腦膠質瘤免疫治療進展與展望

舒凱 雷霆 朱洪濤 黃逸民 劉俊峰

膠質瘤是成人中樞神經系統(central nervous system,CNS)最常見的惡性腫瘤，約占所有CNS惡性腫瘤的80%[1]。目前，膠質瘤的治療主要為手術切除及術后放化療、電場治療等綜合治療，但效果并不理想，腫瘤易復發，病人預后差[2]。有研究表明，在以腫瘤相關小膠質細胞/巨噬細胞(tumor-associated microglia/macrophages,TAMs)及調節性 T 細胞(Tregs)為代表的大量免疫抑制性細胞浸潤及IL-10、TGFβ等免疫抑制性細胞因子等因素共同作用下，膠質瘤內呈現顯著的免疫抑制微環境，是膠質瘤不良預后的重要成因[3]。經過繼性免疫治療、主動免疫治療及被動免疫治療等多種途徑激活膠質瘤內免疫反應，是未來攻克腦膠質瘤最具前景和潛力的手段之一。

一、腦膠質瘤免疫微環境特點

傳統觀點認為，由于血腦屏障的阻斷作用以及腦內缺乏淋巴系統，CNS是“免疫豁免”器官。隨著研究的深入，CNS內發現了淋巴管結構的存在[4-5]，在膠質瘤尤其是膠質母細胞瘤(GBM)病人中，血腦屏障亦存在不同程度的破壞，腫瘤內存在大量、多種免疫細胞浸潤。

TAMs是膠質瘤微環境中含量最多的一類免疫細胞，可占所有細胞的30%[6]。TAMs包括顱內原位小膠質細胞及腫瘤細胞經外周血募集的巨噬細胞，TAMs可在不同微環境因素及細胞因子作用下極化并呈現出不同的表型特點，其極化形式包括促進免疫應答、抑制腫瘤生長的經典途徑(M1型)及抑制免疫應答、促進腫瘤生長的替代途徑(M2型)[6]。在多種微環境組分共同作用下，膠質瘤中的 TAMs 以M2型為主，其高表達并分泌IL-10、TGFβ等細胞因子，形成和維持膠質瘤內免疫抑制性微環境，在膠質瘤增殖、侵襲、治療抵抗等方面發揮重要作用[6]。

除TAMs外，Tregs在促進膠質瘤內免疫抑制性微環境的形成和維持中亦發揮重要作用。研究表明Tregs浸潤程度隨膠質瘤級別升高而增加，Tregs高浸潤提示膠質瘤病人不良預后[7]。Tregs一方面經CTLA-4與CD80/CD86結合而抑制效應 T 細胞激活，另一方面,Tregs分泌IDO、TGFβ等免疫抑制性細胞因子而抑制樹突狀細胞(DC)及其他淋巴細胞活性，進而促進膠質瘤內免疫抑制性微環境的形成和維持[8]。

二、腦膠質瘤免疫治療現狀

1.嵌合抗原受體T細胞(chimeric antigen receptor T Cell,CAR-T)療法:CAR-T細胞療法是指通過基因工程手段將T細胞的活化基因與識別腫瘤相關抗原的抗體單鏈可變區編碼基因融合并轉染自體T細胞，從而使T細胞具備特異性識別并殺傷腫瘤細胞的能力[9]。CAR-T細胞療法在淋巴瘤及晚期急、慢性淋巴細胞白血病等血液系統腫瘤的治療中療效顯著，已被批準用于多種血液系統惡性腫瘤的臨床治療。

自2004年以IL-13Rα2為靶點的首個針對GBM的CAR-T治療臨床前試驗開展以來，包括IL-13Rα2、EGFRvⅢ、HER2、EphA2、B7-H3、CAIX、CD133等靶點在內的靶向膠質瘤的CAR-T療法在臨床前研究中被證實有效[10]。其中，IL-13Rα2、EGFRvⅢ、HER2已在成人GBM病人中進行臨床試驗，然而，目前在包括膠質瘤在內的多種實體腫瘤中，CAR-T細胞治療并未展現出類似其在血液系統惡性腫瘤治療中的強大療效，其原因可能包括腫瘤細胞對靶向單一抗原的CAR-T細胞產生抗性以及膠質瘤等實體腫瘤內存在顯著的免疫抑制微環境等。

