腫瘤免疫治療的臨床研究進展

王虹伊 陸軍

蘭州軍區總醫院腫瘤中心放療病區（蘭州735000）

免疫系統在調節腫瘤生長過程中起重要作用。某些類型的炎癥反應可以促進腫瘤生長，而腫瘤特異的適應性免疫應答可以潛在地控制腫瘤生長。惡性腫瘤有逃避免疫系統并且增殖和轉移的能力。免疫治療的目標是提高組織適應性免疫反應的特異性和長期記憶，以實現持久的腫瘤消退和可能的治愈。目前已經研究出了很多免疫治療的方法，包括外源性細胞因子或治療性疫苗的應用以增加腫瘤特異性T細胞的頻率、腫瘤特異性免疫效應細胞的過繼轉移，以及最近應用各種免疫檢查點抑制劑和共刺激激動劑受體以克服腫瘤誘導的免疫抑制機制，這些方法因為治療效果明顯而取得了成功，使腫瘤免疫治療臨床研究邁上了新的臺階，增加了研究者開發更有效的免疫治療策略的信心。本文詳細討論腫瘤免疫治療目前的研究進展。

1 腫瘤免疫治療的合理性

長期以來人們一直認為，免疫系統和惡性細胞通常共存于動態平衡狀態，并且生長的腫瘤與免疫系統之間的復雜相互作用可能決定疾病的過程［1］。腫瘤必須發展其增殖和轉移的能力來逃避免疫系統。目前免疫監測研究理論表明，免疫系統能夠主動消除異常細胞，預防體內癌變，而免疫功能受損或抑制的患者卻增加了發生癌癥的風險［2］。

2 腫瘤免疫治療的目的

腫瘤免疫治療的目的是增強組織適應性免疫反應的特異性和長期記憶，用以提高或恢復免疫系統的能力，通過克服腫瘤逃避機制和抑制免疫反應，去檢測和破壞癌細胞［1］，以實現持久的腫瘤消退和可能的治愈。適應性免疫反應的標志是特異性和長期記憶，當它存在時可以導致持久的免疫反應。

3 免疫治療的策略

3.1 細胞因子細胞因子幾十年來一直用作癌癥免疫治療，其具有多種多樣的生物活性，大多數細胞因子被認為是特定細胞表面受體的配體，而另一些是轉錄因子［3］。細胞因子一般通過以下兩種機制之一起作用：通過發揮直接的抗腫瘤作用或間接增強抗腫瘤免疫應答。如腫瘤壞死因子α（TNF-α）和白介素6（IL-6）可以直接影響腫瘤細胞的生長和存活。IL-2和干擾素α（IFN-α）促進T細胞和自然殺傷（NK）細胞的生長和活化，而粒細胞-巨噬細胞集落刺激因子（GM-CSF）作用于抗原遞呈細胞（APC），以增加抗原加工和表達作為共刺激細胞因子的產生。如IL-2被美國食品和藥物管理局（FDA）批準用于治療轉移性黑色素瘤［4］和轉移性腎細胞癌，并且IFN-α被批準用于治療惡性黑素瘤以及各種類型的白血病和淋巴瘤。

3.2 疫苗接種治療性癌癥疫苗為患者的免疫系統提供腫瘤抗原，但是已有抗原表達的腫瘤患者存在一定程度的免疫耐受性，因此需要使用各種策略來幫助疫苗通過抗原的選擇和修飾［5］。無論疫苗是否包含整個腫瘤細胞、腫瘤抗原或肽形式的抗原，治療性癌癥疫苗已被證明是更具挑戰性的［6］。抗腫瘤疫苗是利用含有腫瘤特異性抗原或腫瘤相關抗原和腫瘤細胞等誘發患者自身特異性免疫應答，克服免疫抑制狀態來抑制腫瘤生長的主動免疫治療方法［7］。

3.2.1 全細胞疫苗基于細胞的疫苗允許宿主產生針對各種腫瘤相關抗原的免疫應答，因此導致更多樣化的免疫應答，如果一種抗原對另一種抗原的免疫耐受性更強，這是有益的［8］。比如GVAX，一種基因型腫瘤細胞疫苗，其中遺傳修飾以表達GM-CSF的癌細胞吸引并激活DC。GVAX涉及同種異體細胞系的免疫，這可能不是產生針對患者腫瘤表達抗原免疫應答的最佳方式。然而，使用改良的自體細胞在邏輯上更具挑戰性，正在進行的研究正在探索這種可能性。還在進一步積極地研究腫瘤細胞基因修飾、腫瘤細胞與抗原呈遞細胞的融合，并使用各種免疫佐劑，以提高其打破耐受的能力［3，9］。

