腦膠質(zhì)瘤免疫治療新進展

楊海祥，武 云

(包頭市中心醫(yī)院，內(nèi)蒙古 包頭 014040)

近些年，免疫治療通過調(diào)節(jié)腫瘤微環(huán)境中的免疫成分來調(diào)節(jié)免疫從而抑制腫瘤的生長，目前在多種實體瘤的治療中取得非常好的療效。越來越多的實體瘤被獲批使用免疫治療，然而對于膠質(zhì)瘤的免疫治療尚在研究當中。膠質(zhì)瘤作為中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)病率最高的原發(fā)腫瘤，目前傳統(tǒng)治療(手術(shù)、放化療)療效有限，相關(guān)文獻報道5年生存率低于10 %，所以大家急需找到一種新的治療方法來改善目前這種治療困局。由于膠質(zhì)瘤具有免疫抑制的特點，調(diào)節(jié)免疫抑制的免疫治療為我們提供新的治療思路。

1 腦膠質(zhì)瘤的分級

膠質(zhì)瘤是腦部最常見的原發(fā)腫瘤，約占中樞神經(jīng)系統(tǒng)惡性腫瘤的80%。它們通常起源于膠質(zhì)細胞或前體細胞，發(fā)展為星形細胞瘤、少突膠質(zhì)細胞瘤、室管膜瘤或少突星形細胞瘤[1-2]。根據(jù)世界衛(wèi)生組織(World Health Organization，WHO)的分類，膠質(zhì)瘤分為4級，其中1級和2級膠質(zhì)瘤提示低級別，3級和4級膠質(zhì)瘤提示高級別膠質(zhì)瘤(high-grade glioma，HGG)[3]。通常，分級越高預(yù)后越差。低級別膠質(zhì)瘤的10年生存率為47%，中位生存時間為11.6年。對于HGG, 3級膠質(zhì)瘤患者的中位總生存期(overall survival，OS)約為3年，而4級膠質(zhì)瘤的中位總生存期較差，為15個月。膠質(zhì)母細胞瘤( glioblastoma，GBM)是4級膠質(zhì)瘤中最常見的類型。

2 腦膠質(zhì)瘤的治療方法

最近發(fā)現(xiàn)，異檸檬酸脫氫酶( isocitrate dehydrogenase，IDH)突變的膠質(zhì)瘤患者具有較好的生存期。此外，O-6-甲基鳥嘌呤甲基轉(zhuǎn)移酶(O-6-methylguanine-DNA methyltransferase，MGMT)基因啟動子甲基化被發(fā)現(xiàn)是多形性膠質(zhì)母細胞瘤(GBM)患者強大的預(yù)后因素。盡管在過去的幾十年里已經(jīng)開發(fā)了許多癌癥治療藥物，但是很少有藥物被食品和藥物管理局批準用于治療膠質(zhì)瘤。導(dǎo)致進展緩慢的原因之一是血腦屏障，它由內(nèi)皮細胞、毛細血管和基底膜組成。中樞神經(jīng)系統(tǒng)( central nervous system，CNS)的這種獨特結(jié)構(gòu)阻礙了大多數(shù)抗腫瘤藥物進入大腦，給抗膠質(zhì)瘤藥物的開發(fā)帶來了挑戰(zhàn)。

3 腦膠質(zhì)瘤與免疫的關(guān)系

多項研究表明膠質(zhì)瘤具有免疫抑制的性質(zhì)，調(diào)節(jié)抗腫瘤免疫反應(yīng)。膠質(zhì)瘤細胞表達的免疫抑制因子水平升高，如程序性細胞死亡1配體( programmed cell death 1 ligand，PD-L1)和吲哚胺2,3-雙加氧酶(indolamine 2,3-dioxygenase，IDO)，限制了抗原的呈現(xiàn)[4-5]。膠質(zhì)瘤相關(guān)巨噬細胞分泌白介素-10(interleukin 10，IL-10)和轉(zhuǎn)化生長因子β (transforming growth factor β，TGF-β)，降低免疫細胞的活性[6]。此外，膠質(zhì)瘤微環(huán)境中的調(diào)節(jié)性T (Treg)細胞通過吞噬細胞毒性T淋巴細胞介導(dǎo)免疫抑制作用，可直接破壞腫瘤細胞[7]。更好地了解膠質(zhì)瘤的免疫抑制環(huán)境有助于理解免疫治療的機制。抑制負免疫調(diào)節(jié)機制的發(fā)現(xiàn)，使免疫療法在癌癥治療中處于領(lǐng)先地位。

4 免疫治療腦膠質(zhì)瘤的靶點

有研究表明，在膠質(zhì)瘤小鼠模型中，治療性抑制IDO、CTLA-4或PD-L1可顯著減少腫瘤浸潤的Treg細胞數(shù)量，顯著增加的長期生存率[8]。在膠質(zhì)瘤免疫治療中，免疫檢查點封鎖似乎是一種有前景的治療方法。

