文摘
在过去的几十年开发了一类新的治疗药物,阻止肿瘤血管生成。这些抗血管新生的分子目标VEGF、VEGFR PDGFR,和c - kit,不仅可以对内皮细胞,免疫细胞。一些抗血管新生的分子抑制免疫抑制机制的发展由肿瘤逃避免疫系统(如调节性T细胞,myeloid-derived抑制细胞和免疫抑制细胞因子)。这些免疫调节效应必须详细描述,使一个更好的处方治疗。在本文中,我们将把重点放在抗血管生成药物对免疫抑制的影响及其潜在结合免疫治疗策略。有趣的是,免疫参数或调制治疗期间可以作为潜在的生物标记物的响应或耐抗血管生成疗法。
1。介绍
2000年,Hanahan和Weinberg定义6标志标准的癌症。6分构成这些特点:维持增殖信号,逃避生长抑制,抵抗细胞死亡,使复制的永生,诱导血管生成,激活入侵和转移(1]。在2011年,这些标准已经重新审视和2新兴标准补充道:解除对细胞能量,避免免疫破坏(2]。因此癌症细胞绕过正常的免疫系统的监视限制肿瘤的发展。一直在强调免疫监视的作用在癌症实验和临床研究。小鼠淋巴细胞缺乏或干扰素I型信号更容易受到癌症的发展比野生型小鼠(3]。在人类中,免疫功能不全的患者的肿瘤发病率(移植病人或艾滋病患者)是增强4,5]。相反,肿瘤浸润T或NK细胞与在结直肠或卵巢癌患者预后良好6- - - - - -8]。最近,不同的作品表明,免疫系统可以扮演一个角色在传统癌症疗法的抗肿瘤效应9]。免疫系统可能涉及两种不同的方式。首先,传统癌症疗法可以直接作用于肿瘤细胞和诱导免疫细胞死亡。因此,传统的癌症治疗引起肿瘤细胞死亡的凋亡的身体和释放实验,提出了由树突细胞(9]。另一方面,传统癌症疗法可以调节肿瘤微环境通过抑制肿瘤引起的免疫抑制机制或通过刺激免疫效应细胞。在过去的十年中,分子靶向制剂针对目标癌症细胞及其微环境开发。在这些靶向制剂,抗血管生成分子已经登记在多种实体肿瘤的治疗。阻断肿瘤血管生成有必要让肿瘤细胞的生长和传播。
2。Proangiogenic因素和免疫
血管生成是一个生理过程,参与新血管的形成从先前存在的血管。它允许氧气和营养的供应,消除浪费。血管生成在肿瘤的发展代表了一个关键事件。血管生成是由一个很好的支持和抗血管生成信号之间的平衡。在缺乏氧气中心的肿瘤,缺氧诱导转录因子的表达。在这些转录因子,缺氧诱导因子(HIF)诱发的表达pro-angiogenic因素如血管内皮生长因子(VEGF)和血小板源生长因子(PDGF)。VEGF是最有效的血管生成的来源之一。其表达式也是由不同的癌基因蛋白(如表皮生长因子(EGF), k, PDGF,和hpv16 E6、E7癌基因蛋白的)(10,11]。proangiogenic因素引起的缺氧或癌基因蛋白时,支持和抗血管生成因子之间的平衡是管制导致的血管生成开关与血管细胞的增殖和迁移和新血管的形成。这些新的血管结构改变导致扭曲和扩大血管,渗透率增加,不规则的血液流动,和microhemorrhages肿瘤。一些proangiogenic分子如VEGF、胎盘生长因子(PlGF)和肝细胞生长因子(HGF)能够调节免疫12- - - - - -14]。VEGF家族是由六种不同的成员(VEGF-A, - b, c, d, e和PlGF)。VEGF-A发展的肿瘤血管生成中发挥着关键作用,是肿瘤细胞产生的。VEGF-A与两个受体,VEGF-R1 r2,表达对内皮细胞和免疫细胞。VEGF-A可以调节内皮细胞粘附分子的表达如ICAM-1 2参与白细胞粘附血管内皮。这就减少导致减少肿瘤的淋巴细胞浸润15]。VEGF-A也在不同层次上参与肿瘤免疫抑制的感应。Tumor-derived VEGF-A可以抑制转录因子的激活核因子-κB (NF -κ通过VEGFR-1 B)信号,从而防止树突细胞(DC)成熟(12,13,16]。增加血浆VEGF水平也相关的存在未成熟DC和不成熟的髓细胞癌症患者的外周血17,18]。管理外源性VEGF-A患肿瘤小鼠抑制DC的分化,促进未成熟的骨髓细胞的积累在脾脏,淋巴结和外周血19]。