組蛋白去乙?；敢种苿┞?lián)合免疫檢查點抑制劑治療腫瘤的研究進展

方晨 王勇 李勇

惡性腫瘤是當(dāng)前威脅人類健康的一類重大疾病，近年來腫瘤免疫治療受到廣泛關(guān)注及深入研究，其中免疫檢查點抑制劑（immune checkpoint inhibitors, ICIs）在多個腫瘤治療領(lǐng)域取得突破性進展，為患者帶來新的治療希望[1,2]。然而，相當(dāng)部分患者對ICIs無應(yīng)答、產(chǎn)生耐藥或用藥后病情出現(xiàn)新進展的情況不容忽視[3-5]，研究[6]表明，ICIs聯(lián)合表觀遺傳調(diào)控藥物組蛋白去乙?；敢种苿╤istone deacetylase inhibitor, HDACi）可顯著逆轉(zhuǎn)ICIs耐藥現(xiàn)象并放大免疫治療效果，本文主要就HDACi改善ICIs耐藥的相關(guān)機制進行闡述。

1 HDACi

大量研究[7]發(fā)現(xiàn)，多種類型癌癥中異常表達(dá)的組蛋白去乙酰化酶（histone deacetylase, HDAC）能通過誘導(dǎo)細(xì)胞增殖、細(xì)胞遷移、血管生成和抑制凋亡等生物學(xué)途徑促進腫瘤發(fā)生，而相應(yīng)HDACi的研發(fā)使用為腫瘤精準(zhǔn)治療提供新的思路[8]。HDACi作為生物類抑制劑，在癌癥治療中用作表觀遺傳調(diào)控藥物，通過干擾HDAC的活性間接誘導(dǎo)組蛋白乙?；瘉碚{(diào)節(jié)基因表達(dá)。多項研究[8-10]顯示，HDACi可以使受抑制的調(diào)節(jié)基因在癌細(xì)胞中重新表達(dá)并逆轉(zhuǎn)其惡性表型。并且，通過調(diào)節(jié)生物活動過程，如誘導(dǎo)細(xì)胞周期阻滯、抑制血管生成、調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)和促進衰老凋亡等來發(fā)揮抑制腫瘤作用，達(dá)到腫瘤治療目的。因此基于HDAC的治療方法[11]受到廣泛關(guān)注，是近年來較為有效腫瘤治療策略。HDACi是一個大家族[12]，可依據(jù)不同結(jié)構(gòu)分為四個不同的化學(xué)類別：①脂族酸，如丙戊酸和丁酸鈉；②環(huán)肽，如羅米地辛（Romidepsin）、曲帕辛（Trapoxin A）；③羥基化合物，如曲古菌素A（Trichostatin A, TSA）和伏立諾他（Vorinostat, SAHA）；④苯并酰胺類藥物，如恩替諾特（Entinostat）和莫替諾司他（Mocetinostat）。值得一提的是，我國原創(chuàng)新藥西達(dá)苯胺，在2015年全球獲準(zhǔn)上市用于抗腫瘤治療，成為首個上市的亞型選擇性口服HDACi。目前，四種HDACi：羅米地辛[13]、帕比司他[14]、貝利司他[15]和SAHA[16]獲美國食品藥品監(jiān)督管理局（Food and Drug Administration, FDA）批準(zhǔn)用于皮膚T細(xì)胞淋巴瘤（cutaneous T cell lymphoma, CTCL）、周圍T細(xì)胞淋巴瘤（peripheral T cell lymphoma, PTCL）及多發(fā)性骨髓瘤（multiple myeloma, MM）的治療。此外，許多其他類別HDACi正在各類癌癥患者中開展臨床試驗。

2 HDACi和ICIs治療

2.1 HDACi促進免疫正性調(diào)控 癌癥發(fā)生發(fā)展過程中同時觸發(fā)了宿主的固有免疫和適應(yīng)性免疫。通常，腫瘤-免疫[17]是一個涉及腫瘤抗原釋放呈遞、效應(yīng)T細(xì)胞（effector T cell,Teff）活化浸潤、腫瘤細(xì)胞得以清除的循環(huán)過程。有效放大腫瘤抗原、抗原提呈機制（antigen presentation mechanism,APM）及Teff等在免疫反應(yīng)中發(fā)揮的正向調(diào)節(jié)作用，有助于提高免疫抗腫瘤效應(yīng)。

