60分Nature子刊上的癌症全身免疫万字重磅综述，你不得不看！（值得收藏）
癌症是一种全身性疾病，长期慢性炎症是癌症的重要特征。虽然炎症和癌症起源及进展的关系存在组织特异性，但癌症进展最终会造成全身免疫状况的改变。过去的十年里，免疫治疗掀起了癌症治疗的革命性变化：免疫检查点抑制剂在多种癌症中有持续缓解的作用，自体肿瘤特异性T细胞回输及CAR-T疗法也在白血病中取得了成功。然而问题依然存在，诸如大部分病人对免疫疗法的不敏感，相对于晚期癌症，免疫疗法在早期及中期癌症的作用不够清晰。因此，深入了解癌症的全身免疫是进一步拓宽免疫疗法的必由之路。
癌症免疫以往关注的重点是肿瘤微环境（TME），事实上癌症免疫受到全身多种组织的调控。例如多种髓系细胞需要骨髓中造血前体细胞补充，而T细胞需要在淋巴结中激活。局部的抗癌免疫反应和外周免疫密切相关，几乎涉及到所有的免疫细胞及其亚类，因此对癌症免疫的理解除了TME外，全身（外周）免疫系统一样必不可少。
2021年4月9号，《Nature Reviews Cancer》 在线发布了综述：Systemic immunity in cancer（癌症的全身免疫），系统回顾了癌症进展及癌症各种治疗过程中全身免疫系统的变化，为理解癌症进展的生物学机理及寻找治疗策略提供新的方向。
许多人类癌症和小鼠癌症模型中都出现造血系统的广泛改变。最显著地表现为：
造血干细胞增殖分化为单核系和粒细胞系，导致外周血中未成熟中性粒细胞和单核细胞的扩张，这些未成熟中性粒细胞和单核细胞随后也进入TME，并参与局部免疫抑制。这些细胞包括多形核骨髓源性抑制细胞(PMN- MDSCs)、单核细胞(M-MDSCs)和巨噬细胞。上述改变在多种癌症中得到证明，同时血中粒细胞增多、、粒细胞/淋巴细胞比例升高也和多种癌症不良预后相关。G-CSF、GM-CSF、IL-17、氧甾酮、CCL2、TNF、肿瘤来源外泌、IL-8、IL-1β等子是上述转变的主要作用因子。
当然，癌症进展中其他免疫细胞也会发生显著改变，小鼠模型中也发现了脾脏中免疫细胞的改变：中性粒细胞、嗜酸性粒细胞和单核细胞增加，树突状细胞、B细胞和T细胞数量减少。值得注意的是，肿瘤的手术切除或细胞因子阻断治疗逆转了上述诸多改变，表明肿瘤免疫宏观环境的可塑性。
癌症外周组织中同样出现树状突细胞的改变，这对于抗癌症免疫反应的发展具有重要的意义，因为树突状细胞是CD8+和CD4+ T细胞激活和分化的关键。事实上，与正常相比，多种癌症病人的外周血中树状突细胞减少。肿瘤来源的G-CSF 导致树状突前体细胞中IRF8减少，从而抑制树状突细胞的分化，导致经典1型树状突细胞 (cDC1s) 减少；肿瘤来源的VEGF同样抑制树状突细胞的成熟，IL-6则增加树状突细胞的凋亡。在胰腺癌及其小鼠模型中，周围树突状细胞分化为半成熟状态，其特征是共刺激和共抑制受体适度增加，这些半成熟的树突状细胞上调了表达了蛋白酶体降解的相关基因，但没有上调T细胞极化细胞因子，提示半成熟树状突细胞只有部分T细胞激活功能。