VEGF-A政府还降低脾T细胞比例和数量和抑制其功能(19]。VEGF-A-induced myeloid-derived抑制细胞(MDSC)积累和t细胞减少依赖VEGFR2信号两个VEGF的评估管理165年变异有选择性地针对VEGFR1或VEGFR2患肿瘤小鼠(20.]。Proangiogenic因素也可以参与积累的调控t细胞在肿瘤的老鼠,因为感应Treg等不成熟的直流或不成熟的髓细胞MDSC代表Treg分化肿瘤的机制之一。不成熟的直流或MDSC有能力诱导Treg TGF细胞增殖β——或者arginase-dependent方式,分别21,22]。最近,我们已经表明,VEGF-A还可以直接引发Treg VEGFR2-dependent地扩散在小鼠肿瘤和转移性结直肠癌患者23,24]。VEGF-A还可以促进肿瘤相关巨噬细胞发展肿瘤诱导单核细胞/巨噬细胞招聘。然而,其他肿瘤产生的细胞因子il - 4和il - 10等需要诱导极化对M2巨噬细胞促进肿瘤生长,入侵和血管生成25,26]。
胎盘生长因子(PlGF) VEGF-R1配体,也阻碍了DC分化(13]。在体外实验表明,PlGF可以阻止人类的能力myeloid-derived DC刺激Th1反应(27]。肝细胞生长因子(HGF)是由大量的肿瘤(包括癌、软组织肉瘤、和造血系统恶性肿瘤)(28),是与肿瘤血管生成29日,30.]。c-met, HGF的受体,不同的肿瘤细胞表达的,但也可以出现在免疫细胞的表面,如直流(31日]。刺激老鼠直流与抑制抗原递呈功能和诱导胶质瘤Th2细胞因子的偏见。这些HGF-treated直流有能力刺激Treg扩张(14]。
3所示。抗血管生成分子和免疫抑制
抗血管生成分子主要是分成两个子类:proangiogenic分子的目标受体酪氨酸激酶抑制剂,并阻止他们的信号通路和单克隆抗体,直接目标循环proangiogenic因素或其受体。酪氨酸激酶抑制剂、舒尼替和索拉非尼已经被批准用于治疗不同的肿瘤类型包括转移性肾细胞癌和肝细胞癌。舒尼替目标VEGFR1-3 PDGFR, c - kit, Flt3 [32),而索拉非尼块VEGFR1-3 PDGFR, c - kit, Raf-kinases [33]。贝伐单抗,一个专门针对VEGF-A单克隆抗体,通常用于治疗不同肿瘤类型包括转移性结直肠癌患者(34,35]。描述了这些抗血管生成分子免疫抑制和免疫反应。贝伐单抗,例如,可以稍微提高直流比例和功能(allostimulatory能力和细胞因子的生产)在固体癌症患者18]。这个结果是按照鼠标研究抗vegf抗体提高数量和功能的直流(36,37]。Sunitinib-treated老鼠显示修改他们的肿瘤微环境以减少免疫抑制细胞因子的表达(TGF il - 10β)和抑制分子(PD-1 CTLA-4) [38]。
除了这些结果抗血管生成疗法对肿瘤导致免疫抑制的作用主要是通过对Treg和MDSC的影响研究。
3.1。调节性T细胞
舒尼替治疗结果Treg比例和数量的减少在脾脏和肿瘤在不同的小鼠肿瘤模型和mRCC患者的外周血和肿瘤(38,39]。索拉非尼治疗后观察已报告在小鼠肿瘤模型和mRCC患者的外周血和肝硬化患者肝细胞癌(40- - - - - -44]。在mRCC舒尼替患者比例升高的Treg基线,逐步降低Treg观察治疗期间。这种减少后开始后的第一个治疗周期,成为统计上显著的第二个周期(45]。初步数据在贝伐单抗,anti-VEGF-A抗体,表明,四分之三的转移性结直肠癌患者,anti-VEGF-A治疗导致Treg降低外周血(46]。在另一项研究中进行mRCC贝伐单抗治疗的患者与低剂量增强Treg - 2比例在外周血47]。这些结果的差异可以解释能力的低剂量的诱导Treg扩散[- 248]。我们最近表明,针对VEGF-A足以调节Treg比例和数量在癌症以来anti-VEGF-A抗体(老鼠)或贝伐单抗(人类)抑制Treg增加结直肠癌的小鼠模型,在转移性结直肠癌患者,分别为(23]。