2.1.1 HDACi誘導(dǎo)Teff浸潤 Teff分泌多種免疫相關(guān)細(xì)胞因子，與自然殺傷細(xì)胞（natural killer cell, NK）構(gòu)成機體抗腫瘤免疫的重要防線。研究[18]表明，CD8+腫瘤浸潤T淋巴細(xì)胞（tumor infiltrating lymphocytes, TILs）耗竭引起的免疫逃逸是腫瘤抵制程序性死亡因子受體-1及配體（programmed cell death-1/programmed cell death ligand-1,PD-1/PD-L1）單抗的潛在機制，而使用HDACi可逆轉(zhuǎn)這一現(xiàn)象。多數(shù)研究[18-20]發(fā)現(xiàn)，HDACi聯(lián)合ICIs治療，顯著升高腫瘤微環(huán)境（tumor microenvironment, TME）中CD8+T細(xì)胞和NK細(xì)胞水平，腫瘤體積明顯縮小。小鼠肝癌模型中[21]，HDACi CG-745通過促進細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞（cytotoxic T lymphocytes, CTL）和NK細(xì)胞的增殖放大PD-1單抗的抗腫瘤效應(yīng)。機制研究[20]發(fā)現(xiàn)，HDACi可上調(diào)轉(zhuǎn)錄因子Bcl-6、Eomes、缺氧誘導(dǎo)因子-1（hypoxia-inducible factor-1, HIF-1）和T-bet表達(dá)，激活下游AKT-mTOR-p65通路，進而增強CTL的免疫效應(yīng)。Christmas[22]發(fā)現(xiàn)HDACi聯(lián)合抗PD-1或抗細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞相關(guān)蛋白4（cytotoxic T-lymphocyteassociated protein 4, CTLA-4）抗體，促進活化的CD8+T效應(yīng)細(xì)胞產(chǎn)生顆粒酶b，顯著改善了固有免疫細(xì)胞的浸潤和功能，使適應(yīng)性免疫反應(yīng)更強。此外，伏立諾他聯(lián)合派姆單抗治療非小細(xì)胞肺癌的I期臨床試驗[23]發(fā)現(xiàn)，患者獲益程度與腫瘤間質(zhì)內(nèi)CD8+T細(xì)胞水平相關(guān)，治療后活檢也證實，受益患者間質(zhì)中這一細(xì)胞的含量升高，提示TILs在HDACi聯(lián)合ICIs治療中發(fā)揮重要作用。

2.1.2 HDACi促進細(xì)胞因子釋放 激活的免疫細(xì)胞通過釋放大量細(xì)胞因子，結(jié)合相應(yīng)受體參與免疫應(yīng)答的各個環(huán)節(jié)。Cauwels等[24]觀察到，把加工優(yōu)化后具有靶向性的I型干擾素（interferon, IFN）注入黑色素瘤小鼠體內(nèi)，相比輸注無靶向性IFN，腫瘤體積明顯減小，且小鼠體重有所上升。研究[25]發(fā)現(xiàn)，HDACi通過靶向I型IFN信號通路，降低體內(nèi)卵巢上皮癌腫瘤負(fù)荷，延長生存率。多項研究[26,27]顯示，HDACi協(xié)同PD-L1或CTLA-4單抗通過誘導(dǎo)CD8+T細(xì)胞生產(chǎn)腫瘤壞死因子（tumor necrosis factor, TNF）α、IFN-γ等細(xì)胞因子，進一步增強抗腫瘤免疫力。同時使用恩替諾特和PD-1單抗后[6]，體內(nèi)細(xì)胞因子、趨化因子釋放顯著增多，有效抑制腫瘤生長。值得關(guān)注的是，在外周T細(xì)胞淋巴瘤的臨床試驗中[28]，體內(nèi)PD-1（+）細(xì)胞居多的患者存在IFN-γ水平表達(dá)低下，細(xì)胞毒性反應(yīng)受損等免疫缺陷，而西達(dá)苯胺可能恢復(fù)上述缺陷并上調(diào)適應(yīng)性免疫相關(guān)的基因表達(dá)。所以說，HDACi有可能通過細(xì)胞因子觸發(fā)的免疫級聯(lián)反應(yīng)放大ICIs的抗腫瘤效應(yīng)。

