L1免疫疗法的治疗效果。另一项评估CCR2拮抗剂RDC018对肝细胞癌的临床前研究显示，其抑制了肿瘤生长和转移，减少了术后复发，延长了生存期。 CCL2是受体CCR2的主要配体，阻断CCL2通过增强放疗的效果和预防转移在临床前研究中显示出抗肿瘤活性。然而，抗CCL2的单抗carlumab（CNTO 888）在实体瘤（NCT00992186）和转移性前列腺癌（NCT00537368）的1期和2期临床试验中，由于其无法降低CCL2血清水平，未能证明临床益处。 CCR4 CCR4除了是调节性T细胞的主要趋化因子受体，还在几种T细胞恶性肿瘤中过表达。抗CCR4抗体Mogamulizumab最初用于治疗难治性霍奇金淋巴瘤，目前在日本用于治疗复发性成人T细胞白血病，并在皮肤T细胞淋巴瘤的III期临床试验中成功提高了无进展生存率和生活质量。 Mogamulizumab是一种人源化单克隆抗体，具有一个去岩藻糖基化的Fc区域，以增强效应细胞结合，能够通过抗体依赖性细胞毒性（ADCC）诱导恶性T细胞消除。 两项独立临床试验表明，Mogamulizumab可单独或与抗PD-1抗体Nivolumab联合安全用于晚期或转移性实体瘤的治疗。目前，还有一些其他的CCR4疗法正在开发中，包括抗CCR4 CAR-T细胞，已证明其对几种T细胞恶性肿瘤有效，以及小分子CCR4拮抗剂，能够通过防止Treg诱导提高抗癌疫苗的效力。 CCR5 抗CCR5的人源化单克隆抗体leronlimab和小分子CCR5抑制剂maraviroc和vicriviroc在几种恶性肿瘤中均显示出有希望的结果。这三种药物均能阻断免疫缺陷小鼠体内人乳腺癌异种移植物的转移，并能增强DNA损伤化疗药物对细胞的杀伤作用。Maraviroc和vicriviroc还能够在前列腺癌小鼠模型中减少全身、骨骼和大脑中的细胞转移，而Maraviroc在结直肠癌模型中限制癌相关成纤维细胞的聚集，导致肿瘤生长减少。 此外，maraviroc在一项临床试验（MARACON）中显示了有希望的结果，该试验降低了对标准化疗无效的结直肠癌患者的肿瘤细胞生长，而另外两项临床试验分别评估了Pembrolizumab与maraviroc或Vicriviroc对难治性微卫星稳定结直肠癌的联合抑制作用，结果显示，延长了疾病稳定时间，生存率高于预期。目前正在对CCR5+转移性癌症患者进行其他临床试验，以评估CCR5拮抗剂与其它药物的组合。 CCR7 CCR7中和疗法在许多临床前模型中显示了有希望的结果。在前列腺癌、乳腺癌和结直肠癌模型中，通过siRNA或miRNA沉默CCR7基因表达导致转移和肿瘤生长减少。抗CCR7单克隆抗体在T细胞淋巴细胞白血病异种移植小鼠模型中显示出诱导肿瘤细胞死亡，并减少或避免中枢神经系统疾病的能力，而单链抗CCR7抗体在体外模型中成功阻止T细胞急性淋巴细胞白血病细胞通过血脑屏障。 CXCR2 CXCR2–CXCLs轴是一个重要的趋化因子，CXCR2–CXCLs轴促进肿瘤进展的机制很多，但最显著的是与中性粒细胞募集到TME和促进血管生成有关。 CXCR2的中和在各种临床前癌症模型中显示出了有希望的结果，通常作为联合治疗的一部分来规避化疗耐药性。在黑色素瘤模型中，CXCR2抑制剂Navarixin与MAPK抑制具有协同作用，而抑制剂SB225002改善了卵巢肿瘤模型中索拉非尼的抗血管生成治疗。CXCR1和CXCR2抑制剂Reparixin与5-氟尿嘧啶联合使用时，也能够改善胃癌模型中的肿瘤细胞凋亡并减少肿瘤体积。AZ13381758是一种CXCR2的小分子抑制剂，与吉西他滨联合使用时，能够减少胰腺导管腺癌模型的转移并显著延长寿命。 目前，七种CXCR2抑制剂正在多项临床试验中进行研究，其中四种用于治疗转移性恶性肿瘤。