腫瘤的免疫治療①

崔迎春 李建全 張 典（西安醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)部，西安 710021）

腫瘤免疫治療是通過調(diào)節(jié)機體免疫系統(tǒng)功能，增強抗腫瘤免疫力，以控制和殺滅腫瘤細(xì)胞。利用免疫系統(tǒng)治療癌癥的思路已有很長歷史，早在1891年美國骨科醫(yī)生威廉·科利（William Coley）發(fā)現(xiàn)，肉瘤患者術(shù)后感染鏈球菌后，患者惡性腫瘤消退［1］。然而腫瘤細(xì)胞與免疫系統(tǒng)的互動關(guān)系近十余年才逐漸被理解，真正有效的免疫療法也只在近幾年才浮現(xiàn)：2011年自然雜志發(fā)表文章“癌癥免疫治療的時代來臨”［2］；2013年度科學(xué)雜志發(fā)表十大科學(xué)突破，癌癥免疫療法位居首位［3］；2018年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎授予發(fā)現(xiàn)“負(fù)性免疫調(diào)節(jié)治療癌癥”的兩位科學(xué)家，他們創(chuàng)立了腫瘤治療的全新理念，通過激發(fā)免疫系統(tǒng)內(nèi)在能力攻擊腫瘤細(xì)胞，這是人類抗癌道路的里程碑［4］。本文主要綜述當(dāng)前腫瘤免疫治療的方法及其發(fā)展歷程。

1 腫瘤免疫治療的發(fā)展史

腫瘤免疫治療是繼手術(shù)、放療和化療以及靶向療法后的抗腫瘤手段。腫瘤免疫治療的發(fā)展歷程經(jīng)歷以下時期：

1.1 經(jīng)驗?zāi)[瘤免疫治療時期1891年“腫瘤免疫療法之父”美國醫(yī)生威廉·科利嘗試給患者感染細(xì)菌來激活免疫系統(tǒng)，以此治療癌癥［1］；1958年澳大利亞免疫學(xué)家弗蘭克·麥克法蘭·伯內(nèi)特（Frank Macfarlane Burnet）提出“免疫監(jiān)視理論”，即免疫系統(tǒng)能識別并清除突變的腫瘤細(xì)胞，這為癌癥免疫治療奠定了理論基礎(chǔ)［5］；1984年美國國家癌癥研究所史蒂文·A·羅森伯格（Steven A.Rosenberg）團隊成功地利用高劑量IL-2治愈了一位晚期轉(zhuǎn)移性黑色素瘤患者琳達(dá)·泰勒（Linda Taylor），這是第一位通過免疫療法治愈的癌癥患者［6］；1992年，IL-2作為治療成人轉(zhuǎn)移性腎癌的藥物是美國FDA批準(zhǔn)的第一個腫瘤免疫療法藥物（藥名Aldeslekin）［7］。

1.2 科學(xué)腫瘤免疫治療時期1997年瑞士羅氏公司（Roche）研發(fā)用于治療非霍奇金淋巴瘤的Rituximab（利妥昔單抗）獲批上市，它是第一個通過美國FDA認(rèn)證的單抗類抗癌藥物，隨后更多單克隆抗體藥物進入臨床［8］；1998年美國FDA批準(zhǔn)靶向HER2受體的單克隆抗體藥物trastuzumab（Herceptin）用于轉(zhuǎn)移性乳腺癌治療，它是第一個分子靶向抗癌藥物［9］；2010年美國FDA批準(zhǔn)首個治療性腫瘤疫苗Provenge（sipuleucel-T）用于治療晚期前列腺癌，該藥是一種腫瘤抗原負(fù)載的樹突狀細(xì)胞（dendritic cell，DC）疫苗，開創(chuàng)了癌癥免疫治療新時代［10］；2011年10月諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎獲得者布魯斯·博伊特勒（Bruce Beutler）、朱爾斯·霍夫曼（Jules Hoffmann）和拉爾夫·斯坦曼（Ralph Steinman），三位免疫學(xué)家在抗原提呈細(xì)胞和非特異免疫識別研究領(lǐng)域做出了杰出貢獻(xiàn)［11］。同年美國FDA批準(zhǔn)百時美-施貴寶公司（Bristol-Myers Squibb）研發(fā)的抗CTLA-4單抗藥品Ipilimumab，用于治療不能手術(shù)切除的晚期黑色素瘤，是通過激發(fā)免疫系統(tǒng)的自身力量攻擊癌細(xì)胞，這是腫瘤治療的一種全新理念。

