腫瘤免疫治療的研究進展

劉建成 馬潔

中國醫(yī)學科學院腫瘤醫(yī)院分子腫瘤學國家重點實驗室，北京 100021

腫瘤免疫治療通過激發(fā)或調動機體的免疫系統(tǒng)，增強腫瘤微環(huán)境的抗腫瘤免疫能力，以達到控制和殺滅腫瘤細胞的目的。腫瘤免疫治療是可與手術、化療和放療相結合的治療方法。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胞，然后再給予免疫治療清除殘存的腫瘤細胞，以此提高腫瘤綜合治療的療效，并有助于防止腫瘤的復發(fā)和轉移?；畹取＜毎淖陨硇迯蜋C制和保護機制可盡量避免自身向腫瘤細胞轉化；即使出現(xiàn)少量的腫瘤細胞，也可被機體的免疫系統(tǒng)識別、清除。在對腫瘤細胞的清除中，固有免疫系統(tǒng)中的巨噬細胞、自然殺傷（natural killer，NK）細胞、NKT細胞（CD1d-dependent natural killer-like T cells）、樹突 狀細胞（dendritic cell，DC）和適應性免疫中的T細胞和B細胞均起重要作用。

圖1 腫瘤免疫編輯的三個階段

1 腫瘤免疫編輯機制

近年來，腫瘤免疫治療取得的重大突破，都來自于對腫瘤免疫和腫瘤逃逸機制的深入研究。

腫瘤免疫編輯分為三個階段，即清除階段、相持階段和逃逸階段（圖1）。

1.1 清除階段

通常認為，受物理、化學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，機體細胞的基因組可發(fā)生復雜的變化，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，在機體免疫系統(tǒng)的選擇壓力下，存活下來的變異細胞的基因組不穩(wěn)定并發(fā)生DNA修復異常。因此，此階段免疫系統(tǒng)將不同變異的腫瘤細胞殺死，同時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，對機體抗腫瘤免疫的耐受性更強。在免疫相持階段，腫瘤細胞與機體免疫系統(tǒng)保持勢均力敵的狀態(tài)，是免疫編輯過程中歷時最長的階段；這在人體內可達數(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)展過程中，免疫選擇壓力使腫瘤細胞經(jīng)歷不斷的演化，并最終被篩選出新的腫瘤細胞變異體。它們跨過免疫相持階段進入免疫逃逸階段，即逃脫機體免疫系統(tǒng)的監(jiān)視和清除，形成臨床上可以檢測到的腫瘤。如果不及時治療，腫瘤將不斷發(fā)展，可發(fā)生遠處轉移，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，可伴器官轉移。此時，以腫瘤為中心的免疫抑制網(wǎng)絡已經(jīng)形成。

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

2.1 克服腫瘤免疫逃逸的治療方法

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

細胞免疫反應的啟動和維持，有賴于活化的、表達CD40配體（CD40L）的T細胞與CD40+DC之間的相互作用。CD40L可誘導DC表型和功能的成熟，上調DC的共刺激分子和MHC分子的表達，產生大量的炎癥因子，進而激活T細胞[5]。

抗CD40抗體可與CD40結合以激活DC的抗原遞呈能力。此外，抗CD40抗體還可與腫瘤細胞表面CD40結合引發(fā)抗體依賴細胞介導的細胞毒作用（antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity，ADCC）和補體依賴的細胞毒作用（complement-dependent cytotoxicity，CDC），發(fā)揮抗腫瘤效應。目前，抗CD40單抗類藥物已被用于治療鱗狀細胞癌和黑色素瘤，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）識別CpG-ODN后，激活的B淋巴細胞和DC可促進Ⅰ型輔助性T細胞（Th1）細胞因子的分泌，以及促進B細胞分化成為漿細胞，進而激活機體的免疫系統(tǒng)。

在小鼠黑色素瘤實驗中，瘤內注射CpG-ODN聯(lián)合化療，兩者能協(xié)同抑制黑色素瘤的生長[7]。

2.1.2 激活效應T細胞 初始T細胞的活化需要兩個信號：第一信號來自于抗原提呈細胞（antigen presenting cell，APC），主要是DC表面的MHC-抗原肽復合物與T細胞受體（T cell receptor，TCR）的相互作用及結合；第二信號來自于APC表面的共刺激分子（CD86）與T細胞表面相應配體分子（CD28）的相互作用。若僅有第一信號而缺乏第二信號，T細胞處于無應答狀態(tài)或免疫耐受狀態(tài)。腫瘤患者體內的T細胞能上調細胞毒T淋巴細胞相關抗原4（cytotoxic T lymphocyte-associated antigen-4，CTLA-4）的表達，CTLA-4可與CD86結合以阻斷第二信號，導致T細胞功能缺失。

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了新的篇章。抗CTLA-4抗體Ipilimumab是首個投入臨床應用的、阻斷負性共刺激信號通路的藥物，能持續(xù)激活腫瘤特異性T細胞，促進其增殖并阻止其失能。Ipilimumab可聯(lián)合gp100治療黑色素瘤時，患者的中位生存期可達10個月，而gp100單藥治療時的中位生存期僅為6.4個月；據(jù)此，美國食品藥品監(jiān)督管理局（Food and Drug Administration，F(xiàn)DA）于 2011年批準 Ipilim-umab用于治療轉移性惡性黑素瘤[8]。

