惡性腫瘤免疫治療的現(xiàn)狀及展望

肖鵬，曹雪濤，王青青

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惡性腫瘤免疫治療的現(xiàn)狀及展望

肖鵬，曹雪濤，王青青

從腫瘤的發(fā)生學(xué)上來說，腫瘤細(xì)胞是由正常細(xì)胞轉(zhuǎn)變而來的，這種從“自己”到“非己”的過程往往會受到機(jī)體免疫系統(tǒng)的嚴(yán)密監(jiān)視，被有效的免疫應(yīng)答所清除。然而腫瘤細(xì)胞能夠利用多種機(jī)制和途徑抑制免疫細(xì)胞的活性，如阻斷CD8+T細(xì)胞和自然殺傷細(xì)胞（natural killer cell，NK）對其識別和殺傷，甚至馴化免疫系統(tǒng)來促進(jìn)其生長和轉(zhuǎn)移，使腫瘤微環(huán)境中的免疫系統(tǒng)處于耐受狀態(tài)，主要體現(xiàn)在腫瘤特異性效應(yīng)T淋巴細(xì)胞失能、NK細(xì)胞殺傷活性降低、樹突狀細(xì)胞成熟和抗原提呈功能受阻、調(diào)節(jié)性T細(xì)胞聚集、髓系抑制性細(xì)胞的比例異常升高、巨噬細(xì)胞發(fā)生表型和功能的轉(zhuǎn)變等各個(gè)方面。宿主免疫系統(tǒng)對腫瘤細(xì)胞的增殖、上皮間充質(zhì)轉(zhuǎn)化、侵襲、轉(zhuǎn)移等各個(gè)環(huán)節(jié)均有重要影響。近年來由于腫瘤學(xué)、免疫學(xué)以及分子生物學(xué)等相關(guān)學(xué)科的理論和技術(shù)快速發(fā)展和交叉滲透，隨著對機(jī)體抗腫瘤免疫應(yīng)答的深入了解，以及對腫瘤免疫逃逸機(jī)制和腫瘤微環(huán)境的深入認(rèn)識，腫瘤免疫治療的新策略和新思路已得到進(jìn)一步的研究和拓展，腫瘤的免疫療法受到前所未有的重視，在實(shí)踐中其體現(xiàn)出常規(guī)療法所無可比擬的優(yōu)勢，如對患者器官的損傷小、治療不良反應(yīng)小、不易產(chǎn)生耐藥、對殘存腫瘤細(xì)胞的清除更加有效等。腫瘤免疫治療的臨床研究突飛猛進(jìn)，2013年，《Science》雜志將腫瘤的免疫治療列于十大科學(xué)突破的首位。本文就當(dāng)前惡性腫瘤免疫治療領(lǐng)域中最受關(guān)注的治療策略的研究進(jìn)展與面臨的挑戰(zhàn)加以概括和評述。

1　靶向T細(xì)胞共抑制分子的單抗治療

T細(xì)胞的激活、發(fā)揮效應(yīng)功能需要表面共刺激分子，如CD28等提供活化信號。相反，T細(xì)胞表面還有若干共抑制分子，當(dāng)其和相應(yīng)的配體結(jié)合后，傳遞的信號能夠抑制T細(xì)胞活化，導(dǎo)致T細(xì)胞增殖、分泌細(xì)胞因子、殺傷腫瘤細(xì)胞的功能下調(diào)，以維持免疫的穩(wěn)態(tài)，也被稱為免疫檢查點(diǎn)（immune check point）。腫瘤特異性T細(xì)胞表面往往高表達(dá)共抑制分子，因此處于失能狀態(tài)?；谶@一原理，可以采用共抑制分子（或配體）的單克隆抗體來阻斷其信號，達(dá)到活化T細(xì)胞的目的。細(xì)胞毒T淋巴細(xì)胞相關(guān)抗原4（cytotoxic T lymphocyteassociated antigen-4，CTLA-4）和程序性死亡分子1及其配體（(programmeddeath 1/programmed death-ligand 1，PD-1/PD-L1）是目前臨床上此類單抗中最常用的靶向免疫檢查點(diǎn)，并在惡性黑色素瘤等類型腫瘤的臨床治療中顯示令人振奮的結(jié)果。其中CTLA-4單抗ipilimumab已被FDA批準(zhǔn)用于治療晚期黑色素瘤；PD-1單抗nivolumab 和pembrolizumab被FDA批準(zhǔn)用于治療非小細(xì)胞肺癌和黑色素瘤。同時(shí)，以上3種單抗用于頭頸癌、腎細(xì)胞癌、卵巢癌、膀胱癌、尿路上皮癌以及小細(xì)胞肺癌治療的臨床試驗(yàn)也正在進(jìn)行中。除此之外，CTLA-4單抗tremelimumab、PD-1單抗pidilizumab、PD-L1單抗MPDL3280A以及BMS936559等均處于不同階段的臨床試驗(yàn)中。針對其他的共抑制分子如OX40、4-1BB的單抗也在研發(fā)之中。

