以肿瘤免疫治疗为基础的肿瘤生物治疗作为现代肿瘤治疗的第四种模式

以肿瘤免疫治疗为基础的肿瘤生物治疗作为现代肿瘤治疗的第四种模式,越来越受到重视。 该模式利用现代生物技术及其产品,通过调节机体抗肿瘤各环节(免疫系统、神经内分泌系 统、癌基因与抑癌基因、血管生成、精神因素等)的平衡,达到控制肿瘤或减轻治疗相关副 作用的目的。 目前肿瘤生物治疗的概念还比较模糊,如靶向药物治疗和基因治疗也常被归类于肿瘤生 物治疗。靶向药物治疗是目前肿瘤治疗中发展最为迅速的一个领域,被大家广泛重视。基因 治疗代表未来肿瘤防治方向,我国已先后批准重组人 p53 腺病毒注射液治疗晚期鼻咽癌和头 颈部鳞癌,重组人 5 型腺病毒(H101)治疗难治性晚期鼻咽癌, 受到世界关注。 限于篇幅,本文主要对肿瘤免疫治疗新进展进行综述。 1 肿瘤免疫治疗理论基础演变 免疫监视学说 肿瘤免疫治疗最初以免疫监视学说为理论基础,其基本观点是机体免疫系统能够识别并 清除恶性细胞,阻止肿瘤发生。 Ehrlich 在 1909 年首次提出免疫系统能保护机体免遭肿瘤侵 害,Bumet 在 1964 年进一步明确免疫监视概念 ,此后直到上世纪 90 年代发现 干扰素(IFN- )及其受体(IFN-R)、穿孔素, 并发现重组酶激活基因 2(RAG-2)敲除小鼠高发恶性肿瘤, 该 学说才逐渐得到认可。 免疫编辑学说 机体尽管存在免疫监视,但仍发生恶性肿瘤, 提示免疫监视学说还不能系统解释免疫系 统在肿瘤发生中的作用, Dunn 等因而在 2002 年提出了肿瘤免疫编辑学说。该学说认为,肿 瘤免疫分为消除、平衡和逃逸三期。消除期与免疫监视相同,指免疫系统识别并消除肿瘤。 如果所有肿瘤细胞被消除,消除期结束。如果部分肿瘤细胞被消除, 则进入暂时性的平衡期。 在平衡期,肿瘤细胞保持静止状态 ,或积聚进一步的变化(如 DNA 突变或基因表达改变),以调 整抗原表达。如果免疫系统仍不能完全消除肿瘤细胞,会导致某些变异肿瘤细胞耐受或抑制 抗肿瘤免疫应答,从而进入逃逸期。在逃逸期 ,肿瘤细胞生长不仅不受免疫系统控制 ,甚至利 用免疫系统更快地生长和转移。 肿瘤免疫逃逸的机制很多,例如: 低表达或不表达人类白细胞抗原 (HLA)类抗原或肿 瘤抗原,造成肿瘤抗原不能呈递 ;释放肿瘤相关应激诱导配体抑制自然杀伤 (NK)细胞活性, 避免被其清除;过表达蛋白酶抑制因子 9(PI-9)和 B7-H1,使细胞毒 T 淋巴细胞(CTL) 释放 的颗粒酶 B 失活,抑制效应 T 细胞的活性;死亡信号途径缺陷;表达吲哚胺-2,3-双加氧酶 (IDO),降低局部色氨酸浓度,促进 T 细胞凋亡和抑制性 T 细胞增殖;诱导髓细胞来源抑制细 胞(MDSC)生成,使淋巴细胞功能紊乱 ;诱导 CD4+CD25+T 调节细胞, 抑制肿瘤免疫应答等。 目前的第二代肿瘤免疫治疗多基于肿瘤免疫编辑学说,在重视抗肿瘤免疫应答的同时, 兼顾肿瘤的免疫逃逸机制。 2 肿瘤免疫治疗现状 肿瘤的免疫治疗主要分:肿瘤疫苗或主动免疫治疗; 单克隆抗体以及过继性细胞免疫治 疗;细胞因子治疗等。多种单克隆抗体和细胞因子目前已广泛用于临床治疗。以下重点讨论 肿瘤疫苗和过继性细胞免疫治疗。 肿瘤疫苗 传统疫苗以预防疾病为主,如肝炎病毒疫苗和人乳头状瘤病毒(HPV)疫苗可减少肝癌和 宫颈癌的发生。但是,当前研发的肿瘤疫苗都是治疗性疫苗, 这些疫苗通过特异性激活机体 的体液和细胞免疫而杀伤肿瘤细胞。肿瘤疫苗的优势在于一旦应用成功,可产生长期的免疫 记忆细胞,消除肿瘤微小残留病灶并减少肿瘤复发 ,其缺点是干扰因素多 ,起效时间长。 树突状细胞(DC)是最有效的专职抗原呈递细胞(APC),在肿瘤疫苗的研究中尤其受到重 视。