骨肉瘤的免疫治療進展

郭中華，董爽，歐武陵

(1.武漢市東西湖區人民醫院骨外科，武漢 430040；2.湖北省腫瘤醫院胸部腫瘤內科，武漢 430079)

骨肉瘤(osteosarcoma，OS)是成人和兒童最常見的原發于骨的惡性腫瘤類型。OS主要發生于10～30歲，男性多于女性，20歲以下發生率約百萬分之8.8，OS具有雙峰年齡分布特征。在大多數患者中，OS的病因學仍然不清，少數OS由輻射暴露引起。暴露于烷化劑也可能促使OS的發生[1]。OS大致分為三種組織學亞型：髓內、表面和骨骼外。最常見的部位是股骨遠端或脛骨近端的干骺端區域。幾個研究小組通過全基因組和外顯子組測序、基因表達的轉錄組評估以及表觀遺傳修飾來分析OS樣本，發現了驚人的基因組復雜性及明顯的患者間異質性。手術是早期OS的主要治療方式，但是手術或放射治療(放療)后，80%～90%患者會發生復發，2年總體生存率為15%～20%[2]。伴隨新輔助化療的應用，總體生存率有所提高。但是對于晚期轉移性OS，治療手段仍十分有限。一些酪氨酸激酶抑制劑，如索拉非尼、依維莫司、RANKL抑制劑、帕唑帕尼等在小樣本研究中顯示出一定的療效，需要進一步證實[3-4]。近年來，免疫治療在多種惡性腫瘤中取得突破性進展，在OS的前期研究中同樣顯示了一定的療效。筆者將從免疫治療的方面探討OS的免疫學特點、治療現狀和治療潛力。

1 免疫系統的作用和免疫治療進展

OS被認為是一個與免疫系統相關的疾病，有兩個重要特點。第一，OS可能來源于成骨細胞，骨生物學與免疫系統之間存在密切的相關性。第二，癌細胞擁有所謂的腫瘤新抗原，而腫瘤細胞突變負荷與腫瘤新抗原表達之間存在聯系，與免疫治療的療效密切相關[5]。因此，理論上講，OS患者有可能是免疫治療的優勢群體。

1.1免疫檢查點抑制劑 腫瘤細胞逃避免疫反應的主要機制是抑制性受體，如細胞毒T淋巴細胞抗原4(CTLA-4)和程序性細胞死亡蛋白1(PD-1)的上調，通過免疫檢查點抑制劑對免疫檢查點CTLA-4和PD-1的藥理學阻斷，重建腫瘤特異性T細胞免疫。事實上，抗PD-1單克隆抗體pembrozlizumab和nivolumab已經被美國食品藥品管理局(FDA)批準用于治療轉移性黑色素瘤、肺癌、乳腺癌、膀胱癌和腎癌等。值得注意的是，全外顯子組測序和新抗原預測已經發現了黑色素瘤、肺癌、膀胱癌和結腸癌癥中有非常多的非同義突變，與療效更好相關。與其他兒童期惡性腫瘤比較，OS具有很高的突變數(即1.2/106)，而且，在小鼠轉移性OS模型中，PD-1/程序性細胞死亡蛋白配體1(PD-L1)相互作用的阻斷在體外和體內顯著改善了OS反應性細胞毒T細胞的功能，并導致腫瘤負荷降低和動物存活增加[6]。有研究報道OS患者中發現高表達的PD-L1，并且PD-L1的表達與腫瘤浸潤淋巴細胞相關[7]。因此，免疫檢查點可能是治療OS的理想靶點，進一步的基礎和臨床研究將可能確定免疫檢查點抑制劑的有效性。

