骨肉瘤微环境对预后及治疗的影响

分享一篇新近在Cells杂志上发表的一篇文章: The Immune Landscape of Osteosarcoma: Implications forPrognosis and Treatment Response,进一步了解骨肉瘤微环境对预后和治疗的影响。

背景：

骨肉瘤（Osteosarcoma，OS）是最常见的原发性骨的恶性肿瘤，主要影响儿童和青少年，并且在老年人中出现第二个发病高峰。目前主要治疗措施是新辅助化疗和手术切除相结合的治疗管理，但是很大程度上这样治疗仍不充分，因为近几十年来患者的生存率没有得到进一步的提高。骨肉瘤是一种异质性很强的肿瘤，没有明确的驱动基因突变。因此，使用靶向疗法改善OS治疗缺乏特定的靶点。然而，OS与它局部微环境（骨骼、基质、血管和免疫细胞）有着千丝万缕的联系。目前，骨肉瘤微环境被认为是肿瘤生长和转移必不可少的。因此，我们总结了当前关于OS肿瘤微环境的知识，特别关注免疫细胞，讨论它们对疾病预后和治疗反应的影响。

一 OS微环境

OS的肿瘤微环境是骨髓，由骨细胞（破骨细胞、成骨细胞、骨细胞）、基质细胞（间充质干细胞、成纤维细胞）、血管细胞（内皮细胞和周细胞）、免疫细胞（巨噬细胞、淋巴细胞）和矿化细胞外基质 (ECM)组成的高度复杂且动态的环境。在生理条件下，所有这些细胞类型在细胞因子及生长因子调控下维持骨骼和造血稳态。近年来，因为免疫细胞与骨组织的相互联系而导致发展起来的交叉领域“骨免疫学”，最初的想法主要集中研究在病理条件下免疫细胞在骨损伤中作用。如骨的炎症性疾病或恶性肿瘤。但越来越多的证据表明，骨细胞也可以反过来调节免疫细胞和造血功能。这一点也非常符合OS的病理生理学，不仅仅严格依赖于成骨细胞分化过程中的分子调控机制，而且还依赖于骨髓微环境中的其他类型细胞。

二 OS微环境中的免疫细胞

OS 微环境的免疫环境主要由肿瘤相关巨噬细胞 (TAM) 组成，具有大量的树突状细胞、淋巴细胞和髓样细胞。已有不少研究证实，在 OS 中检测到骨髓细胞和淋巴细胞。与大多数上皮肿瘤相反，研究表明 TAM 存在于免疫系统中，并且浸润增加与OS转移发生率降低和生存率提高有关。其TAM 抑制 OS 的转移仍不清楚，但不同团队观察到 OS 中M2 TAMs具有抗转移作用。基于这些数据，OS 患者参加了一项随机临床试验，除了标准的化疗方案外，还使用巨噬细胞激活剂 mifamurtide，从而显着提高了 6 年总生存率。在人类和犬类 OS 的早期研究中也获得了类似的结果。mifamurtide因此成为过去 20 年来第一个用于治疗 OS 的新治疗药物。

最近，SARCOMA13临床试验（NCT03643133）提出使用mifamurtide联合常规化疗治疗OS患者手术后，观察到在 OS 患者标本活检中细胞毒性 CD8+ T 淋巴细胞比骨髓细胞少， OS缺乏肿瘤新抗原和缺少免疫细胞毒性淋巴细胞的浸润，表明OS是免疫原性较差的肿瘤。在一项最近的研究中，OS入组患者中，其中一半患者的样本中发现CD8+ T淋巴细胞的存在，并且它们的存在与较低的转移率显着相关。此外，肿瘤内CD8+ T细胞与调节免疫抑制性FOXP3 CD4 T cells的比率可以将生存期延长的 OS 患者与非幸存者区分开来。像大多数其他肿瘤，包括 CD1a 树突状细胞 (DC) 和 CD68 巨噬细胞在内的抗原呈递细胞 (APC) 在OS 的浸润与较差的预后相关。此外，肿瘤程序性死亡配体 1 (PD-L1) 表达与较差的 5 年生存率事件相关。程序性死亡 1 (PD-1) 在活化的 CD8+ T淋巴细胞、B 淋巴细胞和自然杀伤 (NK) 细胞的表面表达。PD-1/PD-L1 检查点在 OS 中的研究结果不尽相同。在最近对 14 项研究共 868 名患者进行系统荟萃分析中，OS 患者中 PD-L1在肿瘤组织中的表达14-75%，与转移、死亡风险和较差的总生存率显着相关。然而，在两项独立研究中，在少数 OS标本中检测到 PD-L1着色，这表明 PD1/PD-L1 检查点的作用在 OS 的发病机制中不占主导地位。尽管如此，已经提出了一些使用靶向 PD-1/PD-L1 的临床试验。其中，只有一项使用抗 PD-L1 avelumab（NCT03006848）的试验正在招募，而使用抗 PD-1、penbrolizumab（NCT02301039 和 NCT03013127）或nivolumab(NCT02304458)的三项试验要么不招募，要么暂停，可能是鉴于免疫相关副作用的风险，如皮肤反应、肺炎、结肠炎和肝炎等。

随着基于在 B 细胞恶性肿瘤中使用嵌合抗原受体 (CAR) 工程化 T 细胞的疗法在临床上取得了非凡的成功，开发此类治疗策略的尝试正在实体瘤中出现。在 OS 的背景下，CAR-T 细胞疗法仍然在很大程度上未开发。这种免疫方法的主要挑战是确定在肿瘤细胞上限制性表达的最佳靶标，以避免毒性并选择性地根除癌细胞。到目前为止，在OS中发现的潜在靶点很少——人类表皮生长因子2 (HER2)、胰岛素样生长因子受体-1 (IGFR1) 和酪氨酸孤儿样受体1(ROR1)。HER-2 CAR-T 细胞已被证明可以在动物模型中驱动肿瘤消退。在 HER-2 阳性肉瘤患者的 I/II 期临床试验中测试，输注HER-2 CAR-T显示不会引起毒性，并且这些细胞 6 周的稳定性为进一步试验铺平了道路。临床前研究强调，在 OS 细胞系中过表达的 IGFR1 和 ROR1 也是相关靶点研究目标。来自肉瘤患者的IGFR1-CAR和 ROR1-CAR T 细胞在异种移植瘤体动物模型中，可以显著抑制肿瘤生长。在 OS 中，CAR-T治疗的主要问题是这些细胞要通过坚硬的骨样骨肿瘤基质进入其靶标，并且在局部免疫抑制微环境中存活。尽管临床前结果很有希望，但在OS中使用 CAR-T 细胞疗法仍需进一步探索。

三 结果与展望

骨肉瘤是异质性很强的肿瘤，迄今为止没有发现驱动基因突变。这两个特点使得研究开发新的治疗策略非常困难，实际上目前OS 的标准治疗仍以广泛手术切除和多药化疗为主。然而，在转移性或复发的情况下，这种治疗效果不佳且预后极差。此外，OS 出现在非常特殊的 BM 环境中，其中不同的细胞类型，包括免疫细胞、基质细胞和骨细胞，紧密相连并与 OS 细胞一起相互调节。因此，未来探索OS治疗新的方案的关键不仅仅涉及 OS 的细胞学和分子特征，还涉及其肿瘤微环境的特性。

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