腦膠質(zhì)瘤免疫治療研究進(jìn)展

牟永告

（中山大學(xué)腫瘤防治中心神經(jīng)外科//華南腫瘤學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室//腫瘤醫(yī)學(xué)協(xié)同創(chuàng)新中心，廣東 廣州 510060）

神經(jīng)膠質(zhì)瘤是中樞神經(jīng)系統(tǒng)（CNS）常見的惡性腫瘤，手術(shù)、化療、放療是目前惡性膠質(zhì)瘤傳統(tǒng)治療方法。由于大多數(shù)惡性膠質(zhì)瘤呈浸潤(rùn)性生長(zhǎng)，與正常組織無明顯分界，所以單靠手術(shù)無法根治［1］。術(shù)后一般都輔以放、化療，但因?yàn)榉派鋭┝肯拗萍胺暖熆咕埽渑R床效果不佳。對(duì)于化療，盡管替莫唑胺的出現(xiàn)被稱為近40年來腦膠質(zhì)瘤化療的最大進(jìn)步，但其整體治療效果仍不理想。因此膠質(zhì)瘤的預(yù)后極差，成人惡性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤（glioblastoma multiforme，GBM）規(guī)范化治療后的中位生存期僅14.2個(gè)月［2］，急需尋求新的治療方法改善其預(yù)后［3］。

1 膠質(zhì)瘤的免疫治療

早在1894年，美國(guó)Sloan-Kettering紀(jì)念癌癥中心的威廉·科利（William B.Coley）醫(yī)生見證了一例淋巴肉瘤患者因?yàn)殒溓蚓腥緦?dǎo)致的嚴(yán)重的丹毒而出現(xiàn)腫瘤完全緩解，隨后他開始利用細(xì)菌毒素治療腫瘤患者，并開啟了對(duì)腫瘤免疫治療的探索［4］。近年來一項(xiàng)單中心的回顧性隊(duì)列研究［5］報(bào)道術(shù)后出現(xiàn)術(shù)區(qū)感染的GBM患者的中位生存期較未出現(xiàn)感染的患者明顯延長(zhǎng)近1倍（30月vs.15月）。而一項(xiàng)Meta分析［6］則發(fā)現(xiàn)曾經(jīng)患有特應(yīng)性疾病，包括哮喘、濕疹、過敏、花粉熱等疾病的人群的膠質(zhì)瘤發(fā)病率明顯較普通人群低。這些發(fā)現(xiàn)說明了機(jī)體免疫狀態(tài)可能影響膠質(zhì)瘤的發(fā)生發(fā)展，同時(shí)也為膠質(zhì)瘤的免疫治療提供理論依據(jù)。

新的免疫治療方法在膠質(zhì)瘤治療中的應(yīng)用是目前研究熱點(diǎn)之一。隨著對(duì)CNS研究的深入，已證明CNS并非免疫豁免區(qū)。CNS內(nèi)淋巴管道的解剖結(jié)構(gòu)被發(fā)現(xiàn)［7］，CNS腫瘤也能夠被來源于外周的淋巴細(xì)胞浸潤(rùn)，而且外周免疫可對(duì)已存在的CNS腫瘤產(chǎn)生有治療意義的攻擊作用。膠質(zhì)瘤，尤其是膠質(zhì)母細(xì)胞瘤，因其能大量分泌TGF-β 及IDO等因子，被認(rèn)為能制造明顯的抑制免疫反應(yīng)的微環(huán)境［8］。各種免疫治療的方法都曾用于惡性膠質(zhì)瘤的治療研究中，包括過繼性免疫治療、主動(dòng)免疫治療和被動(dòng)免疫治療三種。過繼性免疫治療是以體外激活、擴(kuò)增腫瘤特異性的免疫細(xì)胞（主要為T細(xì)胞）后再回輸入病人體內(nèi)為手段的治療方法，包括CAR-T療法；主動(dòng)免疫治療是指使用膠質(zhì)瘤相關(guān)抗原（glioma associated antigens，GAAs）或者膠質(zhì)瘤特異性抗原（glioma specific antigens，GSAs）等制作的腫瘤疫苗等方法刺激機(jī)體的免疫細(xì)胞，提高抗腫瘤的免疫反應(yīng)，如IDH基因突變相關(guān)的疫苗；而被動(dòng)免疫治療則是以抗PD-1/PD-L1為代表的，使用單克隆抗體靶向某些免疫相關(guān)的分子，通過抑制特定的造成免疫抑制的分子與通路，提高抗腫瘤免疫反應(yīng)水平［8］。

