HLA介导的肿瘤逃逸机制可能通过T细胞活化损害免疫治疗临床结果

摘要

1.简介

肿瘤是一种复杂的组织，不仅由肿瘤细胞组成，还由免疫细胞组成，这些免疫细胞赋予肿瘤生长和转移的特殊特征。Hanahan和Weinberg于2011年提出的这些特殊特征为肿瘤提供了增殖信号支持、避免生长抑制物、避免细胞死亡、细胞永生、血管生成以及侵袭和转移激活。癌症发病机制还涉及两个额外特征：重新编程细胞代谢以支持肿瘤增殖的能力，以及逃避T和B淋巴细胞、巨噬细胞和自然杀伤（NK）细胞的免疫识别和破坏的能力(1).

癌症进展通常需要肿瘤细胞获得避免免疫检测和破坏的能力。因此，了解肿瘤、免疫系统和肿瘤微环境之间的相互作用对于为设计触发特定抗肿瘤免疫反应的治疗方法提供理论基础至关重要。

通过免疫治疗干预诱导对癌症的有效免疫反应是一项挑战，这取决于肿瘤和免疫系统的几个因素共同发挥作用，以消除肿瘤或促进免疫逃避。抗肿瘤免疫疗法发展中最重要的因素之一是肿瘤微环境的构成（包括免疫细胞类型、细胞因子谱、酸度和氧合水平、分子特征），因为这可能会对效应细胞的到来和细胞毒活性产生积极或消极的影响，从而确定临床结果的改善或恶化(2). 因此，为了改善免疫治疗结果，改变肿瘤微环境以允许细胞毒性NK和T细胞活性非常重要。因此，根据患者的特定疾病表型，某些治疗方法必须升级，而其他方法则应避免，以获得理想的临床反应(三).

肿瘤细胞表面HLA（人类白细胞抗原）-I表达改变是一种早期且常见的事件，可促进致癌，因为HLA-I对肿瘤细胞的免疫识别以及肿瘤与免疫细胞之间的信号传递至关重要(4,5). 一些研究报告了不同人类肿瘤中经典HLA-I分子表达的全部或部分缺失(6,7)杂合性缺失（LOH）事件导致至少50%的多重HLA等位基因缺失(8). 肿瘤细胞用来避免被各种免疫效应器识别的另一种HLA-介导策略是非经典HLA-I分子（HLA-E和HLA-G）的异常表达，这些分子作为免疫竞争细胞的抑制剂配体，允许肿瘤免疫逃逸(9).

如前所述，致癌过程中HLA表达改变的复杂性使得很难选择一个治疗靶点来增强抗肿瘤免疫反应。然而，纠正这些改变可能是改进现有癌症免疫疗法的第一步。

2.癌症免疫反应：在促进肿瘤生长的同时保护宿主

肿瘤相关抗原（TAA）可以分为两大类：自身抗原和肿瘤限制性抗原。自身抗原包括分化（包括黑色素瘤中的黑色素A）和过表达抗原（包括结肠癌、乳腺癌和肺癌中的ErbB2受体酪氨酸激酶2），而肿瘤限制性抗原可能来源于病毒（包括宫颈癌和喉癌中的人乳头状瘤病毒），来自生殖系（包括黑素瘤中的NY-ESO-1）或新抗原（例如突变抗原，包括黑色素瘤中的β-连环蛋白）(10). 有可能诱导对肿瘤自身抗原的免疫，从而可能产生有效的抗肿瘤T细胞和抗体反应(11).

在致癌过程中，会发生先天性和适应性免疫刺激。先天免疫以快速和非特异性的方式介导监视和肿瘤溶解，而适应性免疫反应更具特异性；由诱导T细胞反应和抗体生成的TAA引导(12). 抗肿瘤天然免疫的主要免疫效应物是NK细胞，在癌症免疫监测中发挥重要作用：这些细胞表达多种识别细胞应激配体的激活和抑制受体，以及主要组织相容性复合体I类和类似分子。这些相互作用调节了它们对健康自身细胞的耐受性和对应激细胞的细胞毒性(13–15).

NK细胞的细胞毒活性可以是直接的，也可以是间接的。直接杀伤通过抗体依赖性细胞介导的细胞毒性发生，这是一种由活化NK细胞介导适应性免疫细胞杀伤机制(16)而间接杀伤是通过分泌细胞因子实现的，细胞因子通过刺激免疫系统调节成分发挥抗肿瘤作用(17).