乳腺癌、宫颈癌及肉瘤患者都出现淋巴球减少症，乳腺癌、肺癌及宫颈癌患者的循环T细胞的TCRs多样性降低，然而TCRs多样性升高和黑色素瘤较好预后相关，包括年龄、慢性感染等都是TCRs多样性降低的相关因素，TCRs多样性和癌症起源及进展的关系亟需理清。外周血T细胞的功能也受到影响，乳腺癌患者多克隆记忆CD4+和CD8+ T细胞产生IL-2和IFNγ的能力降低，外周血CD4+ T细胞对IL-6刺激的反应也降低。
在癌症中，研究最多的T细胞改变是抑制性CD4+调节性T (Treg)的外周扩张及肿瘤局部浸润增加。最近的研究指出外周血Treg和瘤内浸润的T细胞具有同样的表型和TCRs，提示很大一部分瘤内Treg来自天然胸腺Treg分化，而不是的肿瘤诱导的幼稚CD4+T细胞分化。
另一个在肿瘤进展中发挥作用的抑制性淋巴细胞群是调节性B细胞，其特征是产生抗炎细胞因子IL-10。胃癌、肺癌患者中调节性B细胞增加，但B细胞总量不变，乳腺癌的老鼠模型中，调节性B细胞在脾脏、淋巴结及外周血中扩增。
自然杀伤细胞(NK)是抗肿瘤免疫的另一个重要组成部分，它可以直接杀死肿瘤细胞，并影响其他免疫细胞的抗肿瘤行为，癌症患者的NK细胞的功能常常受损。乳腺癌患者外周血NK细胞的表型也发生了改变，其特征是激活受体表达减少（NKp30、NKG2D、DNAM-1和CD16），抑制受体表达增加（NKG2A），以及体外直接杀伤靶细胞和脱颗粒能力受损。在胃肠道间质瘤患者中，外周NK细胞显示激活受体NKp30的表达水平下降，NKp30交联后脱颗粒受损。矛盾的是，来自胃肠道间质瘤患者的NK细胞在IL-2刺激或树突状细胞的培养下产生更多的IFNγ，后者预测改善对甲磺酸伊马替尼治疗的反应。在非小细胞肺癌中，外周血NK细胞中激活受体NCR1、NCR2和NCR3的转录水平均降低，反映出自然杀伤细胞激活受损，低NCR3转录表达和其配体B7- H6血清水平升高与生存差相关。在神经母细胞瘤中，与局限性疾病患者和健康个体相比，转移性疾病患者外周血NK细胞中缺乏NKp30 A和B亚型的表达。相反，另一项针对非小细胞肺癌患者的研究发现，流式细胞术发现外周血NK细胞与健康个体的细胞相比没有表型改变，但与健康供体NK细胞相比，这些肿瘤患者的NK细胞与肿瘤细胞体外孵育时，NK细胞受体表达减少和脱颗粒受损。
总之，这些数据强烈支持癌症进展中免疫组织的系统性改变，但仍需进一步研究这些改变和癌症恶性进展的关系，同样也需深入研究这种改变的组织特异性。
（图1）
（表1）
传统的癌症治疗策略，包括化疗、放疗和手术，均可影响全身免疫状况。深入了解这些系统免疫的改变对于优化抗肿瘤免疫反应的策略是很重要的，包括最佳的时间、剂量或组合。
1.化疗和放疗重塑循环免疫细胞群体
化疗和放疗通过在分裂过程中损害细胞的完整性来杀伤癌细胞，但同样可以诱导免疫重构，从而阻碍或增强整体治疗效果。传统疗法导致促炎细胞因子（IL-6、IL-8、GM- CSF）增加，从而导致免疫抑制性髓系细胞的扩增，并且导致 B细胞释放的细胞外囊泡，从而阻碍抗肿瘤细胞毒性免疫功能。因此，一种治疗策略是将这些疗法与阻断免疫抑制表型的药物配对（抑制CSF1R或CCR2）。细胞毒性化疗会导致淋巴细胞耗竭，虽然外周血CD8+ T在一年内会恢复，但记忆性CD4+T细胞的减少却持续多年。