靶向共抑制分子的單抗療法是通過活化T 細(xì)胞來達(dá)到殺傷腫瘤的目的，其缺陷之處在于無法專一地激活腫瘤特異性T細(xì)胞應(yīng)答。治療所引發(fā)的多克隆T細(xì)胞活化給患者帶來一些不良反應(yīng)，例如接受ipilimumab治療的患者往往會呈現(xiàn)疲勞、腹瀉、皮疹、腸道炎性反應(yīng)等不良反應(yīng)。有臨床試驗(yàn)采用CTLA-4單抗和PD-1單抗的聯(lián)合療法，雖然療效優(yōu)于單獨(dú)使用1種單抗，然而卻有較為強(qiáng)烈的不良反應(yīng)。

2　嵌合抗原受體T細(xì)胞療法（chimeric antigen receptor T cells，CART）

CART屬于過繼免疫治療（adoptive immunotherapy，AIT）。AIT是通過向腫瘤患者輸入經(jīng)體外擴(kuò)增和激活的免疫活性細(xì)胞如T細(xì)胞或NK細(xì)胞，達(dá)到殺傷腫瘤細(xì)胞的目的。常規(guī)AIT療法通常基于腫瘤浸潤淋巴細(xì)胞（tumor-infiltrating lymphocytes，TIL）或者細(xì)胞因子激活的殺傷細(xì)胞（cytokine-induced killercells），這些細(xì)胞經(jīng)由患者的腫瘤組織分選出，在體外經(jīng)過抗原特異性選擇、擴(kuò)增、細(xì)胞因子誘導(dǎo)活化后回輸至患者體內(nèi)。這種策略雖然有一定效果，但是回輸?shù)臍?xì)胞在體內(nèi)往往不能有效識別腫瘤細(xì)胞，原因是腫瘤細(xì)胞通常低表達(dá)主要組織相容性復(fù)合體（major histocompatibility complex，MHC）分子從而逃避免疫細(xì)胞的識別。同時(shí)，腫瘤中強(qiáng)大的免疫抑制性微環(huán)境亦會降低回輸細(xì)胞的殺傷能力。而CART是基于改造T細(xì)胞抗原受體，通過構(gòu)建特異性嵌合抗原受體，經(jīng)基因轉(zhuǎn)導(dǎo)使T淋巴細(xì)胞表達(dá)這種嵌合抗原受體，特異性識別靶抗原從而殺傷靶細(xì)胞。目前CART技術(shù)已發(fā)展到第4代，嵌合抗原受體主要包括以下成分：識別腫瘤抗原的抗體可變區(qū)（single chain variable fragment，scFv）、CD3-ζ鏈或FcεRIγ的胞內(nèi)段、共刺激分子（CD28、CD134）的胞內(nèi)段。CART相比于未經(jīng)改造的T細(xì)胞具有3大優(yōu)勢：（1）識別腫瘤抗原不受MHC分子的限制，解決腫瘤細(xì)胞由于MHC分子表達(dá)下調(diào)而產(chǎn)生的免疫逃逸問題；（2）由于具有免疫受體酪氨酸激活基序（immunoreceptor tyrosine-based activation motif，ITAM）和共刺激分子的胞內(nèi)段，CART識別腫瘤抗原后增殖和產(chǎn)生細(xì)胞因子的能力更強(qiáng)；（3）既能識別蛋白類抗原，也能識別糖脂類抗原，能更加廣譜地殺傷腫瘤細(xì)胞。

