免疫细胞衔接器与“掩蔽免疫疗法”治疗实体瘤：聚焦头颈部肿瘤

《Cancers》：Immune Cell Engagers and “Masking Immunotherapy” for Solid Tumors: Focus on Head and Neck Cancers

　　

头颈部鳞状细胞癌（HNSCCs）是具有挑战性的病理类型，难以通过免疫检查点抑制剂（ICIs）获得有效治疗，因为仅有少数患者能实现持久的临床获益。高度免疫抑制的肿瘤微环境（TME）、频繁的抗原呈递缺失、显著的空间异质性以及肿瘤与关键解剖结构的邻近性，限制了当前免疫治疗方法的效果和安全性。免疫细胞衔接器（ICEs）已成为将内源性免疫细胞重定向至肿瘤靶点的有前景策略。虽然传统的表面抗原导向衔接器可以绕过主要组织相容性复合体（MHC）限制性抗原呈递，但肽–HLA导向的构建体仍依赖于抗原加工、肽呈递以及合适的HLA等位基因。最近，被称为“掩蔽免疫疗法”的肿瘤限制性激活技术已被开发出来，旨在优先在TME相关条件（如蛋白酶活性升高）下恢复靶点和/或免疫细胞的结合。这些方法在临床前模型中显示出增强的肿瘤优先活性和/或改善的耐受性；然而，这些特性在多大程度上转化为具有临床意义的肿瘤选择性和更优的治疗指数仍在研究中。在本综述中，基于研究人员的全面文献知识和针对性检索，研究人员批判性地审视了ICEs的生物学原理、工程学原则、现有临床前证据以及早期临床开发，特别关注其在HNSCC中的潜在应用。尽管早期临床研究显示出可接受的安全性特征，但临床活性普遍较差。研究人员讨论了限制临床转化的主要障碍，并强调了旨在克服这些局限的新兴策略。研究人员认为，ICEs在HNSCC中的成功临床开发不仅可能取决于最佳靶抗原的识别，还有赖于空间可控的免疫激活、与TME调节方法的整合，以及在未来的临床试验设计中纳入动态生物标志物。

1. 引言

头颈部鳞状细胞癌（HNSCCs）是一组异质性恶性肿瘤，起源于上呼吸消化道的黏膜上皮，其生物学多样性受病因驱动因素和解剖部位影响。这种异质性深刻影响了肿瘤微环境（TME），并最终决定了其对免疫治疗方法的反应性。新兴转化证据进一步表明，这些免疫动力学并非静态，而是在治疗压力下演变，伴随抗原表达、免疫细胞空间分布和细胞因子梯度的纵向重塑。这种可塑性直接影响免疫疗法的持久性，并凸显了适应性治疗策略、实时生物标志物监测以及旨在随时间维持有效抗肿瘤免疫的合理联合方案的重要性。在不同HNSCC亚型中，人乳头瘤病毒（HPV）相关口咽癌常含有高度炎症微环境，富含肿瘤浸润淋巴细胞（TILs），并以干扰素-γ（IFN-γ）相关基因特征升高为特征。尽管存在这种预先存在的免疫激活，许多HPV阳性肿瘤表现出适应性免疫抵抗，由TME内程序性死亡-1（PD-1）/程序性死亡配体1（PD-L1）轴的上调介导。相比之下，Epstein-Barr病毒（EBV）驱动的鼻咽癌是一种病毒诱导的恶性肿瘤，具有独特的免疫生物学特征。潜伏期和裂解期病毒抗原的存在为免疫识别提供了明确的靶点，而富含淋巴样基质和大量浆细胞浸润则反映了活跃的免疫参与。烟草和酒精相关的HNSCCs通常是HPV阴性且基因组复杂，具有高肿瘤突变负荷（TMB）但免疫浸润有限。主动吸烟者表现出CD8⁺ T细胞密度降低、干扰素-α/γ通路信号减弱，以及协调效应细胞运输的CXC基序趋化因子配体（CXCL）9/10/11-CXC基序趋化因子受体3（CXCR3）轴的抑制。这些特征提示一种“冷”免疫表型，其中细胞毒性淋巴细胞的募集和激活均受损。由此产生的免疫抑制性TME可能解释了HPV阴性肿瘤对免疫检查点阻断（ICB）反应相对较弱的原因，并突显了对能够重塑局部免疫的治疗方式的需求。过去十年中，免疫检查点抑制剂（ICIs）证实了免疫微环境在HNSCC发病机制中的核心地位。针对PD-1或PD-L1的药物通常能在部分不同HPV状态的患者中产生持久的临床获益。总之，这些观察结果将HNSCCs描绘为一系列由病毒、环境和行为因素塑造的免疫生态系统，而非单一疾病。这种免疫多样性意味着，HNSCCs的治疗成功可能较少依赖于普遍的免疫激活，而更多地依赖于能够选择性参与或重编程每个病因亚群中主导免疫背景的方法。

