腫瘤免疫治療中的趨化因子

趨化因子是負(fù)責(zé)免疫細(xì)胞運(yùn)輸和淋巴組織發(fā)育的細(xì)胞因子亞家族。目前，據(jù)報(bào)道有50種不同的趨化因子，根據(jù)其主要蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的前兩個(gè)半胱氨酸（C）殘基的位置，可分為四大類，即C、CC、CXC和CX3C趨化因子。

每個(gè)免疫細(xì)胞亞群都有不同的趨化因子受體表達(dá)模式，這使得它們對(duì)趨化因子有不同的反應(yīng)，并根據(jù)每個(gè)環(huán)境的特殊需要遷移。在癌癥中，它們?cè)诿庖呒?xì)胞遷移到腫瘤中的模式中起著關(guān)鍵作用，從而形成腫瘤微環(huán)境的免疫特征，通常朝向促腫瘤形成狀態(tài)。

此外，趨化因子可以直接靶向腫瘤微環(huán)境中的非免疫細(xì)胞，包括腫瘤細(xì)胞、基質(zhì)細(xì)胞和血管內(nèi)皮細(xì)胞。因此，趨化因子參與多種癌癥發(fā)展過程，如血管生成、轉(zhuǎn)移、癌細(xì)胞增殖、干性和侵襲性，是疾病進(jìn)展的關(guān)鍵決定因素，對(duì)患者預(yù)后和治療反應(yīng)有很大影響。由于它們?cè)诎┘?xì)胞和免疫浸潤細(xì)胞中重要的調(diào)節(jié)功能，使得趨化因子配體及其受體成為非常強(qiáng)大的治療靶點(diǎn)。

趨化因子在腫瘤免疫中的作用

免疫逃避和免疫抑制細(xì)胞的募集

趨化因子在引導(dǎo)免疫細(xì)胞遷移中起著至關(guān)重要的作用，而免疫細(xì)胞遷移是啟動(dòng)和傳遞有效的抗腫瘤免疫反應(yīng)所必需的。TME中的趨化因子分泌通常會(huì)發(fā)生改變，異常的趨化因子分布可促進(jìn)免疫抑制的促腫瘤細(xì)胞（即Treg細(xì)胞、MDSC和TAM）分化和浸潤到腫瘤中。

Treg細(xì)胞的趨化因子受體CCR4的表達(dá)高于其他CD4+T細(xì)胞，其響應(yīng)CCL22，一種由TAM和原發(fā)腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生的趨化因子。除了CCR4外，Treg細(xì)胞還可以表達(dá)其他能夠介導(dǎo)其浸潤TME的趨化因子受體，如CCR5或CCR10，其配體CCL28存在于TME的缺氧區(qū)域。

巨噬細(xì)胞主要通過CCL2–CCR2信號(hào)通路招募到TME中。CCL2的腫瘤表達(dá)與許多腫瘤中TAM的數(shù)量相關(guān)，并且通常與患者預(yù)后不良相關(guān)。與Treg細(xì)胞一樣，TAM也可以抑制腫瘤相關(guān)抗原（TAA）特異性CD8+T細(xì)胞活化。與TAM非常相似，髓源性抑制細(xì)胞（MDSC）也可以通過CCL2–CCR2信號(hào)被招募到TEM中。此外，誘導(dǎo)單核細(xì)胞向腫瘤募集的其他趨化因子還有CCL5、CCL7、CCL15、CXCL8和CXCL12。

漿細(xì)胞樣樹突狀細(xì)胞（pDC）是一種罕見的免疫細(xì)胞，也能抑制抗腫瘤免疫反應(yīng)。腫瘤和基質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)生CXCL12，它是趨化因子受體CXCR4的配體，由pDCs表達(dá)。因此，CXCL12是pDC進(jìn)入TME的關(guān)鍵分子。此外，CXCL12還對(duì)pDC發(fā)揮保護(hù)作用，防止其發(fā)生凋亡，延長其免疫抑制作用。

腫瘤生長與進(jìn)展

一些研究表明，趨化因子信號(hào)系統(tǒng)通過不同的機(jī)制參與腫瘤生長和進(jìn)展。癌細(xì)胞表達(dá)的趨化因子受體與腫瘤相關(guān)成纖維細(xì)胞、腫瘤細(xì)胞和TME浸潤性免疫細(xì)胞分泌的各自配體之間的相互作用可直接激活PI3K/AKT和ERK 1/2等信號(hào)通路，導(dǎo)致癌細(xì)胞增殖。腫瘤細(xì)胞上趨化因子受體的病理性過度表達(dá)和TME中趨化因子配體的分泌可加劇這些效應(yīng)。此外，趨化因子可以通過在腫瘤細(xì)胞中產(chǎn)生促凋亡和抗凋亡蛋白之間的失衡，例如下調(diào)Bcl-2表達(dá)或抑制caspase-3和caspase-9激活來維持癌細(xì)胞存活，從而避免腫瘤細(xì)胞凋亡。

