張劍寧,劉聰為
膠質瘤是成人最常見的原發(fā)性顱內惡性腫瘤,單純依賴手術切除難以根治,即使使用手術切除、放療和化療聯合治療,部分腫瘤患者預后仍較差,腫瘤復發(fā)率高[1]。在2021年世界衛(wèi)生組織WHO中樞神經系統(CNS)腫瘤分類中,低級別膠質瘤(low-grade glioma,LGG)包括CNS WHO分級1~2,高級別膠質瘤(high-grade glioma,HGG)則包括CNS WHO分級3~4,LGG占成人中樞神經系統原發(fā)性腫瘤的6%,預后較好。膠質母細胞瘤(glioblastoma multiforme,GBM)為WHO 4級,是最具侵襲性、惡性程度最高的原發(fā)性腦腫瘤,5年生存率僅為5%[2]。因此,迫切需要有效治療膠質瘤并顯著降低死亡率的新方法。
隨著技術發(fā)展,分子診斷技術已成為膠質瘤非常重要的檢查手段。2021年世界衛(wèi)生組織發(fā)布了CNS腫瘤分類第五版(WHO CNS5),在這一版中加入了分子診斷,這是與2016年WHO CNS分類最顯著的區(qū)別,凸顯了分子診斷在膠質瘤診療中的重要地位,是目前膠質瘤命名和診斷的國際標準[3]。WHO CNS5將膠質瘤分為4大家族:(1)成人型彌漫性膠質瘤;(2)兒童型彌漫性低級別膠質瘤;(3)兒童型彌漫性高級別膠質瘤;(4)局限性星形細胞膠質瘤。在2016年WHO分類中,異檸檬酸脫氫酶(isocitrate dehydrogenase,IDH)突變型彌漫性星形細胞瘤分為3種不同的腫瘤類型:彌漫性星形細胞瘤、間變性星形細胞瘤和膠質母細胞瘤。然而在WHO CNS5中,所有IDH突變型彌漫性星形細胞腫瘤被認為是單一類型(星形細胞瘤,IDH突變型),在此基礎上被分級為CNS WHO 2、3或4級[3]。IDH野生型GBM則為GBM的單一類型,如果存在微血管增生或壞死、TERT(端粒酶逆轉錄酶)啟動子突變或EGFR(表皮生長因子受體)基因擴增或+7/?10染色體拷貝數變化,則應在IDH野生型彌漫性星形膠質瘤的背景下診斷IDH野生型GBM[3]。這種以特定分子為標志物的分類方法體現了分子診斷在腦膠質瘤中的重要性。
除IDH狀態(tài)外,O6-甲基鳥嘌呤DNA甲基轉移酶(MGMT)甲基化也被認為是膠質瘤非常重要的預后生物標志物。在30%~50%的IDH野生型GBM患者中,伴隨MGMT啟動子甲基化可能會表現更好的預后及治療反應[4-5]。細胞周期蛋白依賴性激酶抑制因子2A(CDKN2A)位于9號染色體短臂(p21.3),大量研究表明,CDKN2A的缺失與膠質瘤的總生存期、無進展生存期顯著縮短密切相關[6-7]。在兒童膠質瘤患者中,H3F3A基因變異則是預后不良的重要標志物[8]。因此,腦膠質瘤的治療很大程度上依賴于分子診斷和分類,它們在提高診斷準確性、確定預后和預測治療反應方面均發(fā)揮至關重要的作用,這也是未來腫瘤診斷和治療的趨勢。
在檢測方法上,二代測序技術結合拷貝數陣列分析已經廣泛應用,由于其閾值較低,所以對于任何類型腫瘤的診斷都有價值,特別是在彌漫性膠質瘤和胚胎腫瘤的診斷中效果理想[9]。近年來,利用全基因組甲基化圖譜分析確定整個基因組的DNA甲基化模式已經成為一種CNS腫瘤的新分類方法,是腦和脊髓腫瘤分類的有效輔助手段。但是仍有一些技術問題需要進一步完善,因此還不單獨用于腫瘤類型或亞型分類,需要與其他診斷技術(如組織學、免疫組織化學)共同使用[10]。隨著分子診斷技術的不斷進步,相信未來會有越來越多的技術方法用于膠質瘤的診斷,膠質瘤的診斷、預后和療效判斷將更加精準。
