腫瘤免疫治療的研究進(jìn)展

劉建成 馬潔

中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院腫瘤醫(yī)院分子腫瘤學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100021

腫瘤免疫治療通過(guò)激發(fā)或調(diào)動(dòng)機(jī)體的免疫系統(tǒng)，增強(qiáng)腫瘤微環(huán)境的抗腫瘤免疫能力，以達(dá)到控制和殺滅腫瘤細(xì)胞的目的。腫瘤免疫治療是可與手術(shù)、化療和放療相結(jié)合的治療方法。一般情況下，施治人員先采用常規(guī)療法清除大量的腫瘤細(xì)胞，然后再給予免疫治療清除殘存的腫瘤細(xì)胞，以此提高腫瘤綜合治療的療效，并有助于防止腫瘤的復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移。活等。細(xì)胞的自身修復(fù)機(jī)制和保護(hù)機(jī)制可盡量避免自身向腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)化；即使出現(xiàn)少量的腫瘤細(xì)胞，也可被機(jī)體的免疫系統(tǒng)識(shí)別、清除。在對(duì)腫瘤細(xì)胞的清除中，固有免疫系統(tǒng)中的巨噬細(xì)胞、自然殺傷（natural killer，NK）細(xì)胞、NKT細(xì)胞（CD1d-dependent natural killer-like T cells）、樹(shù)突 狀細(xì)胞（dendritic cell，DC）和適應(yīng)性免疫中的T細(xì)胞和B細(xì)胞均起重要作用。

圖1 腫瘤免疫編輯的三個(gè)階段

1 腫瘤免疫編輯機(jī)制

近年來(lái)，腫瘤免疫治療取得的重大突破，都來(lái)自于對(duì)腫瘤免疫和腫瘤逃逸機(jī)制的深入研究。

腫瘤免疫編輯分為三個(gè)階段，即清除階段、相持階段和逃逸階段（圖1）。

1.1 清除階段

通常認(rèn)為，受物理、化學(xué)和生物等因素的作用，如射線照射、慢性炎癥、遺傳因素和病毒感染等，機(jī)體細(xì)胞的基因組可發(fā)生復(fù)雜的變化，如出現(xiàn)DNA損傷、染色體變異、癌基因激活、抑癌基因失

1.2 相持階段

在免疫清除階段，在機(jī)體免疫系統(tǒng)的選擇壓力下，存活下來(lái)的變異細(xì)胞的基因組不穩(wěn)定并發(fā)生DNA修復(fù)異常。因此，此階段免疫系統(tǒng)將不同變異的腫瘤細(xì)胞殺死，同時(shí)又促生了弱免疫原性的新腫瘤克隆。這些新克隆可躲避免疫系統(tǒng)的殺傷、清除作用，對(duì)機(jī)體抗腫瘤免疫的耐受性更強(qiáng)。在免疫相持階段，腫瘤細(xì)胞與機(jī)體免疫系統(tǒng)保持勢(shì)均力敵的狀態(tài)，是免疫編輯過(guò)程中歷時(shí)最長(zhǎng)的階段；這在人體內(nèi)可達(dá)數(shù)年之久，在臨床上表現(xiàn)為患者的帶瘤生存。

1.3 逃逸階段

在腫瘤發(fā)展過(guò)程中，免疫選擇壓力使腫瘤細(xì)胞經(jīng)歷不斷的演化，并最終被篩選出新的腫瘤細(xì)胞變異體。它們跨過(guò)免疫相持階段進(jìn)入免疫逃逸階段，即逃脫機(jī)體免疫系統(tǒng)的監(jiān)視和清除，形成臨床上可以檢測(cè)到的腫瘤。如果不及時(shí)治療，腫瘤將不斷發(fā)展，可發(fā)生遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移，乃至危及生命[1]。

2 腫瘤免疫治療方法

目前，臨床治療中的多數(shù)患者均處于腫瘤免疫逃逸期，其表現(xiàn)為中晚期的疾病，可伴器官轉(zhuǎn)移。此時(shí)，以腫瘤為中心的免疫抑制網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)形成。

