前言

部署免疫系统作为治疗肿瘤疾病的工具的想法起源于19世纪。Wilhelm Busch和Friedrich Fehleisen是第一个描述免疫状态与癌症之间的流行病学关联的人。他们注意到丹毒发生后肿瘤自发消退，丹毒是一种最常由化脓性链球菌引起的浅表皮肤感染。后来，通常被称为“癌症免疫疗法之父”的William Coley回顾性地证明了丹毒与肉瘤患者的更好结果相关。为了前瞻性地验证他的流行病学证据，Coley用热灭活的化脓性链球菌和粘质沙雷氏菌的提取物治疗癌症患者，以提高免疫力。这种被称为“Coley毒素”的提取物具有强大的免疫刺激特性，并在各种癌症中取得了良好的反应。然而，由于缺乏科学严谨性和可重复性，再加上放疗和化疗药物的发现，阻碍了“Coley毒素”治疗成为标准做法。

癌症免疫疗法的概念在20世纪重新出现，并随着新技术的出现取得了重大进展。1909年，Paul Ehrlich假设人体会不断产生肿瘤细胞，这些肿瘤细胞会被免疫系统清除。Lewis Thomas和Frank Macfarlane Burnet爵士独立构想了“癌症免疫监视”假说，指出肿瘤相关的新抗原被免疫系统识别和靶向，以类似于移植排斥的方式防止致癌作用。小鼠肿瘤过继转移后的生产性免疫应答和伴随自身免疫性疾病患者黑色素瘤自发消退的临床报告提供了支持这一假设的额外证据，尽管统一机制尚不清楚。基因敲除小鼠模型的出现提供了必要的技术，以实验证明免疫缺陷与癌症之间的联系。其他分子和生化进展导致肿瘤特异性免疫应答的识别。这提供了明确的证据，证明免疫系统，特别是T细胞（见方框1和图1），能够对癌症组织发动战争。癌症免疫疗法现在通过延长快速致命癌症患者的生存时间，彻底改变了肿瘤学领域。由于这些疗法将自己定位为许多癌症适应症的第一线，因此有资格接受基于免疫的癌症治疗的患者人数继续飙升。新的治疗组合和新发现的药物靶点只会在未来几十年扩大免疫疗法在癌症治疗中的作用。

T细胞功能、发育、激活和命运

1960年代代表了免疫学领域的一个启蒙时期，因为淋巴细胞的两个主要亚型B淋巴细胞和T淋巴细胞被表征。这得到了2019年拉斯克基础科学奖的认可，该奖表彰了Jacques A. F. P. Miller和Max Dale Cooper的开创性工作，这些工作定义了T细胞和B细胞在适应性免疫中的关键作用。B细胞以天然形式识别循环抗原，并通过分泌保护性抗体作出反应。相比之下，T细胞识别肽抗原，源自细胞内降解的蛋白质，并加载到细胞表面MHC分子上，这一过程称为抗原呈递。CD4或CD8辅助受体的表达描述了具有不同效应机制的两大类T细胞：CD4+T细胞在MHC II类分子的背景下检测抗原，并通过产生具有化疗、促炎和免疫保护特性。至少一种CD4+T细胞亚类，CD4+CD25+调节性T细胞，会抑制攻击后的免疫反应。CD8+T细胞在MHC I类分子的背景下检测抗原，并进行直接的细胞毒性反应，杀死受感染或肿瘤细胞。

一种独特的克隆特异性细胞表面蛋白复合物，即T细胞受体(TCR)，可特异性识别抗原并参与能够识别病原体但具有自我耐受性的T细胞的发育选择。TCR复合物包含高度多态性的单链α和β糖蛋白链（小T细胞群包含γ和δ链），其中包含类似于免疫球蛋白的可变区和恒定区，以及一组非多态性信号链，称为CD3γ、δ、ε和ζ。通过重排每个T细胞基因组内的α和β链基因片段，产生了大量具有独特特异性的T细胞克隆型。在克隆型产生后，正负胸腺选择功能以引入“耐受”免疫系统，该系统有效地响应病原体或癌细胞但通常忽略或“耐受”自身组织作为非免疫原性。

TCR的抗原刺激是T细胞活化和增殖所必需的，但对于早期信号转导至关重要的磷酸化事件需要额外的信号，称为共刺激。非多态性表面蛋白CD28及其家族成员是T细胞上最有效的共刺激受体，正如抗CD28刺激抗体和TCR参与T细胞活化和增殖的协同作用所证明的那样。其他的证据是研究表明抑制性抗CD28抗体可有效抑制T细胞活化和增殖。CD28、B7-1和B7-2的配体在抗原呈递细胞上表达，并在这些细胞遇到激活Toll样受体或其他病原体传感器的微生物时被上调。抑制性分子，包括细胞毒性T淋巴细胞相关蛋白4（CTLA4）和程序性细胞死亡1（PD1），在免疫反应期间被诱导，并代表抑制T细胞过度活化的“检查点”（见图2）。多态性TCR信号通过三组二聚体CD3链ε-δ、γ-δ和ζ-ζ的复合物发出信号。CD3链的细胞内部分包含由淋巴细胞特异性蛋白激酶（LCK）（一种SRC家族激酶）磷酸化的免疫受体酪氨酸激活基序。静止时，表面信号蛋白CD45表现出磷酸酶活性，可阻断LCK功能。激活后，CD45去除LCK上的抑制性磷酸盐，允许ζ链相关蛋白激酶70（ZAP70）磷酸化，ZAP70是一种SYK激酶家族成员，可与CD3ζ链中基于免疫受体酪氨酸的激活基序结合并募集连接物以激活T细胞（LAT）和磷脂酶Cγ1（PLCγ）。在充足的共刺激下，下游信号会影响钙的释放，激活GTPase RAS和转录重编程对于激活至关重要T细胞功能。

激活后，循环幼稚T细胞在外周具有三种主要命运（图1）。首先，当免疫反应消退（细胞因子退出）或重复高剂量刺激（再刺激诱导的细胞死亡）后，效应T细胞群可以通过细胞凋亡收缩。T细胞也可以表现出由反复低剂量和低亲和力刺激诱导的衰竭表型，如慢性感染和肿瘤过程中所见。最后，这些效应细胞的一个子集参与长期免疫记忆。在随后的遭遇中，记忆T细胞准备好对同一抗原做出更强烈的反应，使它们成为对病原体和肿瘤的免疫回忆反应的关键介质。利用分子生物学技术进步的力量，最近的单细胞RNA测序和表观基因组研究为T细胞命运和免疫治疗反应性T细胞的相应特征提供了额外的分子洞察力。这些研究共同表明，肿瘤浸润T细胞的复杂转录组学、表观基因组学和克隆型变化决定了免疫疗法的成功。