4.1PD-L1 PD-L1是一種與程序性細胞死亡相關(guān)的免疫檢查點分子。PD-L1的激活抑制T淋巴細胞的活性，介導(dǎo)癌細胞的免疫逃避[9]。PD-L1在人腦膠質(zhì)瘤組織中的表達與膠質(zhì)瘤的分級有關(guān)。這些發(fā)現(xiàn)表明PDL-1抑制劑在腫瘤治療中是非常有潛力的。在一項使用原位神經(jīng)膠質(zhì)瘤干細胞的細胞(GSC)小鼠模型實驗研究，提示阻斷PD-1可提高NK細胞對GSC血腦屏障的細胞毒性。PD-1抑制劑與其他治療方法的結(jié)合是另一個有吸引力的選擇。在GL261細胞植入小鼠模型中，聯(lián)合使用PD -1抑制劑免疫療法和立體定向放射治療可將中位生存期延長至52天，而單獨使用放射療法可延長27天，單獨使用PD -1抑制劑免疫療法可延長30天[10]。此外，PD-1抑制劑和VEGF抑制劑聯(lián)合使用在動物模型和臨床試驗中是可耐受的，有非常好的前景[11-12]。

Nivolumab是一種人IgG4抗PD -1單克隆抗體，已獲FDA批準與抗細胞毒T淋巴細胞相關(guān)蛋白4 (cytotoxic T-lymphocyte-associated protein 4，CTLA-4)單克隆抗體ipilimumab聯(lián)合作為不可切除或轉(zhuǎn)移性黑色素瘤的一線治療藥物。一項III期臨床試驗(NCT02017717)評估了nivolumab和ipilimumab治療復(fù)發(fā)性膠質(zhì)母細胞瘤的安全性和有效性。結(jié)果表明，聯(lián)合使用nivolumab和ipilimumab并不能提高總生存期。與聯(lián)合治療方案(10.4個月vs 9.2個月)相比，nivolumab單藥治療耐受性最好，獲得了更好的中位OS[13]。一項單臂II期臨床試驗測試了新輔助nivolumab在膠質(zhì)母細胞瘤患者中的有效性，結(jié)果顯示新輔助nivolumab誘導(dǎo)了局部免疫調(diào)節(jié)治療效果[14]。Pembrolizumab是一種抗PD-1的人源化單克隆抗體，具有強大的臨床活性和可接受的安全性。最近，一項隨機、多中心臨床試驗研究結(jié)果表明，新輔助藥物pembrolizumab的應(yīng)用增強了腫瘤的局部和全身免疫反應(yīng)。Keynote-0289臨床試驗研究了pembrolizumab單藥治療復(fù)發(fā)性GBM，該研究顯示，入組26例患者，中位穩(wěn)定疾病(SD)39.4周(7.1～85.9周)，中位無進展生存期(PFS)為2.8個月(1.9～9.1個月)，中位OS為14.4個月(10.3～未達到)[15]。2018年神經(jīng)腫瘤學(xué)學(xué)會報告，復(fù)發(fā)GBM手術(shù)之前新輔助接受兩次pembrolizumab與術(shù)后輔助治療的患者對比，改善了mOS(13.7 m vs 7.5 m)[16]。近期的一些研究表明，高腫瘤突變負荷(tumor mutation burden TMB)的膠質(zhì)瘤患者在使用免疫治療后可以達到良好的療效，聯(lián)合其他藥物治療前景更為廣闊[17-19]。到目前為止，已有多項研究在ClinicalTrials.gov上注冊。我們相信抗PD -1免疫治療是一種很有前途的治療膠質(zhì)瘤的方法。

4.2CTLA-4 CTLA-4也被稱為CD152，是一種與B7結(jié)合并阻斷免疫反應(yīng)的蛋白質(zhì)受體。CTLA-4的配體是CD86和CD80，它們也是共刺激受體CD28的配體。由于CTLA-4對這兩種配體的親和力都高于CD28，它競爭性抑制CD28的激活，從而抑制T細胞活性[20]。既往研究表明，膠質(zhì)瘤患者的CTLA-4表達升高，且其表達與膠質(zhì)瘤的進展相關(guān)[21-22]。使用抗CTLA-4單克隆抗體可降低CD4+FoxP3+ Treg細胞水平，從而根除膠質(zhì)瘤，提高小鼠模型的長期生存率[23-24]。這一結(jié)果也被另一項聯(lián)合使用IL-12和抗CTLA-4抗體的研究證實[25]。此外，聯(lián)合使用抗CTLA-4和抗PD-1抗體已被證明能治愈75%的小鼠膠質(zhì)母細胞瘤，而單獨使用抗PD -1和抗CTLA-4抗體分別能治愈50%和15%的膠質(zhì)母細胞瘤[26]。在抗CTLA-4免疫治療的實際應(yīng)用方面，多項I、II期臨床試驗正在評估ipilimumab聯(lián)合其他藥物如nivolumab、替莫唑胺或放療的安全性和耐受性。期待更多的臨床試驗數(shù)據(jù)來指導(dǎo)臨床用藥。