1.3 現(xiàn)代腫瘤免疫治療時期2014年兩款抗PD-1/PD-L1抗體即百時美-施貴寶公司的Nivolumab（Opdivo）與美國默克公司的Pembrolizumab（Keytruda）相繼在日本和美國獲批，其對黑色素瘤突破性治療的效果讓醫(yī)療行業(yè)和全世界人們看到了治愈癌癥的希望；此新藥對肺癌、腎癌、肝癌等多種惡性腫瘤也有出色療效［12］。2014年，美國賓夕法尼亞大學(xué)和諾華公司（Novartis）開發(fā)的嵌合抗原受體T細(xì)胞（chimeric antigen receptor T-Cell，CAR-T）類療法“CTL019”（用于治療急性淋巴性白血?。┇@得FDA“突破性療法”的認(rèn)證［13］；2017年CAR-T療法治愈全球第一位白血病女孩艾米麗·懷特海德。目前有兩款CAR-T細(xì)胞制品上市，即諾華的Kymriah（非霍奇金淋巴瘤）以及Kite公司（現(xiàn)已被吉列德公司收購）的Yescarta（B細(xì)胞淋巴瘤）；2018年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎授予美國德克薩斯大學(xué)教授James P.Allison與日本京都大學(xué)教授Tasuku Honjo，以表彰他們發(fā)現(xiàn)抑制免疫負(fù)調(diào)節(jié)的抗腫瘤療法［4］；2019年底美國FDA已批準(zhǔn)7款免疫檢查點抑制劑抗PD-1、PD-L1和CTLA-4抗體上市。

2 腫瘤免疫治療方法

腫瘤免疫治療作為一種新型療法已成為腫瘤治療研究領(lǐng)域中一大熱點，它改變了以往對腫瘤治療的看法及觀念。腫瘤治療傳統(tǒng)方法是依靠外界力量殺死腫瘤細(xì)胞，作用靶點是腫瘤細(xì)胞，而目前新型腫瘤免疫治療作用靶點是免疫細(xì)胞，即通過動員人體自身免疫系統(tǒng)，抑制或消滅腫瘤細(xì)胞。

正常情況下，機體抗腫瘤免疫包括3個步驟：第一步免疫系統(tǒng)中抗原提呈細(xì)胞如DC識別、處理腫瘤抗原并呈遞給T細(xì)胞；第二步T細(xì)胞在淋巴結(jié)等外周免疫器官中被DC激活（為T細(xì)胞活化提供雙信號）；第三步效應(yīng)性T細(xì)胞進入腫瘤微環(huán)境，并殺死癌細(xì)胞。腫瘤細(xì)胞會在每個環(huán)節(jié)設(shè)置障礙，從而防止被免疫細(xì)胞識別和清除，以達(dá)到免疫逃逸的目的。腫瘤免疫治療的策略是阻止腫瘤細(xì)胞的免疫逃逸。針對第一步，提高DC細(xì)胞的抗原呈遞效率（如過繼細(xì)胞免疫治療）；針對第二步，增強T細(xì)胞對腫瘤抗原的識別能力，同時弱化Treg細(xì)胞對T細(xì)胞的抑制作用（如腫瘤疫苗、過繼細(xì)胞免疫治療）；針對第三步，要解決癌細(xì)胞對T細(xì)胞的免疫抑制（如免疫檢查點抑制劑）。腫瘤免疫治療的方法有抗體類藥物、腫瘤疫苗、過繼性細(xì)胞免疫治療、溶瘤免疫治療與生物反應(yīng)調(diào)節(jié)劑等，目前臨床最有效的是CART細(xì)胞治療和免疫檢查點抑制劑。

2.1 腫瘤抗體藥物抗體類藥物包括“被動免疫治療”藥物和“主動免疫治療”藥物兩類。腫瘤靶向抗體藥物屬于“被動免疫治療”藥物，免疫刺激抗體和免疫檢查點抑制劑等屬于“主動免疫治療”藥物。

腫瘤靶向抗體藥物的作用靶點是腫瘤細(xì)胞，通過多種抗體相關(guān)機制殺傷腫瘤細(xì)胞，阻止腫瘤細(xì)胞增殖和轉(zhuǎn)移，從而殺滅腫瘤細(xì)胞，而不傷及腫瘤周圍組織的正常細(xì)胞。截至目前，經(jīng)美國FDA批準(zhǔn)的腫瘤靶向抗體藥物有西妥昔單抗、帕尼單抗、曲妥珠單抗、帕妥珠單抗、貝伐珠單抗等13種［14］。

