癌癥免疫治療進展綜述

王愛和，高莉萍

（泰州職業(yè)技術學院醫(yī)學技術學院，江蘇泰州 225300）

癌癥免疫治療進展綜述

王愛和，高莉萍

（泰州職業(yè)技術學院醫(yī)學技術學院，江蘇泰州 225300）

在過去三十年，癌癥的免疫學研究和免疫治療取得了重大進展。一個重要的進步就是識別人類癌癥抗原對癌癥患者引起的自發(fā)性免疫反應。迄今已知的大部分免疫原性人類癌癥抗原屬于睪丸癌抗原家族，這種抗原蛋白在各種類型癌癥中均有表達，但正常組織不表達（除胚胎細胞外）。癌癥免疫治療的目的就是通過接種相關抗原聯(lián)合免疫佐劑誘導或激發(fā)腫瘤特異性免疫反應。免疫佐劑與抗原聯(lián)合應用可誘導強效的免疫反應，或者顯著提高原有的免疫反應。免疫治療對于早期癌癥患者可能是有益的，因為在此階段免疫逃逸不明顯。

癌癥；免疫治療；睪丸癌抗原

1 癌癥的免疫控制

Burnet,Thomas和Medawar早在20世紀50年代后期就提出了腫瘤免疫監(jiān)視的概念。目前認為，腫瘤免疫監(jiān)視遵循三個階段：早期消除階段，隨后是平衡階段，此階段免疫系統(tǒng)選擇性變異可使腫瘤免受攻擊，第三個階段是腫瘤細胞變異的免疫逃逸階段。這三個階段可以同時出現(xiàn)在不同的腫瘤部位，但在腫瘤細胞和免疫系統(tǒng)相互作用的過程中，這三個階段并不是必然發(fā)生的[1]。最近獲得的甲基膽蒽誘發(fā)小鼠肉瘤的證據(jù)表明，消除和平衡階段是通過適應性免疫實現(xiàn)的。耗竭T細胞或阻斷干擾素γ，無腫瘤免疫的小鼠顯然出現(xiàn)快速隱匿性腫瘤生長，這表明，T細胞和干擾素γ有助于控制隱匿性腫瘤[2]。此外，有足夠的證據(jù)表明癌癥病人的腫瘤受到免疫控制。首先，有一定比例的癌癥患者能夠檢測到腫瘤的特異性免疫，第二，免疫功能低下的患者得腫瘤的風險大大增加，例如艾滋病患者或接受器官移植者。第三，相關研究表明，腫瘤中有淋巴細胞浸潤可以改善臨床預后。特別是上皮性卵巢癌的最近資料表明，無進展幸存者和總體存活率的分布因腫瘤內是否存在T細胞而有顯著不同，腫瘤含有T細胞的病人5年生存率為38%，而不含T細胞者僅為4.5%。此外，卵巢癌被CD4+CD25+FoxP3 +調節(jié)T cells(T reg)浸潤者，存活率降低[3]。第四，死于中風的供腎者，據(jù)說其早期黑色素瘤已治愈16年，移植其腎臟的兩個獨立受助人在免疫抑制治療下都發(fā)生了捐助來源的轉移性黑色素瘤[4]。

腫瘤逃逸的破壞可通過免疫系統(tǒng)各種活動和調節(jié)機制實現(xiàn)，這些機制包括下調MHC分子和/或腫瘤細胞的免疫針對性抗原，刺激抑制性受體，例如細胞毒性T淋巴細胞抗原4(cytotoxic T lymphocyte antigen-4,CTLA-4)或PD-1 on T cells，通過調節(jié)CD4+CD25+Foxp3+T細胞(T reg)，或產生免疫抑制介質如IL-10,TGF-β，吲哚胺2,3雙加氧酶（此酶來自腫瘤細胞、基質或滲透物），誘導增強腫瘤浸潤[5]。在腫瘤活檢中，往往片狀MHC分子和腫瘤相關抗原的表達提示腫瘤逃逸的動態(tài)過程，一些接種疫苗的臨床研究觀察到，腫瘤經(jīng)初步臨床反應后發(fā)生新的轉移，失去了表達的MHC I類分子或靶抗原。