2 膠質(zhì)瘤的過繼性免疫治療

過繼性細(xì)胞免疫治療（adoptive cell transfer，ACT）是以體外激活、擴(kuò)增腫瘤特異性的免疫細(xì)胞（主要為T細(xì)胞）后再回輸入病人體內(nèi)為手段的治療方法，技術(shù)包括細(xì)胞因子誘導(dǎo)的殺傷細(xì)胞（cy?tokine induced killer，CIK）、細(xì)胞毒性T細(xì)胞（cyto?toxic T lymphocyte，CTL）、腫瘤浸潤(rùn)性淋巴細(xì)胞（tumor-infiltrating lymphocyte，TIL）、T細(xì)胞受體基因工程改造T細(xì)胞（T cell receptor-gene engineered T cells，TCR-T）和嵌合型抗原受體T細(xì)胞（chime?ric antigen receptor T cell，CAR-T）等。韓國(guó)三星醫(yī)學(xué)中心主導(dǎo)的一項(xiàng)III期臨床研究［9］探索了CIK治療在新診斷GBM患者中的作用；研究入組180例患者，CIK治療組91例，對(duì)照組89例；結(jié)果顯示CIK治療組中位PFS為8.1月，較對(duì)照組的5.4月明顯改善（P=0.0401），中位OS改善則未達(dá)到顯著性差異。賓夕法尼亞大學(xué)和諾華醫(yī)學(xué)研究所合作的一項(xiàng)以EGFRvIII為靶向抗原的CAR-T治療復(fù)發(fā)膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的I期臨床試驗(yàn)（NCT02209376）中，10例復(fù)發(fā)GBM患者接受了外周輸注靶向EGFRvIII的CAR-T，所有患者的安全性都在可以接受的范圍，患者的中位OS為8個(gè)月［10］。基因修飾后的CAR-T細(xì)胞外周靜脈輸注后成功地遷移并滲入到GBM的腫瘤組織中。但是由于GBM較強(qiáng)的免疫抑制性腫瘤微環(huán)境，輸注CAR-T細(xì)胞后GBM腫瘤中IDO、PD-L1、FoxP3、IL-10、TDO、TGF-β 等免疫抑制相關(guān)分子反而表達(dá)上調(diào)，提示免疫抑制的腫瘤微環(huán)境可能是影響CAR-T免疫治療療效的主要因素之一［11-12］。另外還有以IL-13 Rα2與HER2作為靶點(diǎn)的CAR-T治療在研究探索中［13-14］。

3 膠質(zhì)瘤的主動(dòng)免疫治療

主動(dòng)免疫治療指使用膠質(zhì)瘤相關(guān)抗原（glio?ma associated antigens，GAAs）或者膠質(zhì)瘤特異性抗原（glioma specific antigens，GSAs）等制成腫瘤疫苗的方法刺激機(jī)體的免疫細(xì)胞，提高抗腫瘤的免疫反應(yīng)，如IDH1突變疫苗、EGFRvIII疫苗、腫瘤新生抗原制備的疫苗、腫瘤裂解物刺激的樹狀突細(xì)胞疫苗等。針對(duì)IDH1 R132H突變的疫苗在IDH1突變的膠質(zhì)瘤患者中可誘導(dǎo)特異靶向IDH1突變的CD4+IFNγ+T細(xì)胞［15］。一項(xiàng)使用EGFRvIII肽段與佐劑制作的疫苗Rindopepimut治療EGFR?vIII表達(dá)陽性的新診斷GBM患者的Ⅱ期臨床研究顯示患者OS優(yōu)于歷史對(duì)照，然而隨后的大型多中心III期臨床研究卻未見明顯效果［16-17］。兩項(xiàng)利用腫瘤新生抗原制備的個(gè)體化疫苗治療GBM患者的I期臨床研究顯示個(gè)體化新生抗原疫苗能誘導(dǎo)患者出現(xiàn)針對(duì)新生抗原的特異CD4+T細(xì)胞和CD8+T細(xì)胞［18-19］。