化疗、放疗对免疫系统的影响具有高度癌症组织特异性。在非小细胞肺癌中，标准的长时间低剂量放疗，而非化疗导致髓系细胞扩张，降低抗原递呈细胞功能和损伤T细胞应答能力，而宫颈癌放化疗联合却导致同样的后果。乳腺癌手术切除前的新辅助化疗是一种常用的策略，但癌症分期和治疗药物不同，患者表现出不同的免疫效果。在非转移性乳腺癌患者中，阿霉素和环磷酰胺化疗导致循环PMN- MDSCs数量增加，但M- MDSCs没有变化，然而，在接受5-氟尿嘧啶、表柔比星和环磷酰胺或多西他赛化疗的转移性乳腺癌患者中，10例患者中有6例M- MDSCs显著减少。HER2阳性乳腺癌患者中，较高的循环IL-10和经典单核细胞与化疗后病理完全缓解的减少有关。
然而，值得注意的是，新辅助化疗也会导致另外的免疫结局。三阴性乳腺癌(TNBC)的新辅助化疗诱导新的T细胞克隆向TME募集，而不是扩大现有的T细胞克隆。乳腺癌不同亚型同样展现出不同免疫反应。雌激素受体阳性乳腺肿瘤患者的循环PD1+ CD8+ T细胞的多功能性下降或停滞， ER+ HER2+ 乳腺癌的该亚型T细胞功能完全缺失，然而TNBC却表现出PD1+ CD8+ T细胞功能高度增加及数量扩增。肿瘤浸润T细胞仅对TNBC患者的总生存率有预后作用。此外，化疗后TNBC患者血液中CD8+ T细胞耗竭溶解与疾病进展相关，并可预测术后复发或转移。
2.肿瘤切除会影响癌症的免疫控制
手术切除肿瘤后的转移性生长已经在几种癌症中被证实，在这些癌症中，尽管切除了原发肿瘤，但会导致多种促肿瘤进程，包括肿瘤细胞进入循环系统，刺激血管生成，导致新的、加速的转移性生长。系统性伤口愈合会诱导髓系免疫细胞重塑。切除或非创伤性原发肿瘤移除，触发愈合进程，提高循环IL-6， G-CSF、CCL2，并最终驱使髓系亚群进入免疫抑制状态。尽管在乳腺癌模型中，切除可显著减少脾、血和肺中全身MDSCs的数量，但功能性免疫抑制PMN-MDSCs可在这些周围组织中持续2周。在乳腺癌和骨肉瘤模型中，持续的免疫抑制性骨髓细胞能够促进肺中致瘤生长环境。手术后肝脏中性粒细胞胞外陷阱增加，并诱捕肿瘤细胞以促进转移。手术后辅助治疗可干预髓系亚群，从而防止术后转移。老鼠模型中手术切除可以导致肿瘤特异性T细胞反应在术后7 - 10天内显著减弱，同样，手术降低了全身NK细胞的数量和其肿瘤杀伤潜能，最终导致肺转移的控制受损。
然而，原发肿瘤也可能是全身免疫重构的主要驱动因素:在乳腺癌和结肠癌小鼠模型中，成功的原发肿瘤切除足以在很大程度上恢复正常的系统免疫组织和免疫细胞数量（与健康对照小鼠的脾、淋巴结相比）、提示免疫系统有足够的时间从术后并发症中恢复。因此，手术很可能对全身免疫系统产生既有害又有益的影响。免疫抑制机制与术后早期伤口愈合相吻合，可能为播散的癌细胞生长提供了一个机会窗口；然而减少的原发肿瘤负担最终可以恢复系统免疫能力，产生强烈的适应性反应。因此，弄清楚不同癌症亚型及病理阶段如何影响手术后的免疫重塑和由此产生的癌症转移意义重大。
传统疗法与免疫调节的适当结合可以成为对抗癌症的有力工具。尤其重要的是要考虑手术后的免疫脆弱期，并进一步研究这些状态的驱动机制，以及潜在的治疗干预，以恢复免疫功能，防止肿瘤复发和转移。