不同的机制参与Treg调制的抗血管生成药物针对VEGF-A / VEGFR建议。Tumor-derived Treg扩张通常是由四个不同的机制:优先迁移对肿瘤通过缺氧诱导的一组特殊的趋化因子优先招聘Treg [49),传统的T细胞转化为Treg,先前存在的Treg,扩散和优惠的生存在氧化stress-mediated Treg细胞死亡相比,传统的T细胞(50- - - - - -52]。相关研究表明,sunitinib-induced Treg下降可能是由于减少myeloid-derived抑制细胞(MDSC) [50]。舒尼替还可以阻止传统CD4的转换+Foxp3- - - - - -T细胞CD4+Foxp3+Treg [53]。我们已经表明,针对VEGF-A / VEGFR也可以抑制VEGF-A-induced Treg在结直肠癌扩散模型和患者(23]。
3.2。Myeloid-Derived抑制细胞
舒尼替治疗已经观察到减少MDSC比例在脾脏和肿瘤不同的小鼠肿瘤模型38,54]。舒尼替似乎调节MDSC由两种不同的方式。这酪氨酸激酶抑制剂抑制单核细胞的子集的扩散MDSC ()和诱发的细胞凋亡引起的子集()[55]。mRCC患者,经过第一个周期的治疗舒尼替林所有MDSC子集(不成熟的比例−,单核细胞的CD33的+CD14+博士−和粒细胞前CD33的+CD15+博士−MDSC)降低外周血(50]。索拉非尼也会降低MDSC比例在小鼠模型的肝脏癌在乳腺肿瘤评估,分别通过流式细胞术和免疫组织化学染色(41,56]。在肾癌的小鼠模型,抗vegf抗体治疗减少CD11b的数量+VEGFR1+髓细胞能够抑制t细胞反应(57]。在癌症患者中,贝伐单抗的影响是有争议的。进行的一项研究固体癌症患者描述减少不成熟的骨髓细胞(CD45+林−HLA-DR−贝伐单抗治疗后一个周期(18]。然而,在mRCC病人,贝伐单抗仅没有影响MDSC比例。增加MDSC比例甚至观察后的贝伐单抗疗法(- 258]。注意,表型标记用于这两个研究都是不同的。在固体癌症患者进行的研究中,未成熟MDSC使用CD45表征+林−HLA-DR−染色,而在mRCC患者粒细胞MDSC使用CD66b标志进行了分析。这些结果可能表明,贝伐单抗可以调节并不是所有MDSC子集只不成熟MDSC [18,58]。MDSC比例- 2的影响也可能不被排除在外59]。在黑色素瘤的小鼠模型,研究显示一个关键角色tumor-expressed伊诺MDSC的招聘通过调制VEGF分泌的60]。像其他细胞因子或生长因子(il - 6、il - 10、EGF和HGF), VEGF能激活转录因子STAT3在癌症中发挥着关键作用。STAT3促进肿瘤细胞的存活和增殖、血管生成和转移,但也免疫抑制的发展途径61年]。舒尼替阻断STAT3磷酸化的能力最近描述。抑制STAT3可能至少部分解释的影响舒尼替MDSC减少(54]。
4所示。免疫抗血管生成治疗后恢复
尽管抗血管生成分子可以抑制免疫抑制机制的发展(MDSC Treg,免疫抑制细胞因子,抑制分子),这些分子是一个关键的免疫刺激性能力诱导一种有效的抗肿瘤免疫反应。
4.1。肿瘤免疫细胞的浸润
有能力提高CD4舒尼替治疗+T和CD8+小鼠T细胞瘤内渗透(38),VEGF / VEGFR2封锁已被证明提高过继转移的浸润T细胞进入肿瘤(62年]。Anti-VEGFR2治疗也可以提高肿瘤特异性T细胞的迁移引起的肿瘤疫苗接种战略(63年]。这些观察可以解释肿瘤血管正常化的观察在抗血管新生治疗和预防ICAM-1和肿瘤内皮细胞(差别V-CAM-1对这些64年]。
4.2。t细胞调制
