摘要：癌症的“免疫检查点抑制剂”描述了使用治疗性抗体，破坏阴性免疫调节检查点，并释放固有抗肿瘤免疫应答。针对检查点分子的细胞*性T淋巴细胞抗原4(CTLA4)、程序性细胞死亡1(PD1)和PD1配体1(PD-L1)的抗体在临床中取得了早期成功，这导致了美国食品和药物管理局批准了多种药物。然而，临床医生仍然有非常有限的工具来区分那些将和将不会对治疗有反应的先天患者。这推动了一波对肿瘤原发性耐药免疫检查点抑制剂的分子机制的研究，导致重新发现了对抗肿瘤免疫至关重要的生物过程，即干扰素信号传导和抗原呈递。其他研究已经阐明了典型癌症信号通路的免疫学意义，如WNT-β-连环蛋白信号、细胞周期调节信号、丝裂原激活蛋白激酶信号和肿瘤抑制因子磷酸肌醇磷酸酶PTEN缺失激活的通路。在这里，我们回顾了这些耐药的分子机制，并探索了正在进行的克服免疫检查点抑制剂耐药的方法，并扩大了可以从免疫检查点抑制剂中获益的患者的范围。
NatureImmunology文章《Tumour-intrinsicresistancetoimmunecheckpointblockade》是一篇关于肿瘤免疫治疗原发性耐药的综述。作者再三考虑到此篇文章的经典性，将原文一字不落的翻译了过来。以下是正文：
癌症免疫治疗是一种通过利用人类免疫系统的细胞*性潜力，治疗恶性肿瘤的策略，特别是肿瘤-特异性细胞*性T细胞。在不同类型的癌症免疫治疗中，免疫检查点抑制剂的影响最广泛，几种针对细胞*性T淋巴细胞抗原4(CTLA4)或程序性细胞死亡1(PD1)-PD1配体1(PD-L1)轴的抗体被批准用于许多不同的癌症。大量的抗体和小分子靶向其他假定的免疫检查点(如LAG3、TIGIT、TIM3、B7H3、CD39、CD73和腺苷A2A受体)，破坏肿瘤细胞与T细胞或髓系细胞和T细胞之间的负调控，正在临床和临床前发育中。
病人内源性因素(如年龄、性别、HLA基因型和遗传多态性)，肿瘤基质-原发性因素(如主免疫系统和肿瘤-相关基质)和环境因素（如肠道微生物群）可能有助于免疫检查点抑制剂。然而，肿瘤细胞-内在因子（在这里定义为肿瘤-内在因子），与肿瘤细胞本身的遗传、转录或功能谱相关，是应答和耐药性的主要决定因素之一。
肿瘤-固有性因素的重要性反映在不同组织学类型对免疫检查点抑制剂应答率的广泛差异，以及具有相似分子和遗传特征的肿瘤的高应答率（例如，微卫星不稳定性）。这些肿瘤原发性因素也会影响某些肿瘤细胞的受累外在因素（如宿主免疫系统和肿瘤与治疗耐药有关的基质。
在这篇综述中，我们主要讨论肿瘤免疫检查点抑制剂耐药的原发性因素。在此过程中，我们重新探讨了肿瘤对免疫检查点抑制剂反应的免疫学基础，强调了关键的生物标志物，并讨论了这些标志物如何反映肿瘤促进免疫检查点抑制剂应答的原发性因素。然后我们来看看肿瘤发生的机制内源性缺陷可导致对免疫检查点抑制剂的耐药，并强调克服肿瘤的现有和新兴方法应对耐药的原发性机制。
肿瘤原发耐药机制：
决定诱导和维持自然发生的抗肿瘤T细胞应答的因素是复杂的。肿瘤细胞本身固有的特征，如突变，干扰素信号通路的功能，表达抗原-呈递分子和免疫-逃避致癌信号通路-影响T细胞到肿瘤微环境的启动、激活和招募，这是免疫检查点抑制剂背景下的免疫反应所必需的。同样，对免疫检查点抑制剂的耐药性可能是由于任何这些关键肿瘤特征的中断，要么是通过阻止从头抗肿瘤免疫反应，要么是通过抵消持续的抗肿瘤反应。
肿瘤抗原性不足：