近年來,對于腦膠質瘤的治療新進展主要集中在腫瘤電場治療、靶向治療和免疫治療等方面。由于惡性腫瘤在發(fā)病機制方面存在共同的信號通路或靶點,因此異病同治也是腦膠質瘤治療的趨勢之一。
目前,腫瘤電場治療(tumor-treating fields(TTFields)已批準應用于新診斷和復發(fā)GBM的治療[11]。它通過可佩戴的頭皮裝置將低強度的交變電場傳遞到腫瘤,起到抗有絲分裂的作用,選擇性地抑制腫瘤細胞分裂,而對靜止細胞沒有影響。近年來,對腫瘤電場治療的研究取得突破性進展。研究發(fā)現TTFields會改變腫瘤細胞膜結構,增加其通透性[12]。大鼠實驗證明,低頻TTFields(100 KHz)可以改變血腦屏障(BBB)的完整性,血腦屏障通透性的增加可使藥物直接進入大腦[13]。利用TTFields打開血腦屏障并隨后恢復,可作為治療腦腫瘤等中樞神經系統疾病的臨床給藥途徑。隨著臨床前和臨床研究的推進,基于TTFields的雞尾酒療法在GBM治療中顯示出巨大的潛力和前景。一項試點研究(NCT03780569)驗證了將TTFields與初始放療和TMZ治療相結合在初次診斷的GBM患者中的可行性和安全性。80%的患者中位無進展生存期為8.9個月,局部皮膚并發(fā)癥較輕[14]?;赥TFields影響癌癥免疫的機制,許多研究人員正在探索這兩種療法的聯合效果。在初次診斷的GBM患者中,帕博利珠單抗聯合TTFields+TMZ維持治療可以激活適應性免疫,提高療效[15]。然而,TTFields治療的GBM患者平均生存時間仍低于兩年。在一項隨機Ⅲ期臨床試驗EF-14中,695例新診斷的GBM患者在放療后進行TTFields治療加替莫唑胺化療,結果顯示MGMT甲基化亞組和非甲基化亞組患者的總生存期和無進展生存期均延長,且生活質量沒有受到影響[16-17]。PTEN是一種在GBM中頻繁變異的腫瘤抑制基因,研究發(fā)現TTFields治療可使PTEN突變型復發(fā)性GBM的進展后生存率顯著提高[18]。因此,探索可以支持和預測TTFields治療反應差異的分子機制將有助于闡明TTFields的作用機制,從而確定可最大獲益的GBM患者。
細胞自噬被認為與TTFields治療有關,自噬在癌細胞中的作用機制錯綜復雜,在腫瘤形成的早期階段,自噬發(fā)揮抑癌作用。此外,自噬在腫瘤化療耐藥性和放療抵抗中起著重要作用[19]。研究發(fā)現,對GBM進行TTFields治療時,通過miR-29B-Akt2-mTOR軸激活細胞自噬,抑制自噬相關蛋白Beclin1與Atg5表達可顯著恢復TTFields誘導的細胞死亡數量,這表明自噬是TTFields觸發(fā)細胞死亡的關鍵途徑[20]。哺乳動物雷帕霉素靶點復合體1(mTORC1)作為最為人所知的自噬調控因子,在營養(yǎng)缺乏的條件下,mTORC1表達被AMPK抑制,導致細胞自噬[19]。然而研究發(fā)現人膠質母細胞瘤細胞系U87-MG經TTFields處理后,細胞中自噬通量水平的增加與自噬主要調控因子mTOR活性降低無關。這表明不同細胞會以不同的作用機制響應TTFields。另有研究表明,TTFields治療可促進膠質瘤的自噬,其依賴于AMPK激活,AMPK或自噬相關蛋白7(ATG7)缺失則會抑制TTFields對自噬的上調,并使膠質瘤細胞對治療敏感,這表明膠質瘤細胞利用自噬作為TTFields的抗性機制[21]。與單獨進行TTFields治療或自噬抑制劑氯喹治療相比,TTFields+氯喹聯合治療會導致腫瘤細胞生長呈劑量依賴性顯著降低。因此,自噬在TTFields治療效應中的作用仍需進一步研究。