3.2.2 用蛋白質抗原或肽接種疫苗使用源自腫瘤相關抗原的完整肽進行免疫有可能通過繞過抗原加工來克服免疫耐受性，這樣的肽可以直接結合到DCs上的主要組織相容性復合體（major histocompatibility complex，MHC）分子，從而為T細胞提供了一個強大的激活信號［10］。雖然肽容易合成并且相對安全，但是用游離肽免疫的初步臨床試驗證明了其功效是有限的［11］。肽疫苗可能需要與克服免疫耐受的其他方法結合使用，超過傳統免疫佐劑的使用。

3.2.3 用抗原脈沖DCs接種疫苗DCs是免疫應答關鍵的發起者和監管者，表達許多模式識別受體，包括凝集素、Toll樣受體（TLR）等，通過它們可以感測微生物和組織損傷（癌癥）。DC疫苗可以通過各種策略被用作抗癌治療劑，如體內DCs捕獲的非靶向肽/蛋白質和基于核酸的疫苗；由直接與抗DC抗體偶聯的抗原組成的疫苗；或由負荷腫瘤抗原離體產生的DC組成的疫苗［5］。DC也參與復雜的疫苗制劑如GVAX［12］。事實上，晚期黑色素瘤患者治療證實，通過用裝載患者特異性肽的DCs接種，來增強天然存在的新抗原特異性免疫力［5］。另一個概念是基于在標準CTX/RT或溶瘤病毒（即優先感染和殺死癌細胞的病毒）釋放抗原的內源性接種。然而這需要有效的抗原呈遞來產生治療性T細胞免疫［12］。臨床實驗證明通過用裝載患者特異性肽的DCs接種，可以增強天然存在的新抗原特異性免疫力。

3.3 免疫效應器的過繼轉移（adoptive transfer）過繼轉移作為免疫治療策略的潛在優點是免疫應答器（如抗體和T細胞）可以大量離體產生，避免了體內抗原呈遞和免疫效應物增殖的需要。

3.3.1 腫瘤特異性單克隆抗體單克隆抗體（mAb）代表著成功的癌癥治療方案。針對人類表皮生長因子受體2的HER2（曲妥珠單抗），CD20（利妥昔單抗）和血管內皮生長因子VEGF（貝伐珠單抗）均取得較好療效，其他多種mAb已獲FDA批準用于治療各種實體瘤和血液惡性腫瘤［13］。除了修飾腫瘤細胞信號級聯或腫瘤-基質相互作用之外，mAb還可以通過抗體依賴性細胞介導的細胞毒性，吞噬作用和補體依賴性細胞毒性介導抗腫瘤活性。mAb誘導的腫瘤細胞裂解可通過DCs產生適應性免疫應答，增強腫瘤抗原的攝取和交叉呈遞［14］。目前的研究正在探索修改其結構以增強與免疫效應細胞（包括NK和DCs）的相互作用的方法。

3.3.2 過繼性T細胞轉移（ACT）過繼性T細胞轉移是從腫瘤患者體內除去淋巴細胞，離體擴增它們存在的各種生長因子，并且重新輸注到患者體內。通過不同技術手段，使T細胞對腫瘤細胞產生特異性的識別、結合和殺傷作用［15］。為了增強T細胞活化，一般采用和IL-2共同輸注。最近，工程化表達嵌合抗原受體（CAR）的T細胞過繼轉移治療取得巨大成功。美國FDA最近授予CAR-T療法“突破性療法”稱號。CAR是由與T細胞受體（TCR）信號結構域融合的抗體衍生的互補決定區（CDR）組成的嵌合單鏈構建體。CAR基因轉移到自體T細胞，使T細胞在與其抗原接觸時在體內被激活和增殖，導致腫瘤負荷和免疫記憶的發展朝向該特定靶抗原裂解［14］。CAR治療與由大量活化的T細胞產生的細胞因子風暴毒性顯著相關，目標抗原表達的喪失可導致抗性的發展。CAR的另一個挑戰是可以靶向表達甚至低濃度靶抗原的正常細胞。目前研究者正致力于開發基于ACT的非血液腫瘤免疫治療方法［16］。

