CD8+T細(xì)胞在腫瘤免疫治療中的應(yīng)用策略

俞丁寧， 石映紅， 錢(qián)暉

(江蘇大學(xué)醫(yī)學(xué)院，江蘇 鎮(zhèn)江 212013)

腫瘤傳統(tǒng)治療方法主要有手術(shù)、化療、放療和靶向療法[1]，而腫瘤的免疫治療通過(guò)調(diào)控患者免疫系統(tǒng)，調(diào)動(dòng)機(jī)體免疫反應(yīng)能力來(lái)攻擊腫瘤細(xì)胞，已成為繼傳統(tǒng)療法之后的一種有效治療途徑[2]。腫瘤免疫治療的目的是采用一系列策略來(lái)啟動(dòng)和優(yōu)化先天或獲得性免疫系統(tǒng)的三個(gè)關(guān)鍵程序：監(jiān)控、識(shí)別和攻擊腫瘤[3]。

CD8+T細(xì)胞是抗腫瘤反應(yīng)中極具破壞性的免疫效應(yīng)細(xì)胞群，初始CD8+T細(xì)胞在被負(fù)載腫瘤抗原的抗原提呈細(xì)胞激活后形成CD8+細(xì)胞毒性T細(xì)胞，循環(huán)到腫瘤部位誘導(dǎo)免疫清除反應(yīng)[3]。CD8+T細(xì)胞對(duì)腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生的細(xì)胞毒作用主要通過(guò)經(jīng)典的穿孔素/顆粒酶釋放途徑和死亡受體途徑來(lái)實(shí)現(xiàn)。此外，誘導(dǎo)細(xì)胞焦亡和細(xì)胞毒性外泌體的釋放也被認(rèn)為是可能的殺傷腫瘤細(xì)胞的新途徑[4]。目前，腫瘤治療領(lǐng)域的快速發(fā)展對(duì)臨床研究提出了更高的要求，根據(jù)不同患者制定個(gè)性化免疫治療策略，已成為研究人員未來(lái)需要攻克的重大課題之一。本文重點(diǎn)介紹了基于CD8+T細(xì)胞的腫瘤免疫治療策略，旨在為CD8+T細(xì)胞在臨床腫瘤治療提供參考依據(jù)。

1 基于CD8+ T細(xì)胞的腫瘤免疫治療策略

基于CD8+T細(xì)胞的腫瘤免疫治療手段的不斷涌現(xiàn)標(biāo)志著CD8+T細(xì)胞在抗腫瘤治療中取得進(jìn)展，其在臨床轉(zhuǎn)化中的價(jià)值和潛力備受關(guān)注[5]。CD8+T細(xì)胞在腫瘤免疫治療中的應(yīng)用策略見(jiàn)圖1。

圖1 CD8+ T細(xì)胞在腫瘤免疫治療應(yīng)用中的不同策略

1.1 免疫檢查點(diǎn)療法

免疫檢查點(diǎn)是可以調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)應(yīng)答能力的一系列分子，為維持免疫系統(tǒng)的穩(wěn)定提供了保障[6]。但一些腫瘤細(xì)胞可以利用這種機(jī)制，向表達(dá)免疫檢查點(diǎn)的免疫細(xì)胞傳遞抑制性信號(hào)，從而改變被清除的命運(yùn)[7]。免疫檢查點(diǎn)阻斷療法利用免疫檢查點(diǎn)封閉劑緩解CD8+T細(xì)胞受到的抑制性壓力，恢復(fù)其對(duì)腫瘤細(xì)胞的敏感性和殺傷能力[3，8]。程序性死亡蛋白-1(programmed death 1，PD-1)、細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞相關(guān)蛋白4(cytotoxic T-lymphocyte associated protein 4，CTLA4)、含免疫球蛋白及免疫受體酪氨酸抑制基序(immunoreceptor tyrosine-based inhibitory motif，ITIM)結(jié)構(gòu)域的T細(xì)胞免疫受體(T cell immunoreceptor with Ig and ITIM domains，TIGIT)、淋巴細(xì)胞活化基因3(lymphocyte activation gene 3，LAG3)、T細(xì)胞免疫球蛋白和黏蛋白3(T cell immunoglobulin and mucin 3，TIM3)等免疫檢查點(diǎn)已被證明在免疫系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用，靶向上述檢查點(diǎn)的單克隆抗體也不斷涌現(xiàn)[8]。伊匹單抗(抗CTLA-1抗體)是美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)批準(zhǔn)的第一個(gè)用于腫瘤免疫治療的免疫檢查點(diǎn)阻斷劑藥物[9]。此后FDA分別于2015年和2016年批準(zhǔn)了兩種PD-1單抗治療藥物納武單抗和阿替利珠單抗[3，9]，又在近期批準(zhǔn)了LAG-3抗體和PD-1抗體的組合產(chǎn)品Opdualag的使用，這是LAG-3抗體藥物首次被FDA批準(zhǔn)使用[10]。

