腦膠質(zhì)瘤免疫治療進展

陳 峰 鄭曉紅 李文斌

(首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京天壇醫(yī)院神經(jīng)腫瘤綜合治療病區(qū)，北京 100070)

腦膠質(zhì)瘤是顱內(nèi)最常見的原發(fā)惡性腫瘤，約占所有原發(fā)性腦腫瘤的51.4%[1]，是成人最常見的原發(fā)性腦腫瘤。傳統(tǒng)手術(shù)治療、放射治療聯(lián)合化學(xué)藥物治療之后高級別膠質(zhì)母細胞瘤(glioblastoma，GBM)中位總生存期僅為14.6個月，5年生存率僅為 5.1%[2]，是惡性程度最高的腦腫瘤，給患者、家庭及社會造成了極大的負擔(dān)。目前GBM，尤其是復(fù)發(fā)/進展GBM的治療仍然是腫瘤學(xué)界的難題。針對原發(fā)GBM，自Stupp方案報道[3]近10年以來，盡管對膠質(zhì)母細胞瘤的發(fā)生、發(fā)展機制及治療策略有了更深入的研究，但臨床治療效果仍然不佳，膠質(zhì)母細胞瘤復(fù)發(fā)率仍舊很高，而且目前指南中沒有一致認可的針對復(fù)發(fā)GBM的二線治療方案，臨床亟需新的治療手段以提高復(fù)發(fā)GBM的治療效果。

近年來免疫治療在腫瘤領(lǐng)域令人矚目的研究進展為腦膠質(zhì)瘤的治療帶來曙光。免疫治療是指通過主動或被動的方法調(diào)動機體免疫系統(tǒng)，抑制腫瘤細胞增生、誘導(dǎo)腫瘤細胞凋亡，從而發(fā)揮強大的腫瘤殺傷作用[4]。免疫治療主要包括主動免疫治療(免疫檢查點抑制劑、腫瘤疫苗等)、被動免疫治療(嵌合抗原受體T細胞免疫療法、細胞因子等)、其他免疫治療(綠原酸、溶瘤病毒等)等。近年來腦膠質(zhì)瘤的免疫治療進展集中在免疫檢查點抑制劑、嵌合抗原受體T細胞(chimeric antigen receptor T-cell，CAR-T)治療、免疫調(diào)節(jié)藥物綠原酸以及溶瘤病毒等方面。深入了解和闡述免疫治療在腦膠質(zhì)瘤治療中的應(yīng)用及相關(guān)問題，有助于在今后的臨床和基礎(chǔ)研究中制定膠質(zhì)瘤免疫治療的科學(xué)策略。

1 免疫檢查點抑制劑

免疫檢查點是人體免疫系統(tǒng)中起保護作用的分子，起類似剎車的作用，防止T細胞過度激活導(dǎo)致的炎性反應(yīng)損傷等。腫瘤細胞過度表達免疫檢查點分子，抑制人體免疫系統(tǒng)反應(yīng)，逃脫免疫監(jiān)視與殺傷，從而促進腫瘤細胞的生長。針對免疫檢查點的單克隆抗體通過阻斷免疫檢查點的抑制性信號通路，松開免疫反應(yīng)的“剎車”，進而激活T細胞，起到抗腫瘤的免疫效應(yīng)[5-6]。

目前研究較多的免疫檢查點分子包括細胞毒性 T 淋巴細胞相關(guān)抗原 4(cytotoxic T-lymphocyte associated antigen 4，CTLA-4)和程序化細胞死亡蛋白 1(programmed cell death protein 1，PD-1)。CTLA-4通過結(jié)合B7分子起到“免疫剎車”作用，從而抑制T細胞活化。CTLA-4抑制劑伊匹單抗(ipilimumab)作為最早應(yīng)用于臨床的免疫檢查點抑制劑[7]，2011年由美國食品藥品監(jiān)督管理局(Food and Drug Administration，F(xiàn)DA)批準用于惡性黑色素瘤的一線治療并取得顯著治療效果[8]。PD-1與其配體細胞程序性死亡配體-1(programmed cell death protein ligand-1，PD-L1)結(jié)合可抑制T細胞活性[9]。在膠質(zhì)瘤微環(huán)境中，PD-1/PD-L1軸的上調(diào)是免疫抑制的重要因素，PD1/PD-L1信號傳導(dǎo)影響早期T細胞活化，抑制其細胞毒性、增生和促炎細胞因子的產(chǎn)生[10]。2014年P(guān)D-1抑制劑帕博利珠單抗(pembrolizumab)和納武利尤單抗(nivolumab)由FDA批準用于惡性黑色素瘤的治療[11-12]，之后又逐漸獲批用于非小細胞肺癌、腎癌、尿路上皮癌、經(jīng)典霍奇金淋巴瘤、錯配修復(fù)基因缺陷等腫瘤的治療[13]，均取得顯著治療效果。