癌症免疫疗法已经从根本上扩展了我们的抗癌选择，包括多种ICIs、CAR-T、双特异性T细胞衔接器 (BiTE) 疗法和疫苗。癌症免疫治疗的主流观点集中在TME内重新激活细胞毒性效应的概念上，但有效的全身抗肿瘤免疫也在该领域得到了越来越多的认可。最近的研究表明，包括阻断PD1和PD-L1轴在内的ICIs疗效收到全身免疫系统的调控。此外，微生物组也在免疫系统调节中发挥越来越重要的作用。
1.完整的外周免疫是免疫治疗效果的关键
ICI的功效需要完整的外周免疫功能、沟通和转运。全身化疗破坏周围免疫完整性，导致全身淋巴衰竭和长期免疫记忆丧失，从而抑制PD1的治疗效果。然而，局部化疗避免损伤周围免疫，与PD1抑制剂一同诱导树突状细胞浸润肿瘤和抗原特异性效应T细胞的克隆扩增。CD103+树突状细胞的一个亚群通过CCR7趋化通路下迁移到外周免疫系统中的引流淋巴结（dLN），触发肿瘤特异性CD8+和CD4+ T细胞的启动。cDC2s也能够将肿瘤抗原转移到dLN，并引发肿瘤特异性CD8+和CD4+ T细胞，但往往受到肿瘤内Treg细胞的抑制。从肿瘤转移到dLN的树突状细胞也可以将抗原转移到驻留在淋巴结的树突状细胞，这些树突状细胞从而启动肿瘤特异性T细胞。激活的T细胞进而浸润局部肿瘤，故而这种循环在抗肿瘤免疫中意义重大。手术切除肿瘤相关淋巴结会减弱免疫疗法的功效。强大的适应性免疫反应赋予了外周记忆，抗肿瘤反应后，从次级淋巴器官(包括脾脏、淋巴结和血液)迁移来的T细胞足以在动物模型上起到保护作用。
很明显，抑制PD1-PD-L1轴的影响不仅仅是阻断肿瘤中的局部免疫抑制，同样影响到关键的外周免疫细胞。首先，免疫检查点抑制剂的治疗敏感性仅在宿主PD1及PD-L1表达完整的模型中观察到，较少依赖于癌细胞PD-L1的表达。除了肿瘤细胞，大多数表达PD-L1的细胞是抗原提呈细胞，包括巨噬细胞和cDCs。在黑色素瘤或卵巢癌患者中，肿瘤内巨噬细胞和cDCs中PD-L1的表达水平与抗PD-L1、抗CTLA4治疗的临床完全缓解相关。此外，最近证明树突状细胞是PD-L1阻断效果的关键调节细胞，在小鼠肿瘤模型中，cDCs中PD-L1的靶向清除，而不是巨噬细胞，能够显著降低了对PD-L1抑制剂的治疗效果。这种相互作用的关键位置似乎是肿瘤的dLN，因为dLN中的肿瘤特异性PD1+ T细胞与表达PD-L1的cDCs具有高度的共定位。选择性靶向dLN中PD-L1的参与足以在两种同基因模型中诱导有效的抗肿瘤反应。在转移性黑色素瘤患者中观察到dLNs中频繁的PD1和PD-L1相互作用，并预测非转移性黑色素瘤患者的肿瘤播散。通过线粒体激活增强dLN中效应T细胞和记忆T细胞的发育同样提高了荷瘤小鼠中PD1抑制剂的效果。
2.有效的免疫疗法可以激发新生免疫反应
