LAG3 x TCRs

撰文 | 风CD8+T淋巴细胞介导的细胞免疫应答在抗肿瘤中发挥重要作用【1】。在肿瘤微环境（tumor microenvironment，TME）中，T细胞功能会被抑制，其中一个机制是耗竭性T细胞的产生（详见BioArt报道：Cell 三篇齐发 | LAG-3与PD-1协同促进肿瘤相关CD8+T细胞耗竭的机制；『珍藏版』Nature系列综述 | 肿瘤中CD8+T细胞的分化与功能失调；Nat Metab综述丨免疫战场上的衰兵——衰竭T细胞）。目前认为，耗竭性T细胞的形成是长期抗原暴露引起的特异性表观遗传改变【2】。然而，研究发现耗竭性T细胞也受到其早期活化期间因素的影响【3】。近年来，研究人员越发强调细胞代谢对T细胞的活化的影响（详见BioArt报道：Cell Metab | 激活PKM2重塑CD8 T细胞代谢状态并增强抗肿瘤免疫应答；Science丨营养代谢通过表观组学调控CD8+ T细胞命运；Cell | 胞间线粒体转移增强了T 细胞代谢适应性和抗肿瘤功效；Immunity︱酮体，CD8+ T细胞发挥效应功能的首选燃料）。作为必要氨基酸，甲硫氨酸（蛋氨酸）是维持细胞甲基组的唯一供体。肿瘤细胞可以在TME中竞争性剥夺T细胞的甲硫氨酸（详见BioArt报道：Nature | 邹伟平团队揭示肿瘤细胞可竞争性摄取甲硫氨酸影响T细胞组蛋白甲基化和功能）。目前研究对于甲硫氨酸补充与肿瘤发展仍存在争议，部分认为甲硫氨酸补充增强抗肿瘤免疫（详见BioArt报道： Nature | 邹伟平团队揭示肿瘤细胞可竞争性摄取甲硫氨酸影响T细胞组蛋白甲基化和功能），部分认为甲硫氨酸间歇性饥饿促进抗肿瘤（详见BioArt报道：Nat Commun丨王维民团队揭示间歇性甲硫氨酸饥饿促进肿瘤铁死亡并增敏免疫治疗的新机制），另一部分认为甲硫氨酸限制具有抗肿瘤效果（详见BioArt报道：Nature | 高霞博士等揭示蛋氨酸限制饮食可影响肿瘤的发生和治疗）。然而，甲硫氨酸如何影响TCR介导的T细胞活化和细胞命运仍不清楚。2025年7月23日，美国圣犹达儿童研究医院免疫学系Douglas R. Green团队在Nature Immunology杂志在线发表了文章Early methionine availability attenuates T cell exhaustion。该研究发现CD8+T细胞活化早期甲硫氨酸缺乏通过KCa3.1的甲基化降低促进Ca2+-NFAT1信号造成T细胞过度活化、耗竭分化和效应功能降低进而影响抗肿瘤能力，为理解TME的免疫抑制机制和强化抗肿瘤免疫提供新的线索与思考。首先，作者通过体外培养系统确认T细胞活化后10 min时细胞内甲硫氨酸水平降低，且培养基缺乏甲硫氨酸显著降低细胞内SAM而增加SAH水平。与此同时，早期甲硫氨酸缺乏对T细胞的增殖无影响。体内实验证实早期甲硫氨酸缺乏的T细胞抗肿瘤能力显著削弱。ATAC-seq分析表明早期甲硫氨酸（前30分钟）缺乏T细胞活化后24小时耗竭相关基因染色体可及性相比于对照组增加。有意思的是，当1：1混合对照组和早期甲硫氨酸缺乏T细胞并过继给荷瘤小鼠后，虽然早期甲硫氨酸缺乏T细胞数量多于对照组，但前者效应分子表达降低，而PD-1和TIM-3表达升高。总之，这些结果表明T细胞早期TCR适配阶段的低甲硫氨酸水平促进T细胞耗竭发育。由于早期T细胞活化的关键事件是Ca2+内流和NFAT1的活化入核【4,5】，作者直接检测细胞外甲硫氨酸水平是否影响Ca2+-NFAT1信号。结果显示，早期甲硫氨酸缺乏显著促进Ca2+内流以及NFAT1的入核，提示活化增强，而早期活化强度过高和NFAT1入核与耗竭相关。随后，CUT&RUN测序证实早期甲硫氨酸缺乏增强NFAT1与耗竭靶基因座位的结合，如Lag3、Pdcd1、Havcr2、Ctla4和Tnfrsf9。这些结果提示T细胞早期甲硫氨酸不足诱导T细胞过度活化以及耗竭命运。随后，作者发现早期甲硫氨酸不足并不能引起DNA甲基模式的改变，相反，质谱测序鉴定KCa3.1的350位精氨酸（R230）甲基化水平显著降低。KCa3.1是一种Ca2+依赖的K+转运体，受到钙调蛋白（CaM）直接结合后活化【6】。因此，作者假设R350的甲基化影响KCa3.1的活性，R350甲基化缺失导致Ca2+-NFAT1增强和T细胞过度活化。分子模拟揭示R350的甲基化削弱KCa3.1与CaM的结合，而这种结合对于KCa3.1的功能是必须的。使用KCa3.1抑制剂TRAM-34则可以逆转甲硫氨酸缺乏引起的T细胞耗竭和抗肿瘤效应减弱，表明增强的KCa3.1活性是早期甲硫氨酸缺乏引起的T细胞耗竭的重要原因。紧接着，团队构建R350突变过表达载体（KCa3.1R350A），并在缺失KCa3.1的CD8原代T细胞中过表达。实验发现，KCa3.1R350A的CD8+T细胞活化后表现出类似甲硫氨酸缺乏的生物表型，包括Ca2+内流和NFAT1入核增加，以及耗竭基因表达和效应功能缺陷。