前言

轉(zhuǎn)化生長因子－β（TGF－β）是一種最有效和多效性的調(diào)節(jié)性細(xì)胞因子，它幾乎控制著腫瘤引起的免疫反應(yīng)的每個階段，從初級淋巴器官中的淋巴細(xì)胞發(fā)育到次級淋巴器官淋巴白細(xì)胞的啟動，以及針對腫瘤自身的效應(yīng)器功能。

TGF－β在健康組織中的不同功能使尋找有效和安全的靶向TGF－β途徑的癌癥治療方法變得更加復(fù)雜。本文概述了TGF－β信號在腫瘤引起的免疫反應(yīng)中的復(fù)雜背景，希望能夠為關(guān)于TGF－β基于機(jī)制的癌癥免疫治療提供有用的幫助。

TGF－β超家族成員

自從TGF－β1被發(fā)現(xiàn)以來，已有超過30個TGF－β超家族成員被鑒定和表征，它們在合成、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制和功能方面具有共同點。根據(jù)其結(jié)構(gòu)和功能的相似性，TGF－β超家族分為TGF－β和骨形態(tài)發(fā)生蛋白（BMP）亞家族。

通常，TGF－β亞家族包括TGF－βs、activins， Nodal，而BMP亞家族則含有BMP、生長和分化因子（GDF）和抗Mullerian激素（AMH）。

哺乳動物中存在三種高度同源的TGF－β亞型，即TGF－β1、TGF－β2、TGF－β3。在TGF－β超家族中，TGF－β亞型的研究最為廣泛。根據(jù)癌癥基因組圖譜（TCGA）的數(shù)據(jù)，TGF－β1是大多數(shù)人類癌癥中表達(dá)最為普遍的亞型。此外，與TGF－β2和TGF－β3相比，TGF－β1的表達(dá)與TGF－β信號激活最密切相關(guān)。

TGF－β分泌與活化

TGF－β作為一種非活性前體合成的蛋白，需要活化才能發(fā)揮作用。TGF－β前體由三部分組成：一個信號肽，一個稱為潛伏相關(guān)肽（LAP）的N端長前體，以及C端對應(yīng)于成熟細(xì)胞因子的短片段。在內(nèi)切酶Furin裂解后，通過二硫鍵連接的TGF－β同源二聚體與二硫鍵連接的LAP同源二聚體通過二硫鍵結(jié)合。

這種被稱為小潛伏復(fù)合物（SLC）的分子通常通過二硫鍵與潛在的TGF－β結(jié)合蛋白（LTBP）交聯(lián)，形成大潛伏復(fù)合物（LLC），與細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）中的纖維蛋白相互作用，使?jié)摲�的TGF－β穩(wěn)定儲存而不是進(jìn)一步激活。

此外，潛伏的TGF－β還可與Treg或巨噬細(xì)胞表面的跨膜糖蛋白A為主的重復(fù)序列蛋白（GARP）和LRRC33結(jié)合。在LAP上的Arg－Gly－Asp（RGD）序列與整合素αvβ6或αvβ8相互作用后， TGF－β1和TGF－β3才從其潛伏復(fù)合物中變構(gòu)釋放。只有從潛伏復(fù)合物中釋放出來，TGF－β才能具有活性并激活其受體。

TGF－β信號通路

TGF－β通過TGF－βI型受體（TGF－βRI或ALK5）和TGF－βII型受體（TGF－βRII）觸發(fā)信號傳導(dǎo)，這兩種受體都是跨膜絲氨酸／蘇氨酸激酶受體。

與TGF－β結(jié)合后，TGF－βRII作為高親和力的TGF－β受體招募并磷酸化TGF－βRI的胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域，形成異四聚體，隨后激活下游信號的SMAD蛋白。

SMAD依賴的經(jīng)典通路是TGFβ信號傳導(dǎo)的核心部分。哺乳動物中有8種SMAD蛋白分為三類，包括受體相關(guān)SMADs（R－SMADs）、協(xié)同SMADs（co－SMADs）和抑制性SMAD（I－SMADs）。

TGF－β與受體結(jié)合激活受體可導(dǎo)致R－SMADs的活化，一旦激活，SMAD2／3與受體分離并與SMAD4形成異源三聚體結(jié)構(gòu)，然后轉(zhuǎn)移到細(xì)胞核，在那里它們與DNA轉(zhuǎn)錄因子和輔因子結(jié)合，激活或抑制數(shù)百個靶基因。

