癌症免疫疗法,尤其是免疫检查点阻断(icb),彻底改变了肿瘤学。然而,只有有限数量的患者从免疫治疗中受益,一些最初对免疫治疗有反应的癌症最终会复发和进展。因此,一些研究调查了将免疫疗法与其他疗法相结合以克服对单一疗法的耐药性。最近,多项临床前和临床研究表明,肿瘤血管系统是免疫疗法是否会引发抗肿瘤反应的决定因素。因此,血管靶向可能是改善癌症免疫治疗结果的一种有前景的策略。成功的抗肿瘤免疫反应需要完整的“癌症-免疫循环”,包括 t 细胞启动和激活、免疫细胞募集以及识别和杀死癌细胞。
1971 年,judah folkman 提出了“抗血管生成”的概念,即为了临床获益而阻止血管生成。贝伐单抗是一种抗vegf 单克隆抗体,在一项具有里程碑意义的 iii 期临床试验取得成功后,于 2004 年获得 fda 批准用于治疗结直肠癌(crc)。fda 已经批准了十多种靶向 vegf/vegfr 轴的药物,用于治疗一系列癌症。这些药物可分为两大类:蛋白质抑制剂和多靶点受体酪氨酸激酶抑制剂(tkis)。虽然有效的抗血管生成治疗在阻止肿瘤生长方面具有公认的功效,但在某些情况下,由于代偿机制,它们无法通过单一疗法根除肿瘤。因此,抗血管生成剂与其他治疗策略相结合可能是必要的有效根除肿瘤;在这些策略中,靶向 vegf/vegfr 轴已成为 2020 年最常见的联合治疗方式
通过与多个免疫细胞和内皮细胞上的受体结合,vegf干扰了整个癌症免疫周期——从抗癌免疫的启动到 t 细胞的募集,再到识别和杀死癌细胞。vegf 限制了淋巴器官中成熟 dc 和幼稚 t 细胞的供应,因为它们可以分别抑制其祖细胞的成熟和分化。在肿瘤血管中,vegf诱导ctl凋亡,使内皮细胞更倾向于免疫抑制细胞的肿瘤归巢。在肿瘤微环境中,vegf通过促进抑制分子的表达,促进免疫抑制细胞的增殖和功能,抑制ctls的细胞毒功能。
强大的抗癌免疫反应依赖于有效的癌症新抗原呈递来启动和激活幼稚 t 细胞。
癌症新抗原呈递的缺失和肿瘤特异性 t 细胞的缺失是导致癌症免疫疗法耐药的主要因素。t 细胞的成功启动和激活受两个独立因素的影响:抗原呈递细胞的功能和具有肿瘤抗原特异性t 细胞受体的初始t 细胞的可用性。nndcs 是最有效的抗原呈递细胞,对抗肿瘤免疫的启动和放大做出了重大贡献。dcs 可以分为两种功能状态,“成熟”和“未成熟”。未成熟的dc 捕获tme 中的抗原后,它们会移动到肿瘤引流淋巴结,并将mhci 类分子上捕获的抗原呈递给 cd8+ t 细胞,从而引发和激活抗原特异性初始 t细胞。同时,未成熟的dcs也逐渐成熟,其特点是共刺激分子表达上调,促炎细胞因子分泌增多。最早报道的抗血管生成因子的免疫抑制功能之一是肿瘤来源的vegf 抑制祖细胞 dcs 的成熟,这导致肿瘤引流淋巴结中癌症新抗原的呈递减少,从而有助于肿瘤逃避免疫。
与成熟 dc 相比,未成熟dc 是更强大的foxp3 +调节性t 细胞(treg)诱导剂。最近有报道称vegf 通过 vegfr2-rhoa-cofilin1 通路损害成熟 dcs 的免疫功能和迁移能力。功能失调的循环 dc 和成熟 dc 种群的减少与许多癌症中 vegf 浓度升高有关,尤其是转移性恶性肿瘤。此外,据报道,vegf可上调骨髓 dc上 pd-l1的表达,这可能会损害 dc介导的 t细胞启动和增殖。体外研究表明,通过贝伐单抗或索拉非尼抑制 vegf 轴,可以恢复在 vegf 存在下分化的 dc 的功能。因此,抗血管生成抑制剂的给药增加了淋巴结中 t 细胞启动和激活所必需的功能性 dc。
2.抗血管生成治疗促进效应细胞浸润
免疫细胞需要正常和功能性的肿瘤血管网络才能浸润肿瘤。将肿瘤特异性 t 细胞有效运输到肿瘤部位并将它们浸润到肿瘤床中是对癌症免疫疗法的反应所必需的。因此,治疗前肿瘤中 t 细胞浸润不良通常与对癌症免疫疗法的抵抗相关。“血管生成开关”分别由抗血管生成诱导剂和抑制剂控制,例如 vegf和血小板反应蛋白-1。实体瘤内的缺氧微环境导致血管生成因子的持续产生;因此,“血管生成开关”不断被激活以满足氧气和营养需求。结果,新产生的血管不成熟和异常,并损害 t细胞外渗。
t 细胞排斥的一个潜在解释是内皮细胞分泌的 t 细胞趋化因子的下调,例如 cxcl10 和 cxcl11。效应细胞无法穿透实体肿瘤的另一个原因可能是功能失调的肿瘤内皮的粘附分子下调。t细胞浸润依赖于粘附分子,如细胞内粘附分子1 (icam1)、血管粘附分子1 (vcam1)和cd34。体内研究表明,vegf损害白细胞-血管壁相互作用;这一机制涉及vegf诱导的肿瘤坏死因子α(tnf-α)介导的内皮上icam1和vcam1表达的下调。在人类癌症中,内皮细胞cd34的表达也被vegf下调。在crc和黑色素瘤小鼠模型中,抗血管生成药物治疗通过增加粘附分子icam-1和vcam-1的表达,促进白细胞-血管壁相互作用,从而增加白细胞浸润。总之,vegf 诱导的功能失调的肿瘤血管系统会干扰 t 细胞的运输和浸润,并且是癌症免疫治疗的关键障碍。