Padmanee Sharma   and James P. Allison.  Dissecting the mechanisms of immune checkpoint therapy. Nature reviews | Immunology

2020年1月，诺奖夫妇 James P. Allison 和Padmanee Sharma(Department of Genitourinary Medical Oncology, Division of Cancer Medicine,MD Anderson) 回顾了他们眼中2019年肿瘤免疫研究中可圈可点的几项研究，在Nature reviews immunology 上发表了一项综述，列举了几项研究报道了靶向CTLA4和/或PD1对T细胞反应的差异影响，表明CD4+和CD8+T细胞都是组成免疫反应重要的细胞成员。这些数据强调了以CTLA4和PD1为靶点来驱动CD4+和CD8+效应T细胞反应的互补性，这应该在未来的治疗策略中加以考虑。此外，基于接受免疫检查点治疗的患者所做的转化研究也提供了免疫应答数据，揭示了耐药机制，解释新的drugable的靶点。

小鼠CTLA4基因缺失导致ICOS+CD4+效应T细胞的非典型亚群发育，而PD1基因缺失只导致CD8+ T细胞的细微变化，包括PD1hiTIM3hiLAG3hi‘过劳’CD8+ T细胞的占比增加。

Wei, S. C. et al. Negative co-stimulation constrains T cell differentiation by imposing boundaries on possible cell states. Immunity 50, 1084–1098 (2019)

在wei at al.的此项研究中，（James P Allison是通讯，Sharma是作者之一），作者通过在基因工程技术Ctla4-/-米奇中进行的研究发现，负向共刺激信号在参与T细胞分化过程中扮演重要角色。更重要的是，CTLA-4可以限制CD。4+T细胞的表型，在CTLA-4被敲除后，导致表达诱导共刺激因子(ICOS)的效应T辅助1 (TH1)细胞的亚群的发展。在过去的研究中，已经知道ICOS+CD4+效应T细胞分化对于anti-CTLA-4治疗引发的T细胞介导的抗肿瘤效应至关重要，这个效应主要发生在阻断CTLA-4的T细胞动员阶段（T cell priming）。

这项研究也同样发现，敲除PD1并没有对CD4+T细胞亚群引发相同的作用，而仅仅对一小撮CD8+T产生效应。

该研究团队PNAS发表的另一项研究提示，在米奇模型中，两种免疫检查点抑制剂联合的作用并不是简单等同于 ANTI-PD-1+ANTI-CTLA-4的1+1. 最值得关注的是，通常在阻断PD-1后观察到的耗竭表型T细胞（ PD1hiTIM3hiLAG3hi）CD8 T细胞在接受联合治疗后大量减少并在整个治疗过程中处于较低的可检测水平。另外，在联合治疗中，仅有ICOS+CD4+T和一个特殊表型的CD8+T得到大量扩增。

Wei, S. C. et al. Combination anti-CTLA-4 plus anti-PD-1 checkpoint blockade utilizes cellular mechanisms partially distinct from monotherapies. Proc. Natl Acad. Sci. USA 116, 22699–22709 (2019).

联合抗ctla4+抗pd1单抗治疗可导致可预测的变化，如ICOS+CD4+效应T细胞的占比升高，但也会导致意想不到的独特变化，包括CD8+ T细胞耗竭的占比降低和活化的CD8+效应T细胞的扩增。

CD4+和CD8+T细胞的反应分别受到抗ctla4和抗pd1治疗的不同影响，联合治疗增强效应细胞CD4+和CD8+ T细胞的反应。

Kurtulus, S. et al. Checkpoint blockade immunotherapy induces dynamic changes in PD-1- CD8+ tumor-infiltrating T cells. Immunity 50, 181–194 (2019)

Kurtulus et al. 2019年发表在immunity上的这一项研究提示，在接受PD-1抑制剂治疗引起的肿瘤免疫微环境中CD8+T细胞的动态裱花里，TCF7(转录因子）参与了一部分免疫先导细胞样CD8+T细胞的分化。在接受单药或联合治疗后，此类细胞比例的增加提示更好的预后。从这个漂亮的graphicalabstract可以看出，在实施CPI治疗后，将产生阻断共抑制信号的直接作用改善T细胞的功能，同时通过TIM3与PD-1的共同抑制，显著改变了PD-1-TILs的转录活动，这些细胞分化成具有原始，效应，和记忆先导细胞三种不同特征的表型。效应T细胞和记忆先导T细胞包括了肿瘤抗原特异性T细胞，在不同的肿瘤中可以接到CPI引起的免疫应答。记忆先导T细胞的功能与TCF7表达成正相关。