有效的抗肿瘤反应最终需要TME中的功能性效应淋巴细胞来介导癌细胞的杀伤。然而，最近的研究表明，随着时间的推移，肿瘤内T细胞获得最终衰竭状态，无法发挥关键的效应功能。小鼠和癌症患者CD8+ T细胞的表观遗传分析显示，肿瘤内T细胞经历了广泛的染色质重塑，使细胞锁定在功能失调状态，并降低产生TNF和IFNγ的能力。在临床前模型中，这一过程是双阶段的，早期T细胞重塑在肿瘤切除后是可逆的，但第二波表观遗传重塑导致了不可恢复的T细胞功能障碍，其特征为CD101和CD38共表达。转录因子TOX在慢性T细胞衰竭中发挥重要作用。这种慢性衰竭同样涉TME中的微环境应激源、慢性TCR刺激和检查点信号。最近的一项研究表明，肿瘤内的代谢重塑可导致T细胞积聚具有高水平活性氧和整体受损膜电位的结构受损线粒体。重要的是，线粒体失调足以诱导表观遗传重编程，最终导致功能障碍，但在来自脾脏或dLN的外周血T细胞中未观察到此类现象。黑色素瘤患者对ICIs的临床反应与干细胞样CD8+ T细胞状态的存在有关，与衰竭的CD8+ T细胞相比，这些细胞的共抑制分子表达减少，记忆功能提高，细胞存活相关的转录和表观遗传进程激活，这些细胞高表达转录因子TCF1 (TCF1参与干细胞相关WNT信号传递)，低表达CD39和TIM。因此，免疫治疗的有效性依赖于TME中效应CD8+ T细胞的质量，但持续的有毒微环境会迅速导致T细胞功能失调，从而失去有效清除肿瘤的能力。
为了克服局部免疫功能障碍，有效的免疫治疗会促使周围免疫应答，最终产生新的效应T细胞浸润(图2)。一些报道表明，PD1和PD-L1阻断剂会促使新的T细胞克隆（治疗前并不存在）进入TME。基底细胞癌中，在PD1阻断前后，68%的肿瘤内CD8+ T细胞克隆是新来源的，35.5%的新克隆在血液中检测到，11.8%在循环预处理中检测到。血液中T细胞克隆与肿瘤之间的相关性也在转移性黑色素瘤、肾癌、肺癌和结肠癌患者中得到证实。抗CTLA4也被证明能显著增加黑色素瘤患者外周血T细胞的反应性，提示新的T细胞启动是一种作用机制。
在机制上，CD8+ T细胞内固有CD28信号为原始T细胞启动提供必要的协同刺激，在PD1抑制剂治疗中至关重要。非小细胞肺癌患者血液中CD28- CD57+KLRG1+衰老CD8+ T细胞基线比例较高与ICIs耐药相关。在经典霍奇金淋巴瘤患者中，外周血T细胞克隆多样性在基线时与PD1抑制剂治疗效果相关。完全应答患者血液中单克隆体的大量扩增补充了这一特征，提示外周血T细胞了未遇到抗原处理。在这种癌症背景下，抗肿瘤免疫应答更依赖于CD4+ T细胞，这些效应包括CD4+ TCR多样性扩大，循环B细胞丰度增加和具有抗体依赖性细胞毒性的新型先天效应细胞群增加。总之，这些结果支持了这样一个观点，即不仅外周免疫参与了新的抗肿瘤反应，而且具有新抗原特异性的外幼稚T细胞的重新启动也有助于有效的免疫治疗。（图2）
旨在驱动新生免疫反应的治疗策略在临床试验中获得关注，包括通过激动性CD40抗体等多种策略激活树突状细胞。研究表明，免疫检查点抑制剂发挥作用依赖于解除cDCs的限制，以允许有效的T细胞启动，但在抗原提呈细胞活化较差或没有预先存在的情况下并不起效。胰腺癌患者对ICIs耐药，但临床前模型显示，联合CD40激动剂可以使胰腺肿瘤完全消退，并延长生存期，而不依赖于TLR、STING或IFNAR信号。KrasLSL- G12D/+，Trp53LSL- R172H/+ ，Pdx1 -Cre模型的疗效依赖于宿主BATF3+ cDCs和CD40，以及效应CD4+和CD8+ T细胞，这些T细胞在血液和dLNs中大量扩增，提示外周血免疫激活。在转移性胰腺癌患者的早期临床试验中， CD40激动剂、PD1阻断剂、吉西他滨及紫杉醇的结合方案，导致大于50%的客观应答率和血中CD4+和CD8+ T细胞增殖。