為優(yōu)化TTFields對GBM的療效,陳凌等[22]使用GBM的體外和體內模型研究了各種TTFields范式的癌細胞殺傷效應。研究發(fā)現,最佳頻率、強度和輸出模式下的腫瘤電場治療在體外顯著抑制原發(fā)性GBM細胞的活力、增殖和侵襲性,而與細胞的不同遺傳特性無關。此外,隨機序列輸出模式在體內對GBM具有相當大的抗癌作用。對于電場治療,應根據患者個體情況優(yōu)化治療參數,以達到最佳療效,減少不良反應。TTFields在GBM中的應用值得進一步研究。
近期一例病例報告發(fā)現[23],利用TTFields治療間變性星形細胞瘤,可延長患者的無進展生存期,并延緩其向GBM的病理升級。此外,聯合TTFields和化療可能有助于降低病理升級的風險。TTFields治療目前僅被批準用于成人GBM,然而有研究報道,一例3歲兒童彌漫性中線膠質瘤患者接受TTFields+替莫唑胺聯合治療是可行且安全的[24]。未來的膠質瘤臨床試驗正在研究越來越多的聯合療法,以探索與TTFields的潛在協同效應。希望這些研究有助于將新的治療策略轉化為臨床實踐,從而改善膠質瘤患者群體的預后。
靶向治療是近年來發(fā)展最快的惡性腫瘤治療方法之一,由于腫瘤存在異質性,因此需要根據不同腫瘤類型采用不同的靶向治療策略,大致分為靶向單一途徑和靶向多個途徑(可能是互補途徑)[25]。Vorasidenib(VOR;AG-881)作為一種口服的、強效的IDH1/2突變型抑制劑,用于治療殘留或復發(fā)的2級膠質瘤(少突膠質細胞瘤或星形細胞瘤)伴IDH1或IDH2突變(NCT04164901)的患者,目前正在Ⅲ期臨床試驗中。此外,類似的藥物也在研究中,其中包括針對復發(fā)IDH1突變型膠質瘤的口服藥IDH1抑制劑olutasidenib,目前正在進行Ⅰb/Ⅱ期研究[26]。D-2-羥基戊二酸抑制劑是突變型IDH1的產物,作為低級別膠質瘤(low-grade glioma,LGG)的一種新治療方法,尚在探索中(NCT03343197)。目前研究表明,雖然IDH1突變是膠質瘤發(fā)生的重要驅動因素,但其作為直接治療靶點的效用可能并不理想。
厄洛替尼(Erlotinib)是一種EGFR靶向小分子酪氨酸激酶抑制劑(TKIs),其在GBM的體外實驗結果理想。目前,對復發(fā)性GBM的Ⅱ期研究為單一療法(NCT00337883)和聯合其他療法(NCT00039494、NCT00445588、NCT00525525、NCT00335764)。在初次診斷的GBM(NCT00187486、NCT00720356)中也進行了評估。但幾項臨床試驗結果尚未證實其有效,未能提高GBM患者的生存率。厄洛替尼和雷帕霉素聯合治療兒童LGG,患兒耐受性良好,然而一些患者疾病穩(wěn)定期延長,特別是1型神經纖維瘤?。∟F1)患者[27]。使用卡鉑和長春新堿聯合治療可使NF1引起的LGG患者的無進展生存期、總生存期延長[28]。司美替尼(Selumetinib)在NF1相關LGG兒童患者中被證實具有很好療效[29]。mTOR抑制劑依維莫司有望用于治療復發(fā)性/進展性NF1相關LGG[30],然而大多數復發(fā)性LGG患者在依維莫司治療期間表現出高度的疾病穩(wěn)定性,腫瘤血管改變與mTOR抑制劑的抗血管生成作用一致[31]。這些結果支持依維莫司治療LGG的進一步研究。