图1：抗原激活后的外周T细胞命运。

在抗原呈递细胞和共刺激信号的背景下，静止T细胞在被同源抗原刺激后被激活。活化的T细胞产生并消耗增殖/存活细胞因子，例如IL-2、IL-4和IL-7，并开始数量增加。如果CD4+CD25+调节T（Treg）细胞存在，它们可以剥夺循环T细胞的增殖/存活细胞因子，尤其是IL-2，导致它们发生细胞凋亡。一旦细胞快速增殖，它们就会根据所处的环境有不同的命运。如果它们受到急性强烈的抗原刺激，特别是如果反复遇到，细胞将发生再刺激诱导的细胞死亡。相比之下，如果它们接受慢性弱抗原刺激，细胞将存活，但会重新编程为特定的无反应转录状态，称为“T细胞耗竭”。最后，随着抗原和细胞因子刺激随着免疫反应减弱而减弱，通常一旦病原体被清除，细胞因子就会被动地退出以收缩扩大的抗原特异性T细胞群。一小部分细胞将被重新编程以进入“记忆”表型，IL-7和IL-15促进了这一分化步骤。记忆T细胞将继续在免疫系统中持续存在，并形成记忆反应的基础。在这些调节过程中，T细胞死亡通常以细胞凋亡的形式出现。

在这篇综述中，强调了T细胞在现代癌症免疫疗法中的作用，并讨论了三种不同类别的癌症免疫疗法：免疫检查点阻断，一种旨在“释放”强大T细胞反应的方法；过继性细胞疗法，基于将抗肿瘤免疫细胞注入体内；和癌症疫苗，可以设计为具有预防或治疗活性。最后，我们介绍了癌症免疫治疗中的一些新兴靶点和方法。

免疫检查点疗法

几个进化上保守的T细胞活化负调节因子充当“检查点分子”来微调免疫反应和调节过度活化。细胞毒性T淋巴细胞抗原4（CTLA4）和程序性细胞死亡1（PD1）是T细胞免疫检查点分子最有效的例子。它们在T细胞寿命期间在不同的身体部位和时间发挥其生物学效应。因此，它们在功能上相互补充并确保T细胞反应保持自我耐受性，同时有效地保护身体免受病原体和肿瘤的侵害。CTLA4和PD1已被几个开创性的研究小组成功地作为治疗各种顽固性癌症的目标，这项研究最终使James P. Allison和Tasuku Honjo获得了2018年诺贝尔生理学或医学奖。

CTLA4生物学功能

发现表面蛋白CD28介导的T细胞共刺激后（框1），对其他免疫调节剂的搜索导致CTLA4（一种与CD28具有结构和生化相似性的受体）被鉴定为新的免疫球蛋白超家族成员。CTLA4和CD28基因位于2号染色体(2q33.2)的同一区域，并在造血区室中选择性表达。然而，与常规T细胞上高水平的基础CD28表达相反，CTLA4以低基础水平表达，并在抗原激活后被强烈诱导。有趣的是，具有免疫抑制功能的CD4+CD25+调节性T（Treg）细胞组成型表达CTLA4。在结构上，CTLA4和CD28都形成膜结合的同源二聚体，包括细胞外免疫球蛋白样域、跨膜区和能够募集信号蛋白和控制表面表达的细胞质尾部。活化后含有CTLA4的囊泡向细胞表面的运输受与脂多糖反应性和米色样锚蛋白（LRBA）。CTLA4和CD28之间的序列相似性在其胞外结合域内最高，因此它们与相同的配体结合，称为B7-1（也称为CD80）和B7-2（也称为CD86），由抗原呈递细胞（APCs；框1）表达。然而，CTLA4对B7配体具有比CD28更大的亲和力和亲和力，这代表了它们生物学上的一个关键差异。

随着进一步的表征，很明显CD28和CTLA4具有相反的免疫调节功能。例如，可溶性CTLA4被证明可以抑制与表达B7的APC共培养的T细胞的增殖，因为它干扰了CD28-B7相互作用。T细胞受体（TCR）信号研究明确表明CTLA4抑制其T细胞活化和增殖。CTLA4的负致耐受作用在体内也很明显，因为CTLA4-knockout小鼠产生了一种特征性的T细胞介导的淋巴组织增殖性自身免疫疾病。CTLA4的缺失足以导致这种表型，因为用工程化的可溶性CTLA4:Fc融合蛋白（CTLA4Ig）治疗和与B7缺陷小鼠的遗传杂交可改善疾病。由CTLA4丢失引起的自身免疫性淋巴组织增生性疾病取决于CD28的活性，因为CD28细胞内尾部中LCK结合羧基末端脯氨酸基序的突变消除了小鼠模型中的疾病。此外，CTLA4单倍体不足的人类患者表现出类似的严重多器官淋巴细胞浸润和自身免疫（CHAI病），可以用阿巴西普治疗，这是FDA批准的CTLA4Ig。

CTLA4通过多种机制抑制T细胞活化：通过直接拮抗CD28、通过竞争共刺激配体、通过阻止免疫偶联物形成和通过募集抑制效应（图2）。为了直接对抗CD28活性，细胞内囊泡在免疫突触处释放CTLA4，在那里它与TCR相关联。在免疫突触的背景下，CTLA4还可以重组细胞骨架并干扰T细胞-APC免疫偶联物的形成。CTLA4还介导其配体的内化，从而阻止它们与CD28结合，从而减少IL-2分泌和T细胞增殖。最后，磷酸酶，包括含有SH2结构域的酪氨酸磷酸酶2（SHP2）和蛋白磷酸酶2A（PP2A），被募集并与CTLA4的细胞质尾部相互作用，从而导致其对T细胞活化的负面影响。SHP2是TCR的CD3ζ亚基磷酸化的抑制剂，也抑制活化T细胞（LAT）的衔接蛋白接头的磷酸化。PP2A被假设为抑制细胞外信号调节激酶（ERK），这是一种作为TCR下游信号蛋白的激酶。然而，对于与CTLA4细胞质尾部相关的哪些分子对抑制T细胞活性最重要，存在重大争议。尽管如此，这些抑制信号减少转录因子的激活，例如激活蛋白1（AP1）、核因子-κB（NF-κB）和活化T细胞的核因子（NFAT），这些因子将T细胞重新编程为无反应性命运。

图2：T细胞活化和调节的机制。

在激活之前，抗原呈递细胞（APC）将抗原加载到MHC分子上，以准备与展示同源T细胞受体（TCR）的T细胞接触，同时还提供必要的共刺激配体B7-1和B7-2。抑制分子细胞毒性T淋巴细胞抗原4（CTLA4）包含在幼稚T细胞的细胞内囊泡中，而它在CD4+CD25+调节性T(Treg)细胞的细胞表面上组成型表达。两类T细胞都表达共刺激受体CD28。激活后早期，通常在淋巴组织中，当TCR与APC呈递的同源抗原结合，同时CD28与B7-1/B7-2结合时，T细胞就会被激活。此外，活化的T细胞开始在细胞表面展示CTLA4。外周组织内的T细胞在激活后早期在mRNA水平上调PD1。激活后晚期，在淋巴组织中，激活的T细胞表达的CTLA4与APC上的B7-1和B7-2分子结合，从而阻止它们与CD28结合并通过降低T细胞激活状态促进无反应性。同时，Treg细胞上CTLA4的组成型表达导致B7配体的跨内吞作用并干扰APC的CD28共刺激能力。在外周组织激活后的后期，PD1进一步转录上调，导致程序性细胞死亡1（PD1）的更大表面表达，其与其配体PDL1和PDL2结合，从而促进感染部位或面对肿瘤时的T细胞耗竭。

