前言

轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)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(gè)階段，從初級(jí)淋巴器官中的淋巴細(xì)胞發(fā)育到次級(jí)淋巴器官淋巴白細(xì)胞的啟動(dòng)，以及針對(duì)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(hào)在腫瘤引起的免疫反應(yīng)中的復(fù)雜背景，希望能夠?yàn)殛P(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(lái)，已有超過30個(gè)TGF-β超家族成員被鑒定和表征，它們?cè)诤铣伞⑿盘?hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制和功能方面具有共同點(diǎn)。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(zhǎng)和分化因子（GDF）和抗Mullerian激素（AMH）。

哺乳動(dòng)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(hào)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(gè)信號(hào)肽，一個(gè)稱為潛伏相關(guān)肽（LAP）的N端長(zhǎng)前體，以及C端對(duì)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(chǔ)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(lái)，TGF-β才能具有活性并激活其受體。

TGF-β信號(hào)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(hào)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(hào)的SMAD蛋白。

SMAD依賴的經(jīng)典通路是TGFβ信號(hào)傳導(dǎo)的核心部分。哺乳動(dòng)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(gè)靶基因。

I-SMADs的表達(dá)是由TGF-β信號(hào)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(lái)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(jìng)爭(zhēng)與TGF-β受體復(fù)合物的結(jié)合來(lái)降低R-SMAD的磷酸化和活化。

除了TGF-β信號(hào)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(hào)通路仍然存在，但人們對(duì)其了解較少。雖然TGF-β信號(hào)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(hào)與特定因子和其他信號(hào)通路的相互作用在TGF-β級(jí)聯(lián)調(diào)節(jié)中形成了一個(gè)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(hào)傳導(dǎo)元件的細(xì)胞信號(hào)都會(huì)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?cè)诩?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(duì)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(hào)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(shí)抑制CD4+T淋巴細(xì)胞抗原驅(qū)動(dòng)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(hào)抑制，以防止意外的T細(xì)胞啟動(dòng)。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(hào)傳導(dǎo)來(lái)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(hào)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(lái)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(hào)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(dòng)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(huì)影響腫瘤生長(zhǎng)。因此，盡管TGF-β誘導(dǎo)Foxp3表達(dá)，但pTreg細(xì)胞分化可能不會(huì)導(dǎo)致腫瘤浸潤(rùn)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(dòng)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(dòng)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(jí)淋巴器官中的常規(guī)B2細(xì)胞。B細(xì)胞中TGF-β信號(hào)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(diǎn)，TGF-β信號(hào)傳導(dǎo)的阻斷不會(huì)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(hào)傳導(dǎo)的延遲抑制不會(huì)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(hào)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(hào)傳導(dǎo)對(duì)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(duì)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(zhǎng)，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(cè)。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(cè)。

輔助性固有淋巴細(xì)胞

ILC2對(duì)IL-33的信號(hào)響應(yīng)，產(chǎn)生炎性細(xì)胞因子。阻斷TGF-β信號(hào)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(rùn)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(hào)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(zhǎng)。

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(lái)，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(lái)維持。但TGF-β是否以及如何進(jìn)一步影響它們?cè)诎┌Y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(dòng)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(rùn)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(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的復(fù)雜性，但在腫瘤治療中TGF-β信號(hào)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(duì)利用TGF-β信號(hào)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。

    Galunsertib

Galunsertib（LY2157299）是第一個(gè)進(jìn)入臨床試驗(yàn)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(hào)級(jí)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(xiàng)1/2期臨床試驗(yàn)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(shí)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(dòng)力學(xué)。其他的TEW7197臨床試驗(yàn)正在各種癌癥中測(cè)試單藥或聯(lián)合其他藥物治療的效果。

Belagenpumatucel-L

Belagenpumatucel-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(duì)NSCLC的3期試驗(yàn)沒有達(dá)到預(yù)定的臨床終點(diǎn)，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。

Trabedersen

Trabedersen（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(xiàng)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-1008

GC-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(yàn)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(wú)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(yàn)中，接受1200毫克劑量治療的PD-L1陽(yáng)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(duì)肺癌和膽管癌的II期和III期臨床試驗(yàn)中失敗，為其前景蒙上了一層陰影。

ABBV-151影響TGF-β主動(dòng)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(shí)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(lái)源、劑量、環(huán)境和淋巴細(xì)胞靶點(diǎn)，以及癌癥類型和疾病階段。TGF-β在次級(jí)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(dòng)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(shí)所起的作用。我們對(duì)TGF-β信號(hào)在各種癌癥中復(fù)雜性的進(jìn)一步研究，將為未來(lái)針對(duì)這一途徑進(jìn)行癌癥治療的嘗試注入新的活力。

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       原文標(biāo)題 : TGF-β對(duì)癌癥免疫應(yīng)答的調(diào)控