腫瘤微環(huán)境浸潤(rùn)有大量免疫抑制性細(xì)胞，如骨髓來(lái)源的抑制性細(xì)胞（myeloid-derived suppressor cells，MDSC）、腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞（tumor-associated macrophage，TAM）和調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（regulatory T cell，Treg）等。腫瘤細(xì)胞不斷釋放可溶性免疫抑制因子，導(dǎo)致NK細(xì)胞、細(xì)胞毒性T細(xì)胞的殺傷能力被減弱，使機(jī)體的抗腫瘤免疫處于嚴(yán)重衰退狀態(tài)。因此，克服腫瘤免疫編輯中的免疫逃逸是腫瘤細(xì)胞免疫治療中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。

2.1 克服腫瘤免疫逃逸的治療方法

2.1.1 激活抗原提呈細(xì)胞 CD40是腫瘤壞死因子受體（tumor necrosis factor receptor，TNF-R）家族的成員，表達(dá)于B淋巴細(xì)胞、單核細(xì)胞、DC及非免疫細(xì)胞（如內(nèi)皮細(xì)胞、上皮細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞）的表面[2-4]。

細(xì)胞免疫反應(yīng)的啟動(dòng)和維持，有賴于活化的、表達(dá)CD40配體（CD40L）的T細(xì)胞與CD40+DC之間的相互作用。CD40L可誘導(dǎo)DC表型和功能的成熟，上調(diào)DC的共刺激分子和MHC分子的表達(dá)，產(chǎn)生大量的炎癥因子，進(jìn)而激活T細(xì)胞[5]。

抗CD40抗體可與CD40結(jié)合以激活DC的抗原遞呈能力。此外，抗CD40抗體還可與腫瘤細(xì)胞表面CD40結(jié)合引發(fā)抗體依賴細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒作用（antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity，ADCC）和補(bǔ)體依賴的細(xì)胞毒作用（complement-dependent cytotoxicity，CDC），發(fā)揮抗腫瘤效應(yīng)。目前，抗CD40單抗類藥物已被用于治療鱗狀細(xì)胞癌和黑色素瘤，如Dacetuzumab和Lucatumumab[6]。

激活DC的其他方法有很多，如使用免疫佐劑CpG寡聚脫氧核苷酸（CpG-ODN）。Toll樣受體9（Toll-like receptor 9，TLR9）識(shí)別CpG-ODN后，激活的B淋巴細(xì)胞和DC可促進(jìn)Ⅰ型輔助性T細(xì)胞（Th1）細(xì)胞因子的分泌，以及促進(jìn)B細(xì)胞分化成為漿細(xì)胞，進(jìn)而激活機(jī)體的免疫系統(tǒng)。

在小鼠黑色素瘤實(shí)驗(yàn)中，瘤內(nèi)注射CpG-ODN聯(lián)合化療，兩者能協(xié)同抑制黑色素瘤的生長(zhǎng)[7]。

2.1.2 激活效應(yīng)T細(xì)胞 初始T細(xì)胞的活化需要兩個(gè)信號(hào)：第一信號(hào)來(lái)自于抗原提呈細(xì)胞（antigen presenting cell，APC），主要是DC表面的MHC-抗原肽復(fù)合物與T細(xì)胞受體（T cell receptor，TCR）的相互作用及結(jié)合；第二信號(hào)來(lái)自于APC表面的共刺激分子（CD86）與T細(xì)胞表面相應(yīng)配體分子（CD28）的相互作用。若僅有第一信號(hào)而缺乏第二信號(hào)，T細(xì)胞處于無(wú)應(yīng)答狀態(tài)或免疫耐受狀態(tài)。腫瘤患者體內(nèi)的T細(xì)胞能上調(diào)細(xì)胞毒T淋巴細(xì)胞相關(guān)抗原4（cytotoxic T lymphocyte-associated antigen-4，CTLA-4）的表達(dá)，CTLA-4可與CD86結(jié)合以阻斷第二信號(hào)，導(dǎo)致T細(xì)胞功能缺失。