其中包括用于治疗前列腺癌（2期）、头颈部鳞状细胞癌（1b/2期）和胰腺导管癌（1b/2期）的AZD5069/AZD9150；Reparixin用于治疗乳腺癌（2期）；Navarixin用于治疗前列腺癌和非小细胞癌（2期）；SX-682用于治疗III期和IV期黑色素瘤（1期）。 CXCR4 鉴于CXCR4与多种恶性肿瘤的生长和扩散具有无可争议的临床相关性，在过去十年中，已经开发出许多CXCR4靶向的肽和非肽拮抗剂。 CXCR4拮抗剂，如AMD3100和AMD3465，通过介导来自骨髓环境的肿瘤细胞的转运，增强了传统疗法的临床疗效。复发性AML患者的I/II期研究（NCT00512252）提供的数据显示，CXCR4/CXCL12轴阻断的体内疗效与令人鼓舞的缓解率之间的相关性。 人源化CXCR4抗体PF-06747143在包括NHL、AML和MM在内的多种血液肿瘤模型中显示出强烈的抗肿瘤作用。在急性髓系淋巴瘤患者中进行了一项I期试验（NCT02954653），评估其安全性和耐受性，但由于主办方的原因，该试验不幸终止。最近，另一种抗CXCR4抗体ulocuplumab（BMS-936564）的Ib/II期试验（NCT01359657）证实，阻断CXCR4–CXCL12轴是安全的，并且与来那度胺和地塞米松联合治疗复发性/难治性骨髓瘤患者具有较高的应答率。 CXCR4抑制剂在实体瘤中也被证明具有重要的抗癌潜力。目前有几项临床试验正在评估CXCR4拮抗剂对胶质母细胞瘤患者的临床益处。一项I/II期试验（NCT01977677）研究了plerixafor在替莫唑胺和放射治疗后的副作用和最佳剂量，结果显示，plerixafor未观察到剂量限制性毒性，并且似乎在RT后抑制CXCL4介导的血管生成，增强了放射治疗的效果。 除脑肿瘤外，AMD3465还能够预防体内乳腺癌生长和转移，而新型环肽CXCR4拮抗剂LY2510924在各种实体瘤和转移性乳腺癌临床前模型中显示出抗肿瘤活性。LY2510924在一期试验（NCT02737072）中进行试验，耐受性良好。对于HER2阴性转移性乳腺癌患者，CXCR4拮抗剂balixafortide作为单一疗法以及与其他药物联合使用的I期试验（NCT01837095）取得了有希望的初步结果。 值得注意的是，CXCR4抑制也被证明能促进强烈的抗肿瘤T细胞反应。卵巢癌临床前模型中的CXCR4阻断能显著增加T细胞介导的抗肿瘤免疫反应，使AMD3100治疗的小鼠具有显著的生存优势。BPRCX807是一种选择性和有效的CXCR4拮抗剂，最近在肝细胞癌小鼠模型的体外和体内试验中显示了良好的效果。 -04- 结语 趋化因子是一大类协调免疫细胞运输的趋向性的细胞因子。鉴于趋化因子在肿瘤免疫反应和肿瘤生物学中发挥着的多方面作用，趋化因子网络已成为潜在的免疫治疗靶点。 趋化因子受体及其配体之间存在非常复杂的相互作用，为了引入新一代基于趋化因子调节的免疫肿瘤治疗策略，迫切需要深入了解肿瘤微环境生物学以及更好的预测性临床模型。 尽管面临挑战，大量针对不同趋化因子信号通路的趋化因子受体抑制剂目前正在临床前研究和临床试验中进行评估，并且与常规化疗或免疫检查点疗法结合使用时，显示出有希望的结果。因此，可以预测，在不久的将来，趋化因子受体抑制剂将用于调节TME的组成并优化患者的免疫反应，为肿瘤患者带来希望。 参考资料： 1.Chemokine-Directed Tumor MicroenvironmentModulation in Cancer Immunotherapy. Int J Mol Sci. 2021 Sep; 22(18): 9804. 公众号内回复“ADC”或扫描下方图片中的二维码免费下载《抗体偶联药物：从基础到临床》的PDF格式电子书！ 公众号已建立“小药说药专业交流群”微信行业交流群以及读者交流群，扫描下方小编二维码加入，入行业群请主动告知姓名、工作单位和职务。