免疫調(diào)節(jié)性抗體通過調(diào)節(jié)免疫功能來活化免疫細(xì)胞，能夠長期發(fā)揮抗腫瘤作用。目前臨床取得較好療效的免疫檢查點抑制劑，解除T細(xì)胞的抑制狀態(tài)，激活T細(xì)胞，從而有效殺傷腫瘤細(xì)胞。免疫檢查點抑制劑的發(fā)現(xiàn)者獲得2018年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎，美國FDA已批準(zhǔn)針對CTLA-4、PD-1和PDL1的單克隆抗體的應(yīng)用［15-16］。免疫檢查點抑制劑的問世具有重大意義：①與以往腫瘤抗體藥物不同，免疫檢查點抑制劑作用靶點主要是T細(xì)胞（除PDL1抗體外）；②檢查點抑制劑作用方式不像化療、靶向療法那樣直接殺死癌細(xì)胞，而是激活T細(xì)胞殺傷腫瘤細(xì)胞。免疫檢驗點抑制劑為惡性腫瘤治療開啟了全新模式。2019年底百濟神州宣布，用于治療至少經(jīng)過二線系統(tǒng)化療的復(fù)發(fā)或難治性經(jīng)典型霍奇金淋巴瘤（R/R cHL）患者的抗PD-1抗體藥物百澤安（通用名：替雷利珠單抗注射液）已于12月27日獲得國家藥品監(jiān)督管理局（NMPA）批準(zhǔn)，這標(biāo)志我國第四款PD-1終于獲批［17］。我國已有7款免疫檢查點抑制劑上市，包括四款國產(chǎn)PD-1單抗（拓益、達(dá)伯舒、艾立妥和百澤安）、兩款進口PD-1單抗（可瑞達(dá)和歐狄沃）和一款進口的PD-L1單抗（英飛凡）。

2.2 過繼性細(xì)胞免疫治療過繼性細(xì)胞免疫治療是基于多種淋巴細(xì)胞或抗原提呈細(xì)胞的免疫治療方式，目前主要是過繼性T細(xì)胞治療，即通過向患者回輸細(xì)胞因子刺激的或改造后的T細(xì)胞，有效殺傷腫瘤細(xì)胞；過繼性NK細(xì)胞治療也逐漸受到關(guān)注。