CART的概念自從1989年首次提出以來，近年來取得突破性進(jìn)展。Lee等利用CD19-CART治療21例急性淋巴細(xì)胞白血病患者，觀察到66.7%的完全緩解率。隨后來自多個(gè)不同機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)也顯示，CART療法對急性淋巴細(xì)胞白血病患者能獲得60%～80%的緩解率，大大優(yōu)于傳統(tǒng)的化療療效。因此可以說，CART技術(shù)在白血病治療領(lǐng)域是具有革命性意義的重大突破。然而其面臨的挑戰(zhàn)也是無比巨大的，主要體現(xiàn)在以下3個(gè)方面：（1）在實(shí)體瘤治療方面困難重重。目前臨床上CART療法的3個(gè)靶分子（CD19、CD20、CD22）均是針對B 細(xì)胞，而絕大多數(shù)實(shí)體瘤不具備理想的靶向抗原。CART在應(yīng)用于實(shí)體瘤治療時(shí)還面臨T細(xì)胞無法有效浸潤、腫瘤內(nèi)部免疫抑制性微環(huán)境等困難。（2）不良反應(yīng)不可忽視。CART治療的不良反應(yīng)主要來自于T細(xì)胞活化、殺傷過程中釋放的大量細(xì)胞因子，嚴(yán)重時(shí)需要用白細(xì)胞介素-6（interleukin-6，IL-6）中和抗體tocilizumab來降低不良反應(yīng)。CART在治療白血病的同時(shí)也摧毀正常的B細(xì)胞，患者不得不注射丙種球蛋白來維持正常免疫功能。此外，CART治療有時(shí)會產(chǎn)生脫靶效應(yīng)，導(dǎo)致患者正常的組織細(xì)胞被損傷。（3）治療費(fèi)用十分高昂。以此看來，CART療法能否取得更加廣闊的應(yīng)用取決于能否突破上述困難的限制。

3　腫瘤疫苗

目前研究較多的腫瘤疫苗有腫瘤細(xì)胞疫苗、抗原疫苗、以樹突狀細(xì)胞（dendritic cells，DC）為基礎(chǔ)的疫苗、亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)的疫苗（如exosomes）以及核酸疫苗等。腫瘤疫苗的關(guān)鍵在于尋找到理想的腫瘤特異性抗原（tumor specific antigen，TSA）或腫瘤相關(guān)抗原（tumor associated antigen，TAA），目前應(yīng)用最成功的腫瘤疫苗當(dāng)屬子宮頸癌疫苗。人類子宮頸癌＞90%是由于人乳頭瘤病毒（human papilloma virus，HPV）感染導(dǎo)致的，因此具有明確的腫瘤抗原，即HPV的病毒成分。2種針對子宮頸癌的疫苗（Cervarix和Gardasil）已獲FDA批準(zhǔn)上市，分別由葛蘭素史克和默沙東公司生產(chǎn)，但這2種子宮頸癌疫苗只能預(yù)防子宮頸癌的發(fā)生，目前為止還沒有治療性疫苗上市。樹突狀細(xì)胞疫苗的原理是將TSA或TAA導(dǎo)入樹突狀細(xì)胞，經(jīng)樹突狀細(xì)胞提呈給腫瘤特異性T淋巴細(xì)胞并使之活化，從而殺傷腫瘤。治療性疫苗成功的例子有治療前列腺癌的樹突狀細(xì)胞疫苗Sipuleucel-T，于2010年經(jīng)FDA批準(zhǔn)上市，Sipuleucel-T針對前列腺癌細(xì)胞表達(dá)的前列腺酸性磷酸酶，將此抗原肽負(fù)載至樹突狀細(xì)胞，并輸入體內(nèi)活化相應(yīng)的T細(xì)胞，達(dá)到殺傷腫瘤細(xì)胞的目的。此外針對肺癌和黑色素瘤的疫苗MEGA-A3，針對乳腺癌的疫苗nelipepimut-S等均處于臨床試驗(yàn)階段。國內(nèi)抗原致敏的樹突狀細(xì)胞疫苗用于治療癌胚抗原（carcino-embryonic antigen，CEA）陽性大腸癌肝轉(zhuǎn)移已進(jìn)入臨床Ⅲ期試驗(yàn)?？傮w來說，除個(gè)別成功上市的疫苗，腫瘤疫苗的基礎(chǔ)研究和臨床應(yīng)用中遇到的各種問題仍然困惑著研究者，多數(shù)腫瘤疫苗不能取得臨床療效，有些患者在接種疫苗之前血液中就已經(jīng)存在大量抗原特異性T細(xì)胞；相反，經(jīng)疫苗治療有效的患者血液中，抗原特異性T細(xì)胞的比例反而很低。理想的腫瘤抗原TSA或TAA的尋找和鑒定也是一大難題。因此，利用腫瘤疫苗的治療策略還存在非常多的技術(shù)上和理論上的困難，等待著今后的研究者去解決。