除了在激活常规T细胞中的功能外，Treg细胞上的CTLA4表达对于这些细胞的直接和间接免疫抑制活性至关重要。体外研究表明，CTLA4是Treg细胞释放抗炎细胞因子所必需的，这减少了附近常规T细胞的多克隆激活和增殖。这一结果在体内通过过继转移携带CTLA4的Treg细胞得到证实，以防止由CTLA4缺陷T细胞诱导的自身免疫，这些T细胞已转移到T细胞和B细胞缺陷小鼠（Rag–/–小鼠）。这种治疗效果通过抗体介导的CTLA4中和无效。因此，Treg细胞表达的CTLA4可以补偿常规T细胞缺乏CTLA4表达。除了直接免疫抑制外，Treg细胞还引发树突状细胞，通过与APC上的B7配体结合，以CTLA4依赖性方式诱导常规T细胞的无反应性，然后将它们内化和降解，这一过程称为转内吞作用。

CTLA4阻断癌症

CTLA4作为T细胞活化的负调节因子的识别产生了这样一种想法，即阻断其作用可以释放T细胞对癌症的治疗反应（图3）。James Allison及其同事首先测试了这一想法，并证明中和抗CTLA4抗体可增强小鼠对移植和已建立的结肠癌和纤维肉瘤的抗肿瘤免疫。此外，在再攻击期间，用抗CTLA4治疗的动物能够通过免疫机制快速消除肿瘤细胞，这证明阻断CTLA4可诱导持久的免疫记忆。尽管CTLA4靶向单一疗法显示出对脑癌、卵巢癌、膀胱癌、结肠癌、前列腺癌和软组织癌的动物模型有益，但免疫原性较低的癌症，包括SM1乳腺癌和B16黑色素瘤，反应不佳。此外，癌症模型之间的异质性产生了不一致的组织特异性结果。此外，更大的肿瘤负荷与抗CTLA4治疗的肿瘤反应降低相关，因为更大的肿瘤会促进更强大的抗炎肿瘤微环境。

图3：CTLA4阻断抗体的影响。

细胞毒性T淋巴细胞抗原4（CTLA4）阻断抗体（α-CTLA4），尤其是与抗原呈递细胞(APC)上的Fc受体（FcR）结合时，可促进抗体依赖性细胞毒性（ADCC）。CD4+CD25+调节性T（Treg）细胞比传统T细胞表达更高量的CTLA4，因此比传统T细胞更容易发生α-CTLA4诱导的ADCC。此外，α-CTLA4可以与Treg细胞表面的CTLA4结合，防止其反调节CD28介导的共刺激通路在T细胞活化中发挥作用。同时，α-CTLA4还可以通过在常规T细胞表面活化时阻断CTLA4来促进T细胞反应。

尽管在临床前研究中取得了不同的成功，但针对CTLA4的mAb在黑色素瘤的临床试验中证明是有效的。Ipilimumab是一种人源IgG1κ抗CTLA4 mAb，在有证据表明它会引起有效的肿瘤坏死并提供3.6个月的短期生存益处后，于2011年获得FDA批准用于不可切除的III/IV期黑色素瘤。长期生存数据表明，接受ipilimumab治疗的晚期黑色素瘤患者中有22%受益于额外3年或更长时间的生命。其他长期研究证明了这种生存益处的持久性，表明CTLA4阻断后抗肿瘤免疫的持续存在。不幸的是，与黑色素瘤患者相比，肾细胞癌、非小细胞肺癌、小细胞肺癌和前列腺癌的试验结果没有那么令人印象深刻。Tremelimumab是一种CTLA4阻断抗体的IgG2同种型，尚未获得FDA的批准，因为它没有增加晚期黑色素瘤的存活率。假设Ipilimumab和Tremelimumab之间的有效性不同，因为结合动力学和介导抗体依赖性细胞介导的细胞毒性的能力不同。

CTLA4介导的肿瘤消退机制是多效性的，但由一种细胞类型T淋巴细胞的作用统一起来（图3）。T细胞反应对于CTLA4靶向药物的治疗效果是必要的，因为动物模型中的T细胞耗竭会消除杀肿瘤活性。CTLA4的抑制增强了T细胞对肿瘤相关新抗原的克隆反应，高新抗原负荷预示着对抗CTLA4治疗的有利反应。除了增强效应T细胞反应外，抗CTLA4治疗通过小鼠模型中抗体依赖性细胞介导的细胞毒性消耗局部肿瘤内Treg细胞，并使肿瘤微环境的平衡远离免疫抑制。由于目前的数据尚无定论，因此这种现象需要对人类癌症进行进一步研究。效应T细胞和Treg细胞在赋予临床益处方面的相对作用一直存在争议，尽管在两种细胞群中特异性阻断CTLA4可导致肿瘤消退的协同增加。总体而言，目前的数据表明，预测结果的最关键因素是效应T细胞与浸润肿瘤的Treg细胞的比率。

PD1/PDL1生物学功能

PD1于1992年首次被确定为细胞凋亡的推定介质，尽管后来的证据表明其在抑制免疫系统过度激活中的作用，类似于CTLA4。作为免疫球蛋白超家族中的1型跨膜糖蛋白，PD1分别表现出20%和15%与CTLA4和CD28的氨基酸同一性。人PD1在TCR刺激后在T细胞上表达，并结合B7同系物PDL1（也称为B7-H1）和PDL2（也称为B7-DC），它们组成性存在于APC上，可以在非造血组织中被促炎细胞因子诱导。在这篇综述中，将PD1及其配体称为“PD1轴”。PD1轴在T细胞活化的负调节中的主要作用在1999年变得清晰，当时发现小鼠PD1直向同源物Pdcd1的缺失会导致体内自身免疫。缺乏功能性PD1蛋白的C57BL/6小鼠出现脾肿大。这些动物的衰老导致轻度T细胞介导的狼疮样肾小球肾炎和关节炎，同时Fas基因中的lpr突变加剧了这种情况。其他小鼠品系的表征表明，BALB/c品系的Pdcd1–/–小鼠表现出导致张型心肌病的心脏炎症。相比之下，与Pdcd1充足的对应物相比，非肥胖糖尿病Pdcd1–/–小鼠加速1型糖尿病。Pdcd1–/–小鼠的异质性和迟发性自身免疫表型与Ctla4–/–动物不同，表明PD1轴对T细胞物学的调节与CTLA4不同。在空间上，CTLA4主要在淋巴器官内发挥其调节作用，而PD1倾向于在外周组织内局部调节T细胞活化。在时间上，PD1在T细胞激活和命运决定过程中稍后起作用。总体而言，PD1轴在维持T细胞对自身的耐受性方面发挥着独特的作用。

PD1主要通过效应T细胞和Treg细胞中的抑制性细胞内信号传导来抑制免疫反应。PD1基于免疫受体酪氨酸的开关基序和基于免疫受体酪氨酸的抑制基序被磷酸化并募集磷酸酶SHP1和SHP2，磷酸酶SHP1和SHP2使下游效应器（即CD3ζ亚基和ZAP70）去磷酸化，从而使下游效应器（即CD3ζ亚基和ZAP70）对早期T细胞激活76和CD28信号传导。CTLA4和PD1都抑制蛋白激酶B（PKB；也称为AKT）信号以减少葡萄糖摄取和利用，前者通过PP2A，后者通过降低磷酸肌醇3激酶（PI3K）活性。与CTLA4相比，PD1轴对于控制分化效应物的持续激活和增殖至关重要；当PD1与其配体结合时，它可以诱导一种称为T细胞衰竭的T细胞功能障碍状态。然而，在某些情况下决定PD1是否介导衰竭或细胞凋亡仍然是一个活跃的研究领域。一个模型表明，PI3K信号传导与线粒体B细胞淋巴瘤超大（BCLXL）蛋白之间的相互作用是一个关键控制点，在该点上，PD1介导的P13K抑制降低BCLXL并促进细胞凋亡。除了调节常规T细胞外，APC上的PDL1还可以控制Treg细胞分化和抑制活性。不幸的是，肿瘤细胞可以通过上调PD1配体来利用这种机制来诱导T细胞耗竭并产生促进肿瘤生长和侵袭的肿瘤微环境。