尽管能够消除转化细胞的主要适应性免疫效应物是细胞毒性CD8⁺T细胞(18)，CD4细胞⁺T细胞，通过分泌Th1细胞因子谱(19)和B细胞通过产生抗肿瘤抗体，在产生强大的抗肿瘤免疫反应方面也发挥着重要作用。然而，肿瘤特征，包括肿瘤抗原的性质(20)肿瘤和宿主免疫细胞产生的免疫调节因子，以及调节细胞[包括调节性T细胞（T-regs）、髓源性抑制细胞（MDSC）和肿瘤相关巨噬细胞（TAM）]的存在有利于肿瘤的发展(21).

从抗肿瘤先天免疫到持久适应性免疫反应的转变是由淋巴细胞及其产物介导的(22). 遗传和表观遗传改变产生肿瘤抗原，当以HLA限制的方式呈现时，这些肿瘤抗原被T细胞的T细胞受体（TCR）识别。这种识别导致T细胞启动、激活、增殖、分化和细胞因子的产生，因此对免疫反应的幅度和质量至关重要。一旦发生肿瘤抗原识别，CD28就会放大TCR信号以完全激活T细胞。这些活化的效应T细胞离开淋巴结寻找携带同源HLA肽的肿瘤细胞，通过T细胞介导的细胞毒性导致肿瘤细胞死亡(23). 在正常生理条件下，T细胞的激活受共同刺激和抑制信号之间的平衡调节，最终导致有效的免疫反应。免疫抑制途径蛋白，统称为免疫检查点，对于维持自我耐受性和防止免疫反应本身造成的组织损伤至关重要(24). 肿瘤可能改变免疫稳态，抑制T细胞激活和效应器功能，通过慢性抗原刺激驱动T细胞耐受，同时激活抑制通路以防止T细胞介导的杀伤。与这些现象相关的免疫检查点分子已被证明是癌症免疫治疗的良好靶点(25).

最容易理解的共同刺激/调节途径是由CD80、CD86、细胞毒性T淋巴细胞相关蛋白（CTLA）-4和程序性细胞死亡蛋白（PD）-1介导的途径。CD80和CD86表达于抗原呈递细胞（APC）的表面，与T细胞表面的CD28受体结合并诱导白细胞介素（IL）-2的产生以支持特定的T细胞扩增(26). 一旦TCR激活，就会产生调节信号来限制TCR触发的T细胞的扩张和激活。CTLA-4和程序性细胞死亡蛋白1（PD1）是免疫检查点，能够限制次级淋巴器官中T细胞的激活，并激活T、B和髓细胞(27,28). 受体结扎后，T细胞停止克隆扩张和细胞因子的产生(29–31). 这些调节信号与共刺激受体竞争配体和关键底物。例如，在活化的T细胞上，CTLA-4与CD28分子竞争APC上的CD80和CD86配体，以调节细胞周期蛋白和细胞因子的表达。另一个与癌症相关的免疫检查点是HLA-G，这是一种耐受性非经典HLA-I分子，与CD8结合(32)，CD160(33)、抑制受体免疫球蛋白样转录物（ILT）-2和−4、杀伤细胞Ig样受体、2个Ig结构域和长胞质尾4（KIR2DL4）(34,35). 除ILT-4外，所有这些抑制性受体在淋巴免疫细胞上广泛表达，而髓系免疫细胞表达CD8、ILT-2和ILT-4(36). 因此，免疫反应受到调节，以确保有效的免疫反应，同时防止过度免疫激活。

在癌症中，肿瘤细胞可塑性可能产生免疫原性低的肿瘤，以响应宿主免疫系统施加的选择性免疫压力，从而使肿瘤逃避免疫监视。这种保护宿主、促进肿瘤的免疫作用被称为癌症免疫编辑，这一过程分三个阶段进行：i）消除；ii）平衡和iii）逃逸(37). 消除对应于癌症免疫监测的初始阶段，在此阶段，免疫系统能够检测并破坏转化的细胞，防止肿瘤进展。在此阶段，免疫效应细胞，包括细胞毒性T淋巴细胞（CTL）和NK细胞，能够识别和消除肿瘤细胞。树突状细胞（DC）和CD4⁺T细胞也是这个消除阶段的组成部分，因为它们在转化细胞临床表现出来之前很久就识别并杀死转化细胞，起到外源性抑癌作用(38). 这个阶段的杀伤取决于i）应激配体的表达，包括NK组（NKG）2D；ii）以HLA限制的方式识别TAA，以及iii）完全激活T细胞的共刺激信号(39).