Alspach, E. et al. MHC-II neoantigens shape tumour immunity and response to immunotherapy. Nature 574, 696–701 (2019)

Premio Balzan 2017 - Robert Schreiber e James Allison,

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2019年，首位阐述免疫监控3E原理的Robert D Schreiber团队在Nature上发表了一项研究，阐述自发和免疫治疗诱导的抗肿瘤反应需要肿瘤抗原特异性CD8+和CD4+ T细胞的活性，即使是在不表达主要组织相容性复合体(MHC)II类分子的肿瘤中。在具有抗肿瘤效应的病灶中，肿瘤细胞需要表达MHC ii类限制性抗原，这表明CD4+ T细胞的活化也必须发生在肿瘤微环境中。这些发现表明，MHC ii类限制性新抗原在抗肿瘤反应中起关键作用，与MHC i类限制性新抗原不重叠。

肿瘤的器官特异性会影响CPI的应答反应（checkpoint inhibitor)

Goswami, S. et al. Immune profiling of human tumors identifies CD73 as a combinatorial target in glioblastoma. Nat. Med. https://doi.org/10.1038/ s41591-019-0694-x (2019)

Sharma 夫妇在文中称“另外一系列研究旨在对人类肿瘤应答进行深度的全景分析，以期探索出可能的合理的联合策略。然后举了Padmanee Sharma作为通讯作者，James P.Allison作为作者之一的一项研究，该研究通过对比对CPI治疗相对敏感的肿瘤（肾细胞癌，非小细胞癌）与缺乏有效应答的肿瘤（前列腺癌，微卫星稳定的结直肠癌和脑胶质瘤），通过流失质谱和单细胞RNA测序在GM中发现一个高表达CD73+的巨噬细胞亚型，这个免疫细胞亚型在GM接受CPI治疗后持续存在，对CD73-/-老鼠模型进行研究发现，双免疫联合治疗能够明显改善这种小鼠的抗肿瘤应答，而CD73 WT小鼠中则没有这种改善。CD73可能成为GM中重要的免疫检查点靶点。

最后一篇简介的Year in Review还是来自Sharma本人团队发表在Cell上的一项针对转移性前列腺癌的研究，该研究从接受过CPI治疗的CRPC中获取组织标本进行分析，发现CPI治疗可使那些有应答的病人软组织中的T细胞向CD4+Th1表型进行分化，但是在骨转移灶的标本中则缺少这种细胞亚型，而显示出Th17CD4+T细胞亚型占主导，这导致了有骨转移的患者出现更差的临床结局。该研究团队据此培养出一种小鼠模型，以研究不同T细胞谱系发生发展的影响因素，他们发现在骨转移灶中表达高水平的IL-6和 TGFβ，这两种因子导致CD4+T向Th17分化。而同时阻断TGFβ和免疫检查点的联合策略改善了小鼠骨转移灶的肿瘤应答。

免疫检查点治疗(ICT)在转移性去势性前列腺癌(mCRPC)患者中显示出令人鼓舞的结果，但在骨转移患者中仍引起次优反应。对患者骨髓标本的分析显示，ICT后Th17而不是Th1亚群增加。为了进一步评估不同的肿瘤微环境，我们向小鼠皮下或骨内注射了前列腺肿瘤细胞。皮下CRPC模型中的ICT显著增加了肿瘤内的Th1亚群，提高了生存率。然而，尽管肿瘤内CD4 T细胞增加，但ICT未能在骨CRPC模型中诱发抗肿瘤反应，CD4 T细胞被极化为Th17而非Th1谱系。从力学上看,在骨肿瘤促进osteoclast-mediated TGF-β释放骨吸收,抑制Th1血统发展。阻塞TGF-βICT增加Th1子集和促进CD8 T细胞克隆扩张和随后的回归的骨骼CRPC和改善生存。

Jiao, S. et al. Differences in tumor microenvironment dictate T helper lineage polarization and response to immune checkpoint therapy. Cell 179, 1177–1190 (2019)

以临床数据为起点的转化研究产生了一些假设，并在适当的临床前模型中进行了测试，这些研究将为研究患者对免疫检查点治疗的反应和耐药机制提供重要数据。