CTLA-4是適應性免疫反應的重要負性調節(jié)物，在誘導和維持外周T細胞耐受方面具有關鍵作用。缺乏CTLA-4的3周齡小鼠死于一般的自身免疫和炎癥這一事實說明了這一點[6]。它被認為是因為慢性和亞急性抗原刺激和許多自身天然腫瘤相關抗原的刺激使癌癥患者發(fā)生了外周T細胞耐受，限制了T細胞介導的抗腫瘤效應。為此，在小鼠模型和癌癥患者中進行了CTLA-4抗體的治療實驗，結果令人鼓舞。目前，正在進行CTLA-4抗體與免疫相結合的臨床研究，預計比單用CTLA-4抗體效果更好。PD-1是T細胞表達的另一種分子，參與誘導和維持外周T細胞耐受。有證據(jù)表明，部分腫瘤細胞表達PD-1配體，PD-L1和PD-L2配體，用阻斷PD-1的單克隆抗體治療癌癥患者的第一個臨床試驗目前正在進行[7]。

CD4+CD25+Foxp3+T reg是防止對自身抗原進行免疫反應的關鍵。它們通過干預樹突狀細胞的成熟及直接抑制效應T細胞(Teff)發(fā)揮作用，這些作用是通過細胞與細胞間的相互作用和/或可溶性因子包括CTLA-4，LTA10和TGF-β實現(xiàn)的。Treg在健康人和癌癥病人外周血中百分比是相似的，CD4+細胞為2%-5%。然而，在腫瘤中Treg的比例往往顯著增加，導致Teff與Treg比例下降。對卵巢癌患者的回顧性分析表明，Teff與Treg的比例與存活時間相關，低比例是一個不好的預后因子[8]。接受CTLA-4抗體治療并有臨床反應的前列腺癌患者中有一些病例顯示，Teff與Treg的比例增加。此外，在不同癌癥的小鼠模型中Treg的耗竭使腫瘤特異性T細胞反應和腫瘤控制得更好[9]。

2 抗原的發(fā)現(xiàn)和腫瘤相關抗原的分類

現(xiàn)代腫瘤免疫源于對兩個轉移性黑色素瘤復發(fā)患者的觀察，這兩個人分別發(fā)現(xiàn)于1978年和1982年，兩人都皮內接種了經(jīng)過照射的自體腫瘤細胞，文獻顯示，一段時期后其腫瘤完全消退并伴有T細胞反應且接種疫苗后T細胞反應顯著增強。這兩個患者已存活超過20年?；谶@樣一個良好的臨床效果，開始了一個系統(tǒng)的研究，目的是明確癌抗原表征和免疫效應機制，以便控制體內腫瘤。幾年之后，關于自發(fā)性腫瘤特異性T細胞反應的第一個報告問世[10]。Thierry Boon和其同事在1991年首次從患者體內克隆了T細胞限定的人類癌癥抗原：MAGE-1，酪氨酸酶和Melan-A。此后，大量腫瘤相關抗原被確定，例如：BAGE,GAGE等。

通過腫瘤患者血清篩選腫瘤組織細胞表達文庫SEREX(serological analysis of recombinant cDNA expression libraries)，將與患者血清(抗體)反應的蛋白作為候選腫瘤抗原，發(fā)現(xiàn)了許多腫瘤相關抗原，例如：SSX，NY-ESO-1，CT7，Rab38，NY-CO-58和NY-BR-1。

除SEREX和T細胞限制性抗原外，一些抗原通過腫瘤誘導的抗體被發(fā)現(xiàn)，通常情況下，這些抗原表達在腫瘤細胞表面，包括gp75/TRP-1, p96和Her2/neu。當今，腫瘤相關抗原分為以下幾類：（1）睪丸癌（cancer-testis，CT）抗原，僅表達于生殖細胞和腫瘤細胞，如MAGE, NY-ESO-1和LAGE-1；（2）分化抗原，僅表達于限制性譜系像黑色素細胞，如酪氨酸酶、Melan-A/MART-1和gp 100；（3）變異抗原，為蛋白結構改變，如CDK4、β-環(huán)、蛋白酶-8和p53；（4）放大抗原，如過度表達的Her2/neu和p53；（5）抗原剪接變異體，如NY-CO-37/PDZ-45和ING1；（6）糖脂抗原；（7）病毒抗原，如HPV、EBV。

迄今為止，在所有確定的腫瘤抗原當中CT抗原是一種獨特的、唯一的分化抗原，編碼CT抗原的基因通常位于X染色體上，往往是多基因家族成員。并且，X染色體上10%的基因是CT抗原基因[11]。除生殖細胞外，正常組織不表達CT抗原，CT抗原在不同類型腫瘤中有一定的表達。通常，一個特定的腫瘤表達多個CT抗原，CT抗原在許多腫瘤類型中的表達頻率從5%-40%，在一些腫瘤中個別CT抗原表達異常增高，如多發(fā)性骨髓瘤MAGE-C1/CT7高度表達，80%的滑膜肉瘤表達NY-ESO-1。