（图2）
免疫系统先前的经验和状态极大地影响着未来对新挑战的反应。基础细胞因子水平、细胞组成和细胞激活状态的改变会影响慢性感染和合并感染模型中次级反应的性质和程度。全身免疫状态在肿瘤个体中显著重组，可能对新的免疫反应的调整产生功能性后果。由于常见癌症治疗的效果，在癌症患者中识别免疫刺激(如疫苗或感染)引起的系统性功能缺陷仍然具有挑战性。癌症患者能够对流感疫苗产生与健康人相当的可检测抗体。然而，在持续的2020年SARS- CoV-2大流行期间，感染SARS- CoV-2的癌症患者更有可能出现严重症状，并表现出更高的死亡率。值得注意的是，即使是没有接受癌症治疗的感染患者，死亡和严重疾病的风险也在增加。这表明，在许多细胞类型中，系统免疫系统的表型和组成发生实质性变化，可能导致对TME以外的二次挑战的免疫反应发生改变。完整的功能性外周免疫系统对于新的抗肿瘤免疫反应的发展至关重要，了解在肿瘤负担状态下免疫效应至关重要。
通过剖析与初始肿瘤不共享抗原的免疫反应，最近研究者开始从机制上剖析为什么肿瘤免疫状态会导致外围次级免疫反应减弱。临床前小鼠模型系统可以避免许多影响患者研究的混杂因素。据报道，携带乳腺肿瘤的小鼠在应对免疫刺激时，抗体反应和T细胞增殖较弱，并且对同种异体肿瘤的排斥反应受损。同样，感染李斯特菌的乳腺癌小鼠在感染后2天脾脏抑菌反应降低，表现为树突状细胞CD86、CD80和CD83表达降低。与感染李斯特菌的健康对照组小鼠相比，乳腺癌感染后7天CD8+ T细胞增殖和分化减少，而CD40激动剂或手术切除肿瘤可以逆转此类反应。手术切除肿瘤也可以恢复了体液和细胞免疫。胰腺癌、黑色素瘤的小鼠模型展现出类似的结果。与健康对照组接种的小鼠相比，卵清蛋白(OVA)和CpG接种胰腺肿瘤小鼠可导致OVA特异性CD8+ T细胞在脾脏中的增殖和分化受损，这种损伤与树突状细胞功能障碍有关， FLT3L和CD40激动剂联合治疗能够逆转此类效应（分别增加树突状细胞数量和促进功能活性）。在小鼠乳腺癌模型中，一个含有poly I:C和OVA的基质胶塞被用作免疫原性的继发刺激，该刺激和原发肿瘤没有共享抗原。与健康对照组小鼠相比，先前存在的恶性肿瘤显著降低了基质胶塞内和dLN内cDC1s的频率，导致OVA特异性CD8+ T细胞浸润塞内的数量减少。综上所述，这些研究的结果表明，先天和适应性免疫反应交流，尤其是树突细胞、CD8 + T细胞的相互作用，在癌症环境中并不能发挥较好作用。因此，刺激新的CD8 + T细胞反应的治疗策略必须克服这些障碍。
（图3）
尽管人们对预测系统免疫反应的生物标志物的研究非常感兴趣，但绝大多数免疫治疗临床试验仍然没有使用系统免疫生物标志物。目前虽然TME的一些免疫特征已被证明与不同情况下的免疫治疗预后相关，能够应用临床决策的系统免疫生物标志物依然缺乏。
1.循环蛋白生物标志物