在消除阶段存活下来的肿瘤细胞变体进入一个平衡阶段，在此阶段免疫系统控制肿瘤生长，但肿瘤在临床上仍无法检测到。具有编辑免疫原性的肿瘤细胞最终继续生长；肿瘤休眠被打破，经过编辑的肿瘤表现出免疫原性降低，在没有免疫控制的情况下生长，并逐渐建立起免疫抑制的微环境，临床上越来越明显(40,41). 免疫编辑为肿瘤细胞提供了大量的分子工具，它们可以用这些工具来控制免疫反应。肿瘤可能会招募所有免疫细胞，一旦进入体内，它们就会参与与癌细胞的动态串扰，以控制肿瘤的发展(图1). 早期根除或自发的肿瘤消退，以及肿瘤的促进和发展，取决于浸润肿瘤的免疫细胞的性质和肿瘤诱导的免疫因子的产生(37).

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图1。

对癌症的免疫反应：在促进肿瘤的同时保护宿主。先天和适应性免疫反应在致癌过程中受到刺激，能够进行监测和肿瘤裂解。（A） 主要的抗肿瘤免疫效应物是NK和CD8⁺T细胞，能够通过细胞毒性或分泌细胞因子直接对癌症作出反应。炎症细胞浸润肿瘤并产生抗肿瘤免疫反应。（B） 细胞毒性CD8⁺T细胞是主要的适应性免疫效应器。CD4细胞⁺T细胞通过分泌Th1细胞因子帮助改善抗肿瘤免疫反应。CTL介导的抗肿瘤免疫反应是有效的，可以阻止HLA-I阳性肿瘤细胞的肿瘤发展，但这些免疫反应最终不足以阻止疾病进展。（C） 当炎症反应变得慢性时，调节细胞群通过分泌细胞因子和产生生长因子产生耐受性的原癌免疫反应。肿瘤增殖活性有利于血管生成、侵袭和转移，并能抑制适应性免疫。（D） 经典和非经典HLA-I的异常表达有助于建立免疫抑制微环境，通过控制免疫刺激和抑制信号促进肿瘤生长。NK，自然杀手；CD，分化簇；CTL，细胞毒性T细胞；人类白细胞抗原；骨髓源性细胞；癌相关成纤维细胞；CCL，C-C基序趋化因子配体；CCR、C-C基序趋化因子受体；CXCR、C-X-C基序趋化因子受体；片段结晶受体；干扰素；白细胞介素；骨髓源性抑制细胞；mHLA-G膜结合人白细胞抗原G；可溶性人类白细胞抗原-G；sHLA-Gev细胞外囊泡相关可溶性人类白细胞抗原G；肿瘤相关抗原；肿瘤相关巨噬细胞；TCR，T细胞受体；转化生长因子β；Th、T辅助细胞；T-reg，调节性T细胞。

3.肿瘤微环境：抗肿瘤和促肿瘤

适应性抗肿瘤免疫反应并不总是能够消灭肿瘤，可能是由于免疫逃避机制，包括诱导免疫无知和免疫耐受，或肿瘤细胞与宿主免疫反应之间的相互作用。这些现象可能抑制T细胞活化并诱导肿瘤抵抗免疫攻击(37)，并且通过将要描述的多个机制来激活。

在肿瘤生长初期，组织损伤可诱导急性Th1炎症反应，有利于APC成熟和固有免疫细胞极化，促进肿瘤的消除。APC成熟启动CD4介导的适应性免疫反应⁺和CD8⁺T细胞。同时，B细胞的急性激活导致可溶性介质的诱导，包括能够激活补体的抗原特异性Ig，以协调先天免疫细胞对受损细胞的吞噬或细胞毒性破坏(42). 在炎症过程中，趋化因子控制免疫细胞运动、免疫反应极化以及T细胞和树突状细胞的相互作用，而细胞因子介导免疫系统中的细胞间通讯并发挥免疫调节作用(43,44). 趋化因子和细胞因子表达谱调节免疫系统的功能状态，对肿瘤的发展和进展产生负面影响。