免疫檢查點抑制劑在實體腫瘤中的廣譜治療效果也驅(qū)動膠質(zhì)瘤的臨床研究開展。有研究[14]PD-L1表達與GBM患者預(yù)后相關(guān)。CheckMate153 Ⅰ期臨床研究[15]旨在觀察納武利尤單抗聯(lián)合伊匹單抗治療復(fù)發(fā)GBM的安全性和治療效果，40名患者被分為3組：納武利尤單抗、伊匹單抗，以及納武利尤單抗 + 伊匹單抗，結(jié)果顯示納武利尤單抗單藥治療耐受性優(yōu)于納武利尤單抗 + 伊匹單抗，聯(lián)合用藥耐受性受伊匹單抗劑量的影響。因不良反應(yīng)較重，之后開展的CheckMate143 Ⅲ期臨床研究[16]轉(zhuǎn)而比較納武利尤單抗和貝伐單抗(bevacizuma)治療復(fù)發(fā)GBM的療效和安全性，369例復(fù)發(fā)GBM的患者隨機分為納武利尤單抗組和貝伐單抗組，結(jié)果顯示相較于貝伐單抗，納武利尤單抗未能提高復(fù)發(fā)GBM患者的總生存期(overall survival，OS)、無進展生存期(progression free survival，PFS)和總反應(yīng)率(overall response rate，ORR)，僅在客觀緩解反應(yīng)持續(xù)時間方面顯示部分優(yōu)勢。

GBM中免疫檢查點抑制劑應(yīng)用受限的原因，可能與其PD-L1及腫瘤突變負荷較低、瘤床缺乏足量的細胞毒性T淋巴細胞、微衛(wèi)星穩(wěn)定性、潛在的自身免疫、以及血-腦脊液屏障的存在相關(guān)。臨床研究[17]中也的確發(fā)現(xiàn)少數(shù)PD-L1表達較高的患者可以從免疫檢查點抑制劑治療中獲益。

免疫檢查點抑制劑在膠質(zhì)瘤治療中仍存在挑戰(zhàn)[1]，尚未確定對治療有反應(yīng)的患者亞組及其生物標(biāo)志物，目前的研究多集中于聯(lián)合治療，包括免疫檢查點抑制劑與放射治療、化學(xué)藥物治療、分子靶向藥物及溶瘤病毒等的聯(lián)合，而其最佳組合、治療順序及劑量等都值得進一步探索。 其他免疫檢查點分子如淋巴細胞活化因子3(lymphocyte activation gene-3, LAG3)、T細胞免疫球蛋白黏液素(T cell immunoglobulin mucin, TIM)、吲哚胺2,3-雙加氧酶1(indoleamine 2,3-dioxygenase 1, IDO1)的研究也正在進行中。

2 CAR-T細胞療法

CAR-T療法是一種新型細胞免疫治療方法。CAR是一種由胞內(nèi)信號傳導(dǎo)區(qū)、跨膜區(qū)和胞外抗原結(jié)合區(qū)3部分組成的人工融合蛋白，其抗原結(jié)合區(qū)可特異性識別腫瘤相關(guān)抗原。CAR-T技術(shù)是將靶抗原受體基因片段通過載體整合進入正常T細胞基因序列，形成嵌合抗原受體T細胞，被重新編碼的T細胞獲得特異性識別和攻擊殺傷腫瘤細胞的能力[18]。目前 CAR-T 療法在急性淋巴細胞白血病[19]、B 細胞淋巴瘤[20]、多發(fā)性骨髓瘤[21]等多種血液腫瘤和部分實體腫瘤如黑色素瘤、胰腺癌、肺癌等顯示出良好的治療效果[22-25]。