某些免疫細(xì)胞的趨化因子募集也有助于腫瘤的發(fā)生。分泌IL-22的T輔助細(xì)胞（TH22）是TME中常見的免疫細(xì)胞亞群，已被證明通過多種途徑支持腫瘤發(fā)生，特別是在結(jié)腸癌中。它們表達(dá)趨化因子受體CCR6，并向TME中存在的配體CCL20遷移，在那里它們能夠通過細(xì)胞因子表達(dá)增加腫瘤細(xì)胞的干性和致瘤潛能。

血管生成

趨化因子及其各自的受體被認(rèn)為是腫瘤血管系統(tǒng)的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子，在腫瘤血管生成中具有雙重作用。

根據(jù)N端是否存在ELR（Glu-Leu-Arg）基序，CXC趨化因子可分為兩類：ELR+趨化因子和ELR?趨化因子。通過激活CXCR1和CXCR2發(fā)揮作用的ELR+CXC趨化因子，包括CXCL1、CXCL2、CXCL3、CXCL5、CXCL6、CXCL7和CXCL8，具有血管生成作用。相反，ELR?CXC趨化因子，如CXCL4、CXCL9、CXCL10、CXCL11和CXCL14被認(rèn)為是血管生成抑制劑。

趨化因子可以通過直接與內(nèi)皮細(xì)胞上的趨化因子受體相互作用作為腫瘤血管生成介質(zhì)，從而改善遷移和增殖以及內(nèi)皮細(xì)胞存活。此外，趨化因子還可能通過促進(jìn)TME中產(chǎn)生血管生成因子的白細(xì)胞的募集間接發(fā)揮作用，從而增強(qiáng)血管生成。趨化因子還可以與其他血管生成促進(jìn)劑協(xié)同作用，如血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）。

另一方面，趨化因子還具有抑制腫瘤血管生成和內(nèi)皮細(xì)胞增殖的活性。例如，CXCL4和CXCL10是具有血管抑制特性的趨化因子，包括抑制由成纖維細(xì)胞生長因子和VEGF誘導(dǎo)的血管生成以及阻止內(nèi)皮細(xì)胞趨化性和增殖。此外，CXCL9、CXCL10和CXCL11與表達(dá)CXCR3的免疫細(xì)胞的相互作用可能招募具有血管抑制功能的細(xì)胞。

促進(jìn)轉(zhuǎn)移

大量研究證實(shí)了趨化因子系統(tǒng)在腫瘤轉(zhuǎn)移中的關(guān)鍵作用。據(jù)報(bào)道，癌細(xì)胞上的趨化因子受體表達(dá)可以確定其轉(zhuǎn)移的部位。這些轉(zhuǎn)移部位產(chǎn)生的特異性趨化因子可以促進(jìn)循環(huán)癌細(xì)胞遷移到“轉(zhuǎn)移前生態(tài)位”，這為轉(zhuǎn)移細(xì)胞的生長提供了有利的環(huán)境。

多種趨化因子和趨化因子受體與轉(zhuǎn)移有關(guān)，CXCL12/CXCR4軸代表了這一現(xiàn)象的關(guān)鍵因素，在不同的腫瘤中已證實(shí)其參與腫瘤轉(zhuǎn)移。參與癌癥轉(zhuǎn)移的其他趨化因子的例子有CCR7，它通過與轉(zhuǎn)移部位分泌的CCL19和CCL21配體相互作用，介導(dǎo)癌細(xì)胞向淋巴器官的遷移；CCL28是CCR3/CCR10的配體，與乳腺癌生長和轉(zhuǎn)移擴(kuò)散相關(guān)；CCR10/CCL27信號(hào)支持轉(zhuǎn)移擴(kuò)散期間黑色素瘤細(xì)胞的粘附和存活，CXCR5/CXCL13相互作用似乎支持前列腺癌的骨轉(zhuǎn)移。

趨化因子的靶向治療

目前，臨床已批準(zhǔn)的靶向趨化因子的藥物包括：抗CCR4抗體（Mogamulizumab）和CXCR4拮抗劑（Plerixafor，AMD3100），用于血液惡性腫瘤。此外，還有更多的針對(duì)不同趨化因子受體-配體軸作為癌癥治療策略的多種努力，這些治療策略目前已表現(xiàn)出巨大的潛力，正處于臨床開發(fā)中。