3 癌癥患者綜合免疫應答的范例：NY-ESO-1抗原

NY-ESO-1是通過SEREX方法最早確定的抗原，因其來自紐約的一個食管癌患者而得名。NY-ESO-1是由180個氨基酸組成的蛋白質，分子量大約18 kDa，其編碼基因位于X染色體上(Xq28)。在正常組織僅表達于睪丸生殖細胞、胎兒卵巢生殖細胞、胎盤絨毛滋養(yǎng)層上皮細胞，這些細胞MHC I類分子均為陰性。迄今為止，NY-ESO-1被認為是最具免疫原性的CT抗原。高度表達NY-ESO-1的腫瘤患者既引起細胞免疫也引起體液免疫[12]。NY-ESO-1的幾種抗原表位已被當做標志物，對于監(jiān)測癌癥患者疫苗誘導的免疫反應和自發(fā)性免疫反應尤為重要。

一個病例可以說明NY-ESO-1與腫瘤抗原的相關性，一名轉移性黑色素瘤的61歲男性患者，NY-ESO-1表達陽性，經(jīng)雞痘病毒(rFV)與NY-ESO-1重組免疫治療后，最初其肝臟、淋巴結轉移顯著減輕，病變沒有進展，一年后形成單純性腦轉移且NY-ESO-1陰性，原發(fā)腫瘤沒有查出。其解釋是患者體內自發(fā)的抗NY-ESO-1特異性免疫反應清除了原發(fā)腫瘤，這是體內一種有效的免疫監(jiān)測。雞痘病毒與NY-ESO-1重組免疫治療增強了患者抗NY-ESO-1的細胞免疫和體液免疫，這大概與最初腫瘤控制和緩解有關。隨后的NY-ESO-1陰性轉移可能是免疫壓力（immunological pressure）的結果，也可被認為免疫編輯（immunoediting）。

4 免疫治療作為癌癥綜合治療措施的一種方法

癌癥免疫治療存在的最大的障礙就是不能持久維持對腫瘤的特異性免疫，癌癥免疫治療主要解決的問題就是識別這些障礙并且設計治療方案規(guī)避之。近幾年來，在免疫調節(jié)領域的研究有了很大的進展，與免疫調節(jié)有關的許多細胞和細胞因子似乎也影響到腫瘤的特異性免疫。首先，腫瘤特異性T細胞可能無法浸潤腫瘤，第二，腫瘤抗原可能在胸腺表達，與腫瘤抗原高親和力的腫瘤特異性T細胞株可能在胸腺被清除。第三，腫瘤抗原可能通過穩(wěn)態(tài)的樹突狀細胞提呈給幼稚T細胞，由此導致外周T細胞耐受。第四，慢性抗原提呈可能導致特異性效應T細胞功能耗竭。第五，腫瘤微環(huán)境中的調節(jié)T細胞阻斷局部T細胞功能或阻斷腫瘤特異性T細胞的形成。最后，腫瘤環(huán)境中可能產生可溶性因子，例如IL-10和TGF-β或促進骨髓源性抑制細胞的產生，局部的這些因素抑制了效應T細胞功能。

癌癥治療的最終目標就是通過腫瘤相關抗原與佐劑刺激患者的天然免疫防御系統(tǒng)，模擬感染是誘導防御性免疫的關鍵。在非炎癥條件下，長時間的抗原提呈（如病毒持續(xù)感染）可引起免疫反應消退，其原因主要是免疫耐受或特異性T細胞耗竭，因此，疫苗中除了含有免疫抗原和佐劑外還應當含有能夠干預免疫調節(jié)的成分。

目前正在進行整合上述問題的臨床試驗，例如，用阻斷CTLA-4或PD-1的抗體治療某些癌癥患者已經(jīng)取得了預期的臨床反應[7]。將阻斷CTLA-4或PD-1與主動免疫相結合或主動免疫再加上前淋巴細胞耗竭的實驗才剛剛開始。后一種方法可能是有前途的，因為在新的胸腺移居T細胞接觸疫苗之前，淋巴細胞的耗竭除掉了許多來自患者的調節(jié)細胞。

此外，重組疫苗的治療潛力正在研究之中。瑞士蘇黎世大學醫(yī)院的Maries van den Broek研究小組[7]從病人體內分離出抗NY-ESO-1的單克隆抗體IgG作為重組蛋白，其優(yōu)勢是該抗體可能安全性高。高濃度的NY-ESO-1-特異性IgG將與凋亡或壞死的腫瘤組織釋放的NY-ESO-1形成免疫復合物，其后，這些免疫復合物將被樹突狀細胞有效攝取，作為抗原提呈給NY-ESO-1-特異T細胞。腫瘤的放療、化療或其他干預措施可能增強抗體的治療效應。病人來源的腫瘤特異性抗體可望成為啟動綜合性腫瘤特異性免疫反應的藥物與多種治療方法聯(lián)合抗癌。

[1]Dunn GP,Old LJ,Schreiber RD.The three Es of cancer immunoediting[J].Annu Rev Immunol,2004,22:329-360.