采用小鼠研究OS中檢查點抑制劑的活性[8]。DHUPKAR等[9]報道了抗PD-1治療將M2巨噬細胞(免疫抑制和腫瘤促進)導向M1(抗腫瘤)導致OS小鼠模型肺轉移的消退。有研究者在OS小鼠模型中研究了nivolumab的有效性，并報告nivolumab治療的小鼠轉移性肺部病變明顯減少，盡管nivolumab對原發腫瘤體積和生長沒有影響[10]。HINGORANI等[11]報道，兒童肉瘤患者T細胞中CTLA-4表達增加，免疫抑制性單核細胞增多。研究顯示OS患者外周CD+4和CD+8T細胞中存在高水平的PD-1表達，轉移患者CD+4T細胞中的PD-1表達水平明顯高于無轉移患者[12]。LUSSIER等[8]報道，T細胞注入抗PD-L1抗體的腫瘤可上調CTLA-4等抑制受體。此外，在鼠OS模型中，抗CTLA-4和抗PD-L1抗體的聯合治療提高了OS小鼠模型的整體存活率，而單獨使用抗CTLA-4抗體治療后未觀察到療效[8]。

在一項Ⅰ期研究(NCT01445379)中，包括小兒難治性/復發性OS患者，通過ipilimumab治療，活化和循環T細胞數量增加，而不是Treg，表明耐受性被打破[13]。另有研究再次提示免疫檢查點對OS患者有較好的治療效果。抗PD-1單克隆抗體pembrolizumab的多中心Ⅱ期試驗表明，40例骨和軟組織肉瘤患者中7例(18%)達到客觀緩解[14]；治療相關的嚴重不良事件發生在11%患者中。TE研究包括22例OS患者，其中1例患者(5%)有部分緩解，6例(27%)疾病穩定，15例(68%)出現疾病進展。

另外，OS患者中，PD-1和PD-L1水平與預后呈負相關[12]。在研究中，PD-L1低表達患者的中位總生存期為89個月，而PD-L1高表達患者的中位總生存期為28個月。

1.2T細胞工程 基因轉移技術的發展使T細胞受體(T cell receptor，TCR)或嵌合抗原受體(chimeric antigen receptor，CAR)的基因轉化成為傳統的T細胞。

將編碼TCRα和β鏈的基因導入T細胞以產生腫瘤相關抗原(tumor-associated antigen，TAA)特異性TCR T細胞[15]。能夠識別包括g MART-1，gp100，MAGE-A3和NY-ESO-1在內多種抗原的HLAA2限制性TCR已經被克隆[16-19]。TCR細胞治療在黑色素瘤和滑膜肉瘤患者中顯示出良好的結果[20-21]。18例(61%)NY-ESO-1陽性滑膜肉瘤患者中，有11例接受NY-ESO-1反應性TCR轉導的自體T細胞治療，顯示出一定療效，5年生存率為14%。

CAR-T療法是一種利用T淋巴細胞與嵌合抗原受體結合的過繼免疫療法。CAR-T細胞能夠以一種與MHC無關的方式識別腫瘤抗原。嵌合抗原受體由細胞外抗原識別域(單鏈可變片段)和細胞內信號域組成。CAR-T細胞治療已廣泛應用于白血病患者，這種免疫治療方法在肉瘤治療中具有廣闊的應用前景。一項1/2期臨床研究，使用Her-2特異性CAR-T治療復發/難治性肉瘤，結果顯示17例患者中有4例在12周至14個月內病情穩定，沒有嚴重毒性[22]。另一方面，CAR-T細胞治療也有特異性不良反應，包括細胞因子釋放綜合征和“靶向/脫靶”毒性，其中一些不良反應危及生命。細胞因子釋放綜合征是由激活淋巴細胞介導的對腫瘤細胞清除的強烈反應引起的[23]。患者體內細胞因子水平過高，包括C反應蛋白、白細胞介素(IL)-6和IFN-γ，高水平會引起包括低血壓、發熱和神經系統變化在內的臨床綜合征。靶向/脫靶毒性是由于在正常細胞表面識別出腫瘤相關抗原而引起的，淋巴細胞隨后攻擊，對正常組織造成損傷。即使靶抗原的表達水平較低，CAR-T細胞也能用靶抗原殺死正常細胞。因此，CAR-T細胞療法可以應用于具有特異性抗原表達的癌癥。

