細胞因子免疫療法治療神經母細胞瘤的研究進展

文馨（綜述） 蔡寧 張鐵軍 陳興 棟索晨（審校）

（復旦大學公共衛生學院流行病學教研室 上海 200032）

神經母細胞瘤（neuroblastoma，NB）是一種起源于交感神經系統的胚胎性腫瘤，發生于胎兒時期或出生后早期，是兒童最常見的顱外實體惡性腫瘤之一。NB占所有兒童癌癥病例的6%～10%，死亡病例占所有兒童癌癥相關死亡病例的9%～15%［1］。國際NB分期系統（international neuroblastoma staging system，INSS）根據預后因素將患者分為低、中和高風險組，不同風險組結局不同。非高風險組和高風險組NB患者的5年生存率分別為90%和50%，高風險組預后較差［1］。

傳統治療包括化療、原發性腫瘤的外科減瘤或切除、放療、分化劑治療（如13-順式視黃酸）和自體骨髓移植等［2-4］。大多數高危NB兒童在誘導化療后短時間內病情得到緩解，但是與不接受放療的患者相比，轉移部位接受放療的患兒5年生存率無顯著改善［3-5］。許多患者在接受放/化療后使用額外的鞏固治療（如手術切除）仍無法避免復發的可能，多達20%的高危NB患者誘導治療無顯著作用。手術切除雖然具有一定優勢，但并未顯著改善患者5年生存率［5］。對于確診時年齡在18個月或以上的晚期NB患者，原發腫瘤部位的手術對局部控制率和預后沒有效果［6］。

雖然這些傳統的治療方法對治療結局起到一定的效果，但大多數高危NB患者有復發危險，且轉移灶對多種藥物耐藥，因此尋找替代方法（如免疫療法）是非常有必要的。腫瘤免疫療法作為一種潛在的腫瘤治療有效手段，通過激發或調動機體的免疫系統，增強腫瘤微環境抗腫瘤免疫力，從而控制和殺傷腫瘤細胞。免疫療法和現代生物高科技技術結合，已發展成為繼手術、化療和放療之后的第4種腫瘤治療方法。

與NB相關的主要免疫療法有細胞因子、樹突狀細胞疫苗、抗GD2抗體和異基因造血干細胞移植。抗GD2單抗類藥物作為相對最成熟的免疫治療手段，是NB治療的研究熱點之一。GD2是一類獨特的、不依賴于T細胞的糖類抗原，大量散布在細胞膜外，以瘤胚抗原的形式存在。當前單克隆抗體chimeric 14.18（ch14.18）在臨床上表現出良好的療效，可以和抗GD2單抗藥物協同使用的、基于細胞因子的免疫療法同樣具有良好的治療前景。細胞因子免疫療法通過自身對免疫系統的誘導和激活為免疫療法的應用提供了更多可能性。本文綜述了幾類基于細胞因子的免疫療法在NB患兒中的應用［7-9］。

基于細胞因子的免疫療法細胞因子是相對分子質量低于30 000的多肽或糖蛋白，為不同細胞類型提供生長、分化和炎癥或抗炎信號，能有效激活腫瘤的免疫細胞和/或抵消免疫抑制，從而抑制腫瘤，基于細胞因子的免疫療法已經被廣泛研究并用于癌癥治療。IL-2能夠誘導自然殺傷細胞（natural kill cell，NK）增殖并增強其細胞溶解能力，驅動CD8+T細胞增殖和活化，促進B細胞的增殖和抗體分泌［10］。IL-21基因轉移或重組可引發抗腫瘤作用，誘導NK和/或細胞毒性T淋巴細胞（cytotoxic tlymphocyte，CTL）應答［10-11］。粒細胞-巨噬細胞集落刺激因子（granulocyte-macrophage colony stimulating factor，GM-CSF）通過旁分泌方式發揮作用，以募集循環中性粒細胞、單核細胞和淋巴細胞，增強其在宿主防御中的功能［11］。基于IL-2、IL-21和GM-CSF等幾種重要的細胞因子免疫療法已在腫瘤免疫治療中得到廣泛研究。