[2]Shankaran V,Ikeda H,Bruce AT,White JM,Swanson PE,Old LJ,Schreiber RD.IFNgamma and lymphocytes prevent primary tumour development and shape tumour immunogenicity[J].Nature,2001,410:1107-1111.

[3]Curiel TJ,Coukos G,Zou L,Alvarez X,Cheng P,Mottram P, Evdemon-Hogan M,Conejo-Garcia JR,Zhang L,Burow M, Zhu Y,Wei S,Kryczek I,Daniel B,Gordon A,Myers L, Lackner A,Disis ML,Knutson KL,Chen L,Zou W.Specific recruitmentof regulatory T cells in ovarian carcinoma fosters immune privilege and predicts reduced survival[J].NatMed, 2004,10:942-949.

[4]MacKie RM,Reid R,Junor B.Fatalmelanoma transferred in a donated kidney 16 years aftermelanoma surgery[J].N Engl JMed,2003,348:567-568.

[5]M olano A,Illarionov PA,B esra GS,et al.Modulation of invariant natural killer T cell cytokine responses by indoleamine 2,3-d ioxygenase[J].Imm un olLett,2008,117 (1):81-90.

[6]Waterhouse P,Penninger JM,Timms E,Wakeham A, Shahinian A,Lee KP,Thompson CB,Griesser H,Mak TW. Lymphoproliferative disorders with early lethality in mice deficientin Ctla-4[J].Science,1995,270:985-988.

[7]Maries van den B,Lotta von B,Alexander K.Developments in Cancer Immunotherapy[J].Dig Dis,2010,28:51-56.

[8]Sato E,Olson SH,Ahn J,Bundy B,Nishikawa H,Qian F, Jungbluth AA,Frosina D,Gnjatic S,Ambrosone C,Kepner J, Odunsi T,Ritter G,Lele S,Chen YT,OhtaniH,Old LJ,Odunsi K.IntraepithelialCD8+tumor-infiltrating lymphocytesand a high CD8+/regulatory T cell ratio are associated with favorable prognosis in ovarian cancer[J].Proc Natl Acad Sci USA,2005,102:18538-18543.

[9]Kline J,Brown IE,Zha YY,Blank C,Strickler J,Wouters H, Zhang L,Gajewski TF.Homeostatic proliferation plus regulatory T cell depletion promotes potent rejection of B16 melanoma[J].Clin CancerRes,2008,14:3156-3167.

[10]Knuth A,Danowski B,Oettgen HF,Old LJ.T-cell-mediated cytotoxicity againstautologousmalignantmelanoma:analysis with interleukin 2-dependent T-cell cultures[J].Proc Natl Acad SciUSA,1984,81:3511-3515.

[11]Stevenson BJ,IseliC,PanjiS,Zahn-ZabalM,HideW,Old LJ, Simpson AJ,Jongeneel CV.Rapid evolution of cancer/testis geneson the X chromosome[J].BMCGenomics,2007,8:129.

[12]Jger E,Chen YT,Drijfhout JW,Karbach J,Ringhoffer M, Jager D,Arand M,Wada H,Noguchi Y,Stockert E,Old LJ, Knuth A.Simultaneous humoral and cellular immune response against cancer-testis antigen NYESO-1:definition of human histocompatibility leukocyte antigen(HLA) -A2-binding peptide epitopes[J].J Exp Med,1998,187: 265-270.

Developments in Cancer Immunotherapy

WANG Ai-he,GAO Li-ping
(TaizhouPolytechnicCollege,TaizhouJiangsu225300,China)

In the past three decades,cancer immunology and immune therapy havemade significant progress.An important step forward was the identification of human cancer antigens eliciting spontaneous immune responses in cancer patients.At present, themost immunogenic human cancer antigens known belong to the cancer-testis family of antigens,which are proteins expressed in various typesof cancer butnot in any healthy tissuesexceptgerm cells.The aims of cancer immunotherapy were to induce or boost the existing tumor-specific immune response by vaccinatingw ith a relevantantigen togetherw ith an adjuvant.In addition,it may be favorof patientsw ith early-stage disease in immunotherapy trials,as immune escapemay be less pronounced.

cancer;immunotherapy;testicular cancerantigen

R730.51

B

1671-0142（2011）05-0051-04

王愛和（1957-）,女,江蘇海安人,副教授.

（責任編輯 李冠楠）