為減少腫瘤細胞對CAR-T療法的抗性，研究者在GBM臨床前模型中設計了同時靶向多個靶點的CAR-T療法并取得了較好的療效。Bielamowicz等[11]開發了一種同時靶向HER2、 IL-13Rα2和EphA2的三價CAR-T細胞，在裸鼠異種移植物模型中幾乎能識別所有腫瘤細胞，并減少了因抗原逃避而引起的抗腫瘤活性下降。此外，研究表明,輔助放療可激活腫瘤相關抗原表達，在促進CAR-T細胞靶向腫瘤細胞的同時增加一系列細胞因子及趨化因子的釋放，進而改善免疫抑制微環境[12]，也是未來提高CAR-T細胞療法療效的潛在方法之一。

2.免疫檢查點(Immune checkpoints，ICs)抑制劑：ICs是T淋巴細胞表面的、具有免疫抑制功能的調控蛋白。生理情況下，機體在啟動免疫反應的同時也會上調ICs蛋白的表達，在適當時間終止免疫反應，是防止過度免疫反應損傷自身正常組織的重要分子。目前ICs已被報道在包括膠質瘤在內的多種惡性腫瘤組織中高表達，持續激活其下游免疫抑制信號，進而實現腫瘤細胞免疫逃逸。免疫檢查點抑制劑(immune checkpoint inhibitors,ICIs)是靶向ICs蛋白的抑制劑，在黑色素瘤、非小細胞肺癌的治療中已取得了較好的療效。在膠質瘤中，包括靶向細胞毒性 T 淋巴細胞相關抗原-4(Cytotoxic T-lymphocyte antigen 4,CTLA4)、程序性細胞死亡蛋白 1(programmed cell death protein 1,PD-1)及其受體PD-L1等在內的一系列ICIs臨床前研究及臨床試驗也正在展開。

在GBM病人中，T細胞CTLA4表達水平與病人預后負相關。膠質瘤荷瘤小鼠模型中，CTLA4抑制劑可促進CD4+T細胞增殖、抑制Treg細胞[13]。目前，CTLA4抑制劑Ipilimumab已用于一項GBM病人的Ⅲ期臨床試驗，但療效不佳，該臨床試驗已暫停[14]。PD-1/PD-L1也是介導腫瘤細胞免疫逃逸的重要靶點。研究表明，PD-L1的表達與膠質瘤級別正相關，PD-1/PD-L1高表達提示GBM病人不良預后。臨床前實驗表明，PD-1抑制劑與放療、替莫唑胺化療等聯合可顯著延長荷瘤小鼠生存期[15-16]。目前PD-1抑制劑有Nivolumab、Pembrolizumab及Pidilizumab，PD-L1抑制劑包括Avelumab、Durvalumab、Atezolizumab，有多項PD-1/PD-L1抑制劑治療膠質瘤病人的臨床試驗正在進行中，但目前PD-1/PD-L1抑制劑治療GBM的Ⅲ期臨床試驗均以失敗告終。除CTLA4、PD-1/PD-L1外，吲哚胺雙加氧酶(indoleamine 2,3-dioxygenase,IDO)、淋巴細胞活化基因3(lymphocyte activation gene 3,LAG-3)以及T 細胞免疫球蛋白黏蛋白 3(T cell immunoglobulin mucin-3,TIM-3)等新的ICs也被證實介導膠質瘤免疫逃逸，相對應的抑制劑也已進入臨床試驗階段。新靶點的開發以及多種ICIs與其他治療方式聯用是未來研究和治療的方向。