这些结果提示废除KCa3.1的甲基化促进T细胞耗竭。虽然CD8+T细胞主要在引流淋巴结活化，但现有研究表明TME内细胞毒性T细胞的激活对于获得效应T细胞表型也是重要的【7】。因此，作者假设在浸润肿瘤后，CD8+T细胞在甲硫氨酸不足的TME中经历抗原提呈后改变效应功能。团队发现相比于引流淋巴结，肿瘤组织浸润的CD8+T细胞内甲硫氨酸减少50%。相对应地，NFAT1的入核在肿瘤组织浸润的CD8+T细胞内增加，提示肿瘤组织内降低的甲硫氨酸增加NFAT1活化。随后，作者发现在荷瘤小鼠肿瘤内注射甲硫氨酸可以抑制瘤内CD8+T细胞耗竭分子表达，增加效应分子表达，并抑制肿瘤的生长。使用CD8中和抗体清除CD8+T细胞可以废除补充甲硫氨酸的抗肿瘤效应，提示其CD8+T细胞依赖性。此外，一侧皮下瘤注射甲硫氨酸可以抑制双侧肿瘤的生长。饮食补充0.5%的甲硫氨酸也具有抗肿瘤效果。总之，这些数据表明补充甲硫氨酸增强CD8+T细胞的抗肿瘤功能。CAR-T技术已经在临床应用成功，然而其实体瘤的治疗应用较少【8】。作者发现补充甲硫氨酸也能改善CAR-T对实体瘤的控制效果。此外，免疫检查点阻断（immune checkpoint blockade，ICB）也在临床广泛应用【9】。作者发现饮食补充甲硫氨酸进一步增强PD-1单抗的抗肿瘤效果。总之，这些结果表明甲硫氨酸补充增强CAR-T和免疫检查点抑制剂的治疗效果。综上所述，这项研究揭示CD8+T细胞活化早期甲硫氨酸缺乏促进T细胞的耗竭和功能缺陷。机制上，甲硫氨酸缺乏降低KCa3.1的R350位点甲基化，引起Ca2+内流和NFAT1入核增加介导的T细胞过度活化和耗竭分子的表达。补充甲硫氨酸既可以增强CD8+T细胞介导的抗肿瘤效果，也能进一步改善CAR-T和免疫检查点抑制剂的治疗效果。总之，该研究为TME中免疫细胞抑制的生物学机制提供新的理解，同时也为增强抗肿瘤免疫提供新的思路。原文链接：https://doi.org/10.1038/s41590-025-02223-6制版人： 十一参考文献1. Elizabeth D, Thompson., Hilda L, Enriquez., Yang-Xin, Fu., Victor H, Engelhard.(2010). Tumor masses support naive T cell infiltration, activation, and differentiation into effectors. J Exp Med, 207(8), 0. doi:10.1084/jem.200924542. Xin, Lan., Caitlin C, Zebley., Ben, Youngblood.(2023). Cellular and molecular waypoints along the path of T cell exhaustion. Sci Immunol, 8(87), 0. doi:10.1126/sciimmunol.adg38683. Michael W, Rudloff., Paul, Zumbo., Natalie R, Favret., Jessica J, Roetman., Carlos R, Detrés Román., Megan M, Erwin., Kristen A, Murray., Sriya T, Jonnakuti., Friederike, Dündar., Doron, Betel., Mary, Philip.(2023). Hallmarks of CD8(+) T cell dysfunction are established within hours of tumor antigen encounter before cell division. Nat Immunol, 24(9), 0. doi:10.1038/s41590-023-01578-y4. Mohamed, Trebak., Jean-Pierre, Kinet.(2019). Calcium signalling in T cells. Nat Rev Immunol, 19(3), 0. doi:10.1038/s41577-018-0110-75. 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-01-引言程序性死亡受体-1（PD-1）的基因于1992年由日本科学家Honjo在小鼠中分离、鉴定，在经历细胞死亡的T细胞杂交瘤中发现，因此得名。PD-1与CTLA-4、CD28和KIRs的结构具有相似性，人们因此猜测PD-1的配体可能是B7或MHC I家族成员。在2000年和2001年，Honjo和Freeman先后发现了PD-1与PD-L1（CD274；B7-H1）和PD-L2（CD273；B7-DC）相互作用的证据，共同阐述了PD-1/PD-L1对人体T细胞的调控作用，从而确定了PD-1途径。