前言 在过去的几十年里，我们对癌症的理解发生了根本性的变化。我们现在认识到，癌症不仅仅是一种疾病，而是一个复杂的生态系统，涉及广泛的非癌细胞及其在肿瘤内的无数相互作用。肿瘤微环境（TME）能够逃避T细胞介导的免疫反应。值得注意的是，大多数TME细胞类型，包括癌细胞、成纤维细胞、髓系细胞、血管内皮细胞和周细胞，都可以被刺激以启动免疫调节程序。这些程序涉及通过细胞因子、生长因子、免疫检查点和代谢物影响CD8+和CD4+T细胞活性的调节诱导剂（信号输入）和功能效应器（信号输出）。 一些信号针对特定的细胞类型，而另一些信号，如转化生长因子β（TGF-β）和前列腺素E2（PGE2），则具有广泛的多效性作用。作为输入信号，它们在大多数TME细胞类型中触发免疫抑制程序；作为输出信号，它们直接抑制T细胞，并调节其他细胞以增强免疫抑制。这种功能多样性和冗余性对肿瘤免疫逃逸的治疗靶向性提出了挑战。从根本上说，旨在消除T细胞活性的监管程序的共性，以及TME细胞之间的旁分泌信号，表明许多正常细胞类型都具有潜在的功能来防止不适当的免疫攻击。这种内在能力显然在整个TME中得到了利用，使肿瘤能够逃避免疫破坏。 肿瘤细胞 基因突变和表观遗传学改变的癌细胞是肿瘤发生、恶性进展、治疗耐药性和免疫逃避的基础和驱动力。癌细胞参与免疫逃避的机制包括对CD8+和CD4+T细胞的肿瘤杀伤能力的直接干扰，以及间接诱导TME细胞中的免疫抑制表型。 EMT 上皮-间充质转化（EMT）在恶性上皮癌细胞中被广泛激活，TGF-β信号传导是EMT最显著的诱导因子。TGF-β可由多种癌细胞分泌，也可由先天性炎症细胞和CAF分泌，TGF-β可诱导或放大癌细胞的EMT程序，以及其他旁分泌作用，包括免疫抑制。除了TGF-β之外，癌细胞中通过EMT状态逃避免疫杀伤的机制包括：下调MHC I类分子以限制T细胞识别，上调抑制性免疫检查点配体表达，以及通过分泌不同的免疫调节因子间接影响TME中各细胞类型的免疫抑制表型。 癌基因 人们越来越认识到，驱动癌细胞增殖扩张的致癌信号可以调节癌症的多个特征，包括逃避免疫破坏的能力。例如，RAS和MYC癌基因通过可能与EMT状态部分重叠的机制来协调免疫抑制TME；RAS表达的癌细胞可以通过抑制MHC-I和FAS细胞死亡受体的表达来逃避T细胞的识别和杀伤。 RNA结合蛋白FMRP FMRP是一种RNA结合蛋白，除了调节micorRNA的生物发生和功能外，还控制数百个mRNA的稳定性和翻译，在人类和小鼠的实体瘤中，FMRP经常异常上调。功能性遗传学研究表明，FMRP是免疫抑制性TME的主要调节因子，部分通过诱导表达分泌IL-33、蛋白S（PROS1）以及外泌体而起作用，其中IL-33诱导Treg细胞，而PROS1和内泌体编程巨噬细胞的免疫抑制表型。 自噬和衰老 癌细胞中的两个动态细胞过程——自噬和衰老，每一个都对肿瘤生长和恶性进展具有复杂的双向作用。在涉及癌症小鼠模型的病例研究中，癌症细胞自噬的水平可以是免疫排斥或免疫刺激的。同样，癌症细胞进入衰老状态时诱导的表型也存在类似的双向作用。 肿瘤脉管系统  通过血管生成诱导肿瘤血管系统和/或通过共选择获得血管系统是癌症的一个重要标志，肿瘤血管系统可以有效地进行免疫抑制，涉及肿瘤内皮细胞（TEC）和周细胞的表型改变。 肿瘤内皮细胞 形态和功能异常的TEC主要由涉及VEGF受体2（VEGFR2）和TIE2受体酪氨酸激酶（RTK）的复杂信号通路，分别通过旁分泌和自分泌的VEGFA和血管生成素2（ANG2）配体刺激。