近年来，以免疫检查点抑制剂为代表的免疫治疗药物在临床的广泛使用彻底改变了许多肿瘤疾病的治疗前景，随着适应症的不断扩大，免疫治疗药物已经被用于胃癌、肝癌、肺癌、结直肠癌等多个癌种的治疗。虽然免疫治疗已经让很多患者获益，但是这部分幸运儿仍然是少数，数据显示，仅有10%~58%（因瘤种而异）的患者能够对免疫治疗产生应答[1]。
“高冷”还是“热情”决定了免疫治疗效果
这种应答的差异可以部分归因于异质性的肿瘤微环境所导致的肿瘤免疫逃逸机制，而根据对免疫检查点抑制剂应答效率的不同，基于T细胞的浸润情况，有研究将肿瘤免疫微环境分为3种不同的表型，分别是免疫沙漠（immune-desert）型、免疫排斥（immune-excluded）型和免疫炎症（immune-inflamed）型，前两种也称为“冷肿瘤”，免疫治疗通常对其无效，而最后一种称为“热肿瘤”，对免疫应答显示出良好的反应。
图1 肿瘤微环境的三种表型
那么，这三种表型各有什么特点呢？
即便部分显示出免疫炎症表型的肿瘤患者依旧让免疫治疗束手无策，也不妨碍免疫炎症表型成为免疫治疗效果最好的表型。这种表型以免疫微环境中浸润大量的免疫细胞为主要特征，如CD4+T细胞、CD8+T细胞、髓系细胞等等，一些促炎的细胞因子也充斥在这类肿瘤的微环境中，譬如干扰素（IFN）、IL12、IL2、IL23、TNF-α等，这些细胞因子为T细胞的活化和扩增提供了条件。
免疫排斥表型对免疫治疗的应答率远低于免疫炎症表型，这种表型的肿瘤微环境中也存在大量的免疫细胞浸润，所以与免疫炎症表型存在一定的相似性，区别在于，免疫细胞的定位仅仅局限于肿瘤周围的基质，而在肿瘤内部却缺乏T细胞和其他免疫细胞的浸润。此外，排斥免疫型肿瘤微环境中还表达一些促进肿瘤血管生成的受体。
免疫沙漠型几乎对免疫检查点抑制剂治疗没有反应，肿瘤微环境中CD8+T细胞缺乏是此型的主要特征，而一些免疫抑制的细胞如MDSC和Treg细胞依然存在，可能会抑制DC细胞对抗原的呈递，总体来说，这一型的免疫微环境缺乏预先存在的抗肿瘤免疫反应。
给“冷肿瘤”加热，提升免疫治疗效果
既然免疫治疗对“冷肿瘤”效果不佳而跟热肿瘤却“一拍即合”，那么给予“冷肿瘤”一些外部刺激，将其转变为热肿瘤，是不是就可以提高免疫治疗的疗效了？的确如此，如今，已经有一些研究积极探索了将冷肿瘤转化为热肿瘤的方法，包括联合放疗/化疗/靶向治疗/肿瘤疫苗和免疫治疗，使用溶瘤病毒激活T细胞，使用细胞因子等等，这些手段的有效性已经在某些研究中得到了证实。
图2 “冷肿瘤”转化为“热肿瘤”的方法
近日，武汉大学张金方教授课题组的研究也对将“冷肿瘤”变成“热肿瘤”这一领域作出了贡献。该研究发现抑制去泛素酶USP8，可以重塑肿瘤免疫微环境，显著增强PD1/PD-L1抑制剂的疗效，研究以USP8 inhibition reshapes an inflamed tumor microenvironment that potentiates the immunotherapy为题发表在Nature Communications上[2]。
抑制USP8，“冷肿瘤”变“热肿瘤”
泛素化是一种重要的翻译后修饰，在多种细胞生命活动过程中都发挥着关键作用，而去泛素化蛋白酶的作用就是从底物蛋白中分离并去除泛素链，泛素特异性蛋白酶（USP）是去泛素化蛋白酶中最大的亚家族，而USP8则是USP家族的成员之一，先前研究表明，USP8在人类肿瘤中表达上调，并且其高表达与更差的总生存期相关。此外，USP8还被鉴定为具有免疫调节功能，USP8缺陷的小鼠Treg细胞功能被破坏，其结肠中招募了大量的CD8+γδT细胞，最终发展为炎症性肠病[3]，这表明USP8可能在促进肿瘤发生和抑制CD8+T细胞的功能方面扮演着关键角色，预示着其有作为肿瘤治疗靶点的潜能，但其能否参与免疫治疗的调节还不清楚。
在这篇研究中，作者发现，使用USP8抑制剂DUBs-IN-2处理，可以上调不同肿瘤细胞系中PD-L1表达的丰度，但并不会影响其他免疫检查点的表达，而敲除细胞内的内源性USP8后，同样观察到了PD-L1表达水平的上升，表明USP8对PD-L1的表达存在负调控作用。而且虽然蛋白水平上PD-L1的表达受到了影响，但对PD-L1的mRNA水平没有影响，提示USP8对PD-L1的调控主要集中在翻译后水平。
USP8可以特异性地与PD-L1相互作用，去除K63位连接的多聚泛素化修饰而增加K48位连接的泛素化修饰，从而调节PD-L1的稳定性。USP8缺陷的细胞富集了对IFN-β、IFN-γ和病毒应答的信号通路，一些与T细胞趋化相关的基因也显著上调，表明抑制USP8可以上调免疫应答，驱动抗肿瘤免疫。进一步分析发现，抑制USP8可以活化NF-κB通路，增加抗原的加工和呈递，从而促进细胞毒性T细胞对肿瘤细胞的杀伤活性。
图3 USP8作用机制
最后，作者研究了USP8抑制剂联合PD-L1阻断剂在小鼠模型上对肿瘤的生长的抑制作用，结果显示，相比于单药治疗，联合治疗大大提高了两种药物的抗肿瘤效率，证明了USP8抑制剂对免疫治疗的增强作用。免疫细胞浸润分析显示，USP8抑制剂联合抗PD-L1治疗可以显著提高肿瘤浸润淋巴细胞中CD8+T细胞的百分比，还能降低T细胞耗竭标志物TIM3的表达，提高颗粒酶B的表达，将原本缺乏免疫反应的肿瘤微环境转变为了免疫炎症表型（“热肿瘤”）。
总之，本项研究证明，USP8可以通过抑制PD-L1的表达和抗原呈递，塑造“冷肿瘤”的免疫微环境，导致对PD-L1抑制剂药物的抗药性，而抑制USP8的活性可以逆转这一过程。
作者：殷其雷
参考文献
1.Gerard CL, Delyon J, Wicky A, Homicsko K, Cuendet MA, Michielin O. Turning tumors from cold to inflamed to improve immunotherapy response. Cancer treatment reviews 2021;101:102227.
2.Xiong W, Gao X, Zhang T, et al. USP8 inhibition reshapes an inflamed tumor microenvironment that potentiates the immunotherapy. Nat Commun 2022;13:1700.
3.Dufner A, Kisser A, Niendorf S, et al. The ubiquitin-specific protease USP8 is critical for the development and homeostasis of T cells. Nature immunology 2015;16:950-60.