然而，越來(lái)越多的研究表明，單獨(dú)應(yīng)用免疫檢查點(diǎn)阻斷藥物僅對(duì)少數(shù)腫瘤患者有效，大多數(shù)患者未能達(dá)到期望的臨床治療效果甚至?xí)a(chǎn)生不良反應(yīng)[6，8]。因此，目前針對(duì)免疫檢查點(diǎn)療法，多關(guān)注預(yù)測(cè)性生物標(biāo)志物(外周血淋巴細(xì)胞比例分析、腫瘤細(xì)胞受體蛋白表達(dá)、腫瘤細(xì)胞的基因組分析等)的研究[8，11]。Hugo等[12]研究顯示，乳腺癌易感基因2與PD-1單抗的治療效果有關(guān)。由此可見(jiàn)，預(yù)測(cè)性生物學(xué)信號(hào)的早期檢測(cè)，可以提高臨床腫瘤藥物應(yīng)用選擇中“對(duì)癥下對(duì)藥”的比率。此外，開(kāi)展藥理學(xué)研究，協(xié)同使用不同免疫檢查點(diǎn)抑制劑或其他不同治療機(jī)制的藥物或療法，可以獲得“1+1≥2”的治療效果[13]。2019年美國(guó)癌癥研究協(xié)會(huì)的年會(huì)報(bào)道[14]，使用抗CD40單抗APX005M、DNA合成抑制劑吉西他濱、白蛋白結(jié)合型紫杉醇聯(lián)合抗PD-1單抗納武單抗進(jìn)行了4種藥物的聯(lián)合用藥，對(duì)胰腺癌患者開(kāi)展Ⅰ期臨床試驗(yàn)，取得了積極效果。因此，可通過(guò)有效的臨床設(shè)計(jì)和臨床數(shù)據(jù)分析確定針對(duì)不同疾病的最佳聯(lián)合用藥方案。此外，針對(duì)個(gè)體腫瘤衍生的個(gè)性化新抗原疫苗也是一個(gè)有效策略。

1.2 新抗原和疫苗

以往對(duì)腫瘤疫苗抗原靶標(biāo)選擇的關(guān)注主要集中在腫瘤特異性抗原(如NY-ESO-1、5T4和CEA)和腫瘤相關(guān)抗原(如HER2、Ras、p53、muc-1和MART-1)[15-17]。通常來(lái)說(shuō)，宿主細(xì)胞變異產(chǎn)生腫瘤細(xì)胞的一些標(biāo)志蛋白很難與正常宿主細(xì)胞區(qū)分，而腫瘤細(xì)胞上的新抗原源自腫瘤細(xì)胞的二次突變，與正常細(xì)胞的表達(dá)存在較大區(qū)別，致使機(jī)體免疫系統(tǒng)對(duì)腫瘤新抗原具有較強(qiáng)的免疫識(shí)別能力[17]。因此，新抗原特異性腫瘤疫苗是誘導(dǎo)宿主產(chǎn)生強(qiáng)烈且穩(wěn)定的免疫反應(yīng)的優(yōu)選策略，是免疫療法取得成功的重要輔助手段[18]。隨著生物信息學(xué)技術(shù)方法的涌現(xiàn)以及預(yù)測(cè)性抗原篩選鑒定技術(shù)的優(yōu)化，新抗原疫苗的研究進(jìn)展迅速[19]。

Keskin等[20]為膠質(zhì)母細(xì)胞瘤患者設(shè)計(jì)了新抗原個(gè)性化腫瘤疫苗，成功促進(jìn)CD8+T細(xì)胞的抗腫瘤反應(yīng)。Ali等[21]提出了一種從T細(xì)胞激活切入的研究方案，其在體外設(shè)計(jì)了表達(dá)新抗原表位mRNA的樹(shù)突狀細(xì)胞疫苗，接種到健康供體，成功激活了相應(yīng)新抗原反應(yīng)性CD8+T細(xì)胞用于腫瘤的治療。胰腺癌是一種免疫原性低和T細(xì)胞浸潤(rùn)水平低的腫瘤，Kinkead等[22]使用新抗原疫苗PancVAX(誘導(dǎo)CD8+T細(xì)胞在腫瘤部位聚集)聯(lián)合抗PD-1單抗(抑制免疫耐受信號(hào))和激動(dòng)劑抗體OX40(誘導(dǎo)T細(xì)胞記憶)三聯(lián)療法治療胰腺癌荷瘤小鼠，發(fā)現(xiàn)腫瘤消退增加，小鼠存活率提高。綜上，迫切需要更好地了解腫瘤性質(zhì)，并闡明其免疫抵抗和逃逸機(jī)制，以幫助研究人員開(kāi)發(fā)更有效的個(gè)性化治療策略。