CAR-T用于膠質(zhì)母細胞瘤的治療近期已引起腫瘤學(xué)界廣泛關(guān)注。Brown等[26]報道應(yīng)用靶向IL13Rα2的CAR-T瘤腔內(nèi)注射治療3例復(fù)發(fā)GBM，發(fā)現(xiàn)患者對CAR-T輸注均耐受良好，1例患者在輸注后迅速出現(xiàn)炎性壞死反應(yīng)，其中2例患者獲得短暫治療效果，1例患者在輸注后行手術(shù)活檢，病理結(jié)果顯示IL13Rα2表達下降。初步展示了CAR-T療法在GBM治療中的安全性與可行性。之后，Brown等[27]報道了1例瘤腔和腦室雙通路注射IL13Rα2靶向CAR-T細胞成功治療復(fù)發(fā)GBM的病例，患者因CAR-T治療獲得疾病緩解7.5個月，從而證實了IL13Rα2作為GBM免疫治療靶標(biāo)的可行性和有效性。

針對其他腫瘤相關(guān)抗原的CAR-T臨床研究也在GBM中取得一定成效。O’Rourke等[28]開展的一項Ⅰ期臨床研究，采用靶向表皮生長因子受體突變體Ⅲ(epidermal growth factor receptor variant Ⅲ，EGFRvⅢ)的CAR-T細胞治療10例復(fù)發(fā)性/難治性GBM患者。EGFRvⅢ在初診GBM中表達率約為30%，通常認為與較差的預(yù)后相關(guān)。患者接受單劑量靜脈輸注CAR-T細胞，全部患者輸注后1個月內(nèi)外周血實時熒光定量聚合酶鏈反應(yīng)(real-time quantitative polymerase chain reaction，qPCR)和流式細胞儀均檢測到循環(huán)CAR-T細胞。部分患者在CAR-T輸注后接受了手術(shù)，發(fā)現(xiàn)輸注后腫瘤區(qū)域存在CART-EGFRvⅢ細胞浸潤和激活跡象，且GBM細胞中EGFRvⅢ的表達水平下降。臨床研究過程中未發(fā)現(xiàn)脫靶效應(yīng)和細胞因子釋放綜合征等嚴重不良反應(yīng)。盡管本項Ⅰ期臨床研究的主要終點是安全性，而不是治療效果，但1例患者在輸注CAR-T細胞18個月后病情仍保持穩(wěn)定，7例患者的生存時間較預(yù)期均有所延長，中位總生存期251 d。該研究首次報道CAR-T細胞可成功跨越血-腦脊液屏障到達腦部腫瘤，并觀察到良好的安全性。

Ahmed等[29]開展一項CAR-T靶向人類表皮生長因子受體2(human epidermal growth factor receptor-2，HER2)治療進展GBM的Ⅰ期臨床研究[30-32]，采用劑量爬坡方式，細胞輸注劑量1×(106～108)/m2，16例可評估患者中位生存期11.1個月，治療效果顯示部分緩解1例，疾病穩(wěn)定7例，疾病進展8例，未發(fā)現(xiàn)劑量限制性毒性。另外，靶向CD70[30]、神經(jīng)節(jié)苷脂2(ganglioside, GD2 )[31]或生促紅素人肝細胞A2(erythropoietin producing hepatocelluar A2, EphA2)[32]的CAR-T治療膠質(zhì)瘤的研究也取得進展。

CAR-T在膠質(zhì)瘤治療中的應(yīng)用仍處于探索階段，已報道的臨床研究[30-32]中并未發(fā)現(xiàn)嚴重危及生命的CRS或治療相關(guān)神經(jīng)毒性，但其有效率和作用持續(xù)時間遠遜于血液腫瘤，且有研究[29]顯示CAR-T細胞輸注后腫瘤區(qū)域的調(diào)節(jié)性T細胞(regulatory T cells，Tregs)浸潤增加，免疫抑制分子如IDO1、PD-L1和白細胞介素-10(interleukin-10，IL-10)等表達升高，表明腫瘤在CAR-T細胞輸注后產(chǎn)生了局部免疫抑制反應(yīng)，顯示出腦腫瘤對免疫治療反應(yīng)的復(fù)雜性，也提示CAR-T聯(lián)合IDO1、PD1/PD-L1抑制劑等治療GBM可能具有一定的應(yīng)用前景。

