肿瘤微环境中的免疫抑制性细胞因子

前言

癌细胞表观遗传学和生长动力学的改变导致细胞外分泌多种细胞因子，这些细胞因子控制免疫细胞的活性，使其有利于肿瘤生长。其中，免疫调节细胞因子的分泌是招募免疫抑制细胞的主要因素。肿瘤微环境中的免疫调节细胞因子招募其他免疫抑制细胞，并负责效应免疫细胞的表型和功能转换，使其支持肿瘤的发展。表型转换的免疫细胞进一步提高免疫抑制细胞因子的水平，并使肿瘤环境抵抗抗肿瘤免疫细胞的活性。其中MDSCs、TAMs、Treg和Breg细胞是调节性细胞因子的主要来源。

在广泛的免疫抑制细胞因子中，IL-10、TGF-β、IL-4和IL-35在多种癌症的肿瘤环境中占主导地位，主要负责免疫抑制。这些细胞因子改变先天性和适应性免疫细胞的命运，并调节癌细胞的生长和增殖能力。同时，免疫抑制细胞因子也改变了幼稚免疫细胞的表观基因组和转录网络，有利于免疫抑制细胞谱系的形成。此外，这些细胞因子可以直接作用于细胞毒性CD8+T细胞或自然杀伤（NK）细胞，并抑制其效应器功能和增殖。

IL-10

IL-10是一种多功能的免疫抑制细胞因子，具有免疫调节和血管生成功能。IL-10由癌细胞和几种免疫细胞分泌，包括髓系和淋巴细胞。已有证据表明IL-10具有促进肿瘤和抑制肿瘤的双重功能。一方面，IL-10通过下调癌细胞和APC上的MHC表达来抑制细胞毒性T细胞活化，从而阻止抗原特异性T细胞识别癌细胞。

另一方面，高剂量的IL-10可增强CD8+T细胞的增殖及其细胞毒性活性。某些炎性细胞因子和条件可能会促进组织损伤和肿瘤发生，IL-10可以抑制这些炎症状态，从而防止随后的肿瘤发生。最近的研究表明，基于西妥昔单抗的IL-10融合蛋白（CmAb-IL10）通过阻止树突状细胞介导的肿瘤浸润性CD8+T细胞凋亡，显示出强大的抗肿瘤作用。CmAb-IL10与免疫检查点阻断剂的联合应用显示，晚期肿瘤小鼠的抗肿瘤免疫力得到明显改善。因此，有必要根据具体癌症类型和患者亚群的具体情况，通过抑制或促进IL-10通路来评估潜在的治疗干预。

TGF-β

TGF-β作为一种免疫抑制细胞因子，通过不同的机制对免疫应答产生广泛的抑制作用。TGF-β降低Th1、Th2细胞和细胞毒性T淋巴细胞（CTL）的分化和功能，所有这些都提供重要的抗肿瘤反应。此外，TGF-β还通过调节Treg细胞的数量和功能，增强免疫耐受和肿瘤逃避。TGF-β通过抑制或刺激细胞增殖来调节免疫细胞的命运，从而影响胸腺和外周T细胞的发育。

TGF-β在TME中起着双重作用，这是由于肿瘤发展的不同阶段和基因改变背景决定的。在早期肿瘤中，TGF-β途径可诱导细胞凋亡并抑制包括癌细胞在内的细胞增殖。矛盾的是，在晚期，它通过调节基因组不稳定性、EMT、新生血管生成、免疫逃避和转移，具有促肿瘤作用。当促肿瘤功能压倒细胞中TGF-β信号的抗肿瘤作用时，它将以一致的方式作为肿瘤促进剂发挥作用。

尽管有许多因素增加了TGF-β信号转导的复杂性，但在肿瘤治疗中TGF-β信号靶向药物显示出了强大的活性。这些特异性或非特异性药物包括靶向TGF-β受体的小分子、反义寡核苷酸、疫苗、中和抗体以及受体IgG-Fc融合蛋白。

Galunsertib（LY2157299）是第一个进入临床试验的小分子阻断剂，它抑制TGF-βRI激酶。在一项1/2期临床试验中，与安慰剂吉西他滨相比，Galunisertib联合吉西他滨治疗PAC患者的OS明显改善。TEW-7197是另一种TGF-βRI激酶抑制剂。

GC-1008（fresolimumab）是一种能中和TGF-β所有亚型的人源单克隆抗体。M7824（Bintrafusp-alfa）是一种由抗PD-L1的抗体和TGF-βRII分子的胞外段组成的双功能分子，可以“捕获”在TME中的TGF-β。ABBV-151影响TGF-β主动释放的复杂过程是另一种治疗干预手段。抗GARP抗体ABBV-151阻断其与LAP的结合显著减缓乳腺癌细胞系的肺转移。