2.1.3 HDACi修復(fù)APM缺陷 越來越多的研究證據(jù)[18,29,30]表明，腫瘤抗原表達(dá)能力下降及APM受損是發(fā)生免疫逃逸的原因之一。Dibbern等[31]評估了宮頸鱗癌患者體內(nèi)PD-L1和MHC I類合并A、B、C重鏈的水平，發(fā)現(xiàn)在PD-L1（+）患者中，失去MHC I類分子表達(dá)的占38%，PD-L1單抗治療效果不佳，提示MHC I類缺失導(dǎo)致APM受損，與針對PD-1/PD-L1軸的檢查點抑制劑療效有限相關(guān)。有學(xué)者[29]認(rèn)為，莫替諾司他與IFN-γ協(xié)同上調(diào)人類白細(xì)胞抗原（human leukocyte antigen, HLA）基因的主要調(diào)控因子II級反式激活因子（class II trans-activator, CIITA），逆轉(zhuǎn)了因抗原加工提呈減弱所引起的HLA-I表達(dá)下調(diào)，增加腫瘤免疫原性從而提高對PD-1單抗敏感性。另外，有研究[32]發(fā)現(xiàn)，晚期黑色素瘤患者接受2周的Domatinostat治療后，體內(nèi)APM及MHC I、II類分子的相關(guān)基因表達(dá)顯著升高，且與PD-1/PD-L1阻斷劑聯(lián)合后抗腫瘤效果顯著高于單藥治療。

2.1.4 HDACi調(diào)控PD-L1表達(dá) 研究[33]顯示，特異性阻斷PD-L1會引起T細(xì)胞移動能力下降，因而免疫檢查點治療耐藥的潛在機制包括PD-L1表達(dá)缺失。Iwasa等[34]研究發(fā)現(xiàn)，帕比司他通過激活轉(zhuǎn)錄啟動子直接上調(diào)PD-L1的表達(dá)水平，同時也能夠提高體內(nèi)IFN-γ水平，介導(dǎo)STAT1-IRF1通路的激活間接上調(diào)PD-L1表達(dá)。有研究[35]顯示，HDAC3i可快速增加PD-L1基因啟動子區(qū)組蛋白乙酰化和溴域蛋白BRD4的募集，使轉(zhuǎn)錄激活；此外，HDAC3i降低了DNMT1蛋白水平，間接激活PD-L1轉(zhuǎn)錄；并且，CTLA-4和PD-1聯(lián)合用藥可導(dǎo)致早期腫瘤抗原提呈細(xì)胞上PD-L1的上調(diào)和腫瘤浸潤效應(yīng)T細(xì)胞上PD-1的表達(dá)。在小鼠黑色素瘤及乳腺癌腫瘤模型中[36,37]，HDACi誘導(dǎo)PD-L1基因組蛋白迅速發(fā)生乙?；?，激發(fā)持久的基因表達(dá)，顯著增強了體內(nèi)PD-1/CTLA-4的阻斷反應(yīng)，與單藥治療相比，接受聯(lián)合治療的小鼠腫瘤進展緩慢，生存率更高。值得一提的是，Hu[38]卻發(fā)現(xiàn)胰腺癌PD-L1高表達(dá)，使用HDAC3抑制劑RGFP966可通過干擾HDAC3-STAT3-PD-L1信號通路下調(diào)PD-L1的mRNA和蛋白水平，從而降低PD-L1單抗抗腫瘤療效。可見，HDACi對不同腫瘤細(xì)胞PD-L1水平的調(diào)控有著雙重效應(yīng)，應(yīng)多方面了解其作用機制選擇適宜聯(lián)合治療方案。