因此，使用單克隆抗體重啟共刺激分子通路已成為腫瘤免疫治療的一種新手段，為腫瘤免疫治療翻開(kāi)了新的篇章。抗CTLA-4抗體Ipilimumab是首個(gè)投入臨床應(yīng)用的、阻斷負(fù)性共刺激信號(hào)通路的藥物，能持續(xù)激活腫瘤特異性T細(xì)胞，促進(jìn)其增殖并阻止其失能。Ipilimumab可聯(lián)合gp100治療黑色素瘤時(shí)，患者的中位生存期可達(dá)10個(gè)月，而gp100單藥治療時(shí)的中位生存期僅為6.4個(gè)月；據(jù)此，美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局（Food and Drug Administration，F(xiàn)DA）于 2011年批準(zhǔn) Ipilim-umab用于治療轉(zhuǎn)移性惡性黑素瘤[8]。

程序性死亡分子（programmed death 1，PD-1）在激活的T細(xì)胞表面表達(dá)，其配體（programmed death ligand-1，PD-L1）在腫瘤細(xì)胞表面表達(dá)；兩者結(jié)合后，T細(xì)胞將進(jìn)入無(wú)應(yīng)答狀態(tài)或表現(xiàn)為免疫耐受，使腫瘤細(xì)胞逃避宿主免疫反應(yīng)及對(duì)免疫治療耐受。因此，阻斷PD-1和PD-L1的相互作用為腫瘤免疫治療提供了嶄新的策略。

2.1.3 清除調(diào)節(jié)性T細(xì)胞 Treg在體內(nèi)具有很強(qiáng)的免疫抑制作用，清除患者體內(nèi)的Treg有望改善其免疫功能。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，抗CD25抗體能有效清除機(jī)體內(nèi)的Treg，抑制小鼠腫瘤的生長(zhǎng)，增強(qiáng)抗腫瘤免疫能力[9]。

2.2 腫瘤疫苗

根據(jù)免疫網(wǎng)絡(luò)學(xué)說(shuō)和內(nèi)影像學(xué)說(shuō)，研究者于近些年開(kāi)發(fā)了一種新型的抗腫瘤疫苗——抗獨(dú)特型抗體。抗獨(dú)特型抗體具有模擬腫瘤抗原的能力，并作為抗原替代物來(lái)發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用，可直接或間接促使機(jī)體產(chǎn)生特異性抗腫瘤免疫反應(yīng)。此外，通過(guò)抗原提呈作用，抗獨(dú)特型抗體突破了傳統(tǒng)抗原多肽免疫效價(jià)低的局限性。一系列動(dòng)物實(shí)驗(yàn)與臨床試驗(yàn)均表明，機(jī)體經(jīng)抗獨(dú)特型抗體疫苗主動(dòng)免疫治療后，特異性結(jié)合腫瘤抗原的抗體生成與受試者的預(yù)后及生存質(zhì)量呈正相關(guān)。大量的體內(nèi)外研究發(fā)現(xiàn)，抗獨(dú)特型疫苗治療結(jié)腸癌、惡性黑色素瘤、卵巢癌及淋巴瘤均具有較好的療效。Reinartz等[10]入組119例晚期卵巢癌患者，給予抗獨(dú)特型抗體CAC125治療。結(jié)果顯示，81例（68%）患者體內(nèi)產(chǎn)生抗獨(dú)特型抗體Ab3；Ab3陽(yáng)性患者的中位生存期為23.4個(gè)月，Ab3陰性患者的中位生存期只有4.9個(gè)月，提示CAC125治療卵巢癌有潛在的應(yīng)用前景。

但是，腫瘤疫苗也有局限性，例如，不能快速地激活T淋巴細(xì)胞，僅適用于腫瘤體積小的患者等。因此，腫瘤疫苗應(yīng)聯(lián)合其他免疫治療手段，以獲得最佳的免疫治療效果。

2.3 細(xì)胞免疫治療

細(xì)胞免疫治療是以細(xì)胞為基礎(chǔ)的免疫治療；自體或異體的免疫細(xì)胞經(jīng)體外培養(yǎng)、刺激、誘導(dǎo)或基因修飾后，被回輸機(jī)體，發(fā)揮激活或增強(qiáng)機(jī)體抗腫瘤免疫應(yīng)答的作用（圖2）。