4 膠質(zhì)瘤與PD-1/PD-L1

程序性死亡受體-1（PD-1）于1992年在研究細(xì)胞凋亡相關(guān)基因被發(fā)現(xiàn)，隨后它的配體（PDL1/PD-L2）也被發(fā)現(xiàn)并且確認(rèn)了其對(duì)自身免疫反應(yīng)具有負(fù)性調(diào)節(jié)作用［20］。然后于2002年，Iwai Y等人首次報(bào)道PD-1/PD-L1在腫瘤免疫中的重要作用，抗體封閉PD-1/PD-L1通路能明顯恢復(fù)抗腫瘤免疫反應(yīng)，并能促使淋巴細(xì)胞攻擊腫瘤細(xì)胞［21］。PD-1表達(dá)陽性的淋巴細(xì)胞在腫瘤中的浸潤(rùn)，以及PD-L1在腫瘤細(xì)胞上的表達(dá)已在多種腫瘤中發(fā)現(xiàn)，包括人膠質(zhì)母細(xì)胞瘤［22］。

膠質(zhì)瘤細(xì)胞系表達(dá)的PD-L1被報(bào)道了能抑制T細(xì)胞激活并減少T細(xì)胞分泌的IFN-γ、IL-2以及IL-10。膠質(zhì)瘤中PD-L1的表達(dá)量也與惡性程度相關(guān)［22］。在膠質(zhì)瘤中，除了腫瘤細(xì)胞，小膠質(zhì)細(xì)胞也被報(bào)道通過表達(dá)PD-L1抑制CD4+及CD8+T細(xì)胞［23］。PD-1/PD-L1的負(fù)性免疫調(diào)節(jié)的機(jī)制并未被完全闡釋，STAT3的激活、PTEN基因的缺失、PD-L1的基因重排都被報(bào)道是可能的機(jī)制之一［24］。PD-1抑制性抗體在膠質(zhì)瘤動(dòng)物模型也被報(bào)道具有治療效果［25］，但由于動(dòng)物模型的建造多數(shù)是用常見的膠質(zhì)瘤細(xì)胞系顱內(nèi)注射的方法，其對(duì)人膠質(zhì)瘤免疫微環(huán)境的模擬較差。PD-1抗體在人膠質(zhì)母細(xì)胞瘤上的臨床試驗(yàn)也正在進(jìn)行，2017年在瑞士舉行的世界神經(jīng)外科聯(lián)合會(huì)議報(bào)道了這個(gè)Ⅲ期臨床試驗(yàn)的初步結(jié)果，并未看到明顯的生存期延長(zhǎng)，考慮原因與膠質(zhì)瘤免疫抑制的為環(huán)境相關(guān)。近期兩項(xiàng)II期臨床研究探索了PD-1抗體藥物在GBM新輔助治療中的作用，顯示術(shù)前新輔助應(yīng)用PD-1抗體治療可以刺激腫瘤微環(huán)境內(nèi)T細(xì)胞的浸潤(rùn)，誘導(dǎo)機(jī)體的免疫反應(yīng)，提高GBM患者的OS［26-27］。更多的臨床研究正在探索利用免疫檢查點(diǎn)抑制劑結(jié)合放療或其他治療手段的治療作用［28］。