4　靶向腫瘤的被動免疫治療

近20年來，靶向腫瘤的單克隆抗體的基礎(chǔ)和臨床研究進(jìn)展迅速，屬腫瘤免疫治療中較為成功的一種手段。利妥昔單抗（美羅華）是1997年FDA第1個(gè)批準(zhǔn)治療表達(dá)CD20的B細(xì)胞濾泡性非霍奇金病的單克隆抗體。曲妥珠單抗（Herceptin，赫賽?。┦荈DA通過的第1個(gè)用于實(shí)體瘤治療的單克隆抗體，作用靶點(diǎn)是乳腺癌過度表達(dá)的HER2受體。此外，還包括以EGFR為靶點(diǎn)治療腸癌、頭頸部惡性腫瘤的C225（cetuximab，erbitux）；與VEGF結(jié)合并中和其活性的bevacizumab（Avastin），以及偶聯(lián)同位素的單抗等，還有大量的單抗正在進(jìn)行腫瘤治療的臨床試驗(yàn)。近年來，構(gòu)建雙特異性（bispecific）或多特異性的抗體也成為今后的發(fā)展方向。如多功能抗體catumaxomab （TriomAb），可結(jié)合EpCAM（腫瘤細(xì)胞）、CD3（T細(xì)胞）、FcR（天然免疫細(xì)胞），2009年被European Commission批準(zhǔn)用于腫瘤治療。

盡管單克隆抗體及單抗偶聯(lián)物的免疫導(dǎo)向治療在腫瘤免疫治療中發(fā)揮著重要作用，但仍有許多問題需要進(jìn)一步解決和優(yōu)化。單克隆抗體藥物存在的問題主要涉及免疫學(xué)和藥理學(xué)2個(gè)方面。由于腫瘤細(xì)胞群體在抗原性方面的異質(zhì)性，腫瘤細(xì)胞的抗原性調(diào)變等也可能影響偶聯(lián)物的療效。單抗到達(dá)腫瘤的藥量往往不足，偶聯(lián)物是大分子物質(zhì)，通過毛細(xì)血管內(nèi)皮層及穿透腫瘤細(xì)胞外間隙均受到限制?？贵w的人源化和改形，利用新型抗體與新型藥物（偶聯(lián)物），獲得免疫原性低和療效高的抗腫瘤單抗藥物仍然是研究發(fā)展的方向。