4.3IDO 吲哚胺2,3-雙加氧酶(IDO)是色氨酸分解代謝的一種誘導(dǎo)型限速酶，具有降低T細胞活性的免疫調(diào)節(jié)功能。新的證據(jù)表明，IDO的激活通過幫助腫瘤細胞逃避免疫監(jiān)視參與了癌癥的發(fā)展[27]。一項系統(tǒng)綜述和薈萃分析顯示，IDO1高表達與包括腦膠質(zhì)瘤在內(nèi)的多種癌癥的不良預(yù)后相關(guān)[28]。先前的研究表明，IDO抑制聯(lián)合放化療可以延長膠質(zhì)母細胞瘤小鼠的生存時間。抑制IDO使放化療在腫瘤部位觸發(fā)補體C3數(shù)量的增加，導(dǎo)致免疫介導(dǎo)的腫瘤破壞[29]。替莫唑胺是目前應(yīng)用于膠質(zhì)母細胞瘤一線治療的烷基化劑。替莫唑胺和一種IDO抑制劑的聯(lián)合應(yīng)用被證明可以提高患膠質(zhì)母細胞瘤小鼠的存活率和減少腫瘤生長[30]。此外，這種抗腫瘤活性可能來源于CD3+、CD4+、CD8+T細胞的促進作用，抑制腫瘤細胞的增殖[31]。IDO抑制劑在臨床前研究中似乎有很好的療效。然而，一項針對黑色素瘤患者的III期試驗的陰性結(jié)果顯示，與單藥治療pembrolizumab相比，IDO抑制劑沒有改善PFS或OS，這表明IDO不是大多數(shù)黑色素瘤患者的合適靶點[32]。其他IDO抑制劑，如indoximod，在臨床用于癌癥治療中沒有顯示出有希望的療效。因此，需要進一步的研究來探索利用IDO抑制劑治療癌癥的新策略。

4.4CAR-T 嵌合抗原受體(CARs)是基因合成的免疫球蛋白T細胞受體分子，可以識別特定的抗原并激活T細胞。CARs通常由外膜結(jié)構(gòu)域和內(nèi)膜結(jié)構(gòu)域組成，由間隔區(qū)和跨膜結(jié)構(gòu)域連接。外模結(jié)構(gòu)域識別腫瘤治療中癌細胞表面表達的腫瘤相關(guān)抗原。內(nèi)膜結(jié)構(gòu)域包含一個來自CD3和共刺激分子如CD28、OX40、CD137和CD27的細胞內(nèi)T細胞信號傳導(dǎo)域[33]。抗原與外結(jié)構(gòu)域結(jié)合后，活化信號通過CD3結(jié)構(gòu)域傳遞，信號通過共刺激分子結(jié)構(gòu)域傳導(dǎo)[34]。自CAR-T細胞治療開啟了癌癥治療的新時代以來，已經(jīng)開發(fā)了多種靶向膠質(zhì)瘤的CARs，包括靶向IL13Rα2、EGFRvIII、HER2和CD70的CARs[35]。這些CAR-T細胞的抗腫瘤功效和持久性都有所提高[36]。在CAR-T細胞治療過程中，抗原逃逸變異可能導(dǎo)致治療后腫瘤復(fù)發(fā)。然而，串聯(lián)的CAR-T細胞，包括靶向HER2和IL13Rα2的CAR-T細胞，可以減少抗原逃逸，提高抗腫瘤療效，并提高膠質(zhì)母細胞瘤小鼠模型的生存率[37]。CAR-T細胞的使用可以精確靶向腫瘤細胞，從而不僅提高了療效，而且減少了并發(fā)毒性。然而，CAR-T細胞治療的療效仍然是溫和的，因為腫瘤部位的異質(zhì)抗原表達和有限的T細胞功能。改進CAR-T細胞功能的新策略已經(jīng)被開發(fā)出來，如前T細胞活性細胞因子的轉(zhuǎn)基因表達和遺傳方法來避免檢查點的封鎖[38-39]。

5 小結(jié)與展望

由于膠質(zhì)瘤具有特殊的免疫抑制性，所以免疫治療可能在膠質(zhì)瘤治療上存在很好前景，目前大量腫瘤免疫治療的基礎(chǔ)研究以及臨床研究正在進行中。免疫治療在安全性及耐受性優(yōu)于傳統(tǒng)放化療，但目前腫瘤免疫治療也存在一些免疫耐藥(原發(fā)耐藥及繼發(fā)耐藥)的情況，所以這需要我們進一步通過研究來尋找生物標記物來篩選優(yōu)勢人群，針對耐藥患者耐藥機制的研究，為探索進一步治療提供新的方法。