I－SMADs的表達(dá)是由TGF－β信號作為反饋反應(yīng)誘導(dǎo)的。SMADs通常通過不同激酶的磷酸化和不同泛素連接酶的泛素化來激活或抑制SMADs，從而控制SMADs的穩(wěn)定性和活性。SMAD6和SMAD7通過與R－SMADs競爭與TGF－β受體復(fù)合物的結(jié)合來降低R－SMAD的磷酸化和活化。

除了TGF－β信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的典型途徑已被深入研究并證明具有重要作用外，非經(jīng)典的（非SMAD）信號通路仍然存在，但人們對其了解較少。雖然TGF－β信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的核心機(jī)制已經(jīng)得到了很好的研究，但是這種信號與特定因子和其他信號通路的相互作用在TGF－β級聯(lián)調(diào)節(jié)中形成了一個密集的網(wǎng)絡(luò)，這表明TGF－β在微環(huán)境中的作用是復(fù)雜的。任何影響TGF－β信號傳導(dǎo)元件的細(xì)胞信號都會改變其有效性。

癌癥T淋巴細(xì)胞中的TGF－β

適應(yīng)性免疫系統(tǒng)由T細(xì)胞和B細(xì)胞組成，它們在細(xì)胞表面表達(dá)抗原特異性T細(xì)胞受體（TCR）和B細(xì)胞受體。TGF－β在癌癥中對這些淋巴細(xì)胞的發(fā)育、活化和分化起著重要的調(diào)節(jié)作用。

輔助性T細(xì)胞

TGF－β信號傳導(dǎo)促進(jìn)低親和力胸腺CD4＋T細(xì)胞中IL－7Rα的表達(dá)，以支持其在外周組織中的存活，同時抑制CD4＋T淋巴細(xì)胞抗原驅(qū)動的陰性選擇。此外，TGF－β抑制外周自身反應(yīng)T細(xì)胞的激活、增殖和效應(yīng)器分化。TGF－β誘導(dǎo)的SMAD3–SMAD4復(fù)合物激活PKA以觸發(fā)羧基末端SRC激酶（CSK）介導(dǎo)的近端TCR信號抑制，以防止意外的T細(xì)胞啟動。TGF－β還下調(diào)轉(zhuǎn)錄因子T－bet和GATA3，以分別抑制CD4＋T細(xì)胞分化為TH1細(xì)胞和TH2細(xì)胞。相比之下，TGF－β與IL－6協(xié)同作用，誘導(dǎo)TH17細(xì)胞的分化。因此，TGF－β作為CD4＋T細(xì)胞活化和增殖的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子，并引導(dǎo)三種主要T輔助細(xì)胞亞群的分化。

T濾泡輔助細(xì)胞（TFH）細(xì)胞在表達(dá)B細(xì)胞新抗原的模型中表現(xiàn)出強(qiáng)大的抗腫瘤功能。TGF－β可能通過抑制TCR信號傳導(dǎo)來限制TFH細(xì)胞的生成。另一方面，TGF－β介導(dǎo)的IL－2R表達(dá)抑制可以使CD4＋T細(xì)胞與IL－2信號隔離，從而促進(jìn)TFH細(xì)胞的生成、。因此，TGF－β可以在控制TFH細(xì)胞分化中發(fā)揮相反的作用，需要進(jìn)行研究來闡明其在癌癥背景下如何影響TFH細(xì)胞反應(yīng)。

調(diào)節(jié)性T細(xì)胞

胸腺Treg細(xì)胞分化是由TGF－β信號介導(dǎo)的。TGFβ介導(dǎo)的胸腺Treg生成不涉及轉(zhuǎn)錄因子FOXP3的誘導(dǎo)，而是通過減少激動性抗原觸發(fā)的T細(xì)胞克隆缺失間接起作用。在TGF－β存在下，外周Treg（pTreg）細(xì)胞也可以與幼稚CD4＋T細(xì)胞分化，部分通過SMAD3介導(dǎo)的Foxp3轉(zhuǎn)錄的誘導(dǎo)。除了影響pTreg細(xì)胞分化外，TGF－β還可以以自分泌的方式抑制Treg細(xì)胞的擴(kuò)增。在乳腺癌和前列腺癌的轉(zhuǎn)基因模型中，Treg細(xì)胞中TGFBR2或TGF－β1的缺失不會影響腫瘤生長。因此，盡管TGF－β誘導(dǎo)Foxp3表達(dá)，但pTreg細(xì)胞分化可能不會導(dǎo)致腫瘤浸潤Treg細(xì)胞。