2. HNSCCs的TME：ICEs面临的障碍与机遇

HNSCCs的TME是一个动态且免疫复杂的生态系统，对疾病进展和治疗反应性产生深远影响。它由多种细胞和分子成分组成，共同塑造了抗肿瘤免疫与免疫抑制之间的平衡。在此背景下，ICEs提供了一个独特的机会，通过强制形成直接的细胞毒性突触来绕过抗原呈递和免疫启动的上游缺陷。在基线水平，大多数HNSCCs显示慢性炎症与免疫逃逸交织的证据。肿瘤浸润淋巴细胞（TILs）与调节性T淋巴细胞（Tregs）、髓系来源的抑制细胞（MDSCs）和肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）共存，它们分泌抑制性细胞因子、产生代谢抑制物并表达耗竭标志物，从而削弱效应T细胞的增殖和细胞毒性、抑制抗原呈递并减弱I型干扰素反应。空间转录组学和数字病理学的进展揭示了HNSCC组织内免疫种群的空间分布具有重要的预后和功能意义。具有“热”架构的肿瘤，其中CD8⁺ T细胞和树突状细胞（DCs）渗透到肿瘤核心并与恶性细胞密切相互作用，表现出更高的干扰素刺激基因表达和更好的临床结局。相反，“免疫排除”或“免疫荒漠”表型则对ICB表现出抵抗性。在这一格局中，三级淋巴结构（TLSs）已成为关键的免疫枢纽。在HNSCC中，TLSs的存在和成熟状态与改善的生存率和更优的ICB反应密切相关。从治疗角度看，这种复杂的免疫生物学既给ICEs带来了障碍也带来了机遇。一方面，致密结缔组织增生性间质、不规则血管和缺氧等物理屏障可能限制抗体扩散和效应细胞运输。另一方面，丰富的免疫抑制细胞群体也为恢复免疫系统提供了新的靶点。

3. ICEs：概念、类别与设计原则

ICEs作为分子媒介发挥作用：通过同时结合肿瘤相关抗原（TAA）和免疫细胞上的激活受体，使两者紧密接近并触发免疫突触的形成。对于传统的表面抗原导向衔接器，这一机制可以绕过经典的MHC限制性抗原识别，并且不需要常规共刺激。由此产生的免疫激活导致肿瘤细胞被靶向杀伤，同时在理论上保护缺乏特定抗原的健康组织。目前已开发出几种ICE模式：T细胞衔接器（TCEs）是最成熟的ICE类别，通常由连接T细胞上CD3与肿瘤细胞上TAA的双特异性抗体或抗体片段组成。自然杀伤细胞衔接器（NKCEs）将TAAs桥接到NK细胞上的激活受体，如CD16A、NKp30或NKG2D，从而触发ADCC或先天细胞毒性程序。γδ T细胞衔接器（γδTCEs）连接肿瘤抗原与γδ T细胞受体（TCR）或其调控性嗜乳脂蛋白（BTN）2A1/3A1复合物，激活连接先天和适应性免疫的细胞毒性反应。吞噬细胞和树突状细胞衔接器则将免疫效应扩展到细胞毒性淋巴细胞之外，促进巨噬细胞和树突状细胞的吞噬作用或抗原摄取，从而促进抗原交叉呈递和随后的表位扩散。将ICE概念转化为实体瘤需要分子设计的迭代创新。致密、富含蛋白酶和低氧的TME施加了几项不同于血液系统疾病的约束。关键的设计要求包括：增强肿瘤选择性、优化药代动力学和生物利用度、改善肿瘤穿透、抵抗免疫抑制以及适应抗原异质性。ICEs的毒性特征在很大程度上取决于所参与的效应细胞通路。细胞因子释放综合征（CRS）通常与TCE相关，而免疫效应细胞相关神经毒性综合征（ICANS）也在某些T细胞重定向平台中被报道。无论衔接器类别如何，局部炎症毒性在HNSCC中可能尤为重要。现代临床方案采用了逐步递增给药、糖皮质激素或IL-6抑制剂预处理等措施。条件性激活的TCEs旨在优先在TME相关条件下恢复衔接器活性，有可能减轻全身性脱靶、非肿瘤毒性。HNSCCs为ICE开发提供了一个引人注目的临床背景。免疫学上“热”（HPV阳性）和“冷”（HPV阴性、吸烟相关）表型的并存允许探索ICE在不同免疫生态系统中的表现。

