膀胱癌免疫治療的研究進展

張琳，平秦榕，楊萌，史云強，王春暉

昆明醫科大學附屬延安醫院泌尿外科，昆明650051

免疫治療是一種通過改變患者的免疫系統或對正在發生的癌癥防御機制進行增強的方法。近年來，改變免疫狀態的癌癥治療方式在腫瘤學中占有突出地位，并且得到了快速發展；尤其在膀胱癌的治療方面，免疫檢查點抑制劑如程序性細胞死亡因子1（PD-1）抗體、程序性細胞死亡分子配體1（PD-L1）抗體、細胞毒T淋巴細胞相關蛋白4（CTLA-4）抗體的發現，共刺激受體激動劑、光免疫療法、細胞因子療法、嵌合抗原受體T（CAR-T）細胞治療等治療方式的出現，為局部進展和轉移性膀胱癌的治療提供了新方向。本文對膀胱癌免疫治療的研究進展作一綜述。

1 卡介苗（BCG）膀胱灌注

BCG是由牛型結核桿菌減毒制成的活疫苗，最早被用于治療結核病，于1990年在美國被批準用于Ⅰ期膀胱癌的治療。在高危膀胱癌患者中，BCG誘導的初始完全緩解率為55%～70%［1］；盡管初始成功率很高，但仍有25%～45%的患者無反應；另外40%的患者盡管初始治療成功，但仍會復發［2］。BCG治療膀胱癌的機制主要有兩種，即BCG的直接抗腫瘤作用以及BCG激活免疫系統發揮抗腫瘤的作用。其直接作用是BCG先黏附于膀胱壁表面黏膜，然后再發揮其細胞毒性作用。另一種是BCG附著于膀胱壁之后，引起不同免疫細胞亞群的強烈炎癥反應，其過程包括了以下幾個步驟：①附著卡介苗；②卡介苗向免疫細胞、正常細胞和腫瘤尿路上皮細胞的內化；③在細胞和細胞因子環境的協同作用下，BCG介導的先天免疫誘導；④BCG介導的腫瘤特異性免疫的啟動［2］。BCG膀胱灌注治療與僅接受經尿道膀胱腫瘤切除術（TURBT）的療法相比，能更好地防止腫瘤復發［3］。目前，BCG膀胱內灌注已經是治療非肌層浸潤性膀胱癌（NMIBC），包括原位癌、高級別乳頭狀瘤等的標準方法［4］。但BCG膀胱內灌注也有其相應的禁忌證，最新的2020年歐洲泌尿外科學會（EAU）指南指出其絕對禁忌證包括：①TURBT后的前2周；②可見血尿；③創傷性導管插入術后；④有癥狀性尿路感染。

2 免疫檢查點抑制劑

免疫檢查點指的是一些存在于免疫系統中的抑制性通路。免疫檢查點抑制劑則是通過阻斷T細胞活化的抑制路徑，從而能夠識別腫瘤抗原并恢復其抗腫瘤免疫反應。20世紀90年代，免疫檢查點關鍵蛋白CTLA4、PD-1、PD-L1被發現，進一步推動了免疫檢查點阻滯（ICB）在癌癥免疫治療方面的發展［5］。到目前為止，美國食品與藥品管理局批準了6種抗PD-1/PD-L1 ICB免疫治療藥物，用于17種不同類型的晚期癌癥治療，其中包括3種抗PD-1（Pembrolizumab、Nivolumab、Cemiplimab）和 3 種 抗 PD-L1（Atezolizumab、Durvalumab、Avelumab）抗體［6］，但Cemiplimab僅被批準用于晚期皮膚鱗狀細胞癌的治療，尚未在膀胱癌的治療中見相關報道。