2002年，耶鲁大学的华人教授陈列平发表的文章中指出大多数的肿瘤细胞通过表达PD-L1实现免疫逃逸，这为后面PD-1/PD-L1抗肿瘤药物的研发提供了重要的理论依据。2014年7月全球首个PD-1药物Opdivo在日本上市，同年12月，第二个PD-1药物Keytruda在美国上市，2016年首个PD-L1抑制剂上市。随后默克公司与辉瑞的Bavencio，阿斯利康PD-L1单抗Imfinzi在2017年上市，2018年Libtayo上市，全球目前已有多个PD-1/PD-L1抑制剂药物上市，而处于临床前或临床阶段的PD-1/PD-L1抑制剂玩家多达上百个。此外，PD-1抑制剂也已成为多种联合治疗的基石。因此，进一步了解PD-1抑制剂作为单一药物如何发挥作用以及在这些不同类型的联合治疗中的作用变得越来越重要。-02-一、PD-1的信号通路PD-1受体是I型跨膜糖蛋白，属于CD28受体超家族成员。但与CD28不同，它在细胞表面是单体。在结构上，PD-1由细胞外免疫球蛋白可变结构域、跨膜结构域和负责信号和骨架分子结合的细胞质尾部组成。PD-1的细胞质尾部包含两个酪氨酸基序，一个ITIM（VDY223GEL）和一个ITSM（TEY248ATI）。两个结构域在PD-1配体结合时通过Lck的酪氨酸激酶活性磷酸化。PD-1在活化的T细胞和B细胞、自然杀伤（NK）细胞、单核细胞、树突状细胞和癌细胞如黑色素瘤上表达。PD-1通过与PD-L1结合而被激活，并且与PD-L2具有更高的亲和力。两者的表达都是干扰素/细胞因子诱导的，但具有特定的表达模式：PD-L1在造血细胞和非造血细胞中广泛表达，而PD-L2主要在APC上表达。在免疫细胞中，PD-1信号依赖于酪氨酸磷酸酶SHP-2。PD-1/SHP-2信号轴的破坏是肿瘤环境中对PD-1抗体产生临床反应的部分原因。配体结合后，SHP-2被招募到PD-1的磷酸化ITSM， ITSM的磷酸化诱导SHP-2向活性构象的转换。对重建的免疫突触的显微镜观察表明，在PD-L1的存在下，PD-1和CD28在TCR富集区中央发生关联。其中PD-1招募SHP-2，促进CD3ζ和CD28磷酸化的降低，并对TCR信号强度产生负面影响。PD-1促进的CD28去磷酸化深刻影响TCR信号体的PI3K募集，降低PI3K/AKT途径活性及其转录靶点，如Bcl-xL。此外，SHP-2被认为不仅负责阻断CD28共刺激信号，而且还负责抑制TCR介导的ZAP70磷酸化及其与CD3ζ的关联，这些信号会导致PKCθ和ERK激活以及下游IL-2的产生和扩增。-03- 二、PD-1及其配体的作用方式PD-1配体PD-L1和PD-L2的表达模式不同。PD-L1广泛表达于造血细胞和非造血细胞。而PD-L2的表达比PD-L1更为有限，主要局限于造血细胞。PD-L1也在多种肿瘤类型的肿瘤细胞表达；尽管比PD-L1更为有限，PD-L2也在肿瘤细胞（如食管腺癌）上被观察到。虽然PD-L1和PD-L2都与PD-1结合，但它们都有第二个不同的相互作用蛋白。PD-L1还可以结合B7-1（CD80），而PD-L2也可以结合排斥导向分子b（RGMb）。B7-1主要由造血细胞和抗原呈递细胞表达，而RGMb则表达于巨噬细胞、肺泡上皮细胞、神经组织和各种器官。PD-1与PD-L1的顺式作用典型的PD-1途径相互作用发生在活化T细胞上表达的PD-1与肿瘤、抗原呈递细胞（APC）或非造血细胞上的PD-L1之间的反式相互作用，并导致T细胞活化的抑制。如果PD-1和PD-L1都表达在同一细胞表面，那么PD-1和PD-L1之间也可以发生顺式作用，并且这种相互作用与反式相互作用具有相似的亲和力。在非小细胞肺癌等肿瘤中，PD-1可与PD-L1在肿瘤浸润巨噬细胞、MDSCs、树突状细胞以及一些肿瘤细胞亚群上共同表达。顺式相互作用与反式相互作用竞争，导致抑制PD-1信号的PD-L1更少。考虑到PD-L1在一些肿瘤浸润淋巴细胞（TIL）上的表达，PD-L1和PD-1在T细胞表面也可能发生顺式相互作用。反式与顺式PD-1/PD-L1相互作用的相对重要性可能取决于它们在相同或不同细胞表面的相对丰度，需要进一步仔细评估。PD-L1与B7-1的相互作用PD-L1可与B7-1结合，亲和力为1.4μM，约为B7-1对CD28（4μM）亲和力的3倍，但弱于PD-L1与PD-1（0.77μM）或B7-1与CTLA-4（0.2μM）的亲和力。PD-L1与B7-1的相互作用只发生在同一细胞表面的顺式结构中。竞争结合研究和突变分析表明，PD-1和B7-1竞争PD-L1上的重叠结合区域。因此，B7-1与PD-L1的结合阻止了PD-L1与PD-1的相互作用，从而减少了PD-1抑制信号。令人惊讶的是，B7-1与PD-L1的结合不会干扰B7-1与CD28的结合；因此，它们可以形成三聚体复合物，与CD28共刺激信号结合。PD-L1与B7-1结合对CTLA-4与B7-1结合的影响更为微妙。