血管内皮生长因子A(VEGF-A)被认为是血管生成的关键调节剂，血管生成是指从已有的血管中形成新的血管，如肿瘤血管生成。VEGF-A的产生受到转录因子如HIF-1(缺氧诱导因子1)或致癌基因的调控。它的促血管生成活性是由VEGF受体的激活介导的(VEGFR-1，VEGF-2)，该受体可在内皮细胞、肿瘤细胞和部分免疫细胞上表达
VEGF-A在支持肿瘤进展方面具有双重功能:一是诱导血管形成，二是作为免疫抑制因子。免疫系统已成为控制肿瘤生长的关键因素。CD8+T淋巴细胞是由成熟树突状细胞提呈肿瘤抗原衍生肽激活的，可以裂解肿瘤细胞。
然而，肿瘤发展出不同的逃脱机制来逃避免疫系统，如调节性T细胞(Tregs)的发展或诱导T细胞衰竭。不同的研究强调了VEGF-A对这种基于T细胞的免疫抑制的直接或间接影响。本文就抗血管生成药物的免疫调节作用作一综述。
Tregs通过调节效应T细胞功能在免疫稳态中发挥关键作用。Tregs的比例在荷瘤小鼠和癌症患者中增加，并且通常与较差的总体存活率有关。在癌症患者中观察到恶性积液中的VEGF-A与Treg的积累之间存在相关性，这表明VEGF-A对Treg的潜在作用。一项荟萃分析还显示，VEGF-A表达与肝细胞癌(HCC)中的肿瘤内Treg呈正相关。因此，VEGF-A以直接或间接依赖的方式与肿瘤微环境中调节性T细胞的诱导和维持有关。
在癌症中，Tregs的积累可以通过不同的机制发生，例如预先存在的Tregs的扩增或传统的CD4+T细胞转化为Tregs。未成熟的树突细胞(DC)可以在荷瘤啮齿动物中以TGF-β依赖性方式诱导Tregs增殖。一项初步研究表明，肿瘤细胞系衍生的VEGF-A在早期影响造血祖细胞(HPC)的发育，导致DC分化和成熟受损。DC分化的抑制是由VEGFR-2介导的。在小鼠模型中，HPCs上VEGF-A与VEGFR-1结合阻断了NF-κB活化从而阻断DC成熟。在癌症患者中，血浆增加的VEGF-A水平与外周血中未成熟DC的存在相关。成熟DC的减少与癌症患者外周血中髓源性抑制细胞(MDSC)的增加有关。MDSC，特别是Gr1+CD11b+CD115+(单核细胞)MDSC也可以通过分泌IL-10和TGF-b或精氨酸酶在荷瘤小鼠和癌症患者中产生肿瘤特异性Treg。在小鼠和卵巢癌患者中，VEGF-A也以VEGF-2依赖的方式参与MDSC的增加。VEGF-A激活JAK2-STAT3通路促进MDSC的循环积累。肿瘤中VEGFR2+MDSC的积累导致预后不良。因此，VEGF-A可以同时作用于DC成熟和肿瘤宿主的MDSC。这些产生免疫抑制因子如TGF-b或IL-10的髓细胞可能参与了Treg的积累。此外，在舒尼替尼(一种靶向VEGFR的酪氨酸激酶抑制剂)治疗期间，已观察到转移性肾细胞癌患者中MDSC下降和Tregs下降之间的相关性，表明MDSC和Tregs之间存在联系。
最近不同的研究强调了在荷瘤小鼠和癌症患者中表达VEGFR-2的Treg群体。在结直肠癌小鼠模型中，我们观察到一部分激活的记忆性Treg表达VEGFR-2，并且VEGF-A以VEGFR-2依赖性方式诱导Treg增殖。在人类中，铃木等人表明VEGFR-2由人FoxP3highTregs选择性表达，但不在FoxP3ls上表达，可能具有更强的抑制功能。浸润肿瘤的CD45RA-FoxP3+CD4+Tregs亚群也被报道在晚期胃癌患者中表达VEGFR-2，在这种情况下，VEGF-A增加Tregs增殖的能力已经被证实。
肿瘤组织中的VEGFR-2+Tregs也与临床结果相关，因为瘤内FoxP3+VEGFR-2+Tregs与瘤内FoxP3+VEGFR2-Tregs不同，其与较差的总生存率和无病生存率显着相关，它是结直肠癌患者复发和生存率低的独立因素，表明VEGFR-2+Tregs可能是结直肠癌预后的生物标志物。在某些肿瘤部位，肿瘤浸润性Treg的预后作用仍存在争议。VEGFR-2+Tregs而不是所有的Tregs可以更准确地评估患者的预后。此外，癌症患者可能会对专门针对VEGFR-2+Tregs而不是所有Tregs感兴趣，因为它可以帮助恢复有效的抗肿瘤反应，同时限制自身免疫性不良事件。