IL-2IL-2是相對分子質量為15 000的單體分泌糖蛋白，以球狀結構存在，由4個α螺旋折疊成典型的Ⅰ型細胞因子［12］。IL-2是骨髓T淋巴細胞的促生長活性因子，也是最早在分子水平上表征的細胞因子之一［12］。實驗表明，IL-2由有絲分裂原刺激后的細胞產生，是一種存在于條件培養基中的可溶性活性物質，它的發現使產生和培養T淋巴細胞成為可能［12-13］。IL-2對許多細胞類型發揮作用，尤其是T淋巴細胞。IL-2對調節CD4+和CD8+T細胞增殖中的免疫激活和穩態至關重要［14］。

1996年，西班牙的一個研究小組發現自體骨髓移植（autologous bone marrow transplantation，ABMT）后，IL-2治療期間能夠觀察到NK的活化與應答變化，可以應用于免疫治療中改善IL-2給藥的時間表，設計新的免疫治療方案，為治療Ⅳ期NB提供了希望［15］。IL-2靶向治療與抗二異神經節苷脂抗體融合蛋白能夠誘導細胞介導的抗腫瘤反應，有效根除已建立的骨髓和肝轉移在NB的同基因模型。其機制具有NK依賴性，NK缺乏會破壞其抗腫瘤作用。靶向腫瘤微環境傳遞細胞因子誘導了一種有效的細胞免疫反應，這種由NK介導的免疫反應為治療轉移性NB提供了一種新策略［17］，對于高劑量化療后T細胞功能被抑制，但NK細胞充足的患者可能具有普遍的臨床意義。

IL-2在許多研究中顯示出抗腫瘤活性，它能夠激活和增強NK和T細胞的細胞溶解活性，其與IL-12對激活多種類型免疫細胞的過程具有部分重疊的作用，免疫細胞通過IL-2上調IL-12受體和信號傳導與轉錄激活蛋白（signal transducer and activator of transcription，STAT），從而在激活NK細胞的過程中起協同作用［16］。用IL-2和IL-12組合處理的NK細胞表現出體外細胞溶解活性增強，更有效地裂解NB細胞，并且可以降低所需的抗體（如抗二唾液酸神經節苷脂抗體）劑量，從而降低毒性［17］。Barker等［18］測試了自體成纖維細胞的抗腫瘤作用，而不是在NB小鼠模型中離體轉染以表達IL-2和IL-12的腫瘤細 胞 的 抗 腫 瘤 作 用。Siapati等［16］發現IL-2和IL-12在腫瘤細胞中共轉染時，可有效對抗疾病，為治療NB提供了一種有前景的免疫治療方法，CD4+和CD8+T細胞能夠介導這種反應。同源的IL-2和IL-12共轉染的成纖維細胞不僅對疾病具有治療作用，還能夠產生免疫記憶［18］。Hart等［19］將成纖維細胞和離體轉染的腫瘤細胞共表達的IL-2和IL-12與Neuro-2A腫瘤細胞共同注射，消除了患者體內的致瘤性，用3種瘤內劑量轉染的成纖維細胞治療具有顯著療效，治愈率可達到90%。

IL-21IL-21是IL-2細胞因子家族的成員。它是一種與IL-2和IL-15密切相關的細胞因子，通過與由特異性IL-21R亞基和普通IL-2R-γ鏈亞基組成的異二聚體受體相互作用，促進T細胞、B細胞和NK細胞的功能活性［20］。IL-21還促進CD8+效應T細胞的增殖和細胞毒性功能以及γ干擾素（interferon-γ，IFN-γ）生成，并在調節B細胞應答中發揮重要作用［20］。

IL-21參與自身免疫系統的發育，與IL-2不同，IL-21不能促進抗CD3活化的調節性T細胞（Treg cell）增殖。由于Treg細胞參與抑制抗腫瘤免疫，所以IL-21可能比IL-2更適合誘導抗腫瘤免疫。IL-21基因轉移或重組可引發抗腫瘤作用，從而誘導NK和CTL應答。研究表明，IL-21的基因傳遞增強了NB模型中抗原特異性疫苗的效價。Croce等［21］通過研究IL-21基因修飾細胞（neuro2a/IL-21）在同基因轉移性NB模型中的治療效果，證明分泌IL-21的NB細胞通過以生存素為抗原的特異性CTL反應，對轉移性NB小鼠具有治療性作用。研究結果顯示，通過注射該IL-21基因修飾細胞疫苗，可以將患病個體的平均無病生存率從22天提高到44天，并治愈其中的14%，在多次注射疫苗后，還可以提高到75天，并治愈33%的病患［21］。這揭示了IL-21在NB基因免疫治療中的潛在作用。