過繼性細(xì)胞治療經(jīng)過以下幾代發(fā)展：第一代是淋巴因子激活的殺傷細(xì)胞（即LAK細(xì)胞）療法：1982年英國科學(xué)家Grimm利用外周血單個核細(xì)胞中加入IL-2，進行體外培養(yǎng)4～6 d，能誘導(dǎo)出一種非特異性的殺傷細(xì)胞即LAK細(xì)胞，其可殺傷多種對CTL、NK不敏感的腫瘤細(xì)胞。1984年11月首次應(yīng)用于臨床，引起巨大轟動。第二代是多種細(xì)胞因子誘導(dǎo)的殺傷細(xì)胞（即CIK細(xì)胞）療法［18］：1991年，美國科學(xué)家Schmidt Wolf最先報道CIK細(xì)胞療法。CIK細(xì)胞是將人外周血單個核細(xì)胞在體外與多種細(xì)胞因子（IL-2和IFN-γ等）和刺激因子（如抗CD3單克隆抗體）共同培養(yǎng)后獲得的活化異質(zhì)細(xì)胞群。CIK細(xì)胞又被稱為NK樣T淋巴細(xì)胞（因其同時表達(dá)兩種膜蛋白分子即CD3+和CD56+），它既有T淋巴細(xì)胞強大的特異性腫瘤細(xì)胞殺傷功能又兼有NK細(xì)胞的非MHC限制性細(xì)胞殺傷功能，因此當(dāng)時認(rèn)為CIK細(xì)胞是過繼性細(xì)胞治療的最佳治療方案。第三代是腫瘤浸潤性淋巴細(xì)胞（即TIL細(xì)胞）療法：TIL細(xì)胞是從患者手術(shù)切除的腫瘤組織中分離到的淋巴細(xì)胞，經(jīng)體外與IL-2共同培養(yǎng)大量擴增后得到，然后將其回輸患者體內(nèi)。因TIL細(xì)胞是特異性殺瘤細(xì)胞，故其具有的特異性殺瘤活性比LAK細(xì)胞要強50～100倍。第四代是細(xì)胞因子誘導(dǎo)的殺傷細(xì)胞（即DC-CIK細(xì)胞）療法：第一步提取患者的DC細(xì)胞及淋巴細(xì)胞；第二步將DC細(xì)胞同患者手術(shù)切除的腫瘤組織在體外進行孵育，DC攝取腫瘤抗原，同時將提取的淋巴細(xì)胞在體外利用細(xì)胞因子激活成為CIK細(xì)胞；第三步在體外將誘導(dǎo)成熟的DC細(xì)胞和CIK細(xì)胞共同培養(yǎng)進行腫瘤抗原呈遞，進而激活淋巴細(xì)胞，經(jīng)此過程DC表面共刺激分子的表達(dá)及抗原提呈能力明顯提高，同時也使CIK細(xì)胞的增殖能力及細(xì)胞毒作用增強，使兩類細(xì)胞形成抗腫瘤活性大大提高的殺傷性細(xì)胞群體即DC-CIK細(xì)胞，再將DC-CIK細(xì)胞回輸給患者。第五代是T細(xì)胞受體T細(xì)胞（T cell receptor-gene engineered T cells，TCR-T）療 法 和CAR-T療法，也是目前最有前景的兩種細(xì)胞免疫療法［19-20］。TCR-T細(xì)胞療法是通過基因工程技術(shù)中的轉(zhuǎn)基因技術(shù)，改造T細(xì)胞TCR的α和β鏈基因，提高T細(xì)胞特異性識別腫瘤抗原的能力，經(jīng)體外擴增后回輸?shù)交颊唧w內(nèi)。TCR經(jīng)過修改了幾個關(guān)鍵性氨基酸后，大大提高了與常見腫瘤TAA、NY-ESO-1等的親和力。TCR-T療法在黑色素瘤和滑膜肉瘤臨床試驗上取得了突破性進展，同時也在其他晚期實體瘤治療中取得初步有效性，目前正處于研究階段［21］。CAR-T療法是通過基因工程技術(shù)，用嵌合抗原受體（CAR）代替T細(xì)胞表面的TCR，直接識別腫瘤抗原并發(fā)揮其細(xì)胞毒作用。“CAR”結(jié)構(gòu)能特異識別腫瘤抗原，使T細(xì)胞無需抗原提呈細(xì)胞的抗原提呈作用就能靶向識別并消滅表達(dá)特定抗原的腫瘤細(xì)胞。如在治療B細(xì)胞白血病和淋巴瘤方面，靶向CD19的CAR-T已經(jīng)表現(xiàn)出了良好療效。CAR-T細(xì)胞猶如裝上了衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，能準(zhǔn)確識別并消滅腫瘤細(xì)胞，CAR-T細(xì)胞療法已被應(yīng)用于血液腫瘤領(lǐng)域，并取得良好效果。CAR-T細(xì)胞療法在實體瘤領(lǐng)域正在研究中，如局部瘤內(nèi)注射或動脈給藥，聯(lián)合用藥（如聯(lián)用PD-1單抗）等。最近，美國賓夕法尼亞大學(xué)的研究也顯示，對巨噬細(xì)胞進行基因改造得到的CAR-M細(xì)胞或能成為治療實體瘤的有效療法［22］。

2.3 腫瘤疫苗腫瘤疫苗分為腫瘤預(yù)防性疫苗和腫瘤治療性疫苗兩大類［23］。腫瘤預(yù)防性疫苗是著眼于腫瘤的預(yù)防和控制，由HBV疫苗和HPV疫苗通過誘導(dǎo)機體產(chǎn)生抗體預(yù)防腫瘤的形成、復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移，從而降低一種或多種腫瘤發(fā)病率；腫瘤治療性疫苗主要針對自體或異體腫瘤細(xì)胞或其相關(guān)抗原，通過激發(fā)患者機體的特異性免疫功能，主要是激活CTL細(xì)胞來攻擊癌細(xì)胞。

腫瘤疫苗包括多肽疫苗、腫瘤細(xì)胞疫苗、基因疫苗、核酸疫苗、DC疫苗、CTL表位肽疫苗等。細(xì)胞癌變后產(chǎn)生的腫瘤抗原可作為適應(yīng)性免疫應(yīng)答靶點，是制備腫瘤疫苗的基礎(chǔ)。進一步通過對突變基因測序、獲得新抗原，是制備個體化腫瘤疫苗的方向，將個體化腫瘤疫苗與免疫檢查點抑制劑或其他腫瘤治療方法聯(lián)合使用，可能會產(chǎn)生更好的臨床療效。目前已上市的治療性腫瘤疫苗有Provenge（Sipuleucel-T）和M-vax。Sipuleucel-T是2010年FDA批準(zhǔn)的首個DC疫苗，它由自體樹突狀細(xì)胞與前列腺酸性磷酸酶（PAP）體外共孵化獲得，促進DC對腫瘤抗原的識別和提呈，提高T細(xì)胞對前列腺癌免疫應(yīng)答能力。