另一種EGFR抑制劑吉非替尼(Gefitinib)的Ⅱ期試驗已證實其對部分復發(fā)性GBM患者具有活性。然而,與替莫唑胺(TMZ)治療相比,大多數患者在復發(fā)初期的生存率更差[32]。雖然EGFR靶向抑制劑已成功治療EGFR突變型肺癌,但是對于GBM的治療并沒有達到預期療效,根本原因在于GBM中的EGFR突變發(fā)生在細胞外區(qū)域,而肺腺癌中的EGFR突變發(fā)生在激酶區(qū)域。GBM中EGFR外顯子2-7的特定缺失,例如EGFRvⅢ,使TKI對GBM無效[33]。EGFRvⅢ改變了EGFR的胞外結構域,使蛋白質具有組成活性。EGFRvⅢ多肽疫苗Rindopepimut在臨床前模型和早期試驗中顯示了治療效果[33]。然而,在一項Ⅲ期研究中,在標準治療中加入Rindopepimut未能改善新診斷的EGFRvⅢ陽性GBM患者的總生存期[34]。因此需要進一步研究評估EGFR抑制在治療EGFR突變的GBM中的價值。
BRAF-MAPK(絲裂原活化蛋白激酶)通路在神經膠質腫瘤中發(fā)生突變,具有作為治療靶點的潛力。包括多形性黃色星形細胞瘤、毛細胞星形細胞瘤和神經節(jié)膠質瘤在內的幾種膠質瘤亞型均攜帶BRAFV600E突變[35],BRAF抑制劑在BRAFV600E突變型膠質瘤患者中的成功應用已經得到證實[36]。其療效具有組織學差異,對多形性黃色星形細胞瘤效果較好,而對GBM效果不明顯。
TERT啟動子突變重新激活端粒酶,使端粒無限維持,細胞永生化。在所有的TERT啟動子突變中,C228T突變占75%,C250T突變占25%[2]。據報道,TERT啟動子突變與膠質瘤總生存期和無進展生存期短顯著相關。TERT突變的預后意義取決于其IDH狀態(tài)和腫瘤組織學[37]。目前有針對TERT啟動子突變篩選所開發(fā)的測序手段,其精密度和特異性驗證也顯示出預期結果[38]。由于GBM中TERT啟動子突變的頻率高,抑制端粒酶可能為靶向治療的一個方向,臨床前和臨床試驗正在進行中。
多種受體酪氨酸激酶(RTK)抑制劑正在進行臨床試驗,但是RTK介導的信號通路共享多個下游元件,抑制一個RTK常常導致其他RTK的代償性上調,以維持腫瘤增殖和侵襲。但單一TKI治療GBM往往效果不理想,需要多種TKI的組合以提高治療效果[39]。用EGFR和MET(肝細胞生長因子受體)抑制劑處理的GBM細胞可能激活NFκB信號通路,導致自分泌FGFR(成纖維細胞生長因子受體)激活和SPRY2過度表達以獲得細胞抗性。因此,在體內臨床前GBM模型中,FGFR抑制劑增加了GBM對EGFR和MET聯合抑制的反應[40]。GBM經抗血管生成治療后產生的缺氧環(huán)境可能會上調腫瘤中的免疫檢查點信號,導致T細胞衰竭[41]。因此,TKIs聯合免疫檢查點抑制劑可提高治療效果。在同一腫瘤內含有多個基因修飾的GBM很常見,而臨床前試驗中大多數細胞系或動物模型都是含有特定基因修飾的,并不能反映腫瘤臨床異質性的本質。未來制定患者選擇策略將是膠質瘤靶向治療成功的關鍵。
膠質瘤患者的免疫治療主要包括疫苗治療、免疫檢查點抑制劑(immune checkpoint inhibitors,ICI)、嵌合抗原受體T細胞(chimeric antigen receptor T cells,CAR-T)療法、溶瘤病毒療法。