在肿瘤发展过程中，肿瘤细胞和肿瘤浸润免疫细胞产生抗肿瘤和原癌免疫因子，调节肿瘤免疫反应。促肿瘤效应可能通过多种途径发挥主导作用：炎症肿瘤表达高水平的促炎症固有和适应性免疫信号，以及多种免疫抑制因子，包括程序性细胞死亡配体（PDL）1和吲哚胺-2，3-双加氧酶。他们还招募叉头盒p3和T-regs来促进免疫逃逸。或者，非火焰肿瘤表达的趋化因子水平降低，导致CD8的吸引力降低⁺效应T细胞进入肿瘤块和不良效应细胞贩运(45). 此外，高水平的血管标记物、高巨噬细胞和成纤维细胞浸润也有利于肿瘤生长(图2) (46,47). TAM、耐受性DC、调节性T细胞和MDSC是肿瘤招募的主要调节性免疫细胞，用于创造具有抗炎特性的环境，有利于肿瘤生长和生存(45). 此外，B细胞的慢性激活对某些类型的癌症有害，可能通过产生IL-10(48). 因此，浸润肿瘤的免疫细胞的性质在抗肿瘤免疫反应失败中起着基本作用。在乳腺癌中，免疫细胞浸润与预后改善、肿瘤直径减小和无复发生存期延长相关(49). 在其他类型的癌症中，CD4高⁺T细胞浸润与肿瘤进展相关，这可能是因为主要的肿瘤浸润细胞是CD4⁺T调节细胞(50).

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图2。

炎症和非炎症肿瘤逃避免疫介导的破坏。如Gajewski所述等(44)炎症肿瘤表达高水平的促炎症固有和适应性信号，以及有助于形成免疫抑制环境的免疫调节因子，其中负调控的主导作用介导肿瘤逃逸。相比之下，趋化因子生成较差的非燃烧性肿瘤的效应细胞很少，巨噬细胞和癌相关成纤维细胞丰富，并且表达高水平的血管标记物，也允许肿瘤逃逸。CD，分化簇；COX2，细胞色素c氧化酶2；CTL，细胞毒性T细胞；CTLA-4，细胞毒性T淋巴细胞相关蛋白4；树突状细胞；Foxp3，叉头盒p3；人类白细胞抗原；吲哚胺-2，3-双加氧酶；白细胞介素；ILT，免疫球蛋白样转录物；骨髓源性抑制细胞；PD1，程序性细胞死亡蛋白1；PDL1，程序性细胞死亡配体1；前列腺素E2；TAM，肿瘤相关巨噬细胞；TCR，T细胞受体；转化生长因子β；Th、T辅助细胞；T-reg，调节性T细胞。

或者，肿瘤微环境中的IL-10可能通过降低与抗原处理（TAP）1/2相关的转运蛋白的表达和功能，产生对CTL介导的裂解具有抗性的肿瘤细胞表型，导致低肽易位进入内质网，从而影响HLA-I介导的抗原呈递(51,52). HLA-I下调和非经典HLA-I分子新表达促进免疫抑制，从而促进肿瘤免疫逃逸。许多研究表明，癌症中HLA-G、HLA-E和IL-10的表达水平与肿瘤的进展、转移和预后不良有关(53–55)IL-10阳性T-reg细胞频率可能通过促进肿瘤微环境中的免疫抑制而与恶性转化相关(56). 由于特定肿瘤实体中可能存在过多的免疫抑制特征，因此有必要对癌症治疗的治疗靶点进行个性化选择，以诱导有效的抗肿瘤免疫反应，从而避免肿瘤化疗耐药性的发展和随后的不良结果。

4.HLA介导的癌细胞逃逸机制

细胞的恶性转化通常与基因表达和抗原谱的改变有关。HLA表达的改变（包括经典和非经典HLA-I和HLA-II）是致癌过程中常见的早期事件(4,57). 由于肿瘤细胞具有免疫原性，它们必须获得过多的分子机制，以避免被CTL和NK细胞破坏。通过下调经典HLA-I，它们可以防止CTL对肿瘤的识别和排斥，通过过度表达非经典HLA-1分子，它们可以禁用参与肿瘤识别和排斥的所有类型的免疫细胞（包括T和B淋巴细胞、APCs和NK细胞）(58). 恶性细胞中HLA表达的常规变化包括经典HLA-I表达的全部或等位基因特异性缺失以及非经典HLA-1和HLA-II表达的诱导，这可能是由于免疫选择过程导致具有HLA改变表型的恶性病变的发生，在设计用于癌症治疗的新型免疫疗法时必须考虑这一点(59).