一些研究已经证明了肿瘤新抗原有可能作为抗肿瘤免疫的有效靶点，并且在整个恶性肿瘤中，突变负担和对免疫检查点抑制剂反应之间存在相关性。在一名对抗CTLA4免疫检查点抑制剂有应答的患者中，研究显示，针对特定肿瘤新抗原的特异性T细胞先前存在于肿瘤微环境中，并在抗CTLA4治疗后扩大。在小鼠甲基胆蒽-诱导的肉瘤模型中，新抗原特异性的T细胞在免疫检查点阻断后扩张并获得抗肿瘤功能。在没有免疫检查点抑制剂情况下，甚至可以在肿瘤微环境中检测到有效的新抗原-特异性T细胞。在转移性胆管癌患者中，肿瘤-浸润淋巴细胞含有针对肿瘤新抗原特异性的CD4+T细胞。富集的突变-特异性T细胞的过继转移导致了有效的抗肿瘤反应。越来越多的证据表明，新抗原是关键的癌症免疫原，这支持了正在进行的基于新抗原-的肿瘤疫苗研究的有希望的早期结果。由于错配修复缺陷导致的微卫星不稳定患者对免疫检查点抑制剂有高应答率，进一步支持了新抗原在抗肿瘤免疫应答中的作用。相反，抗原性较差的肿瘤不太可能对免疫检查点抑制剂具有内在的敏感性。
肿瘤内源性干扰素-γ信号传导：
对肿瘤抗原的高效T细胞反应导致肿瘤微环境中干扰素-γ(IFNγ)的表达，它激活Janus激酶(JAK)-信号传感器和转录激活因子(STAT)信号转导，从而诱导PD-L1的表达。肿瘤细胞对IFNγ信号转导反应的中断可以阻止PD-L1表达的诱导，从而使PD1-PD-L1阻断无效(图。1).然而，人们早就知道，破坏肿瘤细胞对IFNγ信号的反应不仅是对免疫检查点抑制剂的耐药机制，而且是对抗肿瘤免疫的耐药机制。表达显性阴性IFNγ受体的小鼠肿瘤表现出更大的致瘤性，并对全身给予脂多糖引起的抗肿瘤免疫具有耐药性。这些肿瘤也可以在先前对亲代肿瘤有免疫的小鼠中建立。当缺乏IFNγ受体的小鼠自发肿瘤重新植入免疫能力和免疫缺陷小鼠时，它们以相似的动力学生长。然而，这些肿瘤中IFNγ受体的重组导致了它们在免疫能力（但不是免疫缺陷）小鼠中的排斥，突出了肿瘤-内在IFNγ信号通路在免疫排斥中的关键作用(图。2).
图1
干扰素信号在适应性程序性细胞死亡配体中的表达。a
A预先存在的抗肿瘤免疫反应对于有效的免疫检查点抑制剂至关重要。肿瘤反应性T细胞在MHCI类或II类的背景下识别肿瘤新抗原，释放干扰素-γ(IFNγ)，导致Janus激酶(JAK)-信号传感器和转录激活因子(STAT)信号通路的激活。这就激活了转录因子干扰素调节因子1(IRF1)，然后激活了PDL1的转录。这导致了肿瘤细胞表面程序性细胞死亡1配体1(PD-L1)的适应性表达，该配体负向调节抗肿瘤T细胞反应。抗PD1或PD-L1的抗体破坏这个负反馈回路以恢复抗肿瘤免疫。b
一种类似的情况，即肿瘤特异性T细胞在MHC中遇到抗原，导致IFNγ的释放。然而，在这里，由于IFNγ信号通路的遗传缺陷(例如影响JAJ1或JAK2)，IFNγ信号没有通过肿瘤细胞传递，而适应性PD-L1的表达不发生。在缺乏适应性PD-L1表达的情况下，PD1-PD-L1免疫检查点抑制剂是无效的。IFNγR、IFNγ受体；TCR、T细胞受体。
编码与IFNγ信号通路相关的蛋白的基因也在三个CRISPR筛选中被鉴定出来，这些筛选旨在识别与免疫治疗耐药性最相关的基因。在一项研究中，将靶向个基因的引导rna引入小鼠黑色素瘤细胞系(B16)，并被设计为表达Cas9.这些肿瘤被植入wild-型小鼠，随后治疗anti-PD1抗体和GVAX(疫苗由受辐射的肿瘤细胞工程过表达粒细胞-巨噬细胞folloy-刺激因子(GM-脑脊液))或植入小鼠缺乏T细胞受体(TCR)α-链位点。在第三次CRISPR筛选中，小鼠黑色素瘤细胞与肿瘤-特异性T细胞进行co-培养3天。然而，与与非特异性T细胞共培养的肿瘤细胞相比，编码IFNγ受体信号转导蛋白的转录本在耐药肿瘤中高度富集；Ptpn2在该筛选中也富集。