PD1/PDL1阻断癌症

一旦PD1轴与T细胞的负调节有关，临床前工作就会检查该途径的抑制剂是否可用于癌症治疗和生物标志物的发现。首先，发现癌细胞系中PDL1或PDL2的过表达会限制CD8+T细胞的细胞毒性抗肿瘤反应，而在没有功能性PD1的小鼠中肿瘤被排斥。其次，PD1的阻断抑制了同基因动物中移植骨髓瘤细胞的生长。相反，在同基因小鼠中过度表达PDL1或PDL2的移植细胞会增加肿瘤定植、负担和侵袭性。使用mAbs中和PD1轴或分泌的PD1胞外域可以逆转这些效应并增强T细胞对肿瘤细胞的细胞毒性（图4）。通过PD1阻断挽救CD8+T细胞的细胞毒性取决于CD28的表达，因为PD1介导的免疫调节在CTLA4Ig、B7阻断或CD28条件敲除小鼠的背景下丢失。此外，PD1阻断后肺癌患者外周血中恢复活力的T细胞表达CD28。PD1抑制不仅增强了抗肿瘤免疫力，而且还限制了B16黑色素瘤和CT26结肠癌转移瘤在小鼠模型中的血源性接种。因此，PD1/PDL1阻断既可以增强肿瘤细胞溶解和限制转移。除了PD1及其配体在癌症治疗中的作用外，多项研究还表明，参与PD1轴的蛋白质在人类肿瘤表达与预后之间呈负相关，表明这些蛋白质可用作潜在的生物标志物。

图4：PD1轴抑制的机制。

活化的T细胞表达程序性细胞死亡1（PD1），它与其特定的配体（PDL1或PDL2）结合以抑制活化。通过施用抗PD1（或抗PDL1或抗PDL2）抗体阻断PD1轴可防止这种抑制性相互作用，并通过促进增加的T细胞活化和增殖、增强其效应子功能和释放抗肿瘤T淋巴细胞活性支持记忆细胞的形成。因此，更多的T细胞通过其T细胞受体(TCR)与MHC分子在肿瘤细胞上呈递的肿瘤抗原结合。这最终会导致细胞溶解介质（如穿孔素和颗粒酶）的释放，从而增强对肿瘤的杀伤。

在临床前成功后，开发了旨在抵消PD1轴负免疫调节的mAb，并在临床试验中显示了疗效。Medarex（最终被百时美施贵宝收购）于2001年发起了开发。2010年，一项I期试验表明，PD1阻断剂具有良好的耐受性，可以促进抗肿瘤反应。2014年，人源化和全人源抗PD1 mAbs pembrolizumab和nivolumab（均为IgG4）成为FDA批准的首个用于治疗难治性和不可切除性黑素瘤的PD1靶向疗法。在头对头的比较中，pembrolizumab显示出比ipilimumab更好的6个月无进展生存期，并赋予总生存期效益。nivolumab的临床试验表明，1年的总生存率为72.9%，而接受化学治疗的达卡巴嗪治疗组的总生存率为42.1%。2015年，pembrolizumab被批准用于治疗表达PDL1的非小细胞肺癌，因为与基于铂的化疗药物相比，它的无进展生存期增加了4.3个月，并且比化疗药物紫杉醇更有效。靶肿瘤上PDL1表达的增加与对PD1轴阻滞反应的改善有关。其他成功的临床试验将pembrolizumab的使用扩展到头颈部鳞状细胞癌、霍奇金淋巴瘤、尿路上皮癌、胃/胃食管交界处癌和具有高度微卫星不稳定性的组织不定性癌。在微卫星不稳定性的组织不可知癌症获得批准后，pembrolizumab成为第一个基于分子生物标志物而非癌症部位获得批准的药物。然而，不同组织的免疫抑制微环境使得很难预测哪些患者会受益。与prembrolizumab类似，nivolumab的使用已扩展到肾细胞癌、头颈部鳞状细胞癌、尿路上皮癌、肝细胞癌、霍奇金淋巴瘤和具有高度微卫星不稳定性的结直肠癌。正如抗CTLA4疗法所见，长期生存分析表明PD1阻断后免疫介导的长期生存获益。然而，PD1阻断比抗CTLA4治疗具有更广泛的临床效用的原因仍然难以捉摸。据推测，这种差异可能是因为PD1轴经常通过配体表达被肿瘤吸收，而CTLA4代表更广泛的免疫调节回路。

PDL1还可以被特定抗体靶向，这些抗体已被证明对多种形式的癌症有效治疗。2016年，第一个靶向PDL1的人源化mAb，atezolizumab（一种IgG4抗体）被批准用于治疗尿路上皮癌。根据历史对照数据，15%的总缓解率被认为具有统计学意义，尽管反应取决于肿瘤PDL1的表达状态。不幸的是，额外的试验数据并未证明atezolizumab在尿路上皮癌治疗中的临床疗效超出了标准治疗范围，尽管它的毒性低于传统化疗。此后，适应症扩大到包括治疗非小细胞肺癌、三阴性乳腺癌和小细胞肺癌。其他抗PDL1人单克隆抗体，avelumab和durvalumab，于2017年进入市场。Avelumab用于治疗默克尔细胞癌、尿路上皮癌和晚期肾细胞癌。Duvalumab用于治疗尿路上皮癌和非小细胞肺癌。因此，与PD1类似，阻断PDL1对难以治疗的癌症形式也很有效。