HLA表达对产生适应性免疫至关重要，因为肿瘤抗原以HLA限制的方式呈现给T细胞，激活T细胞并控制免疫串扰(60). 肿瘤细胞表面HLA表达的改变已在多种人类肿瘤中被描述，在不同的人类肿瘤类型中的表达百分比为60-90%(4,61). 这些改变导致不同的HLA改变表型，包括非经典HLA-I分子如HLA-G的新表达，HLA-G主要作为免疫竞争细胞的抑制剂配体(6,7)和HLA-E，以及HLA-G和IL-10，与包括唇鳞癌在内的肿瘤实体的回避和进展能力相关(62). HLA-G和HLA-E表现出有限的多态性、低细胞表面表达和有限的组织分布(63). 它们发挥多种免疫调节功能：HLA-G具有免疫致硬化特性并抑制CTL和NK细胞溶解功能(64)，而HLA-E可能作为一种免疫硬化或免疫激活分子，取决于其所附的NK细胞受体。HLA-G抑制免疫细胞与ILT2、ILT4和KIR2DL4受体结合(65,66)而HLA-E是NK和CTL中表达的抑制性NK细胞受体CD94/NKG2A和CD94/NKC2B产生免疫耐受所需的主要配体，也是NK细胞和细胞毒性T细胞上表达的CD94/NWG2C激活受体支持其细胞毒活性所需的主配体(67,68). 因此，由于HLA分子的关键免疫功能，其表达的改变可能是肿瘤细胞用来避免免疫反应的最常见的逃避机制(39).

HLA改变的肿瘤细胞表型可分为两大类：可逆调节性或不可逆结构缺陷。可逆HLA I类调节缺陷可能发生在合成、组装、转运和/或分子表面表达的任何步骤，由遗传、表观遗传、转录或转录后事件引起，导致调节异常，通过细胞因子治疗可以恢复。相反，由破坏HLA-I重链和β₂微球蛋白（β₂m） 基因是不可逆的(69).

在癌症中，HLA I类缺失经常发生，主要由染色体6p21.3和15q21的遗传变异引起(70). 据报道，至少50%的多重HLA等位基因丢失是由LOH引起的，这是各种人类肿瘤中HLA单倍型丢失的常见机制(71). 由于两种分子事件的巧合，HLA-I总的不可逆丢失经常发生：一个β的突变₂m基因，第二个拷贝被LOH丢失。这种改变在各种恶性肿瘤中都有描述(72).

在宫颈癌中，HLA-I下调发生在肿瘤发展的早期，并与HLA-G上调相关。大多数HLA-G⁺肿瘤也表达IL-10，因此表明IL-10通过下调经典的HLA-I和上调HLA-G的表达参与免疫抑制环境的产生(73). HLA-G初级转录物通过选择性剪接产生七种不同的蛋白质亚型，包括四种膜结合亚型，HLA-G1、G2、G3和G4，以及三种可溶性（s）HLA-G5、G6和G7亚型(64). 可溶性形式以游离可溶性HLA-G分子（sHLA-Gfree）或细胞外小泡（sHLA-Gev）的形式分泌，使肿瘤能够抑制几乎所有的免疫细胞(图3) (74,75).

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图3。

当前免疫检查点阻断疗法和个性化癌症治疗的拟议辅助疗法。（A） 当TCRs以主要组织相容性复合体限制的方式结合抗原呈递细胞上的抗原时，T细胞被激活，与CD28-CD80/CD86介导的共刺激相一致。（B） 在T细胞激活后的肿瘤部位，CTLA-4在T细胞表面易位，并与CD28竞争结合CD80/CD86配体。这种相互作用传递抑制信号，从而消除T细胞的激活和增殖。（C） 肿瘤细胞表达PDL1，当其与T细胞和其他免疫细胞表达的PD1相互作用时，会干扰一些促进T细胞无能诱导的T细胞信号通路，损害T细胞在HLA-I抗原呈递阶段对肿瘤细胞的溶解能力。然而，PD1和CTLA-4的表达依赖于T细胞的激活，而T细胞的活化又依赖于HLA-I限制性的抗原识别。（D） 另一方面，膜结合和可溶性HLA-G亚型与其由免疫细胞表达的特异性抑制受体（包括ILT-2、ILT-4和KIR2DL4）的相互作用几乎损害了所有抗肿瘤免疫反应。与PD1和CTLA-4相比，HLA-G表达不需要T细胞激活。（E） 因此，尽管用抗CTLA-4单克隆抗体治疗会损害免疫抑制性CTLA-4信号，但可以促进CD80/CD86和CD28之间的相互作用，并保持T细胞的活性，（F）抗PDL1治疗可以恢复已经静止的抗肿瘤T细胞的活动，（G）HLA-I表达缺陷的肿瘤细胞可能对这些治疗方法无效。靶向肿瘤细胞表面异常的HLA-I表达可能会提高这些方法的临床疗效，（H）沉默HLA-G表达或阻断免疫细胞上抑制性HLA-G受体可能会阻止抑制性信号传递并恢复免疫细胞的效应抗肿瘤能力。TCR，T细胞受体；CD，分化簇；CTLA-4，细胞毒性T淋巴细胞相关蛋白4；PDL1，程序性细胞死亡配体1；PD1，程序性细胞死亡蛋白1；人类白细胞抗原；ILT，免疫球蛋白样转录物；KIRD2L4，杀伤细胞免疫球蛋白样受体，2个免疫球蛋白结构域和长胞质尾4；分泌白细胞介素-10的树突状细胞；树突状细胞；白细胞介素；mHLA-G，膜结合人白细胞抗原-G；NK，自然杀手；sHLA-Gev，细胞外囊泡相关可溶性人类白细胞抗原G；sHLA-G游离、可溶性人白细胞抗原G；Th、T辅助细胞；T-reg，调节性T细胞。