1.3 細(xì)胞免疫療法

過(guò)繼性細(xì)胞療法(adoptive cell therapy，ACT)是當(dāng)下腫瘤治療中極具發(fā)展前景的領(lǐng)域，該療法通過(guò)動(dòng)員個(gè)體外周血中的CD8+T細(xì)胞，在體外進(jìn)行轉(zhuǎn)化和擴(kuò)增，獲得對(duì)腫瘤細(xì)胞的特異性識(shí)別能力后回輸給患者，特異性殺死腫瘤細(xì)胞[23]。最初，ACT使用的治療細(xì)胞來(lái)源于患者自身的腫瘤浸潤(rùn)淋巴細(xì)胞(tumor infiltrating lymphocytes，TILs)，但受限于TILs的數(shù)量少，從根本上增強(qiáng)殺傷效應(yīng)較為困難[24]。

基因修飾是ACT中比較常用的CD8+T細(xì)胞轉(zhuǎn)化方法，通過(guò)修改T細(xì)胞識(shí)別腫瘤特異性靶標(biāo)的基因，可以解決一些由于腫瘤免疫逃逸引起的TILs低豐度的問(wèn)題。其中，T細(xì)胞受體基因修飾T細(xì)胞(T cell receptor engineered T cells，TCR-T)療法和嵌合抗原受體T細(xì)胞(chimeric antigen receptor T cells，CAR-T)療法是最新和最具潛力的免疫治療策略[25]。CAR-T細(xì)胞是通過(guò)基因編輯技術(shù)將目的CAR表達(dá)在CD8+T細(xì)胞上[26]，而TCR-T細(xì)胞通過(guò)基因工程將T細(xì)胞受體表達(dá)在CD8+T細(xì)胞膜[27]。迄今為止，CAR-T和TCR-T細(xì)胞介導(dǎo)的免疫療法已在免疫系統(tǒng)和血液腫瘤中顯示良好療效。最近，我國(guó)自主研發(fā)了靶向B細(xì)胞成熟抗原的CAR-T細(xì)胞，成為首個(gè)被美國(guó)FDA批準(zhǔn)的中國(guó)本土CAR-T治療產(chǎn)品[5，28]。然而，CAR-T和TCR-T細(xì)胞療法在實(shí)體瘤中的應(yīng)用仍面臨一些挑戰(zhàn)，存在腫瘤微環(huán)境抑制、T細(xì)胞衰竭、腫瘤抗原多樣性引起的“脫靶”效應(yīng)及ACT衍生的毒性等問(wèn)題[25，29]。

就實(shí)體瘤而言，單一靶點(diǎn)的CAR-T細(xì)胞和TCR-T細(xì)胞療法的療效有限，而雙靶點(diǎn)甚至多靶點(diǎn)療法可以提高免疫細(xì)胞對(duì)腫瘤細(xì)胞的靶向覆蓋率，大幅度降低“脫靶”效應(yīng)[30]。將抑制性CAR分子添加到TCR-T細(xì)胞中，該抑制性CAR分子靶向正常組織特異性抗原同時(shí)融合PD-1或CTLA-4的抑制性結(jié)構(gòu)域，CAR接觸到正常細(xì)胞驅(qū)動(dòng)的抑制性反應(yīng)避免了對(duì)正常細(xì)胞的毒性“誤傷”，賦予了CD8+T細(xì)胞區(qū)分?jǐn)澄业哪芰?，從而減少“脫靶”效應(yīng)[27]。實(shí)體瘤的高度抑制性微環(huán)境和抗原多樣性導(dǎo)致鑒定CAR-T靶點(diǎn)困難重重[30-31]。Corina等[32]選擇不分裂或不形成抑制性微環(huán)境的衰老細(xì)胞作為CAR-T細(xì)胞靶點(diǎn)，利用CAR-T細(xì)胞靶向衰老細(xì)胞表面的尿激酶型纖溶酶原激活物受體來(lái)治療肺腺癌模型小鼠，延長(zhǎng)了小鼠的生存時(shí)間。將表達(dá)腫瘤抗原的溶瘤病毒疫苗引入ACT可以放大CAR-T細(xì)胞與腫瘤之間的相互作用，迅速消除腫瘤，然而，溶瘤病毒誘導(dǎo)的腫瘤炎癥環(huán)境的成分復(fù)雜，需要綜合考慮后進(jìn)行運(yùn)用[33]。