CTLA-4同型二聚体可以以高亲和力与B7-1同型二聚体结合，导致B7-1被Treg反式内吞。PD-L1与B7-1的结合将CTLA-4相互作用降低为单价，从而显著降低亲和力。这可以防止B7-1的去除，并减少任何T细胞固有的CTLA-4信号。大多数PD-L1单抗都同时阻断PD-L1/PD-1和PD-L1/B7-1相互作用。在肿瘤免疫治疗中，这种类型的PD-L1单抗通过增强CTLA-4介导的同型二聚体B7-1的去除，导致APC上B7-1表达水平降低。这为PD-L1和CTLA-4联合阻断的临床试验提供了良好的理论基础。PD-L2与RGMb的相互作用PD-L2与T细胞上的PD-1结合抑制T细胞活化，PD-L2/PD-1的亲和力是PD-L1/PD-1的三倍。它们与PD-1的结合区域类似，因此，PD-L2和PD-L1竞争与PD-1的结合。虽然PD-L2的亲和力高于PD-L1，但其较低的表达水平为PD-L1/PD-1提供了竞争优势。PD-L2的第二个结合蛋白是RGMb，它具有类似于PD-L2/PD-1的亲和力。RGMb是一种糖基磷脂酰肌醇（GPI）锚定蛋白，PD-L2可能与RGMb超复合物反式结合，以调节下游通路。PD-L2在该超复合物中的功能作用及其影响尚需进一步研究。-04-三、PD-1的功能PD-1对TCR激活阈值的调节决定了T细胞对信号强度的反应范围，从而决定了它们的分化命运，包括耗竭和记忆形成。PD-1还在免疫抑制调节性T（Treg）细胞和先天免疫细胞的激活中发挥作用。受PD-1信号影响的这些不同因素决定了癌症免疫治疗反应的持续时间。PD-1决定T细胞激活阈值CTL成功激活后，被激活的T细胞的命运就会多样化。一些细胞保持其作为效应T细胞的活性，而另一些细胞由于过度刺激而变得无能、进入耗竭状态或发生凋亡。CTL的PD-1表达提高了激活信号的阈值，并抑制了连续的过度刺激。为了增加癌症免疫治疗的持续时间，通过PD-1阻断降低激活阈值来增加T细胞储备是至关重要的，这可以增加T细胞识别和攻击肿瘤细胞的机会。包括记忆前体在内的活化T细胞的增加也导致长寿命T细胞的增多，这是持久反应的重要因素。PD1和记忆T细胞生成适应性免疫反应的标志之一是抗原清除后形成免疫记忆。免疫记忆反应使宿主在再次遇到相同抗原时能够更快地作出反应。PD-1信号可通过多种不同机制影响记忆反应。首先，TCR信号的强度与长寿命中央记忆T细胞的形成呈负相关。因此，效应器期PD-1信号的丢失将导致更强的TCR信号，从而导致记忆T细胞反应受损。从机制上讲，最近的研究表明，表达高水平CD62L的记忆前体细胞群和对DNA损伤的反应能力的增强对于长寿记忆群体的形成非常重要，而包括PD-1和淋巴细胞激活基因-3（LAG-3）在内的抑制性受体对于维持这一群体非常重要。其次，PD-1通路在调节原始T细胞向记忆T细胞的分化以及调节现有记忆T细胞群的反应方面具有独特的作用。例如，在CD8+T细胞对流感感染反应的不同阶段使用PD-1抗体的研究表明，在感染后期（从第21天开始）阻断PD-1通路会导致记忆性T细胞数量增加，并产生炎性细胞因子IFN-γ和TNF-α。此外，在鼻内痘苗病毒应答再激发期间阻断PD-1可以克服由于缺乏CD4+T细胞导致的记忆缺陷。最后，PD-1通路影响记忆T细胞的维持和功能能力可能还取决于环境，其机制目前尚不清楚。因此，进一步阐明PD-1通路参与宿主免疫的宿主因素，对于继续改善基于PD-1的患者免疫治疗至关重要。PD-1抑制Treg细胞功能 现在已经认识到PD-1可以调节传统αβT细胞以外的多种细胞类型。Treg细胞是一个特别令人感兴趣的群体，因为这些细胞在免疫调节中起着关键作用。至少有一部分Treg细胞表达PD-1受体水平升高，从而通过调节PD-1通路来调节这一群体。体外研究发现，表达更高水平PD-1的人类Treg细胞倾向于降低抑制能力并增加IFN-γ的产生。在小鼠模型中，来自PD-1缺陷或抗PD-1治疗小鼠的Treg细胞具有更好的抑制能力。在肿瘤中，PD-1阻断导致PD-1+CD8+T细胞功能增强以及PD-1+Treg细胞介导的免疫抑制增强。治疗开始时，PD-1+CD8 T细胞与PD-1+Treg的比率可能会指导最终免疫反应的结果。因此，在检查这些疗法对患者总体预后的影响时，必须考虑PD-1抑制剂对这些对立细胞群（效应细胞与调节细胞）功能的集体影响。-05-四、PD-1抑制剂在临床的新用途2014年，FDA首次批准将阻断PD-1的抗体用于治疗晚期或转移性黑色素瘤。自那时以来，阻断PD-1或PD-L1的抗体已被批准用于20多种晚期癌症。常见实体瘤的总体缓解率（ORR）一般为20-30%。PD-1或PD-L1药物在胶质母细胞瘤、微卫星稳定型结肠癌、胰腺癌或前列腺癌中的疗效有限。鉴于这一成功，人们期望扩大PD-1抑制剂在早期癌症中的应用，包括新辅助和辅助治疗。最初，在一项针对21例可切除早期NSCLC患者的小规模II期试验中，首次评估了新辅助PD-1阻断剂对早期NSCLC的治疗作用。在20名患者中，有9名（45%）患者出现了主要的病理反应，即手术样本中存活的肿瘤细胞少于10%。