对这一发现的一个警告是，研究作者使用经IFNγ预处理的B16小鼠黑色素瘤细胞来上调MHCI类表达，这可能使结果偏向于IFNγ信号转导的重要性。除了IFNγ受体信号，研究作者发现，组件的染色质调节器PBAF(SWI/SNF染色质重塑复合物包含独特的亚单位ARID2，PBRM1和BRD7)抑制IFNγ反应基因的表达，从而促进肿瘤细胞抵抗Tcell-介导的杀伤。从B16小鼠黑色素瘤细胞中去除这些成分的基因缺失，提高了联合抗PD1和抗CTLA4免疫检查点抑制剂体内的抗肿瘤疗效。
这些研究证实了抗PD1治疗成功后出现晚期复发的JAK1和JAK2功能突变的生物学重要性。在这种情况下，肿瘤细胞上适应性PD-L1表达的缺失，虽然可能消除了抗PD1治疗的需要，但并不能解释获得性对抗肿瘤免疫的耐药性。相反，IFNγ受体信号通路的丢失使肿瘤能够逃避免疫系统的抗肿瘤效应功能。在对抗CTLA4免疫检查点阻断没有应答的患者中，也观察到IFNγ-相关基因的类似突变模式。
与IFNγ受体信号在调节肿瘤免疫原性中的作用相反，也有人提出肿瘤细胞中长期IFNγ受体信号可以介导对免疫检查点抑制剂的耐药性。这是基于抗病*免疫的概念，即长期暴露于I型干扰素信号转导对病*控制有有害影响。在一项研究中，长期暴露于小鼠黑色素瘤细胞IFNγ体外或体内显示导致PD-L1-独立机制的适应性抵抗免疫检查点抑制剂，通过上调替代T细胞抑制受体，与表观遗传和转录组变化相关的IFNγ信号，特别是STAT1.将JAK抑制剂与抗pd1检查点抑制剂相结合的临床研究正在进行中(NCT和NCT)，但早期结果并不有利。目前尚不完全清楚IFNγ信号传导的哪些下游功能对免疫检查点抑制剂的成功最为关键。IFNγ信号传导具有直接的抗增殖作用，导致抗原处理机制和表面MHCI类和II类分子的协调表达，并导致趋化剂如CXCL9和CXCL10的表达(图2,3a)。来自IFNγ信号传导中具有内在遗传缺陷的人类黑色素瘤的细胞系不再对其抗增殖作用不敏感，也没有上调MHCI类分子1。
图2
干扰素-γ(IFnγ)通路和抗原呈递在抗肿瘤免疫中的重要性的原始发现的时间轴。这一时间轴还强调了年后免疫检查点抑制剂时代这些关键通路的重新发现。与IFNγ通路相关的发现用蓝色表示，与抗原呈递相关的发现用粉红色表示，与IFNγ通路和抗原呈递相关的发现用浅粉色表示。B2M、β2-微球蛋白、JAK、Janus激酶、PD1，程序性细胞死亡1。
肿瘤固有的MHC损失
肿瘤细胞可以通过下调表面MHC的表达来逃避T细胞的杀死。由于肿瘤抗原呈递主要通过MHCI类途径发生，该途径的缺陷观察频率大于MHCII类抗原呈递的缺陷。然而，也有人提出，黑色素瘤细胞上MHCII类表达可能是抗pd1治疗反应的生物标志物，可能受一组独特的耐药机制的控制。IFNγ信号的重要性在抗肿瘤免疫可能与它诱导或增强MHCI类抗原呈递，这个过程需要协调表达的几个基因，包括TAP1、TAP2、B2M和免疫蛋白酶体基因PSMB8，PSMB9和PSMB10(图。3b)。对干扰素信号不敏感的肿瘤细胞可能很少或没有MHCI类抗原呈递，允许免疫逃逸。在年的一项研究中，稳定地将TAP1转染到IFNγ缺陷的肿瘤细胞中，导致野生型小鼠被排斥，而不是T细胞缺陷(Rag2-/)小鼠。（图2).事实上，一些MHCi类缺陷的肿瘤细胞需要用IFNγ进行预处理，以协调表达抗原加工机制和肽-MHCi类复合物。