血清或血浆中循环蛋白在各种病理检测中发挥重要作用，因此研究者开始检验这种方法在开发癌症治疗的预测性生物标志物方面的潜力。与持续免疫反应相关的高水平可溶性因子预示较好预后。基线时血液中IL-2水平升高、IL-6和TNF水平降低以及治疗时IL-4水平升高均与小细胞肺癌患者对ICIs的反应敏感相关。此外，非小细胞肺癌患者的研究发现，血清中炎症细胞因子水平的升高与抗PD1治疗敏感性和总生存率相关。相比之下，高水平的中性粒细胞趋化因子IL-8则与黑色素瘤、非小细胞肺癌及小细胞肺癌患者对ICIs的不敏感有关，这提示中性粒细胞可能在抗肿瘤免疫反应中发挥免疫抑制作用。此外，低血清乳酸脱氢酶则提示黑素瘤非小细胞肺癌患者对ICIs反应敏感，机制却有待研究。除了分泌因子外，研究进一步分析了循环中的淋巴细胞抗原受体模式是否能预测预后。TCR模式多样性也可以预测转移性黑色素瘤和经典霍奇金淋巴瘤对抗PD1和抗CTLA-4治疗的敏感性。
2.治疗前的外周血细胞生物标志物
外周血细胞同样可以作为区分患者的良好生物标志物。普通血常规已被证明与多种人类癌症的预后相关。其中，中性粒细胞与淋巴细胞的比值往往提示多种癌症的不良预后。此外，在黑色素瘤、非小细胞肺癌和肾细胞癌中，ICIs的敏感性也与中性粒细胞与淋巴细胞比率相关。与无应答者相比，ICI敏感性黑色素瘤患者具有相对较高的嗜酸性粒细胞计数和淋巴细胞计数。流式细胞分析同样确定了外周血中与预后相关的特定细胞群，各种研究也已经确定了外周血中特定的免疫抑制细胞亚群与治疗反应之间的关联。例如，基线时循环M-MDSCs水平较低的黑色素瘤患者在抗CTLA-4治疗后更有可能获得较长的总生存期。同样，在胶质瘤患者中，外周血中M-MDSCs的较低水平预示着对肿瘤疫苗治疗的敏感性较好。除了骨髓抑制细胞外，循环Treg细胞亚群（CD45RA -FOXP3 hi）的基线丰度可以预测乳腺癌患者手术后的复发状况。在非小细胞肺癌患者中，高水平的循环Treg细胞也与较差化疗反应相关。相反，循环Treg细胞水平越高，预测黑色素瘤中抗CTLA-4的反应敏感性却越好。另一方面，外周血中细胞毒细胞亚群已则与较好的治疗反应有关。在经典霍奇金淋巴瘤患者中，成熟NK细胞的丰度与抗PD1治疗反应敏感性相关。因此，尽管目前还没有广泛用于指导患者治疗的全身免疫生物标志物，但该领域最近的进展相当令人鼓舞。
3.治疗中的外周血细胞生物标志物
除了患者预后的基线指标外，免疫治疗后癌症患者早期外周血中免疫细胞的某些特征能够提示良好预后。淋巴细胞活化或增殖的早期迹象与反应敏感性有关。在黑色素瘤患者中CD127和PD1低表达的循环CD4+ T细胞与抗CTLA4和GM- CSF敏感性相关。外周血中CD8+ T细胞的增殖和扩张与ICI的反应敏感性相关。在黑色素瘤中，外周T细胞增殖与肿瘤负荷的比例与抗PD1治疗的反应敏感性相关，其中CD8+ T细胞增殖高峰出现在治疗1或2个周期（3或6周）后，增殖细胞（Ki67+）中富含PD1的表达。在这一发现的基础上，几个研究小组最近证明，在ICI治疗后癌症患者早期外周血中特异性T细胞克隆扩增与临床反应敏感性有关。在黑色素瘤患者中，随着肿瘤浸润，外周血中效应记忆样CD8+ T细胞的克隆性扩增与ICIs反应敏感性有关。此外，通过基因表达分析证实克隆扩增的几种恶性肿瘤患者在使用抗PD-L1治疗后无进展生存期较好。一项关于非小细胞肺癌的研究也发现，在抗PD1治疗后，敏感人群中循环Treg细胞的增加，循环PMN- MDSC降低。因此，一系列研究已经确定了在外周血分析中捕获的治疗中的生物标志物，它们既能够预测免疫治疗反应，又能够为患者治疗提供检测依据。