PD-1/PD-L1通路的抑制藥物在黑色素瘤及肺癌中療效顯著［29］，因此人們也非常期待其能在膠質(zhì)瘤中能發(fā)揮作用，以提高惡性膠質(zhì)瘤患者的生活質(zhì)量及生存期，因此逆轉(zhuǎn)膠質(zhì)瘤免疫抑制的研究變得尤其重要。

5 膠質(zhì)瘤的免疫微環(huán)境與Treg細(xì)胞

在正常的機(jī)體免疫狀態(tài)下，免疫系統(tǒng)通過體液免疫及細(xì)胞免疫來幫助機(jī)體對(duì)抗外來的細(xì)菌、病毒以及腫瘤等。然后，為了防止免疫系統(tǒng)對(duì)機(jī)體正常的細(xì)胞造成損害，機(jī)體利用了調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（Treg）來抑制炎癥反應(yīng)，維持自身的免疫耐受［30］。Treg作為CD4+T細(xì)胞的一個(gè)亞群，其功能的喪失能導(dǎo)致自身免疫性疾病的出現(xiàn)，如紅斑狼瘡、類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎等［31］。

盡管近幾年免疫治療的研究進(jìn)展良多，膠質(zhì)瘤的免疫治療仍面臨著不少挑戰(zhàn)，其中最主要的是膠質(zhì)瘤免疫抑制的微環(huán)境。膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的微環(huán)中存在大量TGF-β、L10、IDO等免疫抑制因子，被認(rèn)為能制造明顯的抑制免疫反應(yīng)的腫瘤微環(huán)境［11］。目前，調(diào)節(jié)性T細(xì)胞被認(rèn)為是膠質(zhì)瘤制造免疫抑制的微環(huán)境的主要原因之一［32-33］。

多項(xiàng)研究提示Treg的比例隨著膠質(zhì)瘤的惡性程度增加而上升，更高的Treg比例同時(shí)也預(yù)示著更短的生存期［34］。而且，報(bào)道指出，在膠質(zhì)母細(xì)胞瘤患者中，盡管外周血、頸部淋巴結(jié)及脾臟中，淋巴細(xì)胞減少很常見，而且外周血淋巴細(xì)胞減少也被報(bào)道與高級(jí)別膠質(zhì)瘤預(yù)后相關(guān)［35］，但在腫瘤微環(huán)境中Treg的比例依然明顯高于外周淋巴細(xì)胞中的Treg比例［36］。膠質(zhì)母細(xì)胞瘤中Treg通過CT?LA-4與CD80或CD86結(jié)合，能明顯抑制效應(yīng)T細(xì)胞激活［37］；另外Treg中FoxP3能誘導(dǎo)HO-1的表達(dá)，而HO-1能抑制T細(xì)胞增殖［38］。另外膠質(zhì)瘤中Treg能通過抑制促炎癥因子如IL-2，、IFN-γ 等分泌，同時(shí)促進(jìn)免疫抑制因子如TGF-β、IDO等的分泌，從而抑制樹狀突細(xì)胞、抗原提呈細(xì)胞及其他淋巴細(xì)胞，從而制造免疫抑制的微環(huán)境［32］。