4. HNSCCs的TCEs：模式与创新

目前，在实体瘤中只有两种TCEs获批用于临床实践。正在进行的研究专注于改进TCE平台并将其应用扩展到实体瘤。经典和扩展的TCE格式方面，典型的BiTEs介导有效的MHC非依赖性细胞毒性。为了应对实体瘤中的挑战，下一代分子引入了半衰期延长（HLE）特性。临床前研究还表明，TCEs可以与PD-1/PD-L1阻断协同作用。共刺激和逻辑门控方面，为提供“信号2”，同时多重相互作用T细胞衔接器（SMITEs）或双模块构建体将CD3重定向与靶向CD28、4-1BB或OX40的共刺激域相结合。其他平台包括分裂CD3和亲和力调整的双抗原靶向构建体。靶向诱导T细胞激活纳米抗体（TITAN）平台是一种CD8引导的TCE技术，旨在通过优先招募CD8⁺细胞毒性T细胞来提高TCE的治疗指数。检查点抑制性TCEs（CITEs）在一个分子内融合了TCE和ICB的功能，结合CD3重定向臂与中和抑制性相互作用的第二个结构域。局部递送方面，可以通过工程化的免疫或基质细胞、病毒载体或溶瘤平台来实现，这些平台能够在肿瘤内直接分泌双特异性抗体。掩蔽或蛋白酶可激活的TCEs是极具创新性的发展，它们在循环中保持失活或减弱状态，并在肿瘤的蛋白水解环境中优先变得功能活跃。这些构建体包含一个肽或抗体衍生的掩蔽结构域，在被肿瘤富集的蛋白酶切割之前限制靶点结合。总体而言，这些平台为解决TCEs在实体瘤中遇到的主要障碍提供了互补的工程解决方案。

5. HNSCC中的NKCEs

NK细胞是先天免疫细胞的一个子集，参与清除转化细胞。与T细胞不同，它们通过整合激活和抑制性受体信号来识别异常或应激细胞，而非通过MHC分子的抗原呈递。NKCEs的工程化旨在利用和放大这些固有特性，通过物理连接肿瘤抗原与NK细胞激活受体。最先进的格式涉及靶向CD16A和TAA（如EGFR）的双特异性或串联抗体（TandAbs）。在临床前模型中，EGFR/CD16A TandAbs已显示出强大的NK介导的杀伤作用。通过添加IL-15交联剂形成三特异性杀伤细胞衔接器（TriKEs），可改善NK细胞增殖、细胞毒颗粒释放和存活。几种TriKEs构建体，如B7-H3或EGFR TriKE，显示出强效的抗原特异性NK介导的癌细胞系杀伤。AFM24是一种双特异性EGFR×CD16A先天细胞衔接器，已在临床前实体瘤模型中显示出效力，并进入临床评估。总体而言，NKCEs为HNSCC中的免疫细胞重定向提供了一种替代策略。

6. γδ T细胞衔接器

γδT细胞占据先天和适应性免疫之间的中间生态位，能够独立于经典MHC呈递识别应激诱导的配体和磷酸抗原。在这个区室中，Vγ9Vδ2 T细胞是人类主要的循环亚群。γδTCEs的开发旨在利用其非常规识别特性，同时增强对免疫抑制的抵抗力。临床前证据支持这种方法具有治疗潜力：EGFR×Vγ9Vδ2 TCEs在体外和异种移植模型中能强效激活γδT细胞，诱导肿瘤消退且毒性有限。鉴于HNSCC中近乎普遍表达的EGFR以及这些肿瘤中经常出现的应激配体，γδTCEs提供了一种生物学上一致的机制来克服抗原呈递缺陷。

7. HNSCC中ICEs的靶抗原

ICE疗效和安全性的核心决定因素是仔细选择肿瘤相关抗原，以平衡高肿瘤特异性和足够的表面表达以允许结合。在HNSCC中，几个靶点脱颖而出：EGFR在超过90%的HNSCC中过表达，但仍是最经过验证的免疫结合抗原。CD44v6标记癌症干细胞样群体，并与侵袭性、转移和治疗抵抗相关。B7-H3（CD276）在HNSCC和其他实体瘤中广泛过表达。在病毒驱动的亚型中，病毒抗原如E6和E7代表高特异性的非自身抗原。其他候选抗原如MUC1、TROP-2、CEACAM5在HNSCC中表达各异。鉴于HNSCC病灶的解剖敏感性和黏膜邻近性，抗原选择必须强调安全性。