在9名接受评估的患者中，有8名患者在PD-1抑制后发现肿瘤和血液中T细胞克隆的多样性增加。这些结果促使了许多更大规模的新辅助PD-1抑制剂的研究，包括CheckMate 816、KEYNOTE-671和Impassion030。最近，OpACIN-neo的临床研究结果表明，接受新辅助PD-1或PD-1/CTLA-4联合阻断的局部晚期黑色素瘤患者的病理反应率较高。汇总分析发现，在52%实现pCR或近pCR的患者中，2年无复发生存率为96%，总生存率为100%。这意味着比在辅助治疗中接受PD-1或PD-1/CTLA-4联合阻断的患者60%的2年无复发生存率显著改善。当考虑到III期黑色素瘤的大多数复发发生在手术后的头两年内时，可以进一步认识到这一益处的重要性。此外，OpACIN-neo对三种给药方案进行了测试，发现较低剂量的ipilimumab治疗方案与低irAE发生率相关，同时保持77%的高病理应答率。在一项纳入II期和III期乳腺癌患者的新辅助治疗临床试验中，接受PD-1抑制剂和化疗的三阴性乳腺癌癌患者手术时的pCR率为60%，而仅接受化疗的患者为22%。激素受体阳性癌症患者的pCR发生率为30%，而仅接受化疗的患者为13%。其他试验也有类似的结果，目前正在进行评估早期乳腺癌围手术期治疗中PD-1抑制的其他III期试验。胶质母细胞瘤（GBM）是一种致命的恶性肿瘤，缺乏有效的治疗方法。到目前为止，PD-1抑制剂在复发性胶质母细胞瘤中的试验未能显示生存益处超过标准护理。然而，最近的研究结果表明，在新辅助治疗环境中，PD-1抑制可能有益。在最近的一项II期研究中，接受新辅助PD-1抑制剂的患者中位总生存期显著延长（13.7个月vs 7.5个月，p=0.04），无进展生存期延长（3.3个月vs 2.4个月，p=0.03）。此外，在包括乳腺癌和晚期错配修复缺陷型（MMRd）结直肠癌中，PD-1抑制剂新辅助治疗都显示出明显的临床获益。-06-结语自从30年前PD-1通路首次发现以来，我们在揭示PD-1通路的复杂性方面取得了长足的进步。最近的研究在PD-1及其配体的作用方式，以及PD-1在调节不同分化状态的T细胞方面取得了一些新的见解，有助于深入了解这一重要免疫调节途径的多方面功能。对这些发现的进一步研究将继续影响我们对PD-1途径的理解，以及如何有效和安全地将PD-1调节应用于不同的患者群体。参考资料：1. Insights from a 30-year journey: function, regulation and therapeutic modulation of PD1. Nat Rev Immunol.2023 Apr 25.2. Emerging concepts in PD-1 checkpoint biology. Semin Immunol. 2021 Feb; 52: 101480.3.Immune Checkpoint Receptors Signaling in T Cells. Int J Mol Sci.2022 Apr; 23(7): 3529.欢迎加入我的知识星球，可免费下载每次直播的原始文献和PPT，小药邀请你到知识星球一起学习！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。

点击上方蓝字 关注我们编者按：肺癌仍然是全球癌症相关死亡的主要原因。在过去几十年里，免疫治疗为肺癌治疗领域带来了革命性突破，其中以靶向PD-1/PD-L1和CTLA-4抑制剂为代表的免疫检查点抑制剂显著改善了患者的生存预后。然而，临床实践中仍面临两大关键挑战：部分患者存在原发性耐药（对免疫检查点抑制剂无应答），以及大多数初始应答者最终出现获得性耐药导致疾病复发。针对免疫耐药问题，目前多种具有不同靶点和作用方式的免疫疗法正在肺癌的临床试验中开展。近日，中山大学肿瘤防治中心张力教授团队在顶级期刊Nature Reviews Clinical Oncology发表题为 “The next-generation of immunotherapies for lung cancers”（《肺癌新一代免疫治疗》）的重磅综述。该综述系统总结了肺癌免疫治疗的耐药机制，并全面梳理了新一代免疫治疗策略的最新进展，包括新型免疫检查点调节剂、新型免疫细胞衔接器、过继细胞疗法和治疗性肺癌疫苗等，为肺癌新一代免疫治疗指明了研究方向。通讯作者张力 ▶ 中山大学肿瘤防治中心内科主任导师、肺癌首席专家，博士生导师，二级教授▶ 中国抗癌协会癌症康复与姑息治疗专业委员会主任委员▶ 中国抗癌协会肿瘤药物临床研究专业委员会候任主任委员▶ 中国临床肿瘤学会免疫治疗专家委员会主任委员▶ 中国临床肿瘤学会非小细胞肺癌专家委员会副主任委员▶ 中国临床肿瘤学会肿瘤支持与康复治疗专家委员会副主任委员▶ 广东省医学会临床研究学分会主任委员▶ 广东省临床医学会精准医学分会主任委员第一作者赵珅▶ 副主任医师、副研究员、硕士生导师▶ 中山大学临床医学八年制▶ 广东省临床医学会肺癌精准治疗与临床研究专业委员会秘书▶ 广东省抗癌协会化疗专业委员会青委会委员▶ 2023年CSCO“35位最具潜力青年肿瘤医生”▶ 研究方向：肺癌靶向治疗、免疫治疗的临床及转化研究▶ 主持课题：国家自然科学基金、中国博士后基金、中山大学肿瘤防治中心优秀青年人才项目、中国科协科技智库青年人才计划。