检查点封锁的不利影响

阻断自然发生的中枢免疫检查点会释放强大的免疫效应机制，这些机制可能不尊重对自身组织的免疫耐受的正常边界。CTLA4和PDCD1基因敲除小鼠提供了对免疫检查点阻断治疗期间人类发生的自身免疫反应谱的一瞥。CTLA4及其相互作用的调节蛋白LRBA中的人类功能丧失突变也反映了抗CTLA4治疗观察到的免疫相关副作用。根据对试验数据集的荟萃分析，估计15-90%的患者会发生免疫相关不良事件。在接受CTLA4和PD1轴抑制剂治疗的患者中，分别观察到30%和15%的更严重的事件需要干预。毒性的共同免疫特征是幼稚T细胞的丧失和过度活跃的记忆T细胞的积累，这些T细胞侵入外周器官，如胃肠道和肺，并引起炎症损伤。角化和非角化黏膜似乎是最敏感的，因为大约68%和40%的接受治疗的患者分别表现出瘙痒和黏膜炎。正如在基因敲除小鼠和临床研究中观察到的那样，与靶向PD1轴的疗法相比，抗CTLA4疗法发生严重自身免疫并发症的风险更高。此外，来自剂量递增试验的数据支持抗CTLA4药物引起剂量依赖性反应的说法，这在针对PD1轴的疗法中未见。影响胃肠道和大脑的毒性在抗CTLA4治疗中更为常见，而接受PD1轴靶向治疗的患者发生甲状腺功能减退、肝毒性和肺炎的风险更高。然而，随着检查点阻断治疗的适应症数量的增加和更多的患者接受治疗，更广泛的器官和异质反应出现了更罕见的副作用。例如，在少数接受PD1抑制剂治疗的各种类型肿瘤患者中观察到疾病的过度进展。最近，有研究表明PD1抑制剂nivolumab可导致成人T细胞白血病/淋巴瘤患者的疾病快速进展，为肿瘤常驻Treg细胞在这种淋巴瘤的发病机制中的作用提供了证据。已开发出多种免疫相关反应标准，以更好地对患者对检查点封锁的反应进行分类。此外，这些标准旨在区分进展与假性进展，在这种现象中，接受CTLA4或PD1抑制剂治疗的患者经历了一段进展期，随后肿瘤快速清除。总体而言，正如检查点分子基因缺陷的动物的表型所预测的那样，检查点阻断导致自身免疫毒性和器官受累的治疗特异性模式。

有趣的是，临床前免疫检查点治疗研究并未证明在体内产生重大不良反应，因此不是人类毒性的重要预测指标。这被认为是由于这些研究的时间框架较短以及小鼠品系的近交性质。最近开发的人源化小鼠模型代表了一个平台，可以更好地概括检查点疗法引起的副作用。然而，与传统化疗药物相关的毒性相比，免疫检查点阻断相关的毒性耐受性更好，这使得这些疗法在生存获益之外的生活质量方面更具吸引力。

最近的研究旨在通过修改现有抗体和设计新的递送方法来改善免疫检查点阻断的副作用和临床反应。最近表明，异常的CTLA4再循环和随后的溶酶体降解是导致毒性和降低药物有效性的一种机制。在小鼠模型中，不干扰LRBA介导的CTLA4再循环的改良pH敏感抗体被证明可以限制不良事件并改善已建立肿瘤的临床结果，这可能最终扩大临床效用。其他研究集中在开发用于局部给药检查点抑制剂的生物材料。例如，与全身给药相比，抗PD1抗体的透皮贴剂给药耐受性更好，并在黑色素瘤小鼠模型中释放出更强大的抗肿瘤反应。目前，广泛的研究领域旨在发现新的方法，以减少与检查点治疗相关的毒性，并在更多种类的肿瘤中增加临床获益。

所有检查点药物的药物相关毒性的临床管理都是相同的，并且毒性根据2009年美国国家癌症研究所不良事件严重程度量表的通用术语标准进行分级。轻度（1级）毒性通常不予治疗。在出现2级或3级不良事件的情况下，停用检查点抑制剂直至症状和实验室值异常消失。糖皮质激素也用于有效控制免疫过度活跃。当糖皮质激素无效时，可以使用英夫利昔单抗和其他免疫抑制剂。危及生命（4级）的毒性需要完全停止治疗并根据需要采取挽救生命的措施。主动监测症状推荐实验室参数，以防止因检查点封锁而导致死亡（5级）。

目前的研究旨在确定因检查点治疗引起的器官特异性毒性的预测性生物标志物。例如，中性粒细胞活化（通过胆汁糖蛋白CEACAM1和细胞表面糖蛋白CD177的表达增加来衡量）与接受ipilimumab治疗的患者的胃肠道相关副作用相关。无论受影响的器官如何，嗜酸性粒细胞计数的增加和促炎细胞因子IL17的释放都与毒性相关。药物基因组学分析（使用遗传信息来预测对药物的反应）可以提供对介导毒性的相关基因和途径的更多了解。最终，希望基因、生物化学或代谢分析可以预先筛选或快速检测可能对检查点治疗产生最严重不良反应的个体。

过继性T细胞转移疗法

近年来，过继性T细胞（ATC）疗法将自体或同种异体T细胞注入癌症患者体内，已显示出相当大的前景。Southam等人首先证明了这种疗法的可行性。1966年，半数晚期癌症患者在接受来自患者的白细胞和自体肿瘤细胞的联合移植后显示肿瘤消退。用于白血病的同种异体造血干细胞移植代表了临床上第一个有效的过继转移方法，并且临床改善被证明是由T细胞移植物对抗肿瘤反应介导的。

TIL的ATC

1980年代后期，美国国家癌症研究所率先使用肿瘤浸润淋巴细胞（TILs）进行ATC疗法来治疗转移性黑色素瘤。从癌症活检中分离出的淋巴细胞用IL2大大扩增，然后用大量IL2重新静脉注射到同一患者体内。客观反应率为34%；然而，反应的中位持续时间仅为4个月，很少有患者出现完全反应。后来在93名转移性黑色素瘤患者中纳入ATC治疗前淋巴去除的研究更为成功，20名（22%）患者的肿瘤完全消退，其中19名在治疗3年后仍处于完全缓解状态。高通量技术使新抗原特异性TIL的筛选和富集成为可能，最近在转移性乳腺癌患者中显示出前景。此外，敲低编码细胞因子诱导型含SH2蛋白（Cish）的基因（TCR信号传导的负调节因子）可增强小鼠模型中ATC治疗的抗肿瘤反应。然而，为了使基于TIL的ATC疗法引发持久反应（图5），具有抗肿瘤活性的效应T细胞必须存在于肿瘤中，而许多癌症类型并非如此。其他调整T细胞活性和增殖的创新方法可能允许开发更多的治疗方法。

图5：过继性T细胞疗法。

a：从患者肿瘤活检组织中分离出肿瘤浸润淋巴细(TIL)，并用IL-2进行体外扩增。然后将TIL注入到经历了淋巴耗竭的患者体内，为转移的TIL提供一个生态位，使其扩大、充当效应细胞并产生免疫记忆。由于T细胞来源于肿瘤，因此假设很大一部分细胞可以识别肿瘤相关抗原(TAA)或新抗原。

b：生理性T细胞受体(TCR)复合物从具有抗原结合部分和保守结构域的多态性α和β-糖蛋白链中获得特异性，这些结构域与一组非多态性蛋白CD3γ、δ、ε和ζ相关联并通过其发出信号.TCRα和β-糖蛋白抗原结合域（紫色）的生物工程，同时保留保守域（Cα和Cβ），允许对肿瘤新抗原具有特异性的T淋巴细胞的发育和扩增。

c：最初，嵌合抗原受体（CARs）是由抗体可变区的胞外单链片段与CD3ζ信号域偶联而成。这些第一代CAR较差的扩展性和功能性导致了第二代和第三代CAR的开发，这些CAR包含来自共刺激分子（CD28和/或4-1BB）的细胞内模块，这些模块提供了完全激活T细胞所需的额外信号。后续几代CART细胞包含进一步修饰以提高抗肿瘤功效。例如，第四代“装甲”CART细胞已被设计为分泌促炎细胞因子，如IL-12，以克服肿瘤微环境中的免疫抑制。嵌合细胞因子受体4αβ包含与IL-2/IL-15Rβ链融合的IL-4Rα胞外域，它响应于IL-4发出信号，IL-4是多种肿瘤类型中的丰富细胞因子。