圖2 細(xì)胞免疫治療方法

2.3.1 腫瘤浸潤(rùn)淋巴細(xì)胞的治療 細(xì)胞免疫在腫瘤免疫中起主導(dǎo)作用。腫瘤浸潤(rùn)淋巴細(xì)胞（tumor infiltrating lymphocyte，TIL）回輸治療為：①先從患者腫瘤灶中選擇性地分離出TIL；②TIL在體外經(jīng)大劑量白細(xì)胞介素-2（interleukin-2，IL-2）和被滅活過(guò)的同種異體淋巴細(xì)胞的刺激，誘導(dǎo)活化其中的CD8+T細(xì)胞和CD4+T細(xì)胞，使它們具有殺傷腫瘤細(xì)胞的活性；③將被增殖擴(kuò)增后的TIL和大劑量的IL-2一起回輸患者體內(nèi)[11]。

2.3.2 基因修飾的淋巴細(xì)胞用于細(xì)胞治療 在腫瘤浸潤(rùn)T細(xì)胞較難獲得、腫瘤組織較小的情況下，過(guò)繼回輸激活型TIL的免疫治療方法較難施行。以黑色素瘤患者為例，在很多情況下，即使把整個(gè)黑素瘤都切割下來(lái)，也不能獲得足夠數(shù)量的腫瘤特異性T細(xì)胞。為了克服這一缺陷，研究者從腫瘤特異性T細(xì)胞中提取編碼TCRα、β鏈的基因。利用載體技術(shù)用此基因轉(zhuǎn)染受試者的T細(xì)胞，而這些受試者通常是體內(nèi)缺乏腫瘤特異性T細(xì)胞的腫瘤患者。經(jīng)這樣處理后，受試者的T細(xì)胞就能表達(dá)腫瘤特異性TCR。這種方法可以產(chǎn)生大量的腫瘤抗原特異性T細(xì)胞。

臨床前實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，經(jīng)人p53蛋白刺激后，小鼠體內(nèi)可產(chǎn)生能識(shí)別p53蛋白的TCRα、β鏈基因，然后利用基因工程技術(shù)把TCRα、β鏈基因?qū)氲酵庵苎馨图?xì)胞內(nèi)，體外擴(kuò)增后再回輸小鼠體內(nèi)；這種經(jīng)修飾的淋巴細(xì)胞受抗原刺激時(shí)具有很強(qiáng)的抗腫瘤能力[12]。

此外，基因工程技術(shù)可將腫瘤特異性單克隆抗體的抗原結(jié)合區(qū)（Fab）或單鏈抗體可變區(qū)（scFv）與T細(xì)胞的信號(hào)傳導(dǎo)區(qū)結(jié)合起來(lái)，構(gòu)建成嵌合抗原受體（chimeric antigen receptor，CAR）。CAR基因轉(zhuǎn)染的受試者T細(xì)胞能持久識(shí)別特定腫瘤抗原，以充分激活抗腫瘤免疫應(yīng)答。

2.3.3 以誘導(dǎo)DC為基礎(chǔ)的細(xì)胞治療 腫瘤患者DC的共刺激分子表達(dá)水平低、白細(xì)胞介素-12（interleukin-2，IL-12）分泌能力低、刺激T細(xì)胞增殖能力弱、壽命短，攝取抗原能力也較正常人DC弱。由于只有成熟的DC才具有呈遞抗原能力，所以細(xì)胞治療的另一工作重點(diǎn)是提升DC負(fù)載腫瘤相關(guān)抗原的能力。DC在體外被轉(zhuǎn)導(dǎo)入多種腫瘤抗原基因，并通過(guò)MHC-Ⅰ、MHC-Ⅱ類分子充分呈遞抗原多肽；然后將這些負(fù)載有腫瘤抗原的致敏DC回輸體內(nèi)，以誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生有效的抗腫瘤免疫應(yīng)答，這是一條治療腫瘤的有效途徑[13]。

3 展望

腫瘤是機(jī)體全身免疫平衡失調(diào)的結(jié)果。因此，在常規(guī)手術(shù)、化療、放療達(dá)到局部清除目的后，機(jī)體需通過(guò)免疫治療以達(dá)到再平衡。與其他治療相比，免疫治療起效慢，但可從根本上恢復(fù)機(jī)體自身清除腫瘤細(xì)胞的能力。隨著腫瘤免疫研究的發(fā)展，腫瘤免疫治療將成為腫瘤綜合治療的基本組成之一。

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