VEGFA由TAM和TAN、癌细胞产生，ANG2主要由VEGFA刺激的TECs以自分泌方式产生。通过VEGFA和ANG2的信号传导增强对TEC和周细胞有不同的影响，包括从免疫支持表型到免疫抑制表型的转变。 周细胞 与正常组织相比，肿瘤血管周细胞的数量较少，与肿瘤内皮的连接也不紧密，这导致了肿瘤血管的形态和功能异常。周细胞一方面有助于正常组织血管的免疫支持表型，另一方面通过TME中的重编程有助于免疫逃逸。引起周细胞免疫抑制表型的信号尚未完全确定，可能包括活性氧（ROS）诱导的自噬。 肿瘤相关成纤维细胞 肿瘤相关成纤维细胞（CAF）是TME中的重要组成部分，具有多种功能。目前，在癌症患者中发现了几种CAF亚型，包括炎性/免疫抑制CAF（i/isCAF）、肌成纤维细胞CAF（myCAF）、抗原呈递CAF（apCAF）和血管CAF（vCAF）。其中i/isCAF和myCAF在T细胞免疫抑制中起着明显的作用。 myCAF 在TME中，myCAFs由各种细胞因子和生长因子诱导，包括TGF-β、血小板衍生生长因子（PDGF）、成纤维细胞生长因子（FGF）和表皮生长因子（EGF），以及机械应力和其他环境因素。myCAF与肿瘤进展、治疗耐药性和巨噬细胞介导的免疫抑制有关。myCAF通过产生并组织ECM的成分，以形成更致密和坚硬的基质，影响细胞表型，阻碍免疫细胞的浸润和功能，从而促进肿瘤进展。 i/isCAF i/isCAFs已被证明可以促进有利于肿瘤生长和免疫逃逸的条件，主要由细胞因子如IL-1、IL-6和肿瘤坏死因子（TNF）介导。一旦产生，i/isCAFs就会执行多种免疫抑制功能：首先，释放可溶性介质，如TGF-β、精氨酸酶、吲哚胺2,3-双加氧酶（IDO）和PGE2，每种介质都可以直接抑制CD8+T细胞和NK细胞的功能；其次，i/isCAFs增强了其他免疫抑制细胞类型的募集，可以吸引Treg细胞和具有免疫抑制功能的髓系细胞；第三，i/isCAFs可以通过产生IL-10等细胞因子诱导邻近巨噬细胞的免疫抑制功能。 髓系细胞 髓系细胞包括各种细胞类型，如巨噬细胞、中性粒细胞和树突状细胞，在TME中具有多种功能，是肿瘤中最丰富的细胞之一。 肿瘤相关巨噬细胞（TAM） TME中的癌症细胞、基质细胞和其他免疫细胞可以分泌各种趋化因子，包括CCL2和CCL5，以及生长因子，包括GM-CSF和CSF1，这些因子募集肿瘤相关巨噬细胞。此外，其他信号包括细胞因子，如IL-4、IL-6、IL-10、IL-13、IL-33、TGFβ和TNF，以及多种代谢物和低氧环境进一步促进了TAM中免疫抑制表型的诱导。 一旦被招募到TME中并发生功能改变，TAM就可以产生各种抑制T细胞活性的因子。此外，TAM可以表达免疫检查点分子，包括直接抑制T细胞功能的PD-L1。TAMs的代谢重编程也会对肿瘤内的免疫环境产生重大影响：TAM糖酵解的转变导致乳酸产量增加，这与CD8+T细胞丰度减少有关，从而促进免疫抑制环境。此外，TAM也有助于招募其他免疫抑制细胞类型，如中性粒细胞和Treg细胞。最后，TAM会损害TADCs的功能，而TADCs对于激活肿瘤组织中T细胞的抗肿瘤能力至关重要。通过这些多重相互作用，TAM形成了一个复杂的信号网络，可以增强肿瘤的免疫抑制。 肿瘤相关中性粒细胞（TAN） TAN受到TME发出的各种信号的影响，如CXCL1、CXCL5和IL-8，这些趋化因子与中性粒细胞上的CXCR2结合，从而促进其在原发性肿瘤和转移性病变中的迁移和持续存在。TAN释放各种有助于免疫抑制的因素，就像TAM一样。这些因子包括精氨酸酶、IL-10、IL-13、TGF-β和诱导型一氧化氮合酶（iNOS），它们可以表达PD-L1，所有这些都可以抑制T细胞免疫反应，从而促进肿瘤逃避免疫监测。