肿瘤的HLA-G表达通过多种策略阻止免疫反应，包括防止CTL和NK细胞的细胞溶解，诱导耐受性髓样DC，以及诱导无能或免疫抑制性CD4⁺和CD8⁺T细胞(76). 研究还表明，NK细胞可能通过HLA-G获得免疫抑制表型⁺肿瘤细胞滋养细胞增多症(77)sHLA-G通过诱导循环抗原特异性T细胞中Fas细胞表面死亡受体/Fas配体介导的凋亡发挥免疫抑制功能(32). 此外，不同的sHLA-G亚组分对接受新辅助化疗（NACT）治疗的乳腺癌患者的临床预后有不同的影响：NACT前sHLA-Gev的高水平与疾病进展和干细胞样循环肿瘤细胞相关，而高sHLAGfree水平与改善临床结局相关。然而，不考虑sHLA-Gfree和sHLA-Gev亚组分的总sHLA-G水平与临床参数无关(65,78). HLA-G1和HLA-G5分别是全长膜结合和可溶性亚型，需要肽结合才能正确表达，而其他膜结合和可溶亚型稳定性低，具有不同的体内功能性活动(9,79).

急性白血病患者外周血单核细胞抗原提呈能力受损，HLA-II改变也在免疫逃逸中起作用(80). 中国乳腺癌患者的HLA-II变异与乳腺癌易感性之间存在关联。在该人群中，HLA-II变异体可能与预后相关：HLA-DQB1的表达可能表明预后不良，而HLA-DRB5可能与预后良好相关(81). 此外，HLA-DRB1和HLA-DQB1的异常表达可能是由于异常基因甲基化引起的，通过影响对特定肿瘤表位的免疫反应和促进食管鳞癌的发生和发展，在食管鳞癌（ESCC）的发病机制中起着关键作用(82). 此外，在中国广东省的人群中，某些HLA-II等位基因，包括DPB1*1301、DPB1*0202、DQB1*030302和DQB1*050301，在宫颈癌患者中的发生频率高于对照组，这表明它们可能导致宫颈癌易感性。另一方面，与对照组相比，子宫颈癌患者中DRB1*13-DQB1*06单倍型的发生率显著降低，这表明该单倍型可能会降低该人群患子宫颈癌的风险(83).

5.新型癌症免疫治疗方法

目前对癌症的治疗包括化疗(84)、放射治疗(85)、免疫疗法(86)生物治疗和靶向治疗。目前临床试验中的治疗方案包括冷冻手术、热疗和旨在预防（预防）或治疗（治疗）癌症的癌症疫苗(84). 关于诱导抗肿瘤免疫的策略，包括通过先天性和适应性效应机制，正在进行大量研究。阻断免疫检查站可能触发抗肿瘤免疫反应，而共刺激受体激动剂和抑制信号拮抗剂可能诱导抗原特异性T细胞反应扩增，从而潜在地改变人类癌症治疗(24). 目前，一系列利用这种机制的治疗药物正在临床试验中(表一).