正如上文所述，VEGF-A可以阻断DC成熟，增加MDSC的积累。因此，未成熟DC不能有效激活T细胞。MDSC还通过不同的机制高效抑制效应T细胞:L-精氨酸酶耗尽，NO或ROS产生和CD40-CD40L连接。同样，肿瘤相关巨噬细胞(TAM)表达PD-L1，PD-L1与PD-1结合，抑制TCR信号传导，导致T细胞失活。VEGF-A有助于TAM招募;主要进入血管发育不良的肿瘤区域，通过在巨噬细胞表面表达VEGFR-1，发挥趋化作用。然而，VEGF-A单独不足以激活它们，这需要其他肿瘤产生因子，如IL-4和IL-10。这些促炎细胞因子的上调似乎受到VEGF-A过表达的支持。
VEGF-A介导的异常肿瘤血管系统减少了肿瘤的T细胞浸润
虽然促血管生成因子驱动的肿瘤血管生成旨在促进肿瘤的血液供应，但诱导的血管网络是不正常的。其特点是血管混乱、不成熟、组织紊乱、灌注不良、渗透性差，部分是由肿瘤分泌的VEGF-A异常水平以及TGF-b、PDGF(血小板衍生生长因子)和血管生成素2等因子介导的。在许多人和小鼠实体肿瘤中，肿瘤血管系统的异常结构和功能对CD8+T细胞浸润产生屏障，并有助于维持具有免疫抑制作用的肿瘤微环境。导致血管异常形态的Rgs5基因的缺失在荷瘤小鼠中诱导血管正常化和CD8+T细胞浸润。几项体外研究表明，T细胞黏附减少导致的限制性迁移与内皮细胞的细胞间黏附分子1(ICAM-1)和血管细胞黏附分子1(VCAM-1)的减少有关。VEGF-A与IL-10、前列腺素E2协同作用也可诱导肿瘤内皮细胞FasL表达。在卵巢癌、结肠癌、膀胱癌、前列腺癌和肾癌中，FasL+内皮细胞获得了杀死T细胞的能力，同时允许FoxP3+treg积累和浸润。
在VEGF-A水平升高的肿瘤中，研究表明该因子及其受体在导致免疫缺陷的异常造血过程中发挥重要作用。小鼠暴露于与晚期癌症患者相似浓度的重组VEGF小鼠发生胸腺萎缩，CD4CD8胸腺细胞数量减少。这些结果表明，VEGF-A直接干扰来自HPCs的T细胞胸腺发育，并可能导致与肿瘤相关的免疫缺陷。研究表明VEGF-A直接影响效应T细胞。事实上，在体外激活的T细胞和肿瘤浸润的T细胞都表达VEGFR-2。在晚期卵巢癌中，VEGF-A通过VEGFR-2直接抑制T细胞增殖和细胞毒活性。VEGF-A增加PD-1和其他免疫检查点CTLA-4、Ti-3和Lag-3在CD8+T细胞上的表达，但它们的共同表达与衰竭有关。最近，一项针对耐抗PD-1治疗的微卫星稳定结直肠癌(MSSCRC)患者的研究发现，VEGF-A依赖的免疫检查点上调与TOX转录因子有关。综上所述，VEGF-A作为一种免疫抑制因子调节免疫细胞。
在过去的十年中，已经开发并批准了不同的AA分子来治疗癌症患者。它们可分为三大类：(i)小分子酪氨酸激酶抑制剂(TKI)，例如舒尼替尼、索拉非尼和阿西替尼(ii)单克隆抗体(Ab)，例如贝伐单抗（抗VEGF-A）和雷莫芦单抗（抗VEGFR-2)(iii)阿柏西普，它是一种融合蛋白，由来自VEGFR-1和VEGFR-2的细胞外结构域组成。TKI靶向VEGFR通路（但也包括其他受体），而单克隆抗体和融合蛋白直接靶向循环促血管生成因子或其存在于细胞膜上的受体。
舒尼替尼是目前用于治疗不同类型癌症的TKI，特别是转移性肾细胞癌(RCC)。舒尼替尼治疗后，肾癌小鼠模型中脾脏FoxP3+Tregs和RCC患者循环Tregs的百分比降低。舒尼替尼还降低了与肿瘤微环境中Treg减少相关的MDSC数量，并有利于肿瘤部位的CD4+和CD8+细胞浸润，同时降低CD8+T细胞上的PD-1表达。在小鼠肿瘤模型中，舒尼替尼可以抑制treg中CD4+CD25-细胞的转化。在人类中，体外研究报告了接受舒尼替尼治疗的RCC患者的Th1细胞因子反应显著改善。这种效应似乎与Treg的减少有关。此外，在RCC肿瘤细胞和肿瘤相关MDSC中，舒尼替尼抑制Stat3活性，导致肿瘤细胞凋亡，促进抗肿瘤作用。