細(xì)胞毒性T細(xì)胞（CTL）

TGF－β促進(jìn)IL－7Rα的表達(dá)和胸腺CD8＋T細(xì)胞譜系，而抑制外周CD8＋T淋巴細(xì)胞的抗原驅(qū)動增殖。此外，F(xiàn)OXP1與TGF－β激活的SMAD2和SMAD3相互作用，以抑制轉(zhuǎn)錄因子MYC和JUN，這些轉(zhuǎn)錄因子驅(qū)動CD8＋T細(xì)胞的增殖。TGF－β還抑制T－bet和EOMES的表達(dá)，它們支持CD8＋T細(xì)胞分化為細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞。此外，SMAD2和SMAD3與ATF1協(xié)同抑制CTL效應(yīng)分子的表達(dá)，包括IFN－γ和顆粒酶B。CTL的慢性抗原刺激導(dǎo)致T細(xì)胞“耗竭”狀態(tài)，其特征是抑制性受體（包括PD－1）的高表達(dá)。TGF－β以SMAD3依賴的方式增強(qiáng)PD－1表達(dá)。因此，TGFβ參與多種基因表達(dá)程序，以減弱CTL分化和功能。

先天性T淋巴細(xì)胞

恒定自然殺傷T細(xì)胞（iNKT細(xì)胞）和γδT細(xì)胞亞群，這些非常規(guī)的αβT細(xì)胞和γδT細(xì)胞分化也受到TGF－β的調(diào)控。在胸腺中， TGF－β是CD1d–脂質(zhì)抗原反應(yīng)性iNKT細(xì)胞前體（iNKTp）和MHC–肽抗原反應(yīng)性上皮內(nèi)淋巴細(xì)胞前體（IELp）發(fā)育所必需的。此外，TGF－β是產(chǎn)生IL－17的iNKT細(xì)胞（iNKT17細(xì)胞）和γδ譜系T細(xì)胞（γδ17細(xì)胞）分化所必需的。

癌癥B淋巴細(xì)胞中的TGF－β

B細(xì)胞通過分泌抗體介導(dǎo)體液免疫反應(yīng)，這涉及激活次級淋巴器官中的常規(guī)B2細(xì)胞。B細(xì)胞中TGF－β信號傳導(dǎo)的阻斷導(dǎo)致活化和增殖增強(qiáng)，而向IgA的類別轉(zhuǎn)換被減弱。Peyer斑塊是IgA產(chǎn)生的主要位點，TGF－β信號傳導(dǎo)的阻斷不會影響淋巴結(jié)中IgA的產(chǎn)生，生發(fā)中心B細(xì)胞中TGF－β的信號傳導(dǎo)的延遲抑制不會影響Peyer斑中IgA的轉(zhuǎn)換。生發(fā)中心B細(xì)胞表現(xiàn)出高水平的TGF－β依賴性SMAD2磷酸化， TGF－β信號傳導(dǎo)促進(jìn)其從生發(fā)中心的亮區(qū)向暗區(qū)的轉(zhuǎn)變以及抗體親和力成熟。因此，TGF－β在控制B細(xì)胞反應(yīng)方面具有多效性功能。

考慮到在Peyer斑中B細(xì)胞激活的早期階段，TGF－β信號傳導(dǎo)對于IgA轉(zhuǎn)換是選擇性需要的，TGF－β可能在前列腺腫瘤相關(guān)IgA＋漿細(xì)胞反應(yīng)中發(fā)揮類似的作用，但這種作用發(fā)生在何處以及是否在其他腫瘤環(huán)境中發(fā)生仍然未知。

癌癥固有免疫細(xì)胞中的TGF－β

固有免疫系統(tǒng)包括淋巴和髓系細(xì)胞譜系，它們構(gòu)成抵抗免疫挑戰(zhàn)的第一道防線，并調(diào)節(jié)適應(yīng)性免疫反應(yīng)。與對T和B細(xì)胞的影響類似，TGF－β在控制癌癥中的固有免疫細(xì)胞功能方面表現(xiàn)出多效性功能。