8. HNSCC中的掩蔽免疫疗法

“掩蔽免疫疗法”广义上涵盖在系统中无活性或减弱，并在肿瘤微环境中优先变得药理活性的治疗平台。蛋白酶依赖性激活与HNSCC尤其相关。掩蔽细胞因子方面，以IL-12为例，其全身给药历史上因严重毒性而受阻。蛋白酶可激活的半衰期延长IL-12前药（如XTX301）重新定义了该细胞因子的治疗潜力。作为掩蔽免疫疗法的例子，条件性激活的抗体包含一个肽掩蔽结构域，通过可切割的连接子连接到抗体上，在肿瘤位点被蛋白酶切割后激活。Probody技术和条件性双特异性重定向激活（COBRA）平台都利用了肿瘤相关蛋白酶依赖性激活机制。可切换TCEs是一种先进形式的双特异性抗体，通过引入分子“开/关”系统实现对T细胞激活的动态调节。逻辑门控免疫细胞重定向旨在通过整合多个抗原识别或激活信号来改善对恶性和正常组织的区分。

9. 与ICB和TME调节的协同作用

ICEs并非孤立作用，而是与检查点和TME生态系统动态交互。检查点阻断验证了HNSCC的免疫学相关性，但反应率仍然适中且仅限于部分患者。ICEs可能通过提供直接的免疫细胞重定向和在TME内维持局部效应细胞激活来补充检查点阻断。TCEs和NKCEs诱导免疫原性肿瘤细胞死亡，释放新抗原和危险相关分子模式，从而启动DCs。当与PD-1阻断联合使用时，这一过程可以克服重定向和内源性T细胞的耗竭。除了ICIs，溶瘤病毒疗法已成为一种强效的TME调节剂。同样，放疗作为免疫引发剂，通过增强抗原释放、上调MHC分子和激活cGAS-STING信号通路发挥作用。

10. 患者选择和药效学监测的生物标志物

HNSCC中ICEs的生物标志物开发仍处于探索阶段。目前，PD-L1表达是唯一临床上用于指导基于检查点的免疫治疗的既定生物标志物。其他潜在的生物标志物包括：基因表达特征（如IFN-γ模型）和分子亚型分层；APOBEC突变特征；三级淋巴结构（TLSs）；空间分辨指标；循环生物标志物（如循环肿瘤HPV DNA、ctDNA、循环肿瘤细胞）；单细胞和TCR克隆型分析。重要的是，单一生物标志物不太可能单独足够，可能需要空间、基因组和动态读数的整合。

11. 临床格局：检查点阻断作为ICE整合的基础

ICEs与ICB的整合旨在放大肿瘤-免疫界面的效应功能。HPV阳性肿瘤富含PD-1⁺ CD8⁺ TILs和PD-L1⁺巨噬细胞，显示出适应性免疫抵抗，为将检查点缓解与T细胞或NK细胞重定向相结合的联合策略提供了肥沃土壤。当前的临床格局突出了ICE在实体瘤中发展的希望和挑战。尽管大多数平台显示出可控的安全性和机制验证，但客观缓解率（ORR）普遍较低，很少有药物能超越早期临床开发。值得注意的是，一些项目已被终止或降级优先。累积的临床经验为HNSCC中的ICE开发提供了重要的现实检验。尽管临床前活性令人信服，但转化为有利的治疗指数却很复杂。

12. 递送创新与TME调节

递送的途径和环境对ICE疗效至关重要。溶瘤病毒疗法提供了一种原位免疫激活的精密载体。髓系重编程，通过CSF-1R抑制剂、CD40激动剂或DC靶向衔接器，可以瓦解抑制性巨噬细胞网络、增强交叉呈递并将ICE诱导的免疫力系统性扩展。

13. 结论与未来展望

ICEs代表了癌症免疫治疗领域发展最快的方向之一，并为克服实体瘤中传统免疫检查点抑制的若干局限性提供了有前景的策略。通过将内源性免疫效应细胞重定向至TAA，这些平台有潜力扩大可从免疫治疗中获益的患者群体。临床前证据突显了下一代ICE工程的非凡多功能性。尽管取得了这些令人鼓舞的生物学进展，但临床转化比最初预期的更具挑战性。有限的临床进展表明，成功的免疫重定向依赖于远不止靶点识别本身。抗原异质性、免疫细胞浸润不足、间质排斥、T细胞耗竭、免疫抑制性髓系群体以及生理性抗原表达造成的狭窄治疗窗口仍然是限制持久临床疗效的主要障碍。未来的进步很可能依赖于合理的工程策略、改进的患者选择和合理的联合策略。