赵洪云▶ 教授、主任医师、博士生导师▶ 中山大学肿瘤防治中心I期病房主任、临床研究部副主任▶ 广东省杰出青年医学人才、岭南名医▶ 中山大学肿瘤防治中心高层次人才特殊支持计划“临床医学科学家”▶ 广东省临床医学学会肺癌精准治疗及临床研究专委会主任委员▶ 中国抗癌协会肿瘤药物临床研究专业委员会青年委员会副主任委员▶ 《健康中国2030》肿瘤健康之“肺癌规范化诊疗”项目组专家顾问肿瘤微环境（TME）是由多种细胞、细胞外基质及可溶性成分构成的复杂生态系统，而TME的动态变化是目前抗肿瘤免疫治疗面临的一项重大挑战。根据免疫细胞浸润和功能状态，肺癌的免疫微环境可分为三类:1、免疫炎症型（“热肿瘤”）：以高表达TMB和PD-L1为特征，对免疫检查点抑制剂反应率高，如KRAS突变或驱动基因阴性的非小细胞肺癌。2、免疫荒漠型（“冷肿瘤”）：低表达TMB和PD-L1，对免疫检查点抑制剂应答率较低，如EGFR/ALK突变的非小细胞肺癌。3、免疫排斥型：尽管高表达TMB和PD-L1，但对免疫检查点抑制剂疗效仍较差，如KRAS和STK11/KEAP1/SMARCA4共突变非小细胞肺癌。图1.不同类型的肿瘤微环境这种免疫分型为精准治疗策略的选择提供了重要依据。目前，大量创新性免疫治疗药物已进入临床前和临床研究阶段。新型免疫检查点调节剂抗PD-(L)1抑制剂的临床应用成功极大地推动了免疫检查点调节剂的研发进程。目前，通过免疫检查点调节来增强T细胞抗肿瘤活性的策略主要可分为两大类：一类是联合其他免疫调节靶点以增强治疗效果；另一类是靶向其他免疫检查点分子来补充PD-(L)1阻断的不足。1、PD-(L)1联合靶向治疗策略在增强PD-(L)1阻断效果的策略中，联合抗血管生成治疗以及转化生长因子-β（TGF-β）展现出显著的效果。例如，同时靶向PD-(L)1和VEGF通路的双特异性抗体ivonescimab和同时靶向PD-(L)1 x TGF-β的双特异性抗体SHR-1701。HARMONi-A 3期研究数据显示，ivonescimab联合化疗方案显著延长TKI治疗失败的EGFR突变型NSCLC患者的中位无进展生存时间，推动其在中国获批上市。随后的HARMONi-2研究进一步证实，在PD-L1阳性的初治患者中，ivonescimab单药治疗的客观缓解率显著高于pembrolizumab。目前，同类机制的PM8002（抗PD-L1×VEGF）双特异性抗体也已在NSCLC中显示出初步疗效。在一项针对不可切除III期NSCLC患者的概念验证性2期试验中，SHR-1701显示出良好的疗效和安全性，手术转化率较高。SHR-1701单药治疗在PD-L1阳性、EGFR突变或PD-(L)1获得性耐药的晚期NSCLC患者中也表现出抗肿瘤活性。其他同类药物如JS201和Y101D目前仍处于临床开发早期阶段。2、其他免疫检查点联合策略在补充PD-(L)1阻断的策略中，CTLA-4靶向治疗最具代表性。CTLA-4在效应T细胞和Tregs表面高表达，其阻断可同时增强T细胞活化和减轻免疫抑制。CheckMate 227、CheckMate 9LA和POSEIDON等研究证实，PD-(L)1/CTLA-4联合方案在晚期NSCLC中具有确切的临床获益。为优化治疗策略，多种靶向PD-(L)1×CTLA-4的双特异性抗体，包括volrustomig、cadonilimab、QL1706和erfonrilimab等正在研发。其中，QL1706联合bevacizumab和化疗方案在EGFR-TKI耐药患者中取得了54.8%的客观缓解率和8.5个月的中位无进展生存时间，展现出良好的应用前景。除此之外，新一代CTLA-4靶向药物在克服PD-(L)1耐药方面展现出独特优势。例如，新型靶点保留型抗CTLA4抗体gotistobart，其通过优化pH敏感性来避免溶酶体降解，从而促进CTLA4循环利用。临床前模型显示，该药物能选择性耗竭Treg细胞并降低毒性。在首次人体1/2期试验中，gotistobart单药治疗在抗PD-(L)1抑制剂经治的NSCLC患者，客观缓解率达27%，疾病控制率为82%。目前3期试验正在开展中。除CTLA-4外，LAG-3、CD73和NKG2A等靶点也展现出临床潜力。LAG-3抑制剂relatlimab联合nivolumab在PD-L1阳性非鳞NSCLC一线治疗中显示出优于nivolumab单药的疗效，3期临床试验正在进行。CD73靶向治疗方面，oleclumab联合durvalumab在3期NSCLC维持治疗中显示出优于单药的无进展生存时间获益，3期临床研究正在进行。