NK細(xì)胞

NK細(xì)胞中TGFBR1的表達(dá)可增強(qiáng)癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移，并加速纖維肉瘤的生長，這表明TGF－β通過釋放SMAD4轉(zhuǎn)錄抑制活性（如通過SMAD4–SKI–SKIL介導(dǎo)的活性）抑制NK細(xì)胞介導(dǎo)的癌癥轉(zhuǎn)移監(jiān)測。TGF－β抑制NK細(xì)胞中IL－15誘導(dǎo)的代謝調(diào)節(jié)物mTOR復(fù)合物1的活化，這可能是其增殖減少、活化受體表達(dá)減少和細(xì)胞毒活性受損的原因。此外，TGF－β阻礙人NK細(xì)胞中IL－2誘導(dǎo)的糖酵解和氧化磷酸化，這可能限制其抗腫瘤活性。這些發(fā)現(xiàn)共同表明，TGF－β可以抑制NK細(xì)胞介導(dǎo)的腫瘤監(jiān)測。

輔助性固有淋巴細(xì)胞

ILC2對IL－33的信號響應(yīng)，產(chǎn)生炎性細(xì)胞因子。阻斷TGF－β信號可減少ILC2祖細(xì)胞數(shù)量，并與IL－33受體ST2的低表達(dá)相關(guān)，減少ILC2的發(fā)育。而ILC2與抗腫瘤活性相關(guān)，在小鼠黑色素瘤模型中，ILC2衍生的GM－CSF促進(jìn)嗜酸性粒細(xì)胞的擴(kuò)增和效應(yīng)器功能，以抑制腫瘤的發(fā)育。此外，胰腺癌或黑色素瘤患者的高水平ILC2浸潤與良好的臨床預(yù)后相關(guān)。

另一方面，與TGF－β在促進(jìn)抗腫瘤ILC2反應(yīng)中的這些積極作用相反，在結(jié)直腸癌模型中，TGF－β信號傳導(dǎo)促進(jìn)ILC3轉(zhuǎn)化為產(chǎn)生IL－10的調(diào)節(jié)型ILCs群體，并且這些調(diào)節(jié)性ILC與癌細(xì)胞的共轉(zhuǎn)移導(dǎo)致加速腫瘤生長。

單核和巨噬細(xì)胞

TGF－β在巨噬細(xì)胞的發(fā)育中起著關(guān)鍵作用，組織巨噬細(xì)胞可以從胚胎祖細(xì)胞分化而來，包括表皮朗格漢斯細(xì)胞和肺泡巨噬細(xì)胞，這兩者都需要自身分泌TGF－β1來維持。但TGF－β是否以及如何進(jìn)一步影響它們在癌癥中的功能仍有待探索。

除了組織駐留的巨噬細(xì)胞外，單核細(xì)胞經(jīng)常被招募到腫瘤中并分化為腫瘤相關(guān)的巨噬細(xì)胞。TGF－β可誘導(dǎo)單核細(xì)胞的趨化性，并可影響單核細(xì)胞衍生的巨噬細(xì)胞表型。

粒細(xì)胞

中性粒細(xì)胞是循環(huán)中最豐富的粒細(xì)胞，經(jīng)常被腫瘤吸收。它們主要具有促腫瘤功能，驅(qū)動癌細(xì)胞基因組不穩(wěn)定、癌細(xì)胞增殖和腫瘤血管生成。在結(jié)腸癌轉(zhuǎn)基因模型中，中性粒細(xì)胞特異性缺失TGF－βR1與腫瘤浸潤中性粒細(xì)胞數(shù)量減少相關(guān)，并抑制轉(zhuǎn)移。因此，TGF－β可誘導(dǎo)中性粒細(xì)胞募集以促進(jìn)腫瘤發(fā)展。

TGF－β的腫瘤靶向治療盡管有許多因素增加了TGF－β信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的復(fù)雜性，但在腫瘤治療中TGF－β信號靶向藥物顯示出了強(qiáng)大的活性。此外，ICIs的臨床成功加速了人們對利用TGF－β信號作為增強(qiáng)抗癌治療方法的興趣。這些特異性或非特異性藥物包括靶向TGF－β受體的小分子、反義寡核苷酸、疫苗、中和抗體以及受體IgG－Fc融合蛋白。