CCR1

CCR1在幾種類型的癌癥中過表達(dá)，并與免疫抑制細(xì)胞浸潤和轉(zhuǎn)移增加有關(guān)。以CCR1為靶點(diǎn)的大多數(shù)治療益處來源于減少M(fèi)DSC浸潤，終抑制腫瘤生長和轉(zhuǎn)移。選擇性CCR1拮抗劑CCX721能夠通過阻斷破骨細(xì)胞減少多發(fā)性骨髓瘤（MM）骨病小鼠模型中的腫瘤負(fù)擔(dān)和溶骨性病變。

另一項(xiàng)研究報(bào)告稱，使用受體拮抗劑BL5923抑制CCR1可抑制未成熟髓樣細(xì)胞的募集，減少轉(zhuǎn)移性結(jié)腸癌，顯著延長結(jié)腸癌肝轉(zhuǎn)移小鼠的生存期。CCR1拮抗劑CCX9588與抗PD-L1抗體的組合已被證明是一種很有前途的治療方法，因?yàn)樗ㄟ^抑制原位乳腺癌小鼠模型中的原發(fā)腫瘤生長和肺轉(zhuǎn)移產(chǎn)生協(xié)同抗腫瘤作用。近，在卵巢癌的小鼠模型中，小分子CCR1抑制劑UCB35625也能夠減少細(xì)胞向大網(wǎng)膜的遷移，而大網(wǎng)膜是此類癌癥的優(yōu)先轉(zhuǎn)移部位?？偟膩碚f，這些結(jié)果表明，以CCR1為靶點(diǎn)是一種可行的治療策略，可以限制轉(zhuǎn)移并延緩疾病進(jìn)展。

CCR2，CCL2

已證明CCL2/CCR2軸能夠?qū)⒚庖咭种萍?xì)胞（如MDSC和促進(jìn)轉(zhuǎn)移的單核細(xì)胞）招募到TME中，阻斷CCL2/CCR2軸已在幾種惡性腫瘤中顯示出抗腫瘤作用。一些研究集中于CCR2抑制劑對(duì)胰腺癌的治療，使用口服CCR2抑制劑PF-04136309，通過在體內(nèi)小鼠模型中抑制CCR2信號(hào)來靶向TAM，可提高化療療效、阻斷轉(zhuǎn)移和增加抗腫瘤T細(xì)胞反應(yīng)。在轉(zhuǎn)移性胰腺導(dǎo)管腺癌的Ib/II期試驗(yàn)（NCT02732938）中，該分子與Abraxane（nab紫杉醇）和吉西他濱聯(lián)合使用獲得了良好的結(jié)果。

另一項(xiàng)II期臨床試驗(yàn)評(píng)估了CCR2抑制劑與常規(guī)化療方案FOLFIRINOX（FX）聯(lián)合應(yīng)用于邊緣可切除或局部晚期胰腺導(dǎo)管腺癌患者，證實(shí)了該療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免疫療法的治療效果。另一項(xiàng)評(píng)估CCR2拮抗劑RDC018對(duì)肝細(xì)胞癌的臨床前研究顯示，其抑制了腫瘤生長和轉(zhuǎn)移，減少了術(shù)后復(fù)發(fā)，延長了生存期。

CCL2是受體CCR2的主要配體，阻斷CCL2通過增強(qiáng)放療的效果和預(yù)防轉(zhuǎn)移在臨床前研究中顯示出抗腫瘤活性。然而，抗CCL2的單抗carlumab（CNTO 888）在實(shí)體瘤（NCT00992186）和轉(zhuǎn)移性前列腺癌（NCT00537368）的1期和2期臨床試驗(yàn)中，由于其無法降低CCL2血清水平，未能證明臨床益處。

CCR4

CCR4除了是調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的主要趨化因子受體，還在幾種T細(xì)胞惡性腫瘤中過表達(dá)?？笴CR4抗體Mogamulizumab初用于治療難治性霍奇金淋巴瘤，目前在日本用于治療復(fù)發(fā)性成人T細(xì)胞白血病，并在皮膚T細(xì)胞淋巴瘤的III期臨床試驗(yàn)中成功提高了無進(jìn)展生存率和生活質(zhì)量。

Mogamulizumab是一種人源化單克隆抗體，具有一個(gè)去巖藻糖基化的Fc區(qū)域，以增強(qiáng)效應(yīng)細(xì)胞結(jié)合，能夠通過抗體依賴性細(xì)胞毒性（ADCC）誘導(dǎo)惡性T細(xì)胞消除。