2.2 HDACi抑制免疫負(fù)性調(diào)控 腫瘤抗免疫治療的外在因素主要為免疫抑制細(xì)胞群的存在，如調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（regulatory T cells, Tregs）、腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞（tumorassociated macrophages, TAMs）和骨髓源性抑制細(xì)胞（myeloid-derived suppressor cells, MDSCs）。這些細(xì)胞產(chǎn)生并分泌免疫抑制因子，并表達(dá)與T細(xì)胞受體結(jié)合的抑制配體，營造適宜腫瘤生長的環(huán)境[39]。

2.2.1 HDACi抑制Treg浸潤 Treg依賴抑制Teff免疫應(yīng)答以維持自身耐受性。研究[40]發(fā)現(xiàn)，Treg表面組成性高表達(dá)CTLA-4，與APC上的共抑制配體CD80/CD86結(jié)合后抑制Teff增殖活化，介導(dǎo)免疫逃逸。此外，越來越多的研究[41,42]發(fā)現(xiàn)，大量的Treg細(xì)胞浸潤到人和小鼠的各種腫瘤中；Briere等[29]體外試驗發(fā)現(xiàn)，HDACi處理的Treg細(xì)胞轉(zhuǎn)錄因子FoxP3和HELIOS表達(dá)明顯下調(diào)。重要的是，腫瘤浸潤性CD8+T細(xì)胞與FoxP3+Treg細(xì)胞比率下降與不良預(yù)后相關(guān)。而在小鼠肝癌模型中[27]，聯(lián)合使用HDACi和CTLA-4單抗后，使瘤內(nèi)Treg細(xì)胞顯著減少，產(chǎn)生強烈抗腫瘤效應(yīng)。然而，全身性的Treg細(xì)胞消耗可能同時引發(fā)有害的自身免疫反應(yīng)[43]。因此，HDACi如何在不引起自身免疫的情況下，減少瘤體內(nèi)Treg浸潤并激發(fā)有效的抗腫瘤免疫，值得進一步探究。

2.2.2 HDACi調(diào)控TAMs表型 TAM通常分為腫瘤殺傷型（M1樣細(xì)胞）和腫瘤支持型（M2樣細(xì)胞）兩類，但多表現(xiàn)為免疫抑制M2樣表型。有關(guān)胰腺癌臨床前試驗[19]發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過伏立諾他聯(lián)合索拉非尼預(yù)處理，腫瘤組織周圍M1型TAM、CD8+T細(xì)胞和NK細(xì)胞水平升高，在此基礎(chǔ)上加入PD-1抑制劑，這些免疫細(xì)胞數(shù)量進一步增加，腫瘤生長得以有效抑制。Knox等[44]發(fā)現(xiàn)，黑色素瘤動物模型中，特異性HDAC6抑制劑與PD-1單抗的組合使得M2型TAM急劇減少，間接提高腫瘤浸潤淋巴細(xì)胞水平，達(dá)到抑制腫瘤目的。還有研究[21]提示，在胰腺癌、結(jié)直腸癌和非小細(xì)胞肺癌中，HDACi抑制M2巨噬細(xì)胞極化，改變TME以增強PD-1單抗的抗癌作用。此外，有關(guān)結(jié)直腸癌研究報道[45]，與M2/M1＞3的患者相比，M2/M1＜3的患者的中位無進展生存期和總生存期分別延長至24.2個月、44.3個月，可見針對TAMs的抗腫瘤免疫治療中，在抑制M2型TAM極化的同時也要積極促進向M1樣表型的轉(zhuǎn)化，而HDACi與PD-1/PD-L1的聯(lián)合治療恰好具有這一作用，但相關(guān)機制研究尚需進一步深入。