3.4 免疫調節治療目前鑒定了很多腫瘤微環境中有助于局部免疫抑制的細胞群體。骨髓源性抑制細胞（MDSCs）對T細胞具有深遠的抑制作用。MDSC還可以激活調節性T細胞（Tregs），并通過多種機制抑制效應T細胞的功能［17］。在腫瘤部位或外周血中存在MDSCs和Treg已被證明與幾種類型的癌癥中的不良預后相關。由腫瘤生成的其他物質，包括IL-10和VEGF，可阻斷骨髓DC的分化，并導致未成熟DCs的累積，使T細胞無應答［18］。

3.4.1 增強T細胞活化目前已經研究了包括IL-2、IL-7、IL-12和IL-15作為單一藥劑或組合疫苗方法。雖然它們各自具有復雜的作用，但通常是以刺激T細胞的活化為主。免疫原性T細胞活化也取決于接受來自DCs的共刺激信號，其將導致T細胞活化和增殖。臨床評估能夠傳遞共刺激信號的 mAb包括 CD40、OX40（CD134）、4-1BB（CD137）和GITR（CD357）［19］。最近研究表明，在頭頸部鱗癌發展驅動的免疫逃避中，T輔助細胞和T調節細胞發揮了重要作用［20］。

3.4.2 免疫檢查點封鎖（immune checking point blocked，ICB）免疫檢查點嚴格調節T細胞反應的程度，對避免自身免疫是至關重要的。ICB可以通過消除阻斷T細胞功能的負面信號來釋放天然存在的T細胞的功能［21］。在檢查點調節中起重要作用的分子包括T細胞表面分子細胞毒性T淋巴細胞抗原4（CTLA-4），程序性死亡-1（PD-1），T細胞免疫球蛋白和含粘蛋白結構域的蛋白3（Tim-3）以及淋巴細胞活化基因-3（LAG-3）。它們具有仔細調控CTL擴增和功能，以保持感染之間微妙的平衡，消除感染細胞，保護組織穩態和預防自身免疫攻擊［22］。最近開發的PD1通路抑制劑對某些腫瘤治療具有革命性的作用［23］。CTLA-4阻滯劑治療惡性黑色素瘤患者的全部外顯子序列顯示了突變負荷與臨床療效程度之間的關系［24］，然而在其他黑素瘤組中，復發性新抗原肽序列高于沒有發現預測應答者群體［25］。由于T細胞未被消除或耐受，所以它們可被免疫系統識別為與病毒抗原或器官移植類似的外來抗原。這些概念早已提出，但最近才被驗證［26］，這得益于大規模的并行測序。

3.4.3 原位免疫一個多世紀前，William Coley博士注射了一些TLR激動劑進入腫瘤并觀察全身抗腫瘤反應［27］。同樣，放射治療可以產生能夠消除輻射領域以外的部位的遠處疾病的免疫應答（腹腔作用）［28］。聯合治療來改變腫瘤微環境中的各個方面以確保原位免疫有效是很有必要的。理想的方法是包括誘導免疫原性腫瘤細胞死亡，增強抗原攝取和呈遞，促進T細胞活化并維持T細胞應答的療法［29］。

4 免疫治療未來的方法

幾十年來，由于人們對免疫系統的認識不足以及癌癥疫苗令人失望的臨床試驗，導致一些腫瘤學家和癌癥研究人員將腫瘤免疫治療視為“失敗的假設”。但是現在沒有人會去爭辯癌癥的靶向治療，mAb的臨床價值也是不可否認的。ICB和mAb不直接靶向癌癥，而是改變免疫應答，同樣具有明確的臨床療效。CAR-T細胞療法在選擇性癌癥類型中非常有效，并且將在癌癥免疫治療中發揮重要作用。隨著腫瘤免疫學基本原理的完善，我們清楚地認識到，治愈癌癥可能不是一個短時期能夠完成的目標。未來的免疫治療將基于旨在增強和調節抗癌免疫力的干預措施，周期免疫反應的質量是治療成功的關鍵因素。由于腫瘤和炎癥密切相關，最終所有患者將直接或通過針對炎癥的干預治療。哪個疫苗平臺在啟動和增強患者的T細胞方面最有效也是下一個研究的前沿。

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