尽管目前正在开发具有许多不同分子靶点和作用模式的新型免疫治疗方法，但存在的障碍包括免疫监测困难，不良的临床试验设计和缺乏肿瘤疫苗监管，使得很难对抗肿瘤治疗后的有效免疫反应进行充分评估。通过改进患者选择、使用联合疗法同时影响几个免疫信号通路、识别新的生物标记物以评估临床反应以及协调临床试验的免疫学监测，有可能克服这些障碍。这些改进必须在临床翻译成功之前实现(87). 联合疗法使用检查点抑制剂作为免疫佐剂来促进癌症免疫治疗和疫苗。信号通路的抑制，包括血管内皮生长因子抑制血管生成、表皮生长因子受体抑制增殖信号或端粒酶干扰复制永生能力，都是针对癌症特征的例子(1). 细胞因子具有潜在的治疗和预防应用，但相关的全身毒性限制了其在癌症治疗中的应用。为了克服这个问题，设计了新型重组抗体细胞因子融合蛋白，通过利用单克隆抗体（mAb）的特异肿瘤靶向能力和细胞因子的免疫刺激能力，最大限度地提高细胞因子治疗效果，诱导抗肿瘤免疫反应同时预防细胞因子单独治疗的全身毒性(88).

使用人类免疫调节单克隆抗体阻断免疫检查点正在临床前和临床发展中。这些单克隆抗体靶向免疫系统成分而不是肿瘤本身，因此对CTLA-4抗治疗产生不同的反应(89)与传统抗肿瘤单克隆抗体相比，化疗和免疫疗法（包括疫苗和细胞因子）的反应模式；如治疗反应时间、反应持续时间和不良事件概况(90). 抗免疫检查点单克隆抗体治疗的另一个好处是可以用于治疗各种恶性肿瘤(91)包括肝细胞癌，这对传统的癌症免疫治疗构成了重大挑战，因为肝脏中独特的免疫反应有利于免疫耐受，削弱免疫治疗的治疗作用(92). 临床使用这些药物会导致免疫相关的不良事件，包括皮疹、结肠炎、甲状腺炎和肝炎，这些症状的临床治疗通常包括停止治疗或使用类固醇或其他免疫抑制剂进行症状治疗(93).

通过CTLA-4、PD1和程序性细胞死亡配体1（PDL1）免疫检查点阻断激活免疫系统是一种很有前途的癌症治疗策略(91,94). 由于靶向PD1/PDL1或CTLA-4的临床成功取决于阻断受体-受体相互作用的调节活动，因此重要的是要考虑到CTLA-4、PD1和PDL1的表达依赖于TCR的激活，而癌细胞表面HLA-I的表达是T细胞成功激活的先决条件。因此，肿瘤细胞缺乏HLA-I表达对肿瘤识别和T细胞的进一步激活有主要影响，T细胞仍然没有刺激，不能识别癌细胞。在这种情况下，抗CTLA-4、-PD1和-PDL1治疗无效(图3) (95). 因此，必须首先确定肿瘤细胞表面的HLA状态，以确定基于TAA识别后T细胞激活的免疫治疗的适用性。

激活T细胞介导的抗肿瘤反应的癌症免疫疗法策略包括使用抗体靶向损害T细胞细胞毒性的抑制分子(25)肿瘤浸润淋巴细胞扩增的过继细胞移植在体外(96)或转基因细胞毒性T细胞(97,98). 然而，CD8⁺已经建立了识别和破坏HLA-I阳性肿瘤细胞的T细胞。由于人类癌症经常以HLA-I表达的改变为特征，因此试图通过增加CD8来治疗癌症⁺对于HLA-I表达阴性或不足的肿瘤患者，T细胞反应将不成功。因此，在给予基于T细胞活化的免疫治疗后，获得成功的临床反应的一个要求是，再次验证肿瘤细胞是否正确表达这些重要的T细胞毒性分子。这种表达将是一种合适的预测性生物标记物，用于确定哪些患者应该参与这些治疗方案(84). 其他患者可能首先需要一种新辅助方案，以在使用T细胞活化或基于免疫卡点阻滞的免疫治疗之前恢复癌细胞上正常的HLA表达。

设计了一系列免疫治疗方案来改变肿瘤微环境，以提高癌症患者对治疗的反应；然而，恢复癌细胞中HLA-I的正常表达对于确保这些方案的免疫原性至关重要。当前恢复正常HLA-I表达的策略只有在介导HLA-I下调的分子机制可逆的情况下才有效，因为当HLA-I的下调是由于重链结构缺陷引起时，其表达很难纠正。腺病毒介导的基因转移可能是纠正HLA表达的有力策略，如人类β₂β₂m结构改变已被证明可以恢复肿瘤细胞表面HLA-I的表达(99). HLA表达的恢复重建了肿瘤细胞的免疫原性，从而以肽特异性、HLA限制性的方式诱导T细胞活化，表明β-₂对于β-₂m构造蚀变(100).表一进一步总结了肿瘤免疫调节的主要分子治疗方法。