1.4 納米醫(yī)學(xué)療法

使用納米顆粒遞送藥物的方法具有直接靶向需要免疫反應(yīng)部位的特點(diǎn)，增強(qiáng)了局部腫瘤免疫反應(yīng)的啟動(dòng)速度，由此引起的免疫反應(yīng)更加迅速可靠，對(duì)患者機(jī)體的毒性也更小[34]。根據(jù)精準(zhǔn)治療的目標(biāo)和CD8+T細(xì)胞的激活情況，可以將納米療法概括為以下三類(lèi)。

1.4.1 靶向腫瘤細(xì)胞，誘發(fā)免疫原性細(xì)胞死亡，激活CD8+T細(xì)胞 在奧沙利鉑的光敏劑包被的納米聚合物聯(lián)合PD-L1抗體治療結(jié)腸癌動(dòng)物模型的研究中[35]，腫瘤細(xì)胞通過(guò)高通透性和滯留效應(yīng)吞噬納米顆粒，發(fā)生細(xì)胞凋亡，腫瘤細(xì)胞內(nèi)部的鈣網(wǎng)蛋白表露，提高了腫瘤的免疫原性，促使CD8+T細(xì)胞聚集產(chǎn)生免疫反應(yīng)，提示用納米療法針對(duì)腫瘤抗原的暴露，提高腫瘤免疫原性，能夠提高CD8+T細(xì)胞的抗腫瘤水平。

1.4.2 靶向免疫微環(huán)境，促進(jìn)CD8+T細(xì)胞增殖和浸潤(rùn) 新抗原納米疫苗偶聯(lián)Toll樣受體7激動(dòng)劑和Toll樣受體8激動(dòng)劑可以誘導(dǎo)樹(shù)突細(xì)胞成熟，延長(zhǎng)樹(shù)突細(xì)胞抗原呈遞的持續(xù)時(shí)間，提高腫瘤附近CD8+T細(xì)胞的響應(yīng)程度[36]。研究表明[37]，使用超順磁性氧化鐵納米顆粒遞送松弛素至腫瘤細(xì)胞外基質(zhì)會(huì)顯著降低胰腺癌模型中纖維化的產(chǎn)生。Wu等[38]利用髓源性抑制性細(xì)胞(myeloid-derived suppressor cells，MDSCs)與新設(shè)計(jì)的磁性氧化鐵納米顆粒之間的相互作用，證明將納米顆粒摻入MDSCs中，能夠影響MDSCs的功能并操縱MDSCs復(fù)極化為M1炎癥表型，從而產(chǎn)生大量TNF-α和一氧化氮合成酶，部分緩解了腫瘤微環(huán)境中CD8+T細(xì)胞受到的抑制作用。

1.4.3 靶向外周免疫系統(tǒng)再激活和擴(kuò)增CD8+T細(xì)胞 包裹編碼CAR和TCR的mRNA包裹的PbAE/PGA-anti-CD8納米顆粒能夠選擇性地結(jié)合循環(huán)血液中的CD8+T細(xì)胞并被內(nèi)化，隨著CD8+T細(xì)胞中mRNA的釋放，T細(xì)胞被重編程以瞬時(shí)表達(dá)腫瘤特異性CAR和TCR，從而在原位誘導(dǎo)類(lèi)似于傳統(tǒng)的過(guò)繼轉(zhuǎn)移T細(xì)胞的抗腫瘤反應(yīng)[39]，極大縮減了基因編輯CD8+T細(xì)胞繁瑣的工序，顯示出納米顆粒原位編程平臺(tái)高效應(yīng)用的潛能。

三級(jí)淋巴結(jié)構(gòu)(tertiary lymphoid structure，TLS)類(lèi)似于二級(jí)淋巴器官，主要由T、B淋巴細(xì)胞等免疫細(xì)胞組成，普遍存在于慢性炎癥和腫瘤。TLS以體液免疫的方式分泌抗體或?qū)⒖乖蔬f給T細(xì)胞，與CD8+T細(xì)胞協(xié)同殺傷腫瘤[40]。靶向TLS促進(jìn)TLS中T和B細(xì)胞的功能成熟并改善不良反應(yīng)是納米醫(yī)學(xué)研究的一個(gè)新方向。