（表2）
高通量、高维度、单细胞技术的广泛应用，极大拓展了治疗与否中肿瘤免疫微环境的细胞图谱。然而，这些研究绝大多数集中在肿瘤本身，而不是评估整体免疫宏观环境的变化，或外周血免疫环境在治疗反应中的变化。要完全理解癌症以及不同癌症、患者、治疗的系统免疫反应，不仅需要详细了解TME，还需要深入来了解免疫系统的整体变化。同时衡量转录组、表观基因组和蛋白质组等的单细胞技术，将在构建癌症免疫图谱（治疗与否）中发挥不可或缺的作用。个性化癌症患者的外周免疫模式将在指导精准医疗中发挥重要作用，以告知有效或无效免疫反应下，外周免疫反应是如何调节和失调的。尽管已经发现了癌症患者的外周免疫模式的改变，但驱动这些变化特征的机制仍不清楚。因此，未来的研究需要从机制上入手，探究驱动外周免疫改变的规律，以便设计治疗策略，恢复破坏的免疫系统。多种肿瘤模型中，手术切除或阻断特定的细胞因子可以恢复许多外周免疫功能，提示肿瘤免疫宏观环境具有显著的可塑性。对肿瘤和外周免疫环境的单细胞测序的比较研究可能会识别出有效便捷的生物标志物，这些生物标记物可以通过抽血采集，并提供重要的临床信息，以及辅助治疗决策。
除了癌症免疫的系统性改变，越来越多的证据也表明，肿瘤负载的免疫系统并不能像未受干扰的免疫系统那样发挥功能。新发的从外围组织起源的抗肿瘤免疫反应对免疫治疗的效果至关重要。因此，肿瘤负载下免疫系统的任何功能异常都可能导致免疫治疗效果不佳。未来研究的一个重要方向是鉴定肿瘤负载下免疫状态改变的预测指标。越来越多的证据表明，树突状细胞功能障碍是导致肿瘤中CD8+ T细胞增殖和分化迟钝的原因。虽然抗CD40、poly-ICLC及FLT3L治疗，可以改善树突状细胞功能受损和缺乏状态，但树突状细胞功能障碍的确切机制仍不完全清楚。由于树突细胞是启动癌症T细胞反应的最重要的细胞类型，故分析树突细胞在肿瘤外周免疫中功能受损的原因至关重要。到目前为止，研究已经评估了携带肿瘤的小鼠产生1型免疫反应的能力。由于免疫系统可以根据不同刺激发生应答，探究诸如寄生虫、过敏原刺激下肿瘤负载小鼠的免疫反应是非常有趣的一步。快速的功能免疫改变是无法通过简单的诸如检查细胞群数量和表型的手段发现的。不受肿瘤负载干扰的免疫特征也能为治疗提供启示。另一个重要的研究方向是研究初治肿瘤患者应对刺激下的免疫改变。对癌症患者疫苗应答的详细单细胞分析以及对具有高风险突变或器官系统的患者的长期监测可以用来确定癌症免疫状态的功能改变。这些研究是识别免疫功能弱点或优点的重要一步，能够为新的癌症免疫疗法的设计和实施提供启示。此外，由于癌症患者是感染的易感人群，这些研究可以为疫苗配方和治疗方法提供启示，以保护这一易感人群免受继发感染。总之，研究癌症负载下系统（外周）免疫系统的改变及其对癌症的作用，将为癌症免疫治疗及相关领域提供重要的研究基础。
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