2.3.1 疫苗治療 疫苗主要分為肽類疫苗和細胞類疫苗。雖然載體不同,但兩者都需要抗原呈遞和T細胞激活。目前研究最多的肽類疫苗Rindopepimut是針對EGFRvⅢ突變體。半數最初為EGFRvⅢ陽性的GBM在復發(fā)后出現EGFRvⅢ表達缺失[42]。而EGFRvⅢ的過表達曾被認為是不良預后的預測因素。最近一項研究評估了106例患者的EGFR狀態(tài),發(fā)現無論是新診斷還是復發(fā)GBM,EGFRvⅢ與總生存期或無進展生存期之間均沒有關聯[43]。這可能是以EGFRvⅢ為靶標的疫苗未能控制疾病和提高存活率的原因。
細胞類疫苗中以DCVax為代表,從患者外周血體外產生的樹突狀細胞(DC)被不同來源的腫瘤相關抗原(TAA)沖擊,如自體腫瘤裂解物、抗原肽和TAA編碼的RNA。這些天然來源的成熟樹突狀細胞表現出更強的抗原呈遞潛能[44]。多項早期臨床試驗已確定GBM患者使用DCVax的安全性,已經開始Ⅲ期研究,初步結果證實患者的總生存期中位數為23.1個月[45]。一項隨機的Ⅱ期臨床試驗評估了樹突狀細胞疫苗在不同分子表達模式患者中的臨床應答,結果顯示,B7-H4(一種在腫瘤和腫瘤相關巨噬細胞/小膠質細胞上表達的共抑制分子)表達水平低的GBM患者總生存期顯著提高[46]。因此,分子分型可能是未來研究的重要考慮因素。通過比較測序確定個體腫瘤的突變特征,然后選擇患者特異性靶點生產疫苗,這種個體化疫苗可能更適合于高度異質性腫瘤,如GBM,目前對新診斷的GBM患者使用個體化疫苗的初步研究證實有效。目前有50多種不同形式的GBM疫苗正在進行臨床試驗。
2.3.2 免疫檢查點抑制劑(ICIs)ICIs通過阻斷免疫檢查點PD-1和CTLA-4(細胞毒性T淋巴細胞相關蛋白-4)抑制T細胞衰竭,恢復T細胞功能和抗腫瘤活性,在治療晚期黑色素瘤和非小細胞肺癌方面非常成功[47-48]。這類藥物包括靶向PD-1(nivolumab,pembrolizumab,cemiplimab)、PD-L1(atezolizumab,avelumab,durvalumab)、CTLA-4(ipilimumab)。它們在原發(fā)性腦腫瘤中的作用正在研究中[49]。
由于GBM腫瘤突變負荷(TMB)通常較低且具有高度免疫抑制微環(huán)境,所以對免疫治療具有抗性。研究表明,化療引起的膠質瘤超突變(hypermutation)可能對PD-1抑制劑沒有反應[50]。CheckMate 143隨機臨床試驗是研究復發(fā)性GBM患者使用PD-1抑制劑的第一個Ⅲ期研究[51]。納武單抗可能對MGMT啟動子甲基化的GBM患者有效。此外,使用類固醇治療的患者缺乏療效,當患者停用類固醇時,其預后有改善趨勢。最近一項Ⅱ期臨床試驗評估了抗-PD-1藥物帕博利珠單抗(pembrolizumab)聯合或不聯合貝伐單抗治療復發(fā)性GBM患者,結果顯示無論哪種治療方法都未能達到6個月無進展生存期的終點[52]。對于初次診斷的GBM患者,術前劑量的納武單抗和術后持續(xù)治療可使其長期生存獲益,他們在術后33個月和28個月仍然存活[53]。然而迄今為止,所有評估納武單抗在原發(fā)性GBM患者中的臨床研究,都未能達到主要終點。PD-1在LGG患者中可以廣泛檢測到,然而大部分腫瘤中PD-1陽性的比例較?。?5%)。某些情況下,超過50%的細胞檢測到PD-1陽性,這可能與LGG患者PD-1啟動子甲基化有關[54],而PD-1啟動子甲基化表明LGG預后較好。此外,PD-1的表達有助于放療耐受患者的輔助治療。