程序性死亡分子（programmed death 1，PD-1）在激活的T細胞表面表達，其配體（programmed death ligand-1，PD-L1）在腫瘤細胞表面表達；兩者結合后，T細胞將進入無應答狀態(tài)或表現(xiàn)為免疫耐受，使腫瘤細胞逃避宿主免疫反應及對免疫治療耐受。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 清除調節(jié)性T細胞 Treg在體內具有很強的免疫抑制作用，清除患者體內的Treg有望改善其免疫功能。動物實驗發(fā)現(xiàn)，抗CD25抗體能有效清除機體內的Treg，抑制小鼠腫瘤的生長，增強抗腫瘤免疫能力[9]。

2.2 腫瘤疫苗

根據(jù)免疫網(wǎng)絡學說和內影像學說，研究者于近些年開發(fā)了一種新型的抗腫瘤疫苗——抗獨特型抗體?？躬毺匦涂贵w具有模擬腫瘤抗原的能力，并作為抗原替代物來發(fā)揮免疫調節(jié)作用，可直接或間接促使機體產生特異性抗腫瘤免疫反應。此外，通過抗原提呈作用，抗獨特型抗體突破了傳統(tǒng)抗原多肽免疫效價低的局限性。一系列動物實驗與臨床試驗均表明，機體經(jīng)抗獨特型抗體疫苗主動免疫治療后，特異性結合腫瘤抗原的抗體生成與受試者的預后及生存質量呈正相關。大量的體內外研究發(fā)現(xiàn)，抗獨特型疫苗治療結腸癌、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，給予抗獨特型抗體CAC125治療。結果顯示，81例（68%）患者體內產生抗獨特型抗體Ab3；Ab3陽性患者的中位生存期為23.4個月，Ab3陰性患者的中位生存期只有4.9個月，提示CAC125治療卵巢癌有潛在的應用前景。

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

2.3 細胞免疫治療

細胞免疫治療是以細胞為基礎的免疫治療；自體或異體的免疫細胞經(jīng)體外培養(yǎng)、刺激、誘導或基因修飾后，被回輸機體，發(fā)揮激活或增強機體抗腫瘤免疫應答的作用（圖2）。

圖2 細胞免疫治療方法

2.3.1 腫瘤浸潤淋巴細胞的治療 細胞免疫在腫瘤免疫中起主導作用。腫瘤浸潤淋巴細胞（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)大劑量白細胞介素-2（interleukin-2，IL-2）和被滅活過的同種異體淋巴細胞的刺激，誘導活化其中的CD8+T細胞和CD4+T細胞，使它們具有殺傷腫瘤細胞的活性；③將被增殖擴增后的TIL和大劑量的IL-2一起回輸患者體內[11]。

2.3.2 基因修飾的淋巴細胞用于細胞治療 在腫瘤浸潤T細胞較難獲得、腫瘤組織較小的情況下，過繼回輸激活型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，即使把整個黑素瘤都切割下來，也不能獲得足夠數(shù)量的腫瘤特異性T細胞。為了克服這一缺陷，研究者從腫瘤特異性T細胞中提取編碼TCRα、β鏈的基因。利用載體技術用此基因轉染受試者的T細胞，而這些受試者通常是體內缺乏腫瘤特異性T細胞的腫瘤患者。經(jīng)這樣處理后，受試者的T細胞就能表達腫瘤特異性TCR。這種方法可以產生大量的腫瘤抗原特異性T細胞。

臨床前實驗發(fā)現(xiàn)，經(jīng)人p53蛋白刺激后，小鼠體內可產生能識別p53蛋白的TCRα、β鏈基因，然后利用基因工程技術把TCRα、β鏈基因導入到外周血淋巴細胞內，體外擴增后再回輸小鼠體內；這種經(jīng)修飾的淋巴細胞受抗原刺激時具有很強的抗腫瘤能力[12]。

此外，基因工程技術可將腫瘤特異性單克隆抗體的抗原結合區(qū)（Fab）或單鏈抗體可變區(qū)（scFv）與T細胞的信號傳導區(qū)結合起來，構建成嵌合抗原受體（chimeric antigen receptor，CAR）。CAR基因轉染的受試者T細胞能持久識別特定腫瘤抗原，以充分激活抗腫瘤免疫應答。

2.3.3 以誘導DC為基礎的細胞治療 腫瘤患者DC的共刺激分子表達水平低、白細胞介素-12（interleukin-2，IL-12）分泌能力低、刺激T細胞增殖能力弱、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，所以細胞治療的另一工作重點是提升DC負載腫瘤相關抗原的能力。DC在體外被轉導入多種腫瘤抗原基因，并通過MHC-Ⅰ、MHC-Ⅱ類分子充分呈遞抗原多肽；然后將這些負載有腫瘤抗原的致敏DC回輸體內，以誘導機體產生有效的抗腫瘤免疫應答，這是一條治療腫瘤的有效途徑[13]。

3 展望

腫瘤是機體全身免疫平衡失調的結果。因此，在常規(guī)手術、化療、放療達到局部清除目的后，機體需通過免疫治療以達到再平衡。與其他治療相比，免疫治療起效慢，但可從根本上恢復機體自身清除腫瘤細胞的能力。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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