即使在存在IFNγ信号通路的情况下，抗原处理机制的缺陷也会破坏MHCI类表面表达(图2,3b)。具有这种突变的肿瘤不仅对T细胞-介导的免疫治疗方法产生了耐药性，而且这些突变实际上可能是免疫系统的选择压力的结果。例如，有报道称，接受免疫治疗的黑色素瘤患者可能会失去β2-微球蛋白(B2M)的功能表达，从而失去MHCI类表达（图。2).来自另一名转移性黑色素瘤患者的纵向活检标本显示，在没有免疫治疗的情况下，通过B2M丢失而获得性MHCI类缺陷。最近的一种量化HLA拷贝数的计算方法允许研究者推断HLA位点杂合性的克隆和亚克隆缺失的程度。
频繁的平行、亚克隆和局灶性HLA杂合性缺失事件，在转移点富集，表明即使没有免疫治疗，这些肿瘤也存在免疫压力。在微卫星-不稳定的结直肠癌患者中观察到免疫压力和抗原处理机制的基因改变之间存在类似的相关性，这具有高度免疫原性。
不出所料，已经报道了一些对免疫检查点抑制的获得性抗性病例，编码抗原处理机制的基因突变，特别是B2M。此外，在两个独立队列中接受免疫检查点抑制治疗的黑色素瘤患者中，B2M位点上杂合性的缺失与较低的总生存率相关。调节抗原呈递的新基因也已被鉴定出来。例如，获得性功能组筛选显示，MEX3B编码一个HLA-A后转录负调控因子，允许黑色素瘤细胞逃逸肿瘤特异性T细胞(图。3b)。值得注意的是，MEX3B的表达在抗PD1治疗后无应答的患者队列中富集。
图3
对免疫检查点抑制剂的耐药：肿瘤内在的逃逸机制。
多重无偏倚CRISPR筛选揭示了肿瘤内在干扰素信号在免疫检查点抑制剂和基于T细胞的免疫治疗中的关键作用。这些研究已经确定了干扰素-γ(IFNγ)和I型干扰素信号通路，如Janus激酶1(JAK1)、JAK2、信号传感器和转录激活因子1(STAT1)和IFNγ受体I(IFNGR1)和IFNGR2对免疫检查点抑制剂的成功或失败至关重要。该研究还确定了对较少已知的表面受体顶蛋白受体(APLNR)，它调节IFNγ和I型干扰素信号传导的上游敏感性，酪氨酸蛋白磷酸酶非受体2型(PTPN2)，调节上游对IFNγ信号传导的敏感性，BRD7和DNA结合亚基ARID2和PBRM1，它们是染色质重塑复合物PBAF的一部分，参与IFNγ靶基因的调控；以及双链RNA(dsRNA)特异性腺苷脱氨酶(ADAR1)，它负调控内源性dsRNA水平。I型干扰素和IFNγ信号汇聚在DNA中的IFNγ激活位点(GAS)上，激活转录调节因子，如干扰素调节因子1(IRF1)，这些转录调控因子1，然后驱动干扰素信号的关键输出。b
许多研究表明，抗原呈递中的干扰素独立缺陷也可导致免疫逃避和对免疫检查点抑制剂的耐药。这些缺陷可能发生在HLA位点或MHCI类复合物成分β2-微球蛋白(B2M)中。其他缺陷可能发生在抗原加工机制中，如膜结合转运蛋白TAP1和TAP2以及免疫蛋白酶体亚基PSMB8、PSMB9或PSMB10，或MHCI类(如细胞质蛋白NLRC5)。
MHCI类的表达也可在转录后水平上受到影响。rna结合蛋白MEX3B可以结合HLA-A转录本，导致其降解和降低MHCI类分子的表达量。MEX3B在对检查点抑制剂无应答的黑色素瘤患者中表达上调。虽然肿瘤细胞上较高的MHCII类抗原呈递与对免疫检查点抑制剂的反应的改善有关，但在抵抗免疫检查点抑制剂情况下，MHCII类基因或MHCII类转录激活因子CIITA的基因缺陷尚未被发现。IFNAR1、干扰素-α和β受体亚基1；IFNR、干扰素受体；UTR、非翻译区。
通过致癌信号传导进行的调节
致癌信号通路可能与肿瘤发展的所有阶段的肿瘤免疫相关，包括肿瘤的起始、生长、侵袭和转移。这些肿瘤-内在途径在塑造肿瘤免疫原性和免疫微环境中的作用最近在其他地方被综述了。在这里，我们