2.4 溶瘤免疫治療溶瘤免疫治療是溶瘤病毒介導(dǎo)的抗腫瘤免疫治療，是將基因工程改造的溶瘤病毒輸入患者體內(nèi)，利用溶瘤病毒的自我復(fù)制能力和在腫瘤細(xì)胞內(nèi)選擇性復(fù)制的特性使腫瘤細(xì)胞裂解并死亡，同時溶瘤病毒破壞腫瘤細(xì)胞，導(dǎo)致釋放的腫瘤抗原還可激活患者機體內(nèi)特異性免疫應(yīng)答，進一步攻擊腫瘤細(xì)胞。基因改造后的溶瘤病毒，已被賦予特殊基因表達(dá)功能，可具有三大功效：①直接殺傷腫瘤細(xì)胞；②作為外來入侵者激活機體免疫系統(tǒng)，打破機體免疫耐受微環(huán)境；③刺激免疫細(xì)胞產(chǎn)生多種細(xì)胞因子，參與機體的抗腫瘤免疫。

最早報道溶瘤病毒的是發(fā)現(xiàn)一名宮頸癌患者感染狂犬病病毒后腫瘤消退［24］。能用來改造成溶瘤病毒的有單純皰疹病毒、呼腸孤病毒、溶瘤腺病毒、新城疫病毒、腺病毒及痘病毒等，它們均有嗜腫瘤特性，能特異性識別并感染腫瘤細(xì)胞，最終導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞裂解，但不感染正常機體細(xì)胞。目前上市的溶瘤藥物有T-VEC和H101兩種。T-VEC是一個基因改造后的HSV-1溶瘤病毒，能夠使感染的腫瘤細(xì)胞表達(dá)細(xì)胞因子GM-CSF。GM-CSF吸引DC細(xì)胞達(dá)到病毒感染腫瘤細(xì)胞部位，使其捕獲腫瘤抗原并加工提呈給T細(xì)胞，從而激活機體特異性免疫反應(yīng)，提高抗腫瘤免疫。目前T-VEC在美國FDA的批準(zhǔn)下用于治療晚期黑色素瘤。H101已在中國批準(zhǔn)上市，用于治療鼻咽癌等頭頸部癌癥。研究證實溶瘤免疫治療聯(lián)合免疫檢查點抑制劑對多種癌癥的治愈率達(dá)到60%以上。英美研究小組利用單次劑量靜脈滴注呼腸孤病毒治療侵襲性腦腫瘤患者，發(fā)現(xiàn)呼腸孤病毒不僅能夠通過血腦屏障到達(dá)腫瘤，還能激活機體的免疫功能［25-26］。

2.5 生物反應(yīng)調(diào)節(jié)劑（biological response modifiers，BRM）BRM也稱免疫調(diào)節(jié)劑，主要通過促進APC對抗原的攝取、加工和提呈或增強淋巴細(xì)胞的活性，能夠非特異提高機體免疫系統(tǒng)抗腫瘤效應(yīng)。如BCG、CpG寡核苷酸（TLR9激動劑）、香菇多糖等作為一類新型生物制劑，正逐步被用于增強腫瘤免疫療效。

3 腫瘤免疫療法的未來展望

腫瘤免疫治療的發(fā)展促進對機體免疫系統(tǒng)的抗腫瘤作用機制和途徑的認(rèn)識，為某些惡性腫瘤治療提供新的思路和方向。同時也要認(rèn)識到腫瘤免疫治療仍存在一些問題：①單用一種免疫治療方法有效率只有20%左右；②不能預(yù)測患者反應(yīng)性：如治療過程中的免疫相關(guān)不良事件（immune-related adverse events，irAEs）、細(xì)胞因子釋放綜合征（cytokine release syndrome，CRS）、脫靶現(xiàn)象引發(fā)的自身免疫性疾病甚至威脅生命等；③腫瘤免疫治療的耐藥機制也有待于進一步研究。未來腫瘤免疫治療的研究方向應(yīng)是精準(zhǔn)治療、個體化治療、尋找個性化新生腫瘤標(biāo)志物并進行藥物的聯(lián)合應(yīng)用，這將進一步提高腫瘤免疫治療的有效性、減少不良反應(yīng)［27-32］。

未來腫瘤免疫治療發(fā)展的趨勢：①更安全：減少毒副作用；②更有效：具有更加特異、持久的殺瘤效應(yīng)；③更經(jīng)濟：現(xiàn)階段免疫治療成本昂貴，正規(guī)免疫治療經(jīng)常耗資十萬甚至幾十萬；④聯(lián)合方案：與放療和化療或與靶向療法以及免疫治療之間聯(lián)合應(yīng)用，可能會有更好的應(yīng)用前景［33-34］。