兩項(xiàng)獨(dú)立臨床試驗(yàn)表明，Mogamulizumab可單獨(dú)或與抗PD-1抗體Nivolumab聯(lián)合安全用于晚期或轉(zhuǎn)移性實(shí)體瘤的治療。目前，還有一些其他的CCR4療法正在開發(fā)中，包括抗CCR4 CAR-T細(xì)胞，已證明其對(duì)幾種T細(xì)胞惡性腫瘤有效，以及小分子CCR4拮抗劑，能夠通過防止Treg誘導(dǎo)提高抗癌疫苗的效力。

CCR5

抗CCR5的人源化單克隆抗體leronlimab和小分子CCR5抑制劑maraviroc和vicriviroc在幾種惡性腫瘤中均顯示出有希望的結(jié)果。這三種藥物均能阻斷免疫缺陷小鼠體內(nèi)人乳腺癌異種移植物的轉(zhuǎn)移，并能增強(qiáng)DNA損傷化療藥物對(duì)細(xì)胞的殺傷作用。Maraviroc和vicriviroc還能夠在前列腺癌小鼠模型中減少全身、骨骼和大腦中的細(xì)胞轉(zhuǎn)移，而Maraviroc在結(jié)直腸癌模型中限制癌相關(guān)成纖維細(xì)胞的聚集，導(dǎo)致腫瘤生長減少。

此外，maraviroc在一項(xiàng)臨床試驗(yàn)（MARACON）中顯示了有希望的結(jié)果，該試驗(yàn)降低了對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化療無效的結(jié)直腸癌患者的腫瘤細(xì)胞生長，而另外兩項(xiàng)臨床試驗(yàn)分別評(píng)估了Pembrolizumab與maraviroc或Vicriviroc對(duì)難治性微衛(wèi)星穩(wěn)定結(jié)直腸癌的聯(lián)合抑制作用，結(jié)果顯示，延長了疾病穩(wěn)定時(shí)間，生存率高于預(yù)期。目前正在對(duì)CCR5+轉(zhuǎn)移性癌癥患者進(jìn)行其他臨床試驗(yàn)，以評(píng)估CCR5拮抗劑與其它藥物的組合。

CCR7

CCR7中和療法在許多臨床前模型中顯示了有希望的結(jié)果。在前列腺癌、乳腺癌和結(jié)直腸癌模型中，通過siRNA或miRNA沉默CCR7基因表達(dá)導(dǎo)致轉(zhuǎn)移和腫瘤生長減少。抗CCR7單克隆抗體在T細(xì)胞淋巴細(xì)胞白血病異種移植小鼠模型中顯示出誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞死亡，并減少或避免中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的能力，而單鏈抗CCR7抗體在體外模型中成功阻止T細(xì)胞急性淋巴細(xì)胞白血病細(xì)胞通過血腦屏障。

CXCR2

CXCR2–CXCLs軸是一個(gè)重要的趨化因子，CXCR2–CXCLs軸促進(jìn)腫瘤進(jìn)展的機(jī)制很多，但顯著的是與中性粒細(xì)胞募集到TME和促進(jìn)血管生成有關(guān)。

CXCR2的中和在各種臨床前癌癥模型中顯示出了有希望的結(jié)果，通常作為聯(lián)合治療的一部分來規(guī)避化療耐藥性。在黑色素瘤模型中，CXCR2抑制劑Navarixin與MAPK抑制具有協(xié)同作用，而抑制劑SB225002改善了卵巢腫瘤模型中索拉非尼的抗血管生成治療。CXCR1和CXCR2抑制劑Reparixin與5-氟尿嘧啶聯(lián)合使用時(shí)，也能夠改善胃癌模型中的腫瘤細(xì)胞凋亡并減少腫瘤體積。AZ13381758是一種CXCR2的小分子抑制劑，與吉西他濱聯(lián)合使用時(shí)，能夠減少胰腺導(dǎo)管腺癌模型的轉(zhuǎn)移并顯著延長壽命。

目前，七種CXCR2抑制劑正在多項(xiàng)臨床試驗(yàn)中進(jìn)行研究，其中四種用于治療轉(zhuǎn)移性惡性腫瘤。其中包括用于治療前列腺癌（2期）、頭頸部鱗狀細(xì)胞癌（1b/2期）和胰腺導(dǎo)管癌（1b/2期）的AZD5069/AZD9150；Reparixin用于治療乳腺癌（2期）；Navarixin用于治療前列腺癌和非小細(xì)胞癌（2期）；SX-682用于治療III期和IV期黑色素瘤（1期）。