Belagenpumatucel-L（Lucanix）是一种治疗性、基因修饰的异基因肿瘤细胞疫苗，用于NSCLC，抑制TGF-β2 mRNA的产生。虽然针对NSCLC的3期试验没有达到预定的临床终点，但额外的分析表明在患者亚群中取得了令人鼓舞的结果，在一线化疗结束后12周内随机使用Lucanix治疗的患者中，观察到OS的显著增加。Trabedersen（ap12009）是TGF-β2基因mRNA区域的反义互补物，通过下调TGF-β2 mRNA发挥抑制作用。在一项2期研究中，与标准化疗治疗相比，使用10 mM trabedersen治疗的复发/难治性晚期胶质瘤患者的2年生存率更高。

IL-4

IL-4主要作用于Th2细胞的谱系特异性分化和体液免疫反应的调节。除嗜碱性粒细胞和肥大细胞外，IL-4主要由Th2细胞通过自分泌信号分泌。IL-4在肿瘤微环境中发挥着多种作用，并具有免疫抑制和抗肿瘤活性。

研究表明，在结肠癌和乳腺癌小鼠模型中，阻断IL-4可减少特定肿瘤微环境中免疫抑制M2表型和MDSCs的生成，并改善肿瘤特异性CD8+T细胞反应。此外，阻断IL-4可提高抗OX40免疫治疗的反应性。在非小细胞肺癌小鼠模型中进行的类似研究表明，阻断IL-4可通过肿瘤抗原特异性树突状细胞增加IL-12的生成，从而增强效应T细胞的浸润和增殖，并减轻肿瘤负担。此外，在间变性甲状腺癌（ATC）小鼠模型中，IL-4的缺失可增强抗肿瘤免疫和总体存活率，且无任何明显毒性。

研究表明，IL-4是一个新的治疗靶点，阻断可以减少肿瘤诱导的免疫抑制，提高传统癌症治疗的疗效。因此，与其他免疫抑制性细胞因子类似，IL-4是肿瘤发生和转移的关键调节因子，可能单独或与当前有效治疗癌症患者的治疗方案相结合，是一个有吸引力的免疫治疗靶点。

IL-35

与IL-10、TGF-β和IL-4相比，IL-35是一种异二聚体且相对较新发现的细胞因子，属于IL-12家族细胞因子，由p35和EBi3亚单位组成。IL-35已被证明在良性和恶性肿瘤的发展中发挥重要作用，包括肝细胞癌、晚期乳腺癌、胰腺导管腺癌、非小细胞肺癌和前列腺癌。此前，已有研究证明IL-35主要由Tregs产生，近年来，肿瘤细胞中IL-35的表达逐渐得到证实。

在体内，IL-35通过增强其他细胞因子的分泌，如IL-6和G-CSF（粒细胞集落刺激因子），促进肿瘤生长、进展和转移。IL-35还抑制多种细胞因子，包括IFN-γ，以实现促肿瘤效应。积累的数据表明，IL-35可以参与TME中恶性肿瘤细胞与周围免疫细胞之间的相互作用，诱导免疫抑制环境并限制有效抗肿瘤免疫反应的参与。随着多种IL-35+免疫细胞类型如M1 TAM和DC的发现和分离，目前的证据表明，肿瘤源性IL-35广泛参与不同细胞环境的促肿瘤特性，可能是通过抑制肿瘤浸润淋巴细胞（TIL）浸润和效应细胞增殖。总的来说，恶性肿瘤细胞以及周围基质细胞产生的IL-35有助于肿瘤微环境内的免疫抑制，从而支持肿瘤的持续生长和转移

小结

细胞因子在决定肿瘤发生命运的肿瘤免疫微环境中起着至关重要的作用。这些免疫抑制细胞因子限制抗肿瘤免疫细胞的增殖和效应功能，改变其可塑性，并将其转化为抑制表型。由于受限制的渗透或缺乏效应免疫细胞，导致免疫检查点抑制剂无法发挥最佳效果。因此，靶向或消耗这些细胞因子具有显著的临床益处。几种细胞因子在肿瘤发生中发挥免疫抑制作用，具体取决于肿瘤类型和肿瘤免疫环境。

最近的多项研究显示，IL-10、TGF-β、IL-4和IL-35，这些细胞因子在限制抗肿瘤免疫和肿瘤生长进展中发挥重要作用。阻断IL-10、TGF-β、IL-4和IL-35等免疫抑制性细胞因子可能在使肿瘤对常规和免疫疗法敏感方面发挥显著的效果，从而激活抗肿瘤免疫，并控制肿瘤发生。

参考文献：

1.Tumorpromoting roles of IL-10, TGF-β, IL-4, and IL-35: Its implications in cancerimmunotherapy. SAGE Open Med. 2022; 10: 20503121211069012.

2. Roles ofTGF-β signaling pathway in tumor microenvirionment andcancer therapy. Int Immunopharmacol. 2020 Oct 21;89(Pt B):107101.

3. IL-35 Regulatesthe Function of Immune Cells in Tumor Microenvironment. Front Immunol. 2021;12: 683332.