2.1 作用機制 PD-1作為一種跨膜蛋白不僅可以在活化的T細胞上表達，還可在B細胞、單核細胞、活化的自然殺傷T細胞上輕度表達。PD-L1表達于多種腫瘤細胞和免疫細胞，通過與PD-1和B7.1（CD80）結合，在阻斷腫瘤免疫循環中發揮重要作用［7］。細胞通過PD-1/PD-L1相互作用抑制T細胞受體介導的細胞毒作用，抑制CD8+T細胞的增殖，從而避免自身免疫和消除炎癥；也通過上調或刺激腫瘤微環境細胞中的PD-L1表達這種免疫抑制機制，來逃避免疫監視［8］。通過阻斷PD-1/PD-L1信號，減弱腫瘤誘導的免疫抑制，并成功地通過T細胞介導的抗腫瘤免疫反應而抑制腫瘤生長，因此PD-1/PD-L1抑制劑可以提高抗腫瘤免疫活性，從而介導腫瘤消退。

2.2 PD-1抑制劑 ①Pembrolizumab：是一種通過阻斷PD-1/PD-L1相互作用來增強抗腫瘤免疫的單克隆抗體。在370例不適合順鉑的晚期或轉移性尿路上皮癌患者中進行了試驗，客觀緩解率（ORR）為29%，并且有7%的患者完全緩解［9］，已被批準用于順鉑后的二線治療和對不適合使用順鉑的局部晚期/轉移性尿路上皮癌患者的一線治療［5］。②Nivolumab：是一種人源性IgG4抗體，選擇性阻斷活化T細胞上表達的PD-1與腫瘤細胞上表達的PD-L1和PD-L2之間的相互作用，從而通過破壞PD-L1介導的信號傳導，恢復T細胞驅動的抗腫瘤反應［10］。基于一項Ⅱ期臨床試驗（Check Mate 275），其總體ORR為19.6%，完全緩解率為2%，中位總生存期（OS）為8.74個月，中位無進展生存期（PFS）為2.0個月［10］，現已被批準用于鉑后局部晚期/轉移性尿路上皮癌的二線治療［5］。

2.3 PD-L1抑制劑 ①Atezolizumab：是一種抑制PD-L1的單克隆抗體，在一項Ⅱ期試驗中，ORR為23%，其中9%的患者表現出完全緩解，中位PFS為2.7個月，中位OS為15.9個月［11］。Atezolizumab是首個被FDA批準的PD-1/PD-L1檢查點抑制劑，在2020年的EAU指南中指出，它已被批準用于治療不適合順鉑為基礎的一線化療的晚期或轉移性尿路上皮癌且為PD-1陽性的患者。一項Ⅲ期試驗顯示，其比化療有更長的反應時間和更少的不良反應［12］。②Avelumab：是一種選擇性阻斷PD-1/PD-L1相互作用的抗PD-L1免疫球蛋白G1（IgG1）單克隆抗體。一項Ⅰ期臨床試驗研究結果顯示，其總體ORR為18.2%，其中PD-L1陽性患者的ORR達53.8%，中位PFS為11.6周，中位OS為13.7個月［13］，說明其具有良好的耐受性和反應的持久性。③Durvalumab：是一種通過阻斷PD-1/PD-L1的相互作用，從而使T細胞識別并殺死腫瘤細胞的IgG單克隆抗體。目前，一項Ⅰ/Ⅱ期臨床試驗評估了其在晚期膀胱癌中的應用。在該研究中，Durvalumab治療效果迅速而持久，中位有效時間僅為1.4個月，總體ORR為17.8%，而在PD-L1高度表達的患者中則達到了27.6%；中位PFS和OS分別為1.5個月和18.2個月，1年總緩解率為55.0%［14］。

2.4 CTLA-4抑制劑 CTLA-4是活化T細胞表面表達的分子，通過結合B7.1和B7.2配體，在B淋巴細胞、巨噬細胞和DC上均有表達［15］。CTLA-4由抗原呈遞細胞（APC）呈遞，是協同刺激的負調節因子，在識別特異性腫瘤抗原后，需要激活初始淋巴結內的抗腫瘤T細胞；且它的激活可被抗CTLA-4抗體所抑制［16］。①Ipilimumab：是一種針對CTLA-4的IgG1單克隆抗體，作為單一療法已被批準用于治療晚期黑色素瘤，目前正在其他類型的癌癥中進行試驗，包括非小細胞肺癌、尿路上皮癌、前列腺癌和腎細胞癌等［17］，尚需進一步研究該藥物對BC患者的作用。②Tremelimumab：是一種抗CTLA-4的單克隆IgG2抗體，有研究表明，單藥Tremelimumab在已進展、不適合或拒絕鉑類治療的轉移性尿路上皮癌患者中獲得了良好且持久的效果［18］。