目前,ICIs還沒有被證明對GBM有顯著的益處。大多數髓源性免疫抑制細胞的存在仍然是治療抵抗的原因[55]。ICIs與其他免疫療法(包括疫苗)、細胞毒性化療及溶瘤病毒等方法的聯合治療也正在推進。淋巴細胞活化基因3(LAG3)、T細胞免疫球蛋白黏蛋白分子3(TIM3)等其他免疫檢查點通常在GBM中上調。一項針對GBM的Ⅰ期臨床試驗,正在評估LAG3和TIM3抑制劑與抗PD-1藥物聯合應用的效果(NCT02658981,NCT03961971)。最近研究還發(fā)現在GBM的瘤內T細胞上表達抑制性受體CD161,而且在GL261可移植小鼠模型中阻斷CD161增強了T細胞的抗腫瘤活性[56]??傊磥淼难芯繎撎剿餍碌陌悬c和聯合療法來提高ICIs的療效。
2.3.3 CAR-T細胞治療 CAR-T細胞是已經被改造成表達受體的T細胞,這使得細胞能夠特異性識別在腫瘤細胞表面表達的腫瘤相關抗原。CAR-T細胞被批準用于特定的血液系統惡性腫瘤,目前正在探索各種實體腫瘤,包括原發(fā)性中樞神經系統腫瘤。CAR-T細胞療法在GBM的臨床前研究中已經被證實有效。目前為止,針對GBM中CAR靶點的腫瘤抗原是IL-13受體α2(IL-13Rα2)、EGFRvⅢ和人表皮生長因子受體2(HER2)[57-59]。其對GBM患者是否有顯著持久的生存益處還有待觀察。其他針對GBM的靶點也在研究中,如B7-H3,一種在GBM中過表達的免疫檢查點跨膜蛋白[60]。
總體而言,GBM免疫治療依賴于活化T細胞。然而GBM的治療受限于其高度的異質性,在單細胞水平亦如此。CAR-T細胞療法最具挑戰(zhàn)性的局限性之一是腫瘤對單抗原靶向CAR(即靶向單抗原的CAR)構建體產生抵抗性。最初的單抗原靶向CAR-T細胞可以提供高反應率,但在接受這些CAR-T細胞治療的患者中,相當一部分患者的惡性細胞表現出部分或完全喪失靶抗原表達,這種現象稱為抗原逃逸。比如,靶向GBM中IL-13Rα2的CAR-T細胞治療病例報告表明,腫瘤復發(fā)時IL-13Rα2表達減少[61]。為了降低CAR-T細胞治療血液惡性腫瘤和實體瘤的復發(fā)率,現在許多策略都依賴于靶向多種抗原或與其他協同治療相結合。在GBM中,已在臨床前模型中設計了雙特異性甚至三價CAR-T細胞,來引導T細胞靶向多種腫瘤靶抗原[57]。Bielamowicz等設計了一種針對HER2、IL-13Rα2和EphA2的三價CAR-T細胞,在GBM患者源性異種移植模型中幾乎捕獲了所有腫瘤細胞,提高了抗腫瘤活性,抗原逃逸減少[57]。越來越多的證據表明,輔助放療可以啟動并激活免疫細胞靶向腫瘤源性抗原,誘導新抗原在腫瘤的呈遞,并改善免疫抑制環(huán)境,從而將免疫環(huán)境由“冷”轉化為“熱”,使腦腫瘤對免疫治療更為敏感[62-63]。一些臨床前研究表明,在CAR-T細胞治療之前立即進行放射治療可以改善CAR-T細胞穿過血腦屏障的能力,但放療在GBM患者CAR-T細胞治療中的確切作用仍不清楚[64]。此外,與ICIs等其他免疫治療方法相結合或許是一種可行的選擇。如,已經啟動的一項包括60例GBM患者的前瞻性臨床試驗(NCT04003649),以評估靶向IL-13Rα2的CAR-T細胞與檢查點抑制劑納武單抗和伊匹單抗聯合用于復發(fā)性和難治性GBM的安全性、可行性和治療效果。由于CAR-T細胞的選擇性壓力,腫瘤細胞可以下調抗原表達,即使有適當的抗原靶向,脫靶效應也會發(fā)生,并引起相關的毒性。在GBM中,讓CAR-T細胞遷移到腫瘤并浸潤腫瘤是一大挑戰(zhàn)。惡性腫瘤的免疫抑制性微環(huán)境會加劇這一障礙[65]。未來,靶點選擇、給藥時機和同步治療的選擇可能會影響其應用,改進CAR設計可能是優(yōu)化CAR-T細胞治療膠質瘤的療效和患者安全性的關鍵。