  GalunsertibGalunsertib（LY2157299）是第一個進(jìn)入臨床試驗也是得到最廣泛研究的小分子阻斷劑，它抑制TGF－βRI激酶，從而阻斷受體介導(dǎo)的信號級聯(lián)反應(yīng)。Galunisertib作為單藥治療或與標(biāo)準(zhǔn)的抗腫瘤治療方案聯(lián)合，具有抗腫瘤活性，其適應(yīng)癥包括HCC、胰腺癌（PAC）和其他腫瘤類型。在一項1／2期臨床試驗中，與安慰劑吉西他濱相比，Galunisertib聯(lián)合吉西他濱治療PAC患者的OS明顯改善。TEW－7197TEW－7197是另一種TGF－βRI激酶抑制劑。在晚期實體瘤中進(jìn)行了TEW－7197的1期研究（NCT0216016），以研究其安全性、耐受性和藥代動力學(xué)。其他的TEW7197臨床試驗正在各種癌癥中測試單藥或聯(lián)合其他藥物治療的效果。Belagenpumatucel－LBelagenpumatucel－L（Lucanix）是一種治療性、基因修飾的異基因腫瘤細(xì)胞疫苗，用于NSCLC，抑制TGF－β2 mRNA的產(chǎn)生。雖然針對NSCLC的3期試驗沒有達(dá)到預(yù)定的臨床終點，但額外的分析表明在患者亞群中取得了令人鼓舞的結(jié)果，在一線化療結(jié)束后12周內(nèi)隨機(jī)使用Lucanix治療的患者中，觀察到OS的顯著增加。TrabedersenTrabedersen（ap12009）是TGF－β2基因mRNA區(qū)域的反義互補(bǔ)物，通過下調(diào)TGF－β2 mRNA發(fā)揮抑制作用。在一項2期研究中，與標(biāo)準(zhǔn)化療治療相比，使用10 mM trabedersen治療的復(fù)發(fā)／難治性晚期膠質(zhì)瘤患者的2年生存率更高。GC－1008GC－1008（fresolimumab）是一種能中和TGF－β所有亞型的人源單克隆抗體。在惡性黑色素瘤（MM）和腎細(xì)胞癌（RCC）的1期試驗中，GC－1008顯示了抗腫瘤活性和可接受的安全性的初步證據(jù)。所有29例患者的中位無進(jìn)展生存率（PFS）與接受達(dá)卡巴嗪或其他化療的晚期MM患者的中位PFS相當(dāng)�？赡嫘云つw病是觀察到的主要不良事件，未觀察到劑量限制性毒性。M7824

M7824（Bintrafusp－alfa）是一種由抗PD－L1的抗體和TGF－βRII分子的胞外段組成的雙功能分子，可以“捕獲”在TME中的TGF－β。在1期臨床試驗中，接受1200毫克劑量治療的PD－L1陽性和PD－L1高表達(dá)的鉑預(yù)處理NSCLC患者的客觀緩解率（ORRs）分別為36．0％（n＝10／27）和85．7％（n＝6／7），療效令人鼓舞并且具有可管理的耐受性。然而，在隨后進(jìn)行的針對肺癌和膽管癌的II期和III期臨床試驗中失敗，為其前景蒙上了一層陰影。

ABBV－151影響TGF－β主動釋放的復(fù)雜過程是另一種治療干預(yù)手段�？笹ARP抗體ABBV－151阻斷其與LAP的結(jié)合顯著減緩乳腺癌細(xì)胞系的肺轉(zhuǎn)移。其作為單一療法或與ABBV－181（抗PD1單克隆抗體）聯(lián)合治療局部晚期或轉(zhuǎn)移性實體瘤的1期臨床（NCT03821935）正在進(jìn)行中。小結(jié)

作為一種進(jìn)化上古老的調(diào)節(jié)細(xì)胞因子，TGF－β在免疫系統(tǒng)內(nèi)外具有多效性功能。其促腫瘤或抗腫瘤免疫活性取決于其來源、劑量、環(huán)境和淋巴細(xì)胞靶點，以及癌癥類型和疾病階段。TGF－β在次級淋巴器官和腫瘤自身的淋巴細(xì)胞活化和分化過程中調(diào)節(jié)啟動依賴性免疫應(yīng)答。

更深入地了解TGF－β如何影響體內(nèi)穩(wěn)態(tài)中的組織相關(guān)免疫反應(yīng)，將進(jìn)一步闡明TGF－β在癌癥中破壞這種平衡時所起的作用。我們對TGF－β信號在各種癌癥中復(fù)雜性的進(jìn)一步研究，將為未來針對這一途徑進(jìn)行癌癥治療的嘗試注入新的活力。

參考文獻(xiàn)：

1．TGFβcontrol of immune responses in cancer： a holistic immuno－oncology perspective． NatRev Immunol．2022 Nov 15．

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

3．Transforming Growth Factor－β： A Multifunctional Regulator of Cancer Immunity． Cancers （Basel）． 2020 Oct 23；12（11）：E3099．

       原文標(biāo)題 : 從整體免疫腫瘤學(xué)的視角看TGF-β對癌癥免疫應(yīng)答的調(diào)控