舒尼替和索拉非尼没有相同的对t细胞活化的影响。舒尼替治疗提高了肿瘤浸润T细胞的功能能力通过刺激干扰素γ生产和对肿瘤细胞溶解的活动(38)和改善Th1反应后刺激PBMC anti-CD3 / CD28抗体mRCC患者(39,50]。这可能是由于MDSC Treg比例降低这些患者的外周血。关于索拉非尼,似乎抑制t细胞的激活和增殖。在PBMC获得健康的志愿者,索拉非尼抑制T细胞CD25和CD69表达和2 PHA刺激和诱发T细胞凋亡后生产在体外(65年]。索拉非尼治疗可以减少Lck磷酸化在T细胞刺激的背景下,这就可以解释抑制T细胞活动(65年]。索拉非尼也目标raf-1参与t细胞活化诱导的细胞(66年]。Raf-1封锁,索拉非尼也可能导致T细胞的抑制作用。索拉非尼也可能抑制DC成熟TLR刺激和功能性能力尤其是细胞因子分泌(67年]。因此,舒尼替和索拉非尼似乎调节T细胞的功能不同。这两个活动分子的光谱是不同的,可以解释这些差异。然而,研究表明抑制t细胞活动执行了索拉非尼在体外。在两项研究进行mRCC患者或肝硬化晚期肝细胞癌患者使用索拉非尼治疗,不影响Th1反应观察(42,44]。在转移性结直肠癌患者中,贝伐单抗治疗提高绝对数量的CD4, CD8, CD3淋巴细胞(68年)- 2和IFNg生产后引发刺激anti-CD3 PBMC的抗体(69年]。
4.3。NK细胞
NK细胞参与的控制肿瘤发展和可能负责一种有效的抗肿瘤免疫反应的发展。在一个在体外研究中,索拉非尼减少NK细胞对肿瘤细胞的反应性表达下调PI3Kinase和Erk1/2磷酸化70年]。然而,高浓度的索拉非尼已经使用在这项研究中,似乎并不对应于生理剂量。舒尼替调节无论是mRCC患者的外周血中NK细胞比例和功能在体外(70年,71年]。然而,NK细胞激活受体的配体的表达在肿瘤细胞可能由酪氨酸激酶抑制剂。因此,舒尼替和索拉非尼NKG2D配体诱导表达对鼻咽癌、肝癌细胞株授予一个增强对NK细胞溶菌作用[72年,73年]。黄等人证明了索拉非尼减少ADAM9的表达,参与脱落的金属蛋白酶主要组织相容性复合体类我跟链(云母),一个NKG2D配体(72年]。它导致减少可溶性云母生产和增加膜结合云母表达式。
5。抗血管生成治疗和癌症之间协同作用的疫苗
抗血管生成的分子调节引起的免疫抑制肿瘤、增强Th1反应促有丝分裂的引发刺激后,并增加t细胞渗透到肿瘤,但他们似乎并不能够自发恢复特定的肿瘤抗原t细胞反应。因此,在结直肠癌的老鼠模型表达的癌胚抗原(CEA)、舒尼替治疗不会产生CEA-specific t细胞应答(74年]。然而,战略抑制肿瘤导致免疫抑制机制创造宽松条件诱导接种疫苗后一种有效的抗肿瘤免疫反应。不同的方法一般用于消除Treg肿瘤小鼠。在这些方法中,有节奏的剂量的环磷酰胺或拮抗剂CCR4推动发展的一种有效的抗肿瘤疫苗引发的免疫反应(75年,76年]。但策略常用的消耗或块Treg函数主要缺点:消耗的Treg取消激活效应T细胞。抗血管生成分子似乎有几个优点:(1)他们只恢复Treg比例生理水平避免自身免疫介导的副作用;(2)他们不耗尽激活T细胞;(3)抑制MDSC等免疫抑制通路;(4)他们有自己潜在的抗肿瘤效应。也曾试验过不同的疫苗接种战略结合抗血管生成疗法在小鼠肿瘤模型。运载体表达可溶性VEGFR-1和2与GM-CSF-secreting相关肿瘤细胞免疫治疗增强抗肿瘤免疫反应在结肠直肠癌和黑色素瘤小鼠模型(77年]。重组病毒载体表达肿瘤抗原或聚集有关分子也与抗血管生成分子有关。舒尼替增强抗肿瘤效果的adenoviral向量表达il - 12 coadministrated 4.1 bb配体,costimulatory分子(38]。在东部土拨鼠肝炎病毒诱导肝细胞癌模型,两个运载体的政府,一个编码gm - csf和il - 12和抗血管生成的其他表达因素属性(血管内皮抑制素和色素epithelium-derived因素),减少肿瘤体积。这种组合效果的增强NK细胞免疫调节分子的渗透和减少CTLA-4和PD-1评估rt - pcr研究[78年]。协会与痘病毒疫苗编码舒尼替B7-1, ICAM-1 LFA-3和CEA抗原提升CEA-specific CD8的增强+T细胞的肿瘤。