此外,基于自然殺傷細胞(NK cell)的治療是安全可行的,并且有潛力成為細胞治療產品。自體NK細胞對自體腫瘤具有有限的細胞毒性,而同種異體NK細胞具有高度的細胞毒性,使得移植物抗宿主的風險最低[66]。除了NK細胞的獨有優(yōu)勢外,通過分析TCGA數據庫中的RNA測序數據集發(fā)現在LGG和GBM中均有NK細胞浸潤,甚至比T細胞浸潤得分更高,這為在膠質瘤中使用基于NK細胞的治療奠定了基礎。與CAR-T細胞療法類似,以NK細胞為基礎的免疫治療主要集中在血液系統惡性腫瘤。目前為止,基于NK細胞的免疫療法在膠質瘤中的應用還處于臨床前研究。
2.3.4 溶瘤病毒 溶瘤病毒是指將天然或經過基因重組的病毒,選擇性地感染癌細胞,通過病毒自身的復制殺死并裂解癌細胞,釋放出的病毒繼續(xù)侵入癌細胞發(fā)揮作用。癌細胞裂解后釋放的腫瘤抗原便能夠引起免疫應答反應,引導免疫系統對其他癌細胞甚至遠端病灶展開攻擊。過去的30年,對腦腫瘤的病毒療法盡管在部分患者中取得療效,但仍難以取得徹底的成功,隨機試驗很少證明可改善中位總生存期的有效性[67]。溶瘤病毒療法本身不是免疫治療的一種模式,但值得在此提及。
在GBM的臨床試驗中,溶瘤病毒可直接瘤內注射或術后輸入術腔。溶瘤病毒治療的一個挑戰(zhàn)是在腫瘤中實現病毒的充分復制和腫瘤溶解。病毒載體必須避免觸發(fā)炎性反應,否則早期會被清除。干細胞(Stem cells,SCs)已被用作局部傳遞病毒的載體工具,SCs攜帶的病毒直接感染腫瘤細胞,不會對腫瘤微環(huán)境中的健康組織或細胞造成任何損害[68-69]。研究表明,在GBM動物模型中,神經元干細胞(NSCs)具有選擇性靶向、增強溶瘤載體分布和提高治療效果的能力[70]。
最近,腺病毒(AV)、單純皰疹病毒(HSV)、新城疫病毒(NDV)、脊髓灰質炎病毒(PV)、逆轉錄病毒(RV)、水痘-帶狀皰疹病毒(VZV)和麻疹病毒(MV)等多種溶瘤病毒已在臨床前研究中得到驗證,遞送AV的間充質干細胞(MSCs)和NSCs已進入治療高級別膠質瘤的臨床試驗(NCT03072134 &NCT03896568)。
目前正在探索結合檢查點阻斷的病毒療法。在GBM干細胞(GSC)小鼠模型中,用抗CTLA-4、抗PD-1和表達IL-12的溶瘤病毒(G47ΔmIL12)三聯治療的小鼠治愈率為89%,治愈的小鼠接受腫瘤再次攻擊,96天生存率達100%,表明這種聯合治療建立了免疫記憶[71]。G47?是一種三重突變的第三代溶瘤型HSV-1,是通過在第二代HSV-1(G207)的基因組中引入其它的基因突變而產生[72]。該病毒在包括惡性膠質瘤的多種腫瘤類型中進行研究。日本的一項Ⅰ~Ⅱa期研究測試了G47?在進展性GBM患者中的安全性。結果表明,患者對病毒治療的耐受性良好,且無不良反應[73]。Ⅱ期研究(UMIN000015995,日本)測試了G47?對復發(fā)性GBM患者的療效,該治療具有良好的耐受性。根據歷史數據的Meta分析,對該研究結果的中期分析顯示,13例患者的1年生存率為92.3%,顯著高于對照組的15%。由于G47?在Ⅱ期研究中的高效性,導致試驗提前完成,該藥已正式在日本獲批上市。這是全球第一款獲批用于原發(fā)性腦瘤治療的溶瘤病毒產品,是惡性膠質瘤溶瘤病毒療法進展中的一個重要里程碑[74]。如今,許多有害的人類致病病毒如PV、AV、HSV、RV都經過基因改造用于對抗腦腫瘤。未來或許載有其他病毒(如新型冠狀病毒)的干細胞可作為溶瘤病毒來抑制和摧毀腦腫瘤細胞。由于腫瘤的高度異質性,未來在不同腦腫瘤患者中還需持續(xù)優(yōu)化溶瘤病毒治療,協同聯合治療或許是未來發(fā)展的趨勢。