用于ATC的工程淋巴细胞

与体外扩增肿瘤特异性T细胞相关的挑战导致TCR工程淋巴细胞的发展（图5）。然而，这些细胞仅限于对MHC呈递的肿瘤抗原（在人类中也称为人类白细胞抗原(HLA)）而不是对肿瘤细胞上的表面抗原作出反应。然而，合成嵌合抗原受体(CAR)可以绕过MHC限制并将特异性细胞毒性直接作用于恶性细胞表面的靶分子。从患者（或同种异体供体）分离的T细胞经过基因改造以表达CAR，然后扩增并注入患者体内。这克服了肿瘤细胞经常下调MHC分子的问题，这使得细胞无法将抗原呈递给常规T细胞。CAR包含一个抗原结合域，通常来自抗体的可变区，与TCR的信号域和各种共刺激分子相连（图5）。鉴于细胞表面信号蛋白的域模块性，可以使用蛋白质工程组装细胞外靶向结构域和内部信号转导结构域的混合和匹配。这为针对特定肿瘤定制CAR提供了许多选择。第一代CART细胞仅依靠CD3ζ链来模拟TCR信号传导，但由于T细胞增殖和细胞因子产生有限，这种设计在临床试验中无效。随后几代CAR T细胞已被设计为包括来自CD28、CD40配体和其他T细胞活化正调节因子的结构域，以增强体内活化和细胞毒性。一种工程化的单链PD1阻断剂也显示出与仅具有CD28域的第二代CAR T细胞类似的增强功效。尽管CAR T细胞通常是使用逆转录病毒转导设计的，但最近的工作使用了CRISPR-Cas9技术。CRISPR-Cas9可用于直接编辑TCR种系序列，这可以导致更均匀的CAR T细胞生成，并最终获得更好的功效。

CAR T细胞疗法发展的一个限制是肿瘤细胞表面需要独特的组织限制性靶抗原。例如，专为所有B细胞表达的细胞表面分子CD19设计的CART细胞已成功治疗B细胞恶性肿瘤。第二代CD19特异性CAR T细胞的首次临床部署导致慢性淋巴细胞白血病的持久反应。CD19特异性第二代CAR T细胞B细胞急性淋巴细胞白血病(B-ALL)中的其他临床试验导致所有接受测试的BALL患者病情缓解。一项关于参加该临床试验的B-ALL患者的随访报告显示，53名患者中有44名（83%）疾病完全缓解，中位随访时间为29个月。据报道，弥漫性大B细胞淋巴瘤患者也取得了类似的成功，导致FDA于2017年批准了这些B细胞恶性肿瘤。

CAR T细胞疗法治疗B-ALL和弥漫性大B细胞淋巴瘤的临床成功部分是由于靶向CD19抗原，CD19抗原是理想的候选者，因为它在某些B细胞恶性肿瘤中高表达并且对B细胞具有特异性血统。正常CD19+B细胞的交叉靶向不会妨碍治疗或引起严重的副作用。然而，即使作为理想的靶点，CD19抗原丢失也是治疗失败的常见原因。CD22是另一种抗原，通常由B-ALL中的恶性细胞表达，并在I期试验中显示出作为CAR T细胞治疗靶点的前景。目前正在研究其他靶点，尤其是肿瘤新抗原，用于不表达CD19的血液系统恶性肿瘤以及实体瘤。基于有希望的临床前和临床数据，B细胞成熟抗原（BCMA）靶向CAR T细胞疗法有望在2020年获得FDA批准用于多发性骨髓瘤。然而，由于报告的患者复发，对其他靶抗原的研究仍在继续。最近的一项临床前研究确定了另一种靶抗原GPRC5D，其疗效和毒性与BCMA靶向CAR T细胞疗法相当。迄今为止，CAR T细胞疗法仅在实体瘤上取得了一定的成功，并且改进疗法的创新方法正在进行中。最近确定的泛癌靶点B7-H3（也称为CD276）已在多个儿科实体瘤模型中取得成功。除了直接充当溶细胞剂外，CAR T细胞还可以靶向恶劣的肿瘤微环境并恢复耗尽的T细胞。例如，新一代“装甲”CAR T细胞经过改造可产生IL12，可以克服肿瘤环境中Treg细胞和髓细胞的免疫抑制，促进CD8+T细胞的细胞溶解活性190并增强骨髓细胞募集和抗原呈递。使用靶向黏蛋白16保守胞外域（MUC16ecto）的表达IL12的CART细胞的临床前模型在卵巢癌模型中显示出有希望的结果，卵巢癌是一种在晚期预后不良的肿瘤。目前正在进行一项针对卵巢癌、输卵管癌或原发性腹膜癌患者的I期临床试验。CAR T细胞的功效也可以通过嵌合细胞因子受体（4αβ）的共表达来增强，该受体刺激响应IL4的增殖，IL4是一种通常在肿瘤微环境中丰富的细胞因子。初步研究表明，这种方法适用于针对不同肿瘤相关抗原(TAA)的CAR T细胞，并且正在进行头颈癌的临床试验。此外，转录因子JUN的过表达显示出对CAR T细胞耗竭的抵抗力。总体而言，CAR T细胞已成功治疗B细胞恶性肿瘤，继续研究这种针对难治性癌症的新治疗方式将是令人兴奋的。

ATC的局限性和不利影响

CAR T细胞疗法可能会产生毒性，并影响许多不同的器官系统，严重程度不一。患者最常经历细胞因子释放综合征（CRS）和神经毒性。CRS是体内CAR T细胞强力激活和增殖的结果，通常在细胞转移后迅速出现。症状通常是轻微的和流感样的，但也可能是严重的和危及生命的，包括低血压、高烧、毛细血管渗漏、凝血病和多系统器官衰竭。也可能发生严重的神经系统事件，例如CAR T细胞相关脑病综合征，其典型特征是意识模糊和谵妄，但有时也与癫痫和脑水肿有关。糖皮质激素是轻度CRS和CAR T细胞相关脑病综合征的一线治疗药物。Tocilizumab是一种人源化抗IL6抗体，是治疗CAR T细胞疗法引起的CRS的高效二线疗法。CD19特异性CAR T细胞疗法的其他副作用包括淋巴细胞减少症和低丙种球蛋白血症，可以通过静脉注射免疫球蛋白疗法进行有效控制，类似于原发性B细胞免疫缺陷患者接受的治疗。这些副作用背后的机制尚不清楚，进一步的研究可能会产生避免或最小化毒性的方法。最近开发的一种新型CRS小鼠模型表明，它不是由CAR T细胞衍生的IL6介导的，而是由分泌IL6、IL1和一氧化氮的受体巨噬细胞介导的。因此，IL1封锁代表了一种可能的针对CRS的武器库的新干预。此外，对低亲和力CD19特异性CART细胞的临床研究表明毒性降低并增强了功效。降低毒性的其他努力包括设计具有多种受体特异性的CAR T细胞并通过使用基于mRNA的方法来减少细胞毒性的半衰期，该方法允许瞬时受体表达或包括可以被外源性试剂激活以克隆性删除输注的自杀盒细胞。