盡管腫瘤特異性免疫治療需要進一步研究具有高特異性的TAAs，但采用TCR或CAR靶向TAAs的過繼細胞治療是治療OS一種新的有前景的治療方法。但是，仍需要進一步隨機臨床試驗評估其有效性和安全性。

此外，在OS和Ewing肉瘤的I/II期臨床試驗中，也正在評估免疫細胞如樹突狀細胞和自然殺傷(natural killer，NK)細胞的作用[24-25]。這些研究的主要目標是改善局部免疫耐受性，并重新激活針對癌細胞的免疫反應。目前一項在20例肉瘤患者中進行激活的單倍體相合的NK細胞的初步研究正在進行中(NCT02409576)。

1.3其他免疫治療 免疫治療在OS中的早期應用，包括免疫調節劑、巨噬細胞活化劑、樹突狀細胞等，療效甚微。伴隨免疫治療的發展，細胞因子、肽疫苗也隨之應用于OS，其中一些治療顯示出一定的治療前景。有研究顯示IFN-α在體外和小鼠模型中抑制高級別OS細胞生長。然而，在EURAMOS組的前瞻性隨機試驗(即EURAMOS-1，NCT00134030)中，聚乙二醇IFN-α-2b加入MAP標準治療不能改善腫瘤新輔助治療反應良好的患者(即切除標本中<10%的腫瘤)意向治療分析的結果，原因很可能是一些患者由于副作用而降低劑量或依從性差而提早停止治療[26]。1型干擾素或低毒性模式識別受體激動劑的研究正在進行中，以充分確立1型干擾素在高級別OS治療中的潛在作用。

巨噬細胞有助于控制OS的生長，已經開發了幾種治療策略。其中具有“爭論性”的藥物是Mifamurtide(L-MTP-PE)，一種細菌壁成分的合成類似物，能夠激活巨噬細胞，使化療的總生存期提高約10%[27]。一項北美隨機Ⅲ期對照研究(INT-0133)旨在探討在OS標準治療(多柔比星、順鉑和大劑量MTX)的基礎上加異環磷酰胺和胞壁酰三肽磷脂酰乙醇胺(MTP-PE)能否改善無病生存時間[27]。但INT-0133試驗的結果表明，異環磷酰胺或MTP-PE治療均不具有統計學生存優勢。所以美國FDA未批準這種藥物。然而，MTP-PE獲得EMA在歐盟上市的授權，用于2～30歲的新診斷的非轉移性OS患者。需要進一步的國際前瞻性試驗以更好地確定MTP-PE對OS的療效，正在進行II/Ⅲ期臨床試驗(NCT01459484)。該試驗將招募200多例患者，給予Mifamurtide 2 mg·(m2)-1，第1個3個月，每周2次；接下來6個月每周1次，總共治療44周，作為術后方案與化療聯合使用。根據P-糖蛋白的表達水平，患者將被確定為好的或壞的反應者，估計的初級完成日期是2020年初。

2 討論

根據近年來對腫瘤微環境、腫瘤侵襲轉移機制、抗腫瘤免疫系統和惡性腫瘤免疫檢查點的研究，一些惡性腫瘤的預后有顯著改善。因此，對于OS患者，免疫治療是一種越來越有吸引力的治療選擇。OS治療缺乏發展的主要原因包括這類癌癥的罕見性、異質性和缺乏發現腫瘤特異性抗原。為了成功地進行OS免疫治療，必須闡明免疫監測的條件，發現OS的腫瘤特異性抗原，并進行多中心協作研究。

癌癥精準醫學研究的主要目標是確定預后因素和治療靶點。未來需要研究OS的遺傳改變，基因和蛋白質表達陣列數據可能提供關于腫瘤預后和轉移潛能的信息，以及可能用于治療的靶點。對于組織學反應差的患者，強化治療并不能改善預后，而且判斷預后的因素有限，所以需要努力開發預測性生物學因素。