此外，TAN的一个独特能力是它们可以形成中性粒细胞外陷阱（NETs），这不仅可以捕获病原体，还可以增强免疫抑制。因此，TAN通过分泌免疫调节分子和形成NETs，促进抑制环境，阻碍有效的抗肿瘤免疫。 肿瘤相关树突状细胞（TADC） 多种因素可能干扰TADCs的功能，包括IL-4、IL-6、IL-10、TGF-β、VEGF、G-CSF、环氧化酶和PGE2以及脂质介导物。这些因子可以来源于癌细胞本身或TME的其他组成细胞，包括巨噬细胞。这些影响TADC的信号有利于免疫逃避和肿瘤生长。 调节性淋巴细胞 T细胞和B细胞是适应性免疫系统不可或缺的组成部分。在TME中，它们的出现通常与改善的临床结果和增强的治疗反应相关。然而，某些T细胞和B细胞群体可以发挥免疫调节功能，促进免疫逃避和促进肿瘤生长。 Treg细胞 Treg细胞接收各种TME信号，这些信号有助于其募集和获得免疫抑制功能。关键因素包括TGF-β和代谢因子，如IDO，它们由肿瘤细胞和其他TME成分产生，促进Treg细胞在肿瘤内的功能和维持。 一旦被激活，Treg细胞就会发出各种信号来抑制抗肿瘤免疫。这些信号包括细胞因子IL-10和TGF-β，它们抑制抗原呈递细胞（APC）的抗原呈递，抑制CD8+T细胞增殖和功能；以及IL-35，它促进传统T细胞转化为诱导的Treg（iTreg）细胞，从而增加Treg细胞群。Treg细胞还可以产生CD39和CD73酶，它们分别将ATP和AMP转化为腺苷，腺苷与效应T细胞上的腺苷受体结合会抑制其功能；Treg细胞还产生细胞毒性分子，如颗粒酶A和B，这可能导致效应T细胞死亡；除了分泌因子外，Treg细胞上高亲和力IL-2受体的表达使它们能够有效地竞争IL-2，从而剥夺效应T细胞这种重要的生长因子。此外，Treg细胞表达的CTLA4在结合APCs上的CD80和CD86方面优于CD28，导致APC功能受到抑制。 Breg细胞 B细胞在受到激活Toll样受体（TLR）信号和暴露于细胞因子，如IL-21、IL-6和IL-1β，可以进行免疫调节功能编程，形成Breg细胞。B细胞衍生的抗体可以与TAM和其他免疫细胞上的Fcγ受体相互作用，调节免疫反应；Breg细胞还可以分泌免疫抑制细胞因子，包括TGF-β、IL-10、IL-35和淋巴毒素，所有这些都可能导致免疫抑制环境。细胞表面受体的Breg细胞表达，如T细胞免疫球蛋白粘蛋白受体1（TIM1），进一步抑制干扰素反应、抗原呈递和B细胞的共刺激，从而增强免疫抑制网络。 先天淋巴细胞 先天淋巴细胞（ILCs）是一组多样化的免疫细胞，在维持组织稳态、应对感染和调节炎症方面发挥着关键作用。ILC家族中已鉴定出三个主要亚群——ILC1、ILC2和ILC3，这些细胞也参与调节抗肿瘤T细胞反应。 ILC1，包括NK细胞，传统上被认为有能力破坏癌症细胞，特别是那些下调其MHC-I分子以逃避CD8+T细胞识别和破坏的细胞。此外，ILC1s分泌IFN-γ，可以增强抗肿瘤T细胞反应。然而，NK细胞，也许还有其他ILC1s，可以被PGE2和TGF-β等信号灭活。它们还可以采取一种“交替激活”状态——类似于巨噬细胞和中性粒细胞——在这种状态下，它们不仅失去杀伤作用，而且对T细胞具有免疫抑制作用，从而成为肿瘤免疫逃避的积极主角。 ILC2s以其在哮喘和过敏中的作用而闻名。在肿瘤中，上皮细胞和内皮细胞产生的IL-33可以与其ILC2上的受体IL1RL1结合，这反过来激活了这些细胞并诱导了2型细胞因子的产生，包括IL-5和IL-13，这创造了一个抑制T细胞的免疫抑制环境。 ILC3在粘膜免疫和维持屏障完整性中起着关键作用；它们也有助于淋巴结和TLS的形成。