2.2.3 HDACi介導(dǎo)MDSCs失能 MDSCs在募集Tregs的同時抑制CTLs、樹突狀細(xì)胞和NK細(xì)胞等，創(chuàng)造一個免疫抑制微環(huán)境，從數(shù)量或功能上介導(dǎo)MDSCs失能，可顯著改善固有免疫細(xì)胞的浸潤和功能。多項研究[21,22,29]證實，HDACi有效減少腫瘤微環(huán)境中MDSCs數(shù)量，解除對細(xì)胞因子、趨化因子釋放的封鎖，使得微環(huán)境由免疫抑制朝著腫瘤抑制方向轉(zhuǎn)變。研究[6]發(fā)現(xiàn)，恩替諾特與PD-1抑制劑共同作用于肺癌、腎細(xì)胞癌動物模型后，體內(nèi)腫瘤生長減緩、存活率提高，可能是由于恩替諾特誘發(fā)MDSCs功能改變相關(guān)，引起精氨酸酶1（arginase-1, ARG1）、誘導(dǎo)型一氧化氮合酶（inducible nitric oxide synthase, iNOS）和COX-2水平顯著降低。類似的研究在黑色素瘤中也得到證實[26]，丙戊酸聯(lián)合抗PD-1抗體的治療，雖然增加了M-MDSCs數(shù)量的積累，但降低了M-MDSCs免疫抑制分子IL-10、IL-6和ARG1等的表達(dá)，增加了免疫刺激分子IL-12的表達(dá)，從而一定程度上抑制MDSCs功能發(fā)揮。

2.3 HDACi聯(lián)合ICIs的臨床研究 近年來，大量HDACi聯(lián)合ICIs的臨床試驗正在各類癌癥中開展（表1）。其中，多數(shù)試驗主要針對淋巴瘤、黑色素瘤等非實體瘤進行研究，而關(guān)于肺癌、胃腸道腫瘤等實體瘤的研究則較為少見。并且，臨床試驗中施加的治療措施大多是HDACi和抗PD-1/PD-L1抗體的組合，HDACi聯(lián)合其他類型ICIs的研究設(shè)計屈指可數(shù)。不過，隨著深入研究HDACi及ICIs在抗腫瘤治療中所發(fā)揮的作用，相信在不久的將來，HDACi與ICIs的聯(lián)合會在更廣泛的腫瘤研究領(lǐng)域中出現(xiàn)并最終用于臨床抗腫瘤治療。

表1 HDACi聯(lián)合ICIs的臨床研究（數(shù)據(jù)來自ClinicalTrials.gov收集截止至2020.6.10）Tab 1 Clinical study of HDACi combinedwithICIs (datacollected byClinicalTrials.govas of June 10, 2020)

表1 HDACi聯(lián)合ICIs的臨床研究（數(shù)據(jù)來自ClinicalTrials.gov收集截止至2020.6.10）（續(xù)表）Tab 1 Clinical studyof HDACi combined with ICIs (data collected by ClinicalTrials.gov as of June10, 2020) (Continued)

3 小結(jié)和展望

ICIs是近年來研究的熱點，已成為晚期癌癥患者的主要治療選擇之一。遺憾的是，免疫耐藥的發(fā)生令I(lǐng)CIs的療效大打折扣，而HDACi聯(lián)合ICIs治療為解決這一問題帶來了新的研究思路，HDACi通過調(diào)控免疫反應(yīng)的正/負(fù)向調(diào)節(jié)機制，給ICIs療效的發(fā)揮提供了雙重保障，但當(dāng)前相關(guān)的實驗和研究報道十分有限，尚停留在PD-1/PD-L1及CTLA-4單抗與HDACi聯(lián)合抗腫瘤治療及相關(guān)表淺機制的探討。因此，多類型HDACi協(xié)同ICIs治療及深入作用機制的研究還有待更進一步探索。HDACi聯(lián)合ICIs在惡性腫瘤I期/II期臨床試驗中初見成效，顯著延長腫瘤患者無病生存期，可見，深入探究二者協(xié)同抗腫瘤機制并合理設(shè)計用藥方案具有可觀的研究前景，使免疫治療更好造福于癌癥患者。