6.结论

常规疗法的益处往往受到正常组织的附带损伤的限制。放射治疗导致大量细胞死亡，化疗毒性针对所有活跃增殖的细胞。大规模细胞死亡期间，CD8⁺由于TAA的持续存在，肿瘤抗原特异性T细胞会经历反复的TCR刺激。慢性刺激的T细胞逐渐失去分泌IL-2、肿瘤坏死因子-α和干扰素-γ的能力，并最终在一个称为T细胞衰竭的过程中通过凋亡而被消除，其特征是抑制性受体过度表达(101). PD1、CTLA-4、淋巴细胞活化基因3、T细胞免疫球蛋白和黏蛋白结构域3以及具有Ig和ITIM结构域的T细胞免疫受体等(102)，抑制免疫治疗药物对有效抗肿瘤免疫反应的刺激。然而，在免疫系统衰竭的患者中，阻断这些受体会导致T细胞激活，这表明恢复未耗尽的免疫环境可能会改善免疫激活。先前的结果表明，T细胞衰竭是可逆的，这可能对癌症治疗有深远的影响(103).

新型基于免疫的癌症治疗包括过继细胞治疗、肿瘤疫苗、细胞因子或免疫抑制机制的抑制，包括免疫检查点抑制剂，以及T调节蛋白或MDSC的耗竭。寻找新疗法设计和改进的靶点应包括寻找生物标记物，以测量治疗活性并评估不同免疫治疗方式之间的潜在协同作用(104). 然而，由于大量信号通路通常与致癌相关，因此单一治疗剂抑制特定肿瘤中的一个分子靶点可能不足以根除整个肿瘤。癌症控制靶向疗法的开发，包括抗CTLA-4抗体，促进了抗肿瘤免疫反应知识的进步，其治疗成功表明，免疫疗法可以在癌症患者中实现持久的抗肿瘤免疫反应(105).

根据HLA表型，阻断免疫检查点可能会在某些情况下恢复免疫功能。在具有正常HLA-I表达的肿瘤中，PD1或抗CTLA-4单克隆抗体的抑制剂起到PD1和CTLA-4表达依赖于T细胞活化的作用，而T细胞活化又依赖于HLA限制性抗原识别。因此，HLA-I表达缺陷的肿瘤可能对这些治疗无效，因为它们不能向CTL提供TAA。通过基因治疗在肿瘤细胞表面重建正常的HLA表达可以提高抗CTLA-4和PD1免疫治疗的临床效果，恢复HLA-I表达可能不仅是基于TCR刺激的免疫治疗的辅助治疗，也是基于检查点阻断的治疗。尽管化疗对免疫系统细胞有毒性，但免疫疗法与常规疗法（如化疗）的结合已被证明能显著提高癌症患者的临床反应(106–108).

与HLA相关的另一个重要因素是HLA-G的异常表达，因为大多数肿瘤在其进化的不同阶段新表达HLA-G，而HLA-G新表达会使所有抗肿瘤免疫反应失活。由于血浆（游离或囊泡）和膜结合（m）HLA-G的表达在大多数癌症类型中显著增加，并且与预后不良相关，因此可以使用肿瘤和免疫细胞膜结合人类白细胞抗原G和/或sHLA-G（游离或作为细胞外囊泡的一部分）的水平血浆作为癌症患者的诊断和预后工具。此外，HLA-G也可以作为阻断单克隆抗体或干扰RNA的治疗靶点(109).

与CTLA-4和PD1相比，HLA-G的表达不依赖于T细胞的激活，并且能够通过抑制从APC激活到效应启动的所有免疫效应器来阻断抗肿瘤免疫反应，以及阻断活化的CTL和NK细胞功能。考虑到有关HLA表达缺失功能的所有科学证据，可以推测，针对HLA-I异常表达的癌症治疗将恢复肿瘤细胞的T细胞识别，从而提高基于CTLA-4、PD1和PDL1表达的免疫治疗的临床反应。此外，沉默HLA-G表达或阻断免疫细胞上抑制性ILT-2/4受体可能会阻止抑制性信号传导，恢复免疫细胞的抗肿瘤效应能力。有可能将基于HLA的临床应用扩展到设计有前景的工具，不仅用于诊断应用，以改进疾病的免疫治疗管理，而且作为包括NACT在内的治疗临床结果的预后标记。目前正在进行各种针对靶向治疗的研究，以改变肿瘤微环境的免疫调节性质，也许在未来，早期诊断将允许早期免疫治疗，从而提高生存率。

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参考文献