在肿瘤中，ILC3s可以被几种细胞因子激活，包括IL-1β、TGF-β和IL-23。反过来，ILC3产生各种因子，包括IL-17A、IL-22、IL-23和TGF-β，这些因子促进Treg细胞和抑制性髓系细胞的分化和扩增，从而损害抗肿瘤T细胞反应。 TME免疫逃避的其它方面 除了上述免疫抑制TME的细胞成分外，还有一些其他方面在肿瘤免疫逃避中发挥着作用。 肿瘤神经 肿瘤通常由交感、副交感和感觉神经元的神经投射进行不同程度的神经支配。越来越明显的是，与正常组织一样，神经支配具有复杂的免疫调节作用，最明显的是抑制适应性免疫的能力。例如，在PDAC小鼠模型中，乙酰胆碱类似物对乙酰胆碱受体信号传导的刺激具有免疫抑制作用，降低了T细胞密度和活性，从而促进了肿瘤进展。 肿瘤内微生物组 众所周知，肠道和其他器官中的多态性微生物组对肿瘤表型具有多样性的影响，包括免疫调节。与微生物组对癌症的系统性影响相关的是，观察到一些肿瘤含有微生物，即所谓的肿瘤微生物组，可以在癌细胞和TME中的其他细胞以及间质空间中检测到。 物理TME 除了TME中存在大量细胞类型和复杂的免疫逃避表型外，实体瘤的物理特征长期以来一直与影响肿瘤生长和进展的标志性能力有关，包括免疫逃避。最突出的物理参数包括纤维化、PH和低氧而导致的间质液压和机械刚度以及应力。这些理化参数被认为是肿瘤中先天性和适应性免疫细胞浸润和活动的上调和下调因素。物理TME是免疫逃避的一个重要方面，也是未来研究的另一个前沿。 小结 阐明TME及其在癌症进展中的调节作用是一个令人兴奋和迅速发展的领域。基于目前的认识，我们可以得出了两个主要见解：首先，TME中的几乎任何细胞类型都可以被诱导以形成免疫抑制表型；其次，TME细胞类型在它们响应的诱导信号和它们传递的免疫抑制效应器方面存在相当大的重叠。这些共性突显了TME的复杂性和适应性。 从根本上说，不同TME细胞类型的诱导和效应机制的显著相似性提出了一种有趣的可能性，即抑制适应性免疫是肿瘤选择生存的一种基本的、进化上保守的反应。与可以在全身器官中引发适应性免疫的多方面应激反应和损伤信号机制相比，免疫抑制程序可以扩展到大多数细胞类型中。这一假设值得未来研究，这意味着许多正常细胞和组织具有天生的多方面免疫抑制能力，可以偶尔激活以限制适应性免疫反应的持续时间或程度。无论如何，对涉及TME异质性成分的免疫逃避机制的认识，将有助于指导我们进一步阐明肿瘤生物学，并将其应用于癌症治疗。 参考文献： 1.Convergent inducers and effectors of T cell paralysis in the tumour microenvironment. Nat Rev Cancer.2024 Oct 24 推文用于传递知识，如因版权等有疑问，请于本文刊发30日内联系医药速览。 原创内容未经授权，禁止转载至其他平台。 有问题可发邮件至yong_wang@pku.edu.cn获取更多信息。 ©2021 医药速览 保留所有权利 往期链接 “小小疫苗”养成记 | 医药公司管线盘点  人人学懂免疫学 | 人人学懂免疫学（语音版）    综述文章解读 | 文献略读 | 医学科普 | 医药前沿笔记 PROTAC技术 | 抗体药物 | 抗体药物偶联-ADC 核酸疫苗 | CAR技术 | 化学生物学 温馨提示 医药速览公众号目前已经有近12个交流群（好学，有趣且奔波于医药圈人才聚集于此）。进群加作者微信（yiyaoxueshu666）或者扫描公众号二维码添加作者，备注“姓名/昵称-企业/高校-具体研究领域/专业”，此群仅为科研交流群，非诚勿扰。 简单操作即可星标⭐️医药速览，第一时间收到我们的推送 ①点击标题下方“医药速览”   ②至右上角“...”  ③点击“设为星标