每位患者的直接费用分别为475,000美元和373,000美元。然而，这些值并未考虑与治疗CAR T细胞疗法常见的严重不良反应相关的额外成本，估计这会使药物相关成本增加30,000美元或更多。与CART细胞疗法相比，检查点封锁的价格约为每月12,500美元。患者获得CAR T细胞疗法也代表了一个主要问题，因为只有少数实验室经过认证可以产生CAR T细胞，并且只有少数专门的三级医疗中心能够实施这种疗法。最后，CAR T细胞制造的可变性和缺乏标准实践可能导致结果的异质性。

癌症疫苗

癌症疫苗促使免疫系统保护身体免受癌症侵害，分为预防性和治疗性两类。针对乙型肝炎和人乳头瘤病毒的预防性疫苗分别有助于降低肝细胞癌和宫颈癌的发病率。这些是用于预防致癌病毒感染的经典疫苗。相比之下，治疗性疫苗旨在利用免疫系统消除已经是肿瘤的致病细胞。一个早期的例子是使用卡介苗疫苗，包括减毒牛分枝杆菌，它通常用作预防性结核病疫苗，但也被重新用作膀胱癌的原始治疗性疫苗。

从历史上看，TAAs在肿瘤细胞上高度表达，而在正常组织中的表达程度较低，这一发现为进一步的基于疫苗的治疗方法打开了大门。然而，由于TAA通常被免疫系统识别为“自身”，因此恶性肿瘤特有的病毒抗原和新抗原可能更适合作为疫苗靶点。

1970年代的早期疫苗接种方法基于自体肿瘤疫苗，涉及将患者来源的肿瘤细胞与佐剂或病毒一起给药，以激活对TAA的多克隆免疫反应。例如，感染新城疫病毒的自体肿瘤细胞已被用于一种癌症疫苗，该疫苗已在转移性淋巴瘤和黑色素瘤的临床前模型中取得成功。改良的基于新城疫病毒的疫苗已被设计为表达粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子（GM-CSF），以试图提高功效。一些黑色素瘤的临床前研究也证明了疫苗方法与检查点阻断剂的协同作用。许多自体肿瘤疫苗正在II期和III期试验中进行研究，但尚未获得FDA的批准。这种方法受到多种限制，最显着的是在某些癌症类型中难以获得患者来源的肿瘤细胞。较新的方法包括来自肿瘤基因组DNA的下一代测序开发个性化重组癌症疫苗。

个性化重组癌症疫苗的开发

与基于自身衍生的TAA的疫苗相比，引发对肿瘤衍生的新抗原的反应的疫苗应诱导更强大的免疫反应并引起更少的自身免疫相关毒性，因为被这种疫苗激活的T细胞在开发过程中不会经历负选择。这些因素，以及通过对肿瘤基因组DNA进行下一代测序来识别新抗原的能力，已将重点转移到研究制造针对新抗原的个性化重组疫苗的临床可行性。然而，尽管已证明肿瘤中更高的突变负荷与检查点阻断后更高的免疫原性和存活率相关，但只有一小部分新抗原在癌症患者中自发产生免疫反应。Sahin及其同事表明，通过下一代测序鉴定的新抗原可以在体内产生抗肿瘤反应；在接种了50种不同新抗原的小鼠中，16种具有免疫原性。有趣的是，大多数新抗原诱导来自CD4+T细胞而不是CD8+T细胞的细胞因子反应，这表明新抗原被选择用于MHC II类结合。其他临床前研究表明，CD4+和CD8+T细胞对各种癌症类型的新抗原疫苗产生了有效的反应。然而，最近的临床前工作也强调了由CD4+和CD8+T细胞介导的新抗原反应的非重叠作用。

为了设计和制造临床使用的个性化疫苗，使用基于计算机的算法来确定哪些肿瘤衍生肽可能与患者的MHC等位基因形成合适的TAA或肿瘤新抗原（图6）。有几种不同的策略来配制基于新抗原的疫苗，包括合成肽、mRNA、病毒和DNA质粒或载有抗原的树突细胞，并且很难直接比较每种策略如何影响免疫原性。在一项测试包含多达20种个人新抗原的多肽疫苗的试验中，进入研究的6名患有III期疾病的黑色素瘤患者中有4名在接种疫苗后25个月没有复发，而另外2名患有进行性疾病随后接受抗PD1治疗，导致肿瘤完全消退。此外，在本研究中测试了免疫原性的97种不同新抗原中，60%引发了CD4+T细胞反应，而15%引发了CD8+T细胞反应。另一项临床试验在13名晚期黑色素瘤患者中测试了一种编码代表个性化TAA的10个肽的RNA疫苗，也取得了类似的结果。

图6：个性化疫苗开发。

来自癌症患者的健康组织和肿瘤组织被提交进行DNA测序和生物信息学分析，以识别编码肿瘤特异性肽（新抗原）的基因变异。然后使用预测算法来筛选可能与患者的稳定结合的新抗原MHC（在人类中也称为HLA）分子及其表达通过对肿瘤mRNA进行测序来验证。然后将多种预测的新抗原配制成疫苗，与佐剂一起给予患者。治疗后，定期监测患者的新抗原特异性免疫反应和肿瘤生长。

癌症疫苗的缺陷和副作用

尽管这些早期癌症疫苗实验很有希望，但挑战依然存在。单个肿瘤可能包含数以千计的体细胞突变，预测哪些新抗原可以引起强烈的抗肿瘤反应仍然是一项不完善的技术。然而，目前的方法包括验证肿瘤细胞中突变的mRNA表达和使用软件/数据库来预测肽-MHC结合，迄今为止在临床试验中出奇地有效。然而，这种成功偏向于MHC I类特异性新抗原，因为对MHC II类分子的预测提出了独特的挑战。例如，MHCII类分子多样性的增加及其开放结合口袋的结构性质使得辨别可预测的结合基序变得困难。综上所述，MHC类别之间的这些差异突出了对新MHC II类预测算法的特殊需求。其他需要考虑的具有挑战性的因素是与开发定制疫苗相关的时间和成本。目前，这些疫苗的开发和生产大约需要4个月，虽然停机时间可用于启动其他类型的治疗，但缩短个性化治疗的时间跨度至关重要。对于快速生长或转移的肿瘤，几个月可能很重要。不断改进设计和制造的努力可以将生产时间缩短至几周。

总体而言，体细胞突变的综合鉴定以及对源自这些突变的肽的评估以引发免疫反应，重新引起了人们对癌症治疗疫苗接种策略的兴趣。尽管早期临床试验很有希望，但对这些发现的推断可能会产生误导，而先进的临床试验将最终确定个性化疫苗治疗的疗效。尽管如此，癌症疫苗是典型的“单一患者和单一疾病”精准药物，并且在几十年前还属于科幻小说的领域。进一步的研究和技术发展无疑将带来更高的精确度和有效性，并提供对抗肿瘤免疫反应机制的更好理解。

新兴癌症免疫疗法

在人类癌症中转化细胞的遗传变化的分子多样性产生了大量涉及特定组织类型和癌症机制的疾病。鉴于癌症免疫疗法的令人兴奋的进展，正在开发和测试对当前免疫治疗方法的各种修改，以解决癌症免疫发病机制和癌症靶向性的复杂性。