CXCR4

鑒于CXCR4與多種惡性腫瘤的生長和擴(kuò)散具有無可爭議的臨床相關(guān)性，在過去十年中，已經(jīng)開發(fā)出許多CXCR4靶向的肽和非肽拮抗劑。

CXCR4拮抗劑，如AMD3100和AMD3465，通過介導(dǎo)來自骨髓環(huán)境的腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)運(yùn)，增強(qiáng)了傳統(tǒng)療法的臨床療效。復(fù)發(fā)性AML患者的I/II期研究（NCT00512252）提供的數(shù)據(jù)顯示，CXCR4/CXCL12軸阻斷的體內(nèi)療效與令人鼓舞的緩解率之間的相關(guān)性。

人源化CXCR4抗體PF-06747143在包括NHL、AML和MM在內(nèi)的多種血液腫瘤模型中顯示出強(qiáng)烈的抗腫瘤作用。在急性髓系淋巴瘤患者中進(jìn)行了一項(xiàng)I期試驗(yàn)（NCT02954653），評(píng)估其安全性和耐受性，但由于主辦方的原因，該試驗(yàn)不幸終止。近，另一種抗CXCR4抗體ulocuplumab（BMS-936564）的Ib/II期試驗(yàn)（NCT01359657）證實(shí)，阻斷CXCR4–CXCL12軸是安全的，并且與來那度胺和地塞米松聯(lián)合治療復(fù)發(fā)性/難治性骨髓瘤患者具有較高的應(yīng)答率。

CXCR4抑制劑在實(shí)體瘤中也被證明具有重要的抗癌潛力。目前有幾項(xiàng)臨床試驗(yàn)正在評(píng)估CXCR4拮抗劑對(duì)膠質(zhì)母細(xì)胞瘤患者的臨床益處。一項(xiàng)I/II期試驗(yàn)（NCT01977677）研究了plerixafor在替莫唑胺和放射治療后的副作用和佳劑量，結(jié)果顯示，plerixafor未觀察到劑量限制性毒性，并且似乎在RT后抑制CXCL4介導(dǎo)的血管生成，增強(qiáng)了放射治療的效果。

除腦腫瘤外，AMD3465還能夠預(yù)防體內(nèi)乳腺癌生長和轉(zhuǎn)移，而新型環(huán)肽CXCR4拮抗劑LY2510924在各種實(shí)體瘤和轉(zhuǎn)移性乳腺癌臨床前模型中顯示出抗腫瘤活性。LY2510924在一期試驗(yàn)（NCT02737072）中進(jìn)行試驗(yàn)，耐受性良好。對(duì)于HER2陰性轉(zhuǎn)移性乳腺癌患者，CXCR4拮抗劑balixafortide作為單一療法以及與其他藥物聯(lián)合使用的I期試驗(yàn)（NCT01837095）取得了有希望的初步結(jié)果。

值得注意的是，CXCR4抑制也被證明能促進(jìn)強(qiáng)烈的抗腫瘤T細(xì)胞反應(yīng)。卵巢癌臨床前模型中的CXCR4阻斷能顯著增加T細(xì)胞介導(dǎo)的抗腫瘤免疫反應(yīng)，使AMD3100治療的小鼠具有顯著的生存優(yōu)勢(shì)。BPRCX807是一種選擇性和有效的CXCR4拮抗劑，近在肝細(xì)胞癌小鼠模型的體外和體內(nèi)試驗(yàn)中顯示了良好的效果。

小結(jié)

趨化因子是一大類協(xié)調(diào)免疫細(xì)胞運(yùn)輸?shù)内呄蛐缘募?xì)胞因子。鑒于趨化因子在腫瘤免疫反應(yīng)和腫瘤生物學(xué)中發(fā)揮著的多方面作用，趨化因子網(wǎng)絡(luò)已成為潛在的免疫治療靶點(diǎn)。

趨化因子受體及其配體之間存在非常復(fù)雜的相互作用，為了引入新一代基于趨化因子調(diào)節(jié)的免疫腫瘤治療策略，迫切需要深入了解腫瘤微環(huán)境生物學(xué)以及更好的預(yù)測性臨床模型。

盡管面臨挑戰(zhàn)，大量針對(duì)不同趨化因子信號(hào)通路的趨化因子受體抑制劑目前正在臨床前研究和臨床試驗(yàn)中進(jìn)行評(píng)估，并且與常規(guī)化療或免疫檢查點(diǎn)療法結(jié)合使用時(shí)，顯示出有希望的結(jié)果。因此，可以預(yù)測，在不久的將來，趨化因子受體抑制劑將用于調(diào)節(jié)TME的組成并優(yōu)化患者的免疫反應(yīng)，為腫瘤患者帶來希望。