3 其他免疫療法

3.1 共刺激受體激動劑 由于共刺激受體在調節T細胞的效應功能中起關鍵作用，因此激活共刺激途徑可能會改善檢查點抑制功效，并導致持久的抗腫瘤反應。Toll樣受體（TLR）在免疫細胞和腫瘤細胞上均有表達，并在癌癥進展和治療中驅動免疫反應［19］。TLR的激活在腫瘤細胞中發揮雙重作用，包括致瘤作用和抗腫瘤作用。TLR的抗腫瘤作用（腫瘤的負調控作用）：配體與TLR結合，導致APC成熟，釋放細胞因子和趨化因子（如TNFα、IL-6、IL-12、干擾素、主要組織相容性復合體等），隨后NK細胞和多種細胞毒性T淋巴細胞的激活，導致腫瘤細胞的殺傷［19］。TLR在腫瘤細胞上的表達也具有致瘤作用（腫瘤的正調控作用）：TLR在腫瘤細胞上的表達可以上調NF-κB信號級聯、促炎因子和抗凋亡蛋白的產生、促進腫瘤生長和癌細胞免疫逃避和增殖。此外，更多的免疫細胞被招募來增強腫瘤微環境中的免疫能力［19］。近年來，TLR激動劑（TLR2、TLR4、TLR7和TLR9）因其能夠刺激膀胱癌的抗腫瘤免疫反應而受到廣泛關注，通過增強對抗原的免疫反應來提高化療、電離輻射和單克隆抗體的有效性。之前的動物模型研究表明，TLR2/4激動劑可以通過抑制TNF-α和誘導型一氧化氮合酶（iNOS），誘導腫瘤細胞凋亡來提高化療的效果［20］。TLR7的激活驅動I型IFNs和炎癥反應，使其成為抗腫瘤治療的潛在靶點［19］。咪喹莫特（R-837）為TLR7激動劑，其新型液體制劑TMX-101已被優化用于膀胱內治療，一項二期研究結果顯示其安全性和耐受性良好［21］。目前，TLR9激動劑（CpG-ODN）和TLR2激動劑（HP-NAP）對MB49膀胱癌小鼠模型腫瘤生長的抑制作用也已得到證實［19］，但臨床療效仍有待進一步觀察。

3.2 光免疫療法 單克隆抗體—光吸收結合療法是一種新的選擇性光治療膀胱癌免疫應答的方法。調節性T細胞（Treg）可以抑制免疫系統對癌癥的反應，導致腫瘤免疫逃逸［22］。光免疫治療可通過全身清除腫瘤微環境中的Treg而產生良好的免疫應答，其直接細胞毒性作用是由于自由基的釋放［22］。近紅外光免疫療法（NIR-PIT）是一種結合光敏劑共軛單克隆抗體和光能的局部分子癌癥治療方法［23］，其在體外選擇性殺傷表皮生長因子受體（EGFR）表達的膀胱癌細胞［24］。在此基礎上使用單輪靶向CD47的NIR-PIT可以減弱EGFR表達的腫瘤細胞系異種移植物中腫瘤生長，而在非EGFR表達的膀胱癌細胞異種移植模型中，靶向EGFR的NIR-PIT與對照組的腫瘤生長沒有差異［24］。CD47是一種細胞表面糖蛋白，屬于免疫球蛋白（IG）超家族，廣泛表達于膀胱癌細胞，但在正常尿道上皮中無表達［23］。該蛋白對癌癥患者的免疫系統具有三大作用［25］：①CD47在腫瘤細胞的質膜上高水平表達，并通過激活其自身配體信號調節蛋白α（SIRPα）-CD47軸來保護它們免受巨噬細胞的吞噬；②CD47在嗜中性粒細胞、DCs細胞和T細胞的表面表達，并且通過反向信號通路激活和滅活針對腫瘤的免疫應答；③CD47與其配體血小板反應蛋白1（TSP-1）的結合具有直接的抗癌和抗血管生成作用。因此，CD47靶向的NIR-PIT可能會有效抑制人膀胱癌腫瘤的體內生長。目前，CD47被認為是癌癥治療中較為有效的靶點，臨床前景較好，其抗癌的主要作用機制是通過抑制CD47-SIRPα軸來增強癌細胞的吞噬作用，而不依賴于Fc介導的功能。因此，可以將這種作用與刺激Fc介導靶向腫瘤的功能相結合，以提高腫瘤細胞的死亡率。