索拉非尼与舒尼替尼一样，索拉非尼可以降低小鼠肝癌模型(58例)和HCC患者(59例)或RCC患者(60例)的Tregs和MDSC比例。然而，索拉非尼对T细胞功能的调节似乎与舒尼替尼不同，对Th1反应没有影响。一项研究索拉非尼对人外周血T细胞增殖和激活的影响的体外研究表明，索拉非尼的目标是导致T细胞免疫应答丧失的TCR信号中涉及的LCK磷酸化。有争议的是，研究表明这种治疗似乎上调了肿瘤特异性效应T细胞的功能，而PD-1在CD8+T细胞上的表达下调。目前，索拉非尼对T细胞功能的影响尚不清楚。
贝伐珠单抗，一种直接靶向VEGF-A的人源化抗VEGF-A单克隆抗体，降低了肿瘤小鼠和转移性结直肠癌(CRC)患者中treg的比例。这一现象与treg中Ki67+表达的减少有关。在接受贝伐单抗治疗的CRC患者中，Manzoni等人发现CD4、CD8和CD3淋巴细胞数量增加，而Tsavaris等人观察到循环T细胞的增殖和细胞因子产生优于仅接受化疗的患者。此外，抗VEGF-A在荷瘤小鼠中降低了瘤内CD8+T细胞上PD-1的表达，并限制了与衰竭相关的抑制性检查点的共同表达。最近，一项对非小细胞肺癌(NSCLC)患者进行的研究显示，贝伐单抗加入基于顺铂和口服依托泊苷的化疗双联疗法，可降低血浆VEGF-A水平，改善细胞毒性T淋巴细胞反应，同时恢复DC功能。
抗血管生成对免疫细胞的间接影响
AA治疗可使血管系统暂时正常化，有利于免疫细胞浸润肿瘤。然而，一些报道也表明缺氧可能增强，特别是在长时间的AA治疗期间。低氧通过选择更多的恶性细胞和诱导免疫抑制微环境促进肿瘤进展。它可以导致髓细胞产生免疫抑制表型或增强调节性T细胞功能。然而，最近的研究强调，抗VEGF-A治疗介导的严重缺氧直接增强了CD8+T细胞的功能，并以HIF-1依赖的方式。这方面的抗血管生成的影响需要进一步的研究。
抗VEGF-AVEGFR治疗与免疫疗法的组合
为了增强抗肿瘤作用，AA联合免疫治疗如免疫检查点阻断(Iti-PD-1，anti-PD-L1，anti-CTLA-4)引起了人们的极大兴趣。在小鼠肿瘤模型中，VEGF-AVEGFR-2和PD-1抑制剂在表达VEGF-A的肿瘤中诱导了强烈的协同抗肿瘤反应，与MSS结直肠癌小鼠模型中的单一疗法相比，抑制了T细胞衰竭。在小鼠肺癌模型中进行了两项使用抗VEGFVEGFR联合抗PD-L1的研究。他们已经证明了强大的抗肿瘤作用，这与TIL和T细胞反应的增加有关。抗VEGFR-2和抗PD-L1的联合可以挽救PD-1Ti3衰竭T细胞表型，同时提高总生存率。在临床前小鼠模型中，阿西替尼与ICB(抗PD-L1和抗Ti3抗体)的联合产生了协同治疗效果。
抗VEGF-AVEGFR治疗与免疫疗法的组合
基于来自临床前研究的有趣结果，已经进行了许多临床试验来评估癌症患者的联合治疗。2014年，一项I期临床试验(NCT00790010)对46例转移性黑色素瘤患者进行了伊匹单抗(一种抗CTLA-4单克隆抗体)和贝伐单抗联合应用的研究。作者观察到VCAM-1和其他粘附分子在瘤内内皮细胞上的上调导致了内皮细胞的激活。此外，CD8+T细胞通过肿瘤血管的运输增强。当贝伐单抗与伊匹单抗联合使用时，贝伐单抗似乎能影响肿瘤血管形态和免疫反应。虽然抗肿瘤反应的有效性已经被证明，但重要的免疫相关不良事件被诱导。一项在RCC患者中进行的小队列研究探讨了抗PD-L1(atezolizuab)和贝伐单抗(NCT01633970)的效果。他们强调了类似的发现，包括抗原特异性T细胞的迁移改善，细胞因子和趋化因子的产生增加，特别是参与T细胞运输的CX3CL1。联合AA药物和ICB的治疗方法已经在III期临床试验中显示出了它们的有效性，并且最近在不同的地方被批准(i)atezolizuab(抗PD-L1)和贝伐珠单抗与非小细胞肺癌化疗(ii)atezolizuab和贝伐珠单抗治疗不可切除的HCC(III)pebrolizuab(抗PD-1)加lenvatib(TKI)晚期子宫内膜癌(iv)pebrolizuab(抗PD-1)加阿西替尼治疗RCC，v)阿西替尼加阿维鲁单抗(抗PD-L1)治疗RCC。与单独使用每种药物相比，这些联合用药未报告不良事件的显著增加。表2总结了这些临床试验的结果。