NKG2A抑制剂monalizumab联合durvalumab在3期NSCLC中显示出协同效应，同样被纳入PACIFIC-9研究评估。在肺癌中发现的其他免疫检查点还包括OX40、4-1BB、TIM3和TIGIT。目前，靶向TIM3和TIGIT抑制剂的多项临床研究正在进行。图2.代表性新型免疫检查点抑制剂及作用机制新型免疫细胞衔接器免疫细胞衔接器是一类通过工程化抗体技术重新定向免疫细胞（特别是T细胞）以特异性识别和清除肿瘤细胞的治疗药物。该领域的开创性药物是靶向CD3和CD19的双特异性T细胞衔接器blinatumomab。典型的T细胞衔接器由两部分组成：一个靶向T细胞表面CD3复合物的结合域和一个靶向肿瘤特异性抗原（TSA）的结合域，通过同时结合这两种分子激活T细胞介导的细胞毒性。然而，大多数实体瘤主要表达肿瘤相关抗原（TAA），这些抗原在正常组织中也有不同程度表达。因此，如何平衡抗肿瘤活性和靶向/非靶向毒性是开发针对实体瘤的免疫细胞衔接器面临的主要挑战。目前主要通过以下三种策略解决这一难题：1、提高肿瘤选择性：具体方法包括：①选择更具肿瘤特异性的靶抗原，如DLL3、Claudin18.2、前列腺特异性膜抗原（PSMA）和EGFRv3等；②同时靶向多个肿瘤抗原；③采用XmAb等技术增加抗原结合价数；④靶向肽-MHC复合物；⑤开发需要肿瘤微环境特异性激活的前药。例如，同时靶向CD3和DLL3的双特异性抗体tarlatamab。DLL3在神经内分泌肿瘤中高表达而在正常组织中表达受限，是理想的治疗靶点。DeLLphi-301研究显示，tarlatamab在经治SCLC患者中的客观缓解率达32%-40%，中位无进展生存时间为3.9-4.9个月。目前正在开展多项3期临床试验（DeLLphi-304、DeLLphi-305和DeLLphi-306）。其他针对肺癌开发的T细胞衔接器包括靶向CEA的RO6958688、靶向SSTR2的tidutamab、靶向PSMA的CC-1和靶向PSCA的GEM3PSCA等。靶向肽-MHC复合物的免疫动员单克隆T细胞受体（ImmTAC）技术则代表了新一代T细胞衔接器设计。与常规双特异性抗体不同，ImmTAC通过工程化TCR识别由MHC分子呈递的肿瘤抗原肽，可靶向细胞内抗原。brenetafusp是靶向PRAME的ImmTAC，目前正在进行用于治疗PRAME阳性晚期实体瘤的1/2期研究和黑色素瘤的3期试验。此外，最新研究策略聚焦于靶向由突变癌基因产生的新抗原，将进一步提升T细胞衔接器的肿瘤特异性与抗肿瘤活性。2、调节T细胞活化水平：具体方法包括：①调整结合亲和力；②优化分子结构；③开发条件性激活系统等。三特异性T细胞激活构建体（TriTAC）是该领域的代表性分子，其特点是包含CD3结合域、人血清白蛋白结合域和肿瘤抗原结合。HPN328（MK-6070）是一种靶向CD3/HSA/DLL3的TriTAC，正在SCLC和其他DLL3过表达肿瘤患者中进行1/2期临床试验。3、靶向其他免疫效应细胞：除T细胞外，靶向NK细胞和髓系细胞的衔接器也逐渐展现出临床潜力。AFM24是一种靶向CD16A和EGFR的双特异性NK细胞衔接器，其联合atezolizumab在经治EGFR野生型NSCLC患者中显示出26.7%的客观缓解率。免疫刺激抗体偶联物（ISAC）则是髓系细胞衔接器的代表，它将靶向抗体与免疫刺激剂（如TLR或STING激动剂）偶联，通过重编程肿瘤相关巨噬细胞发挥抗肿瘤作用。已在临床试验中的代表性ISACs包括TAC-001(抗CD22抗体与TLR9激动剂)和TAK-500(抗CCR2抗体与STING激动剂)等。过继细胞疗法肺癌领域的过继细胞疗法发展较为缓慢。目前，研究最多的有嵌合抗原受体（CAR）T细胞疗法、T细胞受体(TCR)T细胞疗法和肿瘤浸润淋巴细胞(TIL)疗法。1、CAR-T细胞疗法在肺癌治疗领域，研究者已开发出靶向EGFR、MUC1、间皮素、PSCA、CEA、HER2、GPC3、ROR1和PD-L1等多种CAR-T细胞产品。临床研究显示，EGFR CAR-T和间皮素CAR-T在EGFR阳性肿瘤患者以及恶性胸膜间皮瘤中显示出一定的临床活性。然而，ROR1 CAR-T和PD-L1 CAR-T由于治疗窗较窄和毒性问题，其临床开发已被终止。CAR-T疗法在肺癌治疗中也面临诸多挑战。首先，肺癌相关抗原多为肿瘤相关抗原而非肿瘤特异性抗原，在正常组织中也有表达，导致"on-target, off-tumor"毒性风险。其次，肿瘤异质性使得同一肿瘤内可能存在不同抗原表达亚群，增加了治疗难度。此外，TME的免疫抑制特性、物理屏障阻碍CAR-T细胞浸润、制备工艺复杂且成本高昂等因素都限制了CAR-T疗法的临床应用。为应对这些挑战，下一代CAR-T疗法正在发展中。2、TCR-T细胞疗法与CAR-T细胞相比，TCR-T细胞具有可靶向细胞内抗原、抗原识别灵敏度更高、信号传导更接近生理水平等优势。