2 CD8+ T細(xì)胞衍生的外泌體的腫瘤免疫治療進(jìn)展

外泌體屬于小細(xì)胞外囊泡(直徑30～150 nm)，是在分泌性囊泡概念提出的基礎(chǔ)上，按照大小對(duì)囊泡進(jìn)行更精細(xì)分類(lèi)后，歸類(lèi)出的一個(gè)研究最為廣泛的分泌性小細(xì)胞外囊泡亞群[41]。外泌體能夠被多種類(lèi)型細(xì)胞分泌，在體液中以全身循環(huán)的形式，與近處或遠(yuǎn)處內(nèi)化外泌體的細(xì)胞進(jìn)行信息交互。研究發(fā)現(xiàn)CD8+T細(xì)胞來(lái)源的外泌體可能是CD8+T細(xì)胞殺傷腫瘤細(xì)胞的一種潛在機(jī)制[42](圖2)。然而，免疫細(xì)胞衍生的外泌體，其功能很大程度上受到其親代細(xì)胞的免疫狀態(tài)的影響，迄今為止，對(duì)于CD8+T細(xì)胞衍生的外泌體，在腫瘤背景下的細(xì)胞毒性效應(yīng)能力還不明確，尚存在爭(zhēng)議。

圖2 CD8+ T細(xì)胞殺傷腫瘤細(xì)胞的潛在機(jī)制

研究顯示[43]，活化的CD8+T細(xì)胞可以通過(guò)外泌體，破壞間充質(zhì)腫瘤基質(zhì)細(xì)胞，抑制腫瘤細(xì)胞侵襲和轉(zhuǎn)移能力。CAR-T細(xì)胞衍生的外泌體中含有CAR分子、顆粒酶B和穿孔素，能誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞的細(xì)胞死亡并減緩體內(nèi)腫瘤生長(zhǎng)，在體內(nèi)外都發(fā)揮較好的抗腫瘤效果，且未伴隨明顯的不良反應(yīng)[42]。由IL-12刺激的CD8+T細(xì)胞衍生的外泌體，其顆粒酶濃度大大增加，同時(shí)具有補(bǔ)償刺激周?chē)字蒀D8+T細(xì)胞活化的能力[44]。但也有不同的觀點(diǎn)指出，CD8+T細(xì)胞衍生的外泌體對(duì)腫瘤的生長(zhǎng)是有利的。早期研究認(rèn)為CD8+T細(xì)胞衍生外泌體會(huì)增加腫瘤細(xì)胞基質(zhì)金屬蛋白酶9的表達(dá)，從而促進(jìn)腫瘤進(jìn)展[45]。此外，CD8+T細(xì)胞來(lái)源外泌體通過(guò)抑制樹(shù)突細(xì)胞介導(dǎo)的CD8+T細(xì)胞增殖，降低了抗腫瘤反應(yīng)的效果[46]。

總之，對(duì)于CD8+T細(xì)胞來(lái)源的外泌體，目前研究還處于摸索階段，亟待更多的研究數(shù)據(jù)對(duì)其系統(tǒng)化的分類(lèi)定性，以確定CD8+T細(xì)胞來(lái)源的外泌體在腫瘤中的具體效應(yīng)以及是否會(huì)在未來(lái)的臨床診斷和治療中發(fā)揮獨(dú)特的作用。

3 展望

基于CD8+T細(xì)胞的腫瘤免疫療法在臨床實(shí)踐中的實(shí)效，特別是不同學(xué)科間的交叉互動(dòng)，使得結(jié)構(gòu)生物學(xué)、基因組學(xué)、納米醫(yī)學(xué)及生物信息學(xué)中的新型技術(shù)不斷補(bǔ)充添加到CD8+T細(xì)胞的研究中，極大推動(dòng)了CD8+T細(xì)胞腫瘤免疫治療前進(jìn)的步伐。但從現(xiàn)實(shí)情況來(lái)看，腫瘤免疫逃逸、不同療法的毒副作用、CD8+T細(xì)胞外泌體抗腫瘤效果的不確定性等科學(xué)技術(shù)層面的阻礙亟待解決，同時(shí)細(xì)胞免疫治療價(jià)格昂貴所帶來(lái)的個(gè)體經(jīng)濟(jì)層面的壓力仍然存在，基于這些問(wèn)題，建立一個(gè)安全、經(jīng)濟(jì)和有效的CD8+T細(xì)胞及其外泌體的腫瘤免疫治療平臺(tái)是未來(lái)臨床研究人員仍需不斷奮斗的目標(biāo)。