超聲聚焦(focused ultrasound,FUS)目前已成為腦腫瘤的一種治療手段,并有可能改變腦腫瘤的治療模式。通過顱骨傳輸的超聲波可以聚焦于腫瘤,通過靶向消融或打開血腦屏障進行藥物輸送。大量的臨床前研究已經證明,低強度脈沖超聲結合靜脈注射微泡可以在局部短暫打開血腦屏障,化療藥物在血腦屏障重建之前進入腦實質及浸潤性腫瘤[75]。這項技術的安全性已在不同動物模型中進行了評估[76]。目前正在對復發(fā)性GBM患者進行Ⅱ期研究(NCT02253212),在腫瘤切除后,在切除的骨窗水平面植入一個超聲裝置(SonoCloud-1,CarThera)。超聲波可以瞬間激活,促進血腦屏障破壞[77]。盡管在SonoCloud-1臨床試驗中觀察到對腫瘤的控制及總生存期、無進展生存期的延長,但目前,還沒有證據表明患者的存活率有顯著提升?;熕幬锏幕瘜W特性、超聲參數和腫瘤的血管化等因素都會影響FUS的療效。未來還需在更大的患者群體中對這項技術進行深入研究。
此外,納米療法是改善跨血腦屏障藥物輸送的另一種策略。納米材料的應用可以延長藥物和造影劑在腦內的循環(huán)時間。納米藥物系統基于聚合物膠束、脂質體、無極納米粒子、納米管或樹狀大分子以及附著的化療藥物、增敏劑或RNA[78]。這些納米藥物通過磁場梯度擴散至腫瘤,靶向腫瘤細胞的特定受體發(fā)揮作用,同時降低了對正常細胞的毒性,從而減少不良反應[79]。最近研究表明,納米藥物可以增強腦腫瘤放療的療效[80-81],反過來,放療可以通過影響腫瘤巨噬細胞的分布和極化來增強納米治療的療效[82]。納米療法通過激活抗腫瘤免疫細胞(如T細胞、NK細胞)和(或)抑制促腫瘤免疫細胞(如調節(jié)性T細胞)發(fā)揮其免疫效應,故可設計納米顆粒載體來主動誘導免疫應答。考慮到血腦屏障及血-腫瘤屏障的異質性及腫瘤生物學,應確定最佳納米粒子大小和形狀,然后推動針對腦腫瘤微環(huán)境的技術發(fā)展。追蹤納米顆粒及其有效載荷對于深入了解納米顆粒滲透和向腦腫瘤微環(huán)境的輸送也很重要,并進一步支持優(yōu)化納米顆粒設計以最大限度地向腦腫瘤輸送藥物??傮w而言,納米療法可以提高腦腫瘤傳統療法的療效,尤其在治療GBM方面有很多優(yōu)勢。
腦膠質瘤中最致命的腫瘤類型仍然是GBM,其治療選擇有限??紤]到腫瘤的基因組復雜性和多種信號通路,單一療法可能不會有效,對其需要針對不同的致癌途徑進行聯合治療。由于腫瘤高度異質性,導致對治療缺乏統一的敏感度。更重要的是,血腦屏障限制了藥物對腦腫瘤病灶的治療。盡管免疫治療對一些惡性腫瘤有效,但在GBM中沒有顯著療效。綜上所述,系統地探索膠質瘤的發(fā)展機制以確定新的治療靶點是十分必要的。各種分子可用來對患者進行分層,從而使患者獲益。在免疫治療方面,了解GBM的免疫微環(huán)境是重中之重。雖然存在挑戰(zhàn),但新的策略和潛在的解決方案仍在不斷發(fā)展,并且可能為未來更有效和更安全的治療提供一條道路。