靶向黑色素瘤相关抗原4（MAGE-A4）的TCR-T疗法ADP-A2M4是首个获得FDA批准用于治疗不可切除或转移性滑膜肉瘤的TCR-T产品。其改良版ADP-A2M4CD8在HLA-A02阳性实体瘤（包括NSCLC）患者中显示出35.6%的客观缓解率。其他在研的TCR-T疗法还包括靶向KRAS G12V和TP53 R175H等驱动基因突变的产品。TCR-T疗法的主要限制包括HLA限制性、靶抗原局限性和安全性风险。为解决这些问题，研究者开发了多种创新方法，如TCR融合构建体通过改造信号传导域实现HLA非依赖识别；基于患者肿瘤突变谱设计新抗原特异性TCR-T细胞的个性化治疗方案；以及使用CRISPR/Cas9基因编辑技术精确调控TCR表达等。3、TIL治疗TIL疗法利用从肿瘤组织分离的天然肿瘤反应性T细胞，经体外扩增后回输患者体内。lifileucel在NSCLC中的2期临床研究显示，单药治疗PD-1耐药患者的客观缓解率为21.4%，与pembrolizumab联合治疗初治患者的客观缓解率达64.3%。然而，TIL疗法面临制备工艺复杂、最佳细胞亚群不确定和支持性治疗毒性等挑战。新一代TIL技术通过表达膜结合IL-15（如OBX-115）、基因修饰（如PD-1敲除的IOV-4001）以及优化快速扩增工艺等方法，显著提升了治疗效果和安全性。治疗性癌症疫苗根据靶向抗原的特性，肺癌治疗性疫苗可分为三类：靶向共享抗原的疫苗、个性化抗原疫苗和匿名抗原疫苗。1、靶向共享抗原的疫苗早期开发的疫苗多采用TAA如MUC1、MAGE-A3和NY-ESO-1等作为靶点。由于这些抗原在肺癌发生发展中的生物学功能不明确，其在3期随机对照试验中均未能显著改善患者生存。相比之下，靶向功能明确的抗原疫苗展现出更好的临床前景。CIMAvax-EGF作为靶向EGF的肽疫苗，在3期试验中作为NSCLC一线化疗后的维持治疗，显著延长了患者总生存期。PD-(L)1-Vaxx则通过模拟PD-1的B细胞表位诱导多克隆抗PD-1抗体产生，在PD-(L)1抑制剂耐药的NSCLC患者中观察到客观缓解。近年来，共享抗原疫苗的研发策略主要聚焦于两个方向：多靶点疫苗设计和新型树突状细胞激活策略。OSE2101作为靶向CEA、p53、HER-2、MAGE-A2和MAGE-A3五种抗原的多价疫苗，在3期研究中显著改善了经治HLA-A2阳性NSCLC患者的总生存。目前正在开展OSE2101联合多西他赛治疗免疫耐药NSCLC的3期研究。基于mRNA技术的多靶点疫苗如BI1361849（编码6种NSCLC相关抗原）、mRNA-4359（靶向PD-L1和IDO1）和BNT116（靶向6种TAA）也显示出良好的安全性和初步疗效。值得注意的是，新一代疫苗更倾向于靶向TSA而非TAA，如靶向KRAS G12D/G12R突变的ELI-002 2P疫苗和靶向EGFR突变的ABOR2013 mRNA疫苗，这些疫苗在早期临床试验中已展现出令人鼓舞的抗肿瘤活性。2、个性化抗原疫苗个性化抗原疫苗代表了精准医疗在肿瘤疫苗领域的实践。这类疫苗基于患者个体肿瘤突变谱，通过生物信息学预测免疫原性新抗原进行定制化设计。V940（mRNA-4157）可编码多达34种个体化新抗原，在1期研究中成功诱导了新抗原特异性T细胞应答，目前正在开展治疗NSCLC的3期临床试验。然而，这类疫苗面临诸多挑战：新抗原预测算法的准确性受限于肿瘤异质性和微环境复杂性；疫苗制备周期长（通常需要4-8周）；监管审批流程复杂等。这些因素都限制了其临床转化效率。3、匿名抗原疫苗匿名抗原疫苗采用同种异体肿瘤细胞或基因修饰的树突状细胞作为抗原来源，理论上能够涵盖更全面的肿瘤抗原谱。Belagenpumatucel-L、Tergenpumatucel-L、Viagenpumatucel-L等同种异体肿瘤细胞的疫苗在早期研究中显示出一定疗效，但在3期试验中未能证实生存获益。树突状细胞疫苗如Ad-CCL21-DC和DCVAC/LuCa通过不同机制增强抗肿瘤免疫，在1/2期研究中显示出延长无进展生存时间的效果。此外，Fms样酪氨酸激酶3配体（Flt3L）等树突状细胞激动剂联合局部放疗，在部分NSCLC患者中诱发了远隔效应，为联合治疗策略提供了新思路。本综述主要梳理了肺癌免疫治疗领域的最新进展，概括上述新型治疗策略的作用机制和临床转化前景。通过对现有研究成果的整合分析，首次基于分子机制和临床应用提供新型免疫治疗发展的全面视角，将有助于推动肺癌精准免疫治疗的研发及临床转化。中山大学肿瘤防治中心赵珅副主任医师、赵洪云教授为该文章的共同第一作者，中山大学肿瘤防治中心张力教授为该文章的通讯作者。（来源：中山大学肿瘤防治中心）声 明凡署名原创的文章版权属《肿瘤瞭望》所有，欢迎分享、转载。本文仅供医疗卫生专业人士了解最新医药资讯参考使用，不代表本平台观点。该等信息不能以任何方式取代专业的医疗指导，也不应被视为诊疗建议，如果该信息被用于资讯以外的目的，本站及作者不承担相关责任。