5　細(xì)胞因子和小分子藥物治療

腫瘤內(nèi)部的免疫抑制性微環(huán)境是導(dǎo)致抗腫瘤免疫應(yīng)答無效的重要因素，抑制性細(xì)胞浸潤是導(dǎo)致此種微環(huán)境的重要因素。常見的抑制性細(xì)胞包括髓系來源的抑制性細(xì)胞（myeloid-derived suppressor cell，MDSC）、腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞（tumorassociated macrophage，TAM）以及調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（regulatory T cell，Treg），這些細(xì)胞以及其所產(chǎn)生的細(xì)胞因子導(dǎo)致抗腫瘤的效應(yīng)細(xì)胞，如細(xì)胞毒性T細(xì)胞（cytotoxic T cell，CTL）、NK細(xì)胞的活性受到抑制。細(xì)胞因子和小分子藥物治療針對抑制性細(xì)胞亞群，抑制其數(shù)量或功能，或者通過免疫刺激分子活化抗腫瘤效應(yīng)細(xì)胞，增強(qiáng)患者的抗腫瘤免疫應(yīng)答。目前有多種此類藥物處于臨床試驗(yàn)期，比如：靶向Treg的藥物cyclophosphamide、cyclosporine、denileukin diftitox，靶向TAM的trabectedin，靶向MDSC的gemcitabine、全反式維甲酸，免疫刺激劑類如Toll樣受體9（Tolllike receptor 9，TLR9）激動劑CpG-寡核苷酸，卡介苗，T細(xì)胞活化因子IL-2和IFN-γ等。在使用細(xì)胞毒性藥物時(shí)，為解決藥物靶向性的問題，可以將藥物與細(xì)胞特異性的抗體偶聯(lián)，稱為抗體-藥物結(jié)合物（antibody-drug conjugates，ADC），需要考慮的因素主要包括抗體的特異性、藥物的效價(jià)與循環(huán)系統(tǒng)毒性、偶聯(lián)方式等。

6　現(xiàn)實(shí)與展望

事實(shí)上，腫瘤的生物學(xué)以及免疫學(xué)都極其復(fù)雜，因此當(dāng)從免疫角度去審視并嘗試解決腫瘤問題的時(shí)候，仍會面臨諸多疑難和困惑，其原因在于目前對于腫瘤免疫的機(jī)制了解還不夠透徹，今后的研究還需要揭示新的細(xì)胞、分子以及調(diào)控機(jī)制，更重要的是要將這些研究成果整合成生理情況下細(xì)胞、分子之間的網(wǎng)絡(luò)作用模式，實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)仍將是個(gè)漫長并充滿挑戰(zhàn)的過程。

就目前腫瘤免疫治療的臨床應(yīng)用方面，主要有以下幾個(gè)方面的問題亟待解決：（1）需要建立個(gè)體化治療策略腫瘤最明顯的特征之一就是個(gè)體差異極大，因此制定治療策略時(shí)需要考慮諸多問題，如腫瘤分期、腫瘤抗原的特點(diǎn)、患者年齡、性別、生活習(xí)慣甚至基因多態(tài)性等等，從而實(shí)現(xiàn)個(gè)體化精準(zhǔn)治療；（2）需要建立合理的免疫治療評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)患者對常規(guī)療法和免疫療法的反應(yīng)方式并不完全相同，因此免疫治療需要建立自己相對獨(dú)立的一套評價(jià)體系來反映治療效果；（3）克服免疫耐受突變的細(xì)胞發(fā)展成腫瘤的過程，也就是其逃避或打敗宿主免疫系統(tǒng)的過程，因此在利用活化免疫系統(tǒng)來治療腫瘤的時(shí)候需要同時(shí)降低患者體內(nèi)的免疫抑制環(huán)境，尤其是腫瘤組織內(nèi)部的抑制性微環(huán)境；（4）降低治療成本經(jīng)濟(jì)因素一直是腫瘤治療中的一個(gè)重要問題，免疫治療藥物和技術(shù)的費(fèi)用往往十分昂貴，如果不能降低成本，那就注定免疫治療不能用來服務(wù)廣大普通患者。最后也必須認(rèn)識到，單一的療法，包括免疫治療，多數(shù)情況下并不能有效治療腫瘤，綜合治療是今后必然的發(fā)展方向。因此，如何在綜合治療中充分利用免疫治療和發(fā)展免疫治療策略具有同等重要的意義。因此，多種免疫治療方法的有機(jī)結(jié)合，以及與其他三大治療手段的聯(lián)合，會體現(xiàn)出其優(yōu)越性。在對腫瘤免疫逃避的機(jī)制和腫瘤微環(huán)境的進(jìn)一步深入認(rèn)識的基礎(chǔ)上，腫瘤的免疫治療會成為一個(gè)進(jìn)展更加迅速的新興研究領(lǐng)域，成為腫瘤治療的重要綜合措施之一。

【作者單位：浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬邵逸夫醫(yī)院生物醫(yī)學(xué)研究中心；中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究所；浙江大學(xué)免疫學(xué)研究所】

（摘自《實(shí)用腫瘤雜志》2016年第1期）

責(zé)任編輯：吳曉麗