3.DC疫苗：樹突狀細胞(dendritic cell,DC)是免疫系統中功能最強大的抗原提呈細胞，可直接激活細胞毒性T細胞殺傷腫瘤細胞?；谠撎匦?，DC疫苗療法被設計，即在體外用腫瘤相關抗原誘導腫瘤病人自身DC細胞活化后再回輸病人體內，進而激活細胞毒性T細胞特異性殺傷腫瘤細胞，是近年來腫瘤免疫治療的一大熱點。目前，在DC疫苗治療膠質瘤的基礎和臨床研究中所應用的疫苗制備策略包括腫瘤裂解物抗原、腫瘤相關抗原或腫瘤相關抗原肽段、膠質瘤干細胞、腫瘤來源的外泌體以及編碼腫瘤相關抗原的核酸等[17]。不同策略所制備疫苗的有效性和安全性也各不相同，例如非特異性抗原會提高免疫應答效率，提高細胞毒性T細胞對腫瘤細胞的識別和殺傷作用，但也可能提高自身免疫性疾病的發生風險。目前已有多項DC疫苗治療膠質瘤的臨床研究開展，接種膠質瘤干細胞特異性DC疫苗及靶向EGFRvⅢ的DC疫苗的膠質瘤病人的總生存期及無進展生存期有一定延長[18]。然而，一項DC疫苗治療新診斷膠質母細胞瘤的Meta分析表明，與對照組相比，接種DC疫苗的病人的總生存率、中位無進展生存期均無明顯改善[19]，提示DC疫苗在膠質瘤治療中仍面臨巨大挑戰，這可能與膠質瘤廣泛存在的瘤內、瘤間異質性及復雜的微環境相關。開發同時靶向多種腫瘤特異性抗原、聯合其他綜合治療手段在未來可能會為基于DC疫苗的膠質瘤免疫治療帶來新的突破。

4.溶瘤病毒：自1991年Science雜志首次報道經基因改造后的變體病毒(早期溶瘤病毒)在體外用于人腦膠質瘤治療起，溶瘤病毒在腦膠質瘤治療領域的基礎和臨床研究取得了飛速的發展[20]。溶瘤病毒分為具有復制能力的病毒和復制缺陷型病毒，其特異性識別腫瘤細胞并在腫瘤細胞內大量復制最終導致腫瘤細胞溶解、釋放腫瘤相關抗原、誘發腫瘤特異性免疫反應，從而高效的清除腫瘤細胞。由于溶瘤病毒能通過相應受體特異性識別腫瘤細胞且其復制依賴于腫瘤特異性啟動子，溶瘤病毒不會對正常腦組織細胞產生影響，其體內外安全性已被多項研究證實。目前膠質瘤治療中使用的溶瘤病毒包括單純皰疹病毒1型(herpes simplex virus-1,HSV-1)、腺病毒、呼腸孤病毒、麻疹病毒(measles virus,MV)、脊髓灰質炎病毒(poliovirus,PV)、新城疫病毒(newcastle disease virus,NDV)等[21]。溶瘤病毒經歷了三代發展，從最初的僅具有腫瘤特異性到現階段的同時兼具腫瘤特異性、免疫調節及免疫治療功能，與之對應的多項膠質瘤治療臨床實驗亦正在開展或已完成，其中部分試驗表現出了有效的腫瘤細胞殺傷能力和較高的安全性。近日，新英格蘭醫學雜志報道了一種基于腺病毒的溶瘤病毒DNX-2401治療腦干膠質瘤的I期臨床試驗，病人的中位生存期達17.8個月，延長了約50%，展現出了溶瘤病毒在膠質瘤治療中的強大作用與未來應用潛力[22]。未來應針對溶瘤病毒與腫瘤微環境組分間相互作用展開深入研究，充分考慮腫瘤異質性，尋找和構建更有效的溶瘤病毒。

三、腦膠質瘤免疫治療展望

隨著基礎及臨床研究的發展，我們對CNS及腦膠質瘤內免疫微環境的認識不斷深入，相應的多種免疫治療方案也不斷進步。然而，盡管多種免疫治療方案在臨床前實驗中展現出了強大的抗腫瘤活性及較高的安全性，目前免疫治療仍未發展成為腦膠質瘤的一線治療方案，免疫治療進入臨床試驗療效欠佳的原因主要包括腦膠質瘤病人顯著的瘤內及瘤間異質性、瘤內復雜的微環境組分以及高度免疫抑制的免疫微環境等。在未來的研究中，需要充分考慮免疫治療工具與腫瘤細胞及微環境組分間相互作用、激活腫瘤微環境中的免疫反應并針對腫瘤異質性開發相對個體化治療方案、多靶點和多種免疫治療方案相聯合并與傳統的手術切除及放化療相結合。相信隨著上述研究的不斷突破，免疫治療將很快成為膠質瘤標準療法的重要組成部分。