6 GITR/GITRL與Treg細(xì)胞

糖皮質(zhì)激素誘導(dǎo)的腫瘤壞死因子受體（gluco?corticoid induced tumor necrosis factor receptor，GITR/TNFRSF18/CD357/AITR）是一個(gè)細(xì)胞表面受體，表達(dá)在調(diào)節(jié)性T細(xì)胞、激活的效應(yīng)T細(xì)胞、固有免疫細(xì)胞如自然殺傷細(xì)胞、樹狀突細(xì)胞等等免疫細(xì)胞中，而在所有的免疫細(xì)胞亞群中，調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的GITR表達(dá)比例最高，因而被認(rèn)為是調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的一個(gè)重要標(biāo)記物［39］。GITR作為TNFR超家族的一員，其對(duì)Treg的影響非常復(fù)雜，激活Treg上的GITR后，其下游信號(hào)的轉(zhuǎn)導(dǎo)及效應(yīng)產(chǎn)生的機(jī)制并不明確。文獻(xiàn)報(bào)道中指出，激活GITR能刺激Treg增殖，同時(shí)能抑制Treg的免疫抑制功能，促進(jìn)效應(yīng)T細(xì)胞抵抗Treg的抑制，促進(jìn)Treg向Th9轉(zhuǎn)化［40］。GITR在所有Treg的亞群中均有表達(dá)，而使用GITR的激動(dòng)劑抗體，能夠明顯抑制Treg細(xì)胞的免疫抑制功能，為其在腫瘤治療上的應(yīng)用提供了依據(jù)［41-42］。

在小鼠的腫瘤模型中，DTA-1作為鼠源性的GITR激動(dòng)劑之一表現(xiàn)出了明確的抗腫瘤作用。其作用包括激活了CD4+及CD8+的T細(xì)胞，同時(shí)抑制并減少了腫瘤內(nèi)浸潤(rùn)的Treg細(xì)胞［43］。大部分研究均證明在小鼠的黑色素瘤、腸癌等動(dòng)物模型中，GITR激動(dòng)劑能減少FoxP3+Treg的比例，同時(shí)提高CD8+IFNγ+細(xì)胞的數(shù)量，刺激腫瘤相關(guān)的免疫反應(yīng)，縮小腫瘤體積，并提高小鼠的生存期［44］。近年有研究報(bào)道直接在小鼠原位膠質(zhì)瘤中注射GITR激動(dòng)劑可以延長(zhǎng)膠質(zhì)瘤小鼠的生存期，顯著減少膠質(zhì)瘤微環(huán)境中Treg的浸潤(rùn)，同時(shí)可以提高樹突狀細(xì)胞的生存與功能［45］，雖然GITR激動(dòng)劑引起的這些膠質(zhì)瘤免疫微環(huán)境的改變需要通過激動(dòng)劑直接瘤內(nèi)注射實(shí)現(xiàn)，但是仍然提示了靶向GITR是具有臨床轉(zhuǎn)化應(yīng)用潛力的膠質(zhì)瘤免疫治療手段。

7 研究方向的思考

膠質(zhì)瘤中Treg的浸潤(rùn)與患者的預(yù)后相關(guān)，Treg能抑制T細(xì)胞免疫外，被認(rèn)為是膠質(zhì)瘤免疫抑制微環(huán)境及免疫治療效果不佳的重要原因。Treg也因此成為改變膠質(zhì)瘤免疫抑制微環(huán)境并增敏膠質(zhì)瘤免疫治療的重要靶點(diǎn)。抑制Treg，最終目的是逆轉(zhuǎn)膠質(zhì)瘤微環(huán)境中的Treg的免疫抑制的作用，提高機(jī)體免疫系統(tǒng)對(duì)膠質(zhì)瘤細(xì)胞的免疫反應(yīng)，控制膠質(zhì)瘤的生長(zhǎng)甚至是殺滅腫瘤細(xì)胞。未來的研究應(yīng)集中在如何將促腫瘤生長(zhǎng)的Treg細(xì)胞減少或清除，如何改變膠質(zhì)瘤中整個(gè)免疫抑制的微環(huán)境，促進(jìn)更多的免疫細(xì)胞進(jìn)入腫瘤中，發(fā)揮抗腫瘤的效果。基于Treg細(xì)胞的免疫治療在腦膠質(zhì)瘤患者中的應(yīng)用尚有一定距離，但是我們的研究為膠質(zhì)瘤免疫治療提供了一個(gè)新的方向，未來基于Treg細(xì)胞的治療手段可以與其他免疫治療手段相結(jié)合，進(jìn)一步提高膠質(zhì)瘤患者的免疫治療療效。