Peptide-pulsed直流已经联合抗vegf抗体或舒尼替治疗导致特定CD8的感应+T细胞在肿瘤引流淋巴结或肿瘤(36,79年]。管理舒尼替前接种诱导优越的抗肿瘤功效比政府后接种疫苗或并发74年]。这种协同作用可以解释为调制引起的免疫抑制的肿瘤导致更好的诱导抗原CD8+疫苗接种后T细胞。抗血管生成分子也可能是暂时性的正常化肿瘤血管化(80年]。这个血管正常化可以帮助CD8+T细胞涌入疫苗接种后的肿瘤(63年]。血管正常化也可能伴随着减少缺氧。因为缺氧可能是参与免疫抑制机制的发展,缺氧的抑制也可以调制肿瘤导致的免疫抑制机制(81年]。在小鼠乳腺肿瘤模型中,anti-VEGFR2抗体增强肿瘤灌注,从而减少缺氧,导致一个更高效的CD8+T细胞浸润和免疫抑制的调制。这两个现象(免疫抑制和血管正常化的调制)似乎联系(81年]。然而,我们可以假设抗血管生成分子之间的协同和疫苗接种不可能只是由于血管再生和更好的CD8涌入+协会以来,T细胞肿瘤抗血管生成与疫苗只有加强管理之前接种疫苗和抗血管生成分子时不同时74年]。
6。生物标记抗血管生成治疗的反应性
抗血管生成药物可能导致的副作用(特别是心血管、肾或皮肤不良反应)或增强化疗的副作用。因此,确定预测标记的疗效和耐受性将有助于给正确的治疗病人,避免不必要的医疗成本和毒性。目前注册的抗血管生成作用的分子可能是短暂的,和中等耐抗血管生成分子可能发生在治疗。检测耐药性的出现可以帮助治疗的提示修改协议,从而防止继续政府不再有利于患者的治疗。
目前没有有效的生物标记物用于日常训练预测疗效,发生二次阻力,甚至AA患者治疗的耐受性。许多潜在生物标志物正在接受调查,一些测量治疗前基线,其他人在治疗期间,包括第二代测试测量血浆VEGF水平,CEC, PET扫描成像,或特定的免疫组织化学染色(82年,83年]。
其他类型的预测生物标志物探索可能的免疫细胞或细胞因子immunomonitoring作为抗血管生成分子调节外周血中免疫参数。这些免疫参数可以定期分析在专用平台。我们最近发现,与舒尼替我们观察到3周期治疗后外周血中减少Treg 28 mRCC病人。病人表现出减少了10%的Treg舒尼替第三周期治疗后显示总体存活率比其他病人(45]。然而,Treg减少之间的相关性及临床反应时没有被观察到其他临床标准已经被使用,比如RECIST标准或无进展生存。其他免疫参数可以帮助检测耐火度抗血管生成药物。抗vegf治疗,增加肿瘤的浸润MDSC在不同的小鼠肿瘤模型84年]。引发也被牵连舒尼替治疗作为一种逃避机制。增加血浆的水平中发现了引发不同的临床肿瘤模型对舒尼替。管理中和anti-IL-8抗体导致恢复敏感性肿瘤抗血管生成(85年]。瘤内引发水平也提高了mRCC病人没有回应舒尼替[85年]。最后,增加HGF和bFGF等离子体水平进展之前已经观察到一群43转移性结直肠癌患者接受贝伐单抗(治疗86年]。因此免疫生物参数可能是有趣的预测抗血管生成的功效。然而,这些潜在的生物标记物必须在大型前瞻性临床试验进行验证。为他们的常规使用标准化技术也是必要的。
7所示。结论
抗血管生成分子免疫调节效应在小鼠肿瘤模型和癌症患者。然而,所有抗血管生成药物没有相同的对免疫系统的影响,可能取决于他们的目标。精确的机制参与抗血管生成对免疫系统的影响还没有完全理解。在未来,我们需要考虑这些在抗癌靶向治疗策略的免疫调节效应更好地开这些药物。一些抗血管生成,尤其是舒尼替可成功与免疫治疗策略。此外,这些分子的免疫调节特性可用于其他疾病比癌症、自身免疫或移植物抗宿主病。最后,定义免疫生物标志物预测抗血管生成反应也可能有助于更好的选择病人和避免不必要的不良事件和不必要的成本。
确认
这项工作是由罗氏公司,辉瑞公司协会倒说是靠le癌症Ligue靠le癌症和协会des Gastroenterologues Oncologues。m . Terme联赛得到了国家靠le癌症和协会des Gastroenterologues Oncologues和Labex Immunooncology。