3 其他免疫治療

近年來綠原酸(chlorogenic acid，CHA)的抗腫瘤作用得到腫瘤學(xué)界的廣泛關(guān)注及深入研究[33]，綠原酸是一種多酚類化合物，也是一種天然的小分子免疫治療劑，Xue等[34]牽頭的綠原酸注射液治療晚期惡性腦膠質(zhì)瘤的Ⅰ期臨床研究結(jié)果顯示綠原酸具有良好的安全性和耐受性，治療復(fù)發(fā)進展高級別GBM臨床獲益率50%以上，部分受試者腦組織中的靶病灶縮小或消失，且發(fā)現(xiàn)綠原酸與替莫唑胺有協(xié)同效應(yīng)，可逆轉(zhuǎn)替莫唑胺的耐藥性。從而為復(fù)發(fā)進展GBM提供了新的治療選擇。綠原酸的抗腦膠質(zhì)瘤分子作用機制可能與其調(diào)節(jié)免疫功能、促進腫瘤細胞凋亡、抑制腫瘤細胞侵襲和轉(zhuǎn)移能力，以及抑制腫瘤血管再生相關(guān)。Xue等[34]研究表明綠原酸可以通過促進信號傳導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子1(signal transducers and activators of transcription1, STAT1)活化，增加脂多糖/γ-干擾素(lipopolysaccharide/interferon-γ, LPS/IFN-γ)介導(dǎo)的 M1 型巨噬細胞相關(guān)標(biāo)志物如誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase, iNOS)、主要組織相容性復(fù)合體II(major histocompatibility complex II, MHC II)和CD11c。通過抑制STAT6活化，減少IL-4介導(dǎo)的M2型巨噬細胞標(biāo)志物精氨酸酶(arginase, Arg)和CD206的表達，從而抑制膠質(zhì)瘤細胞的生長。Sitarek等[35]將膠質(zhì)瘤細胞經(jīng)綠原酸處理后，流式細胞分析和凋亡相關(guān)基因表達檢測發(fā)現(xiàn)綠原酸可使p53表達增加，上調(diào)B細胞淋巴瘤-2相關(guān)X的蛋白質(zhì)/B細胞淋巴瘤-2(BCL2-associated X protein/B-cell lymphoma-2, Bax/Bcl-2)比例，從而介導(dǎo)膠質(zhì)瘤細胞的凋亡。Belkaid 等[36]發(fā)現(xiàn)綠原酸可抑制葡萄糖-6-磷酸轉(zhuǎn)運蛋白(glucose-6-phosphate transporter, G6PT)活性，抑制細胞在腦組織的糖酵解途徑，使細胞內(nèi)腺嘌呤核苷三磷酸(adenosine triphosphate, ATP)水平降低，降低基質(zhì)金屬蛋白酶-2(matrix metalloproteinase-2, MMP-2)分泌，通過膜型基質(zhì)金屬蛋白酶/葡萄糖-6-磷酸轉(zhuǎn)運蛋白(membrane type-1 matrix metalloproteinase/G6PT, MT1-MMP/G6PT)信號軸抑制1-磷脂-神經(jīng)鞘氨醇(1-phospholipid-sphingosine, S-1-P)介導(dǎo)的細胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶(extracellular regulated protein kinases, ERK)途徑磷酸化，從而抑制膠質(zhì)瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移。Park等[37]研究表明綠原酸可以通過下調(diào)缺氧誘導(dǎo)因子-1α/蛋白激酶B(hypoxia inducible factor-1α/protein kinase B, HIF-1α/AKT)途徑抑制乏氧誘導(dǎo)的血管生成，從而抑制腫瘤增生。

關(guān)于綠原酸抗腦膠質(zhì)瘤的具體作用機制、聯(lián)合用藥方式及劑量、受益患者群體特征及分子標(biāo)志物等方面尚未明確，有待于進一步研究。目前關(guān)于綠原酸治療復(fù)發(fā)進展GBM的II期臨床研究[38-39]已啟動。