IL-21發揮抗腫瘤活性無需CD4+T細胞的協助，其作為輔助性因子可以直接刺激CD8+T細胞增殖和功能活動。此外，IL-21可抑制輔助性T細胞（helper T cell，Th）發育和樹突狀細胞分化［22］。通過去除Treg細胞及其前體和其他可能免疫抑制的CD4+細胞亞群，抗CD4單克隆抗體（monoclonal antibody，mAb）也可以加強基于IL-21的免疫治療，從而允許IL-21驅動的CD8+T細胞應答的發展，介導NB細胞的死亡。通過抗CD4單克隆抗體和重組IL-21的聯合免疫療法誘導CD8+T細胞應答，并將CD4+T細胞免疫調節重編程為抗腫瘤功能，使腫瘤根除并獲得持久免疫。Ferrini等［22］通過該方法實現了對NB患者高達70%的治愈率。

GM-CSFGM-CSF是一種造血生長因子和免疫調節劑，主要由活化的T細胞、B細胞、巨噬細胞、纖維細胞、上皮細胞和一些腫瘤細胞產生，可刺激骨髓前體細胞增殖分化為中性粒細胞和巨噬細胞，增強腫瘤相關抗原的有效處理及表達，從而增強機體的抗腫瘤免疫反應，達到抗腫瘤作用［23］。GMCSF雖然是局部產生的，但它能以旁分泌的方式吸收循環的中性粒細胞、單核細胞和淋巴細胞，增強它們在宿主防御中的功能［24］。研究認為，GM-CSF具有促進樹突狀細胞成熟以及增強巨噬細胞活性的作用［23］。Kaplan等［25］實驗證明腫瘤細胞高表達GM-CSF與腫瘤患者的總生存率和無病生存率息息相關，并且根據TNM分期和遠處轉移等數據可預測腫瘤患者預后。

神經節苷脂糖（ganglioside sugar，GD2）是NB細胞中豐富的黏附分子，除神經元、皮膚細胞和疼痛纖維外在正常組織中很少表達，其在NB細胞中的高表達及在正常組織中的有限表達使抗GD2單克隆抗體有可能適用于免疫治療［26］。當抗GD2單克隆抗體ch14.18與GM-CSF或IL-2聯合使用時，可以增強抗體依賴性細胞介導的細胞毒性作用，從而對無進展生存期（progression-free-survival，PFS）和總體生存率等臨床數據產生有統計學意義的改變［26］。與 高 危NB患 者 的 標 準 治 療 相 比，用ch14.18、GM-CSF和IL-2進行免疫治療可顯著改善預后［27］。與GM-CSF和IL-2聯合用于治療NB時，在轉基因腦脊液的存在下，抗GD2型單克隆抗體對NB有效［27-29］。Yu等［28］研究發現，相比標準治療方法，GM-CSF和IL-2聯合免疫治療2年內的無病存活率（46%vs.66%）和總存活率（75%vs.86%）明顯較高。Ozkaynak等［29］證實了這一發現，并發現添加異維甲酸ch14.18抗體免疫療法聯合GM-CSF或IL-2作為高危NB患者的鞏固治療有明顯效果。

結語細胞因子作為一種特殊的蛋白質藥物，能有效激活腫瘤的免疫細胞并抵消免疫抑制，從而抑制腫瘤。近年來，基于細胞因子的免疫療法在兒童NB治療中也在不斷地研究與進展。制造基于細胞因子的藥物是一項艱巨的挑戰，需要對細胞因子生物學和現代生物技術有充分的了解，開發其抗腫瘤活性，同時將毒性降到最低［30］。另一個需要考慮的關鍵性因素是要限制細胞因子的作用位點以避免系統性促炎作用。因此，低劑量細胞因子與基因治療、細胞治療及以單克隆抗體為基礎的治療相結合成為研究熱點。未來基于細胞因子的免疫療法在NB患兒中的應用將更加廣泛。

作者貢獻聲明文馨文獻查閱，論文撰寫。蔡寧文獻查閱和整理。張鐵軍，陳興棟論文構思指導。索晨論文構思、寫作指導和修訂。

利益沖突聲明所有作者均聲明不存在利益沖突。