3.3 細胞因子療法 細胞因子是一種分子量通常低于30 kDa的普通糖蛋白或多肽，通過促進免疫細胞之間的相互作用，對外來抗原產生強效的免疫應答。到目前為止，已被研究用于腫瘤免疫治療的四種主要細胞因子包括白介素、干擾素、粒細胞-巨噬細胞集落刺激因子（GM-CSF）和趨化因子。許多IL，包括IL-2、IL-10、IL-12、IL-15、IL-21，都已通過臨床試驗在尿路上皮癌中得到了廣泛的研究［26］，盡管IL在臨床前研究中的結果尚可，但臨床研究的結果并不令人滿意［27］。干擾素（IFN）通常在有微生物病原體時由免疫細胞產生，并通過誘導多種免疫細胞而引發免疫反應根除病原體［27］。研究顯示IFN-α和IFN-λ作為一種單一療法或聯合療法已進入膀胱癌患者的臨床試驗［26］。GM-CSF由巨噬細胞、內皮細胞、T細胞和腫瘤細胞等多種細胞分泌，可刺激造血祖細胞產生單核細胞和粒細胞［27］。其增強免疫應答的抗腫瘤機制主要包括兩種：①促進T淋巴細胞增殖和穩態穩定；②通過支持DC分化，提高腫瘤相關抗原的處理和呈遞效果［28］。然而，GM-CSF也可以作為一種免疫抑制劑，擴大未成熟的骨髓亞群，引起抗腫瘤反應的陰性信號。盡管臨床試驗正在研究將其應用于膀胱癌的治療，但相關證據還不充足［27］。CXCR為趨化因子亞家族中CXC的受體，研究結果表明，高表達CXCR4及其配體CXCL12與膀胱癌的發生、侵襲和轉移密切相關，提示它們高表達的膀胱癌細胞具有高度侵襲性；而且體內研究也顯示，阻斷CXCR4表達可抑制膀胱癌細胞的生長［29］，這為預防和治療膀胱癌提供了一個潛在的分子靶點。

3.4 CAR-T細胞治療 CAR-T細胞是通過基因工程表達腫瘤靶向受體的自體多克隆T淋巴細胞，引導T細胞與特定的腫瘤相關抗原結合。其由細胞外單鏈可變片段和細胞內信號域組成，使T細胞發揮獨立于MHC抗原的功能，因其直接與癌細胞表面相結合，導致腫瘤細胞死亡，因此繞過了MHC的下調。CAR-T細胞在膀胱癌治療中的臨床結果尚不清楚［27］。基于其繞過MHC下調的機制以及使用自體細胞降低排異反應風險而言，CAR-T細胞在未來膀胱癌的治療中將會有很大發展前景。

免疫治療與傳統化療相比具有靶向性好、不良反應小、療效更佳等優勢。但目前在臨床上還面臨著一系列尚未攻克的難題，如缺乏可靠的生物標志物來預測其抗腫瘤的能力以及免疫治療不僅對許多患者缺乏敏感性，而且可能會產生其他不良反應。因此，需要尋找多維生物標記的預測模型（如基于臨床特點的生物標記物、血液標記物、腫瘤組織的標記物等），準確預測患者對免疫療法的敏感性，并指導臨床治療。同時，為避免出現免疫相關不良事件，可研發一種藥物遞送系統，改善藥物在靶細胞和靶組織中的積累和滯留。此外，直接針對免疫細胞和免疫相關器官的局部傳遞技術，如注射水凝膠、植入式生物材料等也正在探索中［27］。