联合疗法

继检查点阻断单一疗法的临床成功之后，将具有不同作用机制的药物结合起来的联合疗法提高了在各种癌症中的治疗成功率。例如，ipilimumab和nivolumab联合治疗为转移性黑色素瘤和晚期肾细胞癌患者带来了显着的生存益处，导致FDA批准了这些条件。抗CTLA4和抗PD1疗法的协同作用并不奇怪，因为CTLA4和PD1以互补的方式调节抗肿瘤免疫。由CD80和PDL1二聚化介导的CTLA4和PD1通路之间的串扰提供了对双重治疗成功背后机制的额外见解。然而，正如预期的那样，联合检查点疗法也增加了药物引起的毒性的风险。

将放射治疗与检查点阻滞剂相结合是顽固性肿瘤的另一种治疗选择。单独放疗的免疫调节作用是一把双刃剑。从机制上讲，放疗通过在肿瘤细胞上诱导PDL1表达来减弱免疫反应的同时暴露新的新抗原，从而增加了抗肿瘤T细胞反应的多样性。因此，根据临床前数据，将放疗与PD1轴阻滞剂相结合代表了一种有吸引力的协同组合。转移性疾病患者可能是部署这种组合的目标人群，因为对许多肿瘤类型的检查点阻断可增强对放疗的远外反应。总体而言，双重检查点阻滞剂和放射检查点多药疗法代表了协同治疗反应的有希望的途径，因为这些药物组合显示出独特且互补的药效学。

检查点封锁的新靶标

研究还针对新发现的T细胞活化负调节因子，包括淋巴细胞活化基因3(LAG3)、T细胞免疫球蛋白3(TIM3)、T细胞活化的Vdomain免疫球蛋白抑制因子(VISTA)、B7-H3和T细胞免疫受体与免疫球蛋白和免疫受体酪氨酸抑制基序结构域(TIGIT)，作为辅助癌症药物。LAG3是一种抑制性配体，通过阻断MHC II类蛋白上的CD4接触位点来降低T细胞活化，并在活化的T细胞和Treg细胞上表达。它通过诱导细胞周期停滞来防止T细胞室的过度扩张。与PD1一样，LAG3是T细胞衰竭的标志物，在TILs上表达时预示着预后较差。已经开发了多种阻断策略，包括LAG3:Ig融合蛋白和LAG3靶向mAb。在肾细胞癌和胰腺癌患者的临床试验中，这些药物作为单一疗法并没有成功，即使它们增加了肿瘤特异性T细胞的频率。然而，当与紫杉醇联合治疗转移性乳腺癌时，50%的接受LAG3:Ig治疗的患者对治疗有反应。最近的研究表明，纤维蛋白原样蛋白1(FGL1)独立于结合MHC II类分子而激活LAG3，并且干扰这种相互作用对于释放有效的抗肿瘤作用至关重要。

TIM3是T细胞反应的另一个负调节因子。它不像LAG3那样抑制细胞周期进程，而是在半乳糖凝集素9结合后调节细胞凋亡。它的上调可能代表了抗PD1治疗耐药的机制，使联合治疗成为提高抗PD1治疗有效性的有吸引力的选择。此外，TIM3表达与非小细胞肺癌和滤泡性淋巴瘤的不良预后相关，表明在癌症进展中起作用。与TIM3类似，VISTA是另一种被证明与对当前检查点抑制剂的耐药性相关的分子，并已在小鼠模型中证明与抗PD1疗法具有协同作用。

B7-H3代表另一种可靶向的T细胞反应负调节因子。它在许多肿瘤类型中高度表达，包括非小细胞肺癌、前列腺癌、胰腺癌、卵巢癌和结直肠癌。Enoblituzumab是一种靶向B7-H3的人源化mAb，在对各种肿瘤类型患者的I期研究中可有效诱导抗肿瘤反应。与B7H3和CD3结合的双亲和重靶向(DART)蛋白以及放射性碘偶联的B7-H3 mAb代表了调节该途径的其他方法，并处于早期临床测试中。

最后，正在将TIGIT作为检查点目标进行研究，它在其细胞内结构域中包含两个免疫受体酪氨酸抑制基序并抑制T细胞过度活化。它在TIL中的表达比在外周细胞中的表达更强，由于与其他检查点分子相比，它具有更高的特异性，因此成为一个有吸引力的目标。临床前证据表明，TIGIT阻断增强了预先存在的检查点抑制剂的作用，并重振了肿瘤特异性耗尽的T细胞。目前，阻断除CTLA4或PD1轴以外的免疫检查点还没有显示出作为单一药物的主要临床益处，但可能会增加现有治疗的有效性。

虽然免疫检查点分子的阻断释放了有效的抗肿瘤反应，但T细胞共刺激受体的刺激，包括诱导共刺激(ICOS)，肿瘤坏死因子受体超家族成员4（TNFRSF4；也称为CD134）、肿瘤坏死因子受体超家族成员9（TNFRSF9；也称为41BB）、糖皮质激素诱导的肿瘤坏死因子受体（GITR）和CD27，也可以放大现有的作用免疫疗法，如临床前和早期临床研究所示。ICOS是CD28共刺激分子家族的成员，可介导上下文相关的细胞因子反应，重点是T辅助2（TH2）细胞倾斜。经修饰以表达ICOS配体的疫苗对ICOS的刺激表现出与临床前CTLA4阻断抗体治疗的协同作用。用目前批准的抗CTLA4和抗PD1疗法治疗后ICOS上调可能代表积极抗肿瘤反应的生物标志物，因为它与有利的结果相关。

TNFRSF4是另一种共刺激分子，临床前证据表明其在肉瘤、黑色素瘤和乳腺癌中发挥强大的抗肿瘤反应作用。数据表明，靶向TNFRSF4可以增强抗PD1治疗，因为TNFRSF4激动可以上调PDL1表达。除了与检查点阻断的协同作用外，通过转染在CART细胞内上调TNFRSF4代表了一种增强肿瘤细胞毒性的方法170。其他TNFR家族成员（如TNFRSF9、GITR和CD27）的激动作用正在作为各种肿瘤类型的I/II期试验中的辅助治疗进行测试，结果很有希望。因此，阳性T细胞共刺激信号的激动作用与现有的检查点抑制剂或CAR T细胞相结合，代表了一种增强抗肿瘤免疫的新治疗途径。

总结

专注于T细胞的癌症免疫疗法已成为抗癌的强大工具。尽管如此，经过多年的基础科学发现和随后的临床转化，才毫不含糊地证明了调节免疫系统治疗癌症的能力。进一步研究T细胞和其他免疫细胞（例如APC和NK细胞）的调节，可能使我们能够增强这种方法的力量。在“难以治疗”的肿瘤中，在检查点阻断剂、ATC转移疗法和癌症疫苗的临床试验中观察到的效应量远高于最有效的化学治疗剂。尽管免疫相关的不良反应很常见，但这些创新的免疫靶向疗法比传统的化疗药物耐受性更好。随着目前批准的疗法适应症的扩大以及对新型药物靶点的不断探索，新兴的癌症免疫疗法领域不断发展。我们所讲述的癌症免疫治疗成功案例凸显了基础科学研究与临床实践之间的内在联系。它们还说明了建立在坚实的基础科学基础上的床边方法如何能够成功地对抗人类最可怕的疾病之一。

参考文献：

Waldman, A.D., Fritz, J.M. & Lenardo, M.J. A guide to cancer immunotherapy: from T cell basic science to clinical practice. Nat Rev Immunol 20, 651–668 (2020).