溶瘤病毒治療腦膠質(zhì)瘤近年來也取得顯著進展。溶瘤病毒是一類具有復(fù)制能力的腫瘤殺傷性病毒，不僅在腫瘤細胞內(nèi)無限增生導(dǎo)致其死亡，還可直接或間接激活抗腫瘤免疫系統(tǒng)，特異性殺傷腫瘤細胞。目前已有多種具有嗜腫瘤病毒被改造成溶瘤病毒，包括新城疫病毒、單純皰疹病毒-1、呼腸孤病毒、溶瘤腺病毒等。Ezzeddine等[38]最早報道采用轉(zhuǎn)基因單純皰疹病毒治療惡性膠質(zhì)瘤。van den Bossche等[39]將人單核細胞衍生的巨噬細胞與溶瘤腺病毒Delta24-RGD感染的原代神經(jīng)膠質(zhì)瘤干細胞共培養(yǎng)，并分析其免疫表型，細胞因子表達和分泌譜。分析來自18個Delta24-RGD治療患者的腦脊液細胞因子水平，并測定這些腦脊液樣品對體外巨噬細胞表型的影響，該研究證實在人類GBM中局部Delta24-RGD治療不僅可以直接殺傷腫瘤細胞，誘導(dǎo)T細胞介導(dǎo)的抗腫瘤效應(yīng)，而且可以促使腫瘤局部微環(huán)境中的巨噬細胞由M2表型向M1表型轉(zhuǎn)變，從而達到抑制膠質(zhì)瘤生長的目的。Desjardins等[40]開展脊髓灰質(zhì)炎病毒PVSRIPO治療復(fù)發(fā)GBM 的Ⅰ期臨床研究，共入組61例患者，采用瘤腔內(nèi)注射的劑量爬坡試驗，結(jié)果顯示未發(fā)現(xiàn)病毒相關(guān)腦病及病毒脫落，患者在24個月及36個月的總生存率均為21%，有2例患者在輸注69個月后仍然存活。盡管其安全性和治療效果仍有待提高和改善，但溶瘤病毒在GBM的治療中已展現(xiàn)出廣泛的應(yīng)用前景，且有研究[41]顯示，溶瘤病毒聯(lián)合放射治療可明顯增強對膠質(zhì)瘤的治療效果，而其他治療如化學(xué)藥物治療、免疫檢查點抑制劑、CAR-T等是否可聯(lián)合溶瘤病毒治療仍需進一步的臨床研究探索。

4 小結(jié)

過去幾十年腦膠質(zhì)瘤的存活率并無明顯變化，治療手段也缺乏大的突破。傳統(tǒng)的治療方式包括手術(shù)、放射治療、化學(xué)藥物治療，其中替莫唑胺是唯一一個可通過血-腦脊液屏障并使用至今的一線化療藥物，目前尚無其他藥物能取代替莫唑胺。

近年來，免疫治療以其高度選擇性、廣譜抗腫瘤、低不良反應(yīng)等優(yōu)勢，在腦膠質(zhì)瘤的治療中取得了令人欣喜的成果，但中樞神經(jīng)系統(tǒng)的獨特性，尤其“免疫豁免區(qū)”和膠質(zhì)瘤免疫抑制微環(huán)境的存在嚴重影響并限制了免疫治療在膠質(zhì)瘤中的應(yīng)用，血-腦脊液屏障的存在也限制了很多大分子抗體和免疫細胞在腦部的作用。與體部腫瘤相比，免疫治療在膠質(zhì)瘤中的療效仍存在較大差距。深入了解和闡述免疫治療在腦膠質(zhì)瘤治療中的應(yīng)用及相關(guān)問題，有助于在今后的研究中制定出科學(xué)合理的治療策略。

免疫治療在膠質(zhì)瘤治療中可謂機遇和挑戰(zhàn)并存。前述多項研究結(jié)果均提示膠質(zhì)瘤免疫治療的聯(lián)合應(yīng)用療效可期，關(guān)于免疫檢查點抑制劑與CAR-T、溶瘤病毒與免疫檢查點抑制劑等聯(lián)合應(yīng)用治療GBM的多項臨床研究正在開展中，開發(fā)新型免疫治療手段，并對現(xiàn)有研究結(jié)果進行詳細分層和科學(xué)評價，或?qū)槟z質(zhì)瘤的免疫治療帶來新的思路。