目前研究重点已经逐渐从如何培养 DC、如何刺激抗原 ,进展到根据 DC 表面标志物将 其分为不同亚群,通过活化或抑制 DC 表面 Toll 样受体(TLR)、细胞毒性 T 淋巴细胞相关抗 原 4(CTLA-4)增强 DC 活性,通过化疗等手段抑制 T 调节细胞 ,协同 IFN- 促进辅助性 T 细 胞 1(Th1)应答。 目前有 10 种肿瘤疫苗完成了期临床试验, 其中 1 种公布了中期结果(表 1)。尽管多数 结果令人失望,但是我们从中可以看出 ,选择合适的患者(如肿瘤负荷小、疾病相对稳定),以及 诱导有效的抗肿瘤免疫应答(多次治疗、添加有效佐剂) 是治疗关键。另外 ,这些临床试验有 多项结果表明,免疫治疗 12 个月后疗效尤为显着 ,提示肿瘤疫苗的作用比较持久。 我们将 DC 瘤苗用于肺癌术后维持治疗, 初步发现肿瘤进展时间(TTP)有延长趋势。粒 细胞-巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)能有效诱导抗肿瘤免疫,常作为佐剂应用。1 项/ 期临床研究采用 GM-CSF 修饰的自体肿瘤疫苗治疗非小细胞肺癌(NSCLC),33 例患者中有 3 例达完全缓解(CR) 。1106 瘤苗 24 小时 GM-CSF 分泌量超过 40 ng 的患者总生存期 (OS)为 17 个月,小于 40 ng 者 OS 为 7 个月, 两者有显着性差异(P=0.028)。 表 1 肿瘤疫苗期临床试验结果 药物活性成分适应证结果 Melacine 黑素瘤细胞系 裂解物+Detox 黑素瘤 OS 无统计学意义,某些 HLA 亚型患者的 OS 和 TTP 延长 CanVaxin 黑素瘤细胞系照射后 +BCG 黑素瘤疗效不佳, 提前终止 OncoPhage 自体肿瘤 抗原+HSP96 肾癌 TTP 无统计学意义 ,部分早期患者有延长趋势 OncoPhage 自体肿瘤抗 原+HSP96 黑素瘤 OS 无统计学意义 ,治疗10 次的 M1A 和 M1B 患者 OS 延长 STn-KLH 合成的 STn+Enhanzyn 乳腺癌 TTP 和 OS 无统计学意义,抗羊颌下黏液素抗体滴度与 OS 相关 Bec2 模拟 GD3 的抗独特型抗体小细胞肺癌 OS 无统计学意义,存在抗 GD3 抗体患 者 OS 有延长趋势 Sipuleucel-T 表达 PAP 的自身 APC+GM-CSF 前列腺癌 TTP 无统计学 意义,OS 有统计学意义, FDA 要求验证 Oregovomab CA-125 卵巢癌 TTP 无统计学意义 PANVAC-VF CEA、MUC1+ICAM-1、B7.1 、LFA-3 胰腺癌 OS 无统计学意义 MyVax 重 组自身独特型抗原+GM-CSF 滤泡型 NHL TTP 无统计学意义 ,有阳性免疫反应的疗效优于 阴性者 FavID 重组自身独特型抗原 +GM-CSF 滤泡型 NHL ORR 无统计学意义,PFS 预计 2008 年 7 月公布 OS: 总生存期 TTP:肿瘤进展时间 ORR:客观缓解率 PFS:无进展生存期 过继性细胞免疫治疗 过继性细胞免疫治疗通过体外激活和扩增肿瘤特异或非特异性杀伤细胞达到抗瘤效果, 又可分为过继性 NK 细胞治疗和过继性 T 细胞治疗。该疗法优势在于起效快,体内因素影响 相对较小。 过继性 T 细胞治疗是过继性细胞免疫治疗研究的重点,但对 MHC类分子阴性的肿瘤 细胞无效。而 NK 细胞由于表达 MHC类分子的抑制性受体杀伤细胞抑制性受体(KIR), 可以杀灭 MHC类分子阴性的肿瘤。随着对 NK 调节分子机制研究的深入, 目前 NK 细胞 逐渐受到了关注。过继性细胞免疫治疗已经完成了一批随机对照临床研究(表 2),从中可以 看出,既往的过继性细胞免疫治疗疗效并不乐观。不过新型过继性免疫细胞治疗的出现, 如 CIK、Xcelerated cell 等,给肿瘤治疗带来了新的希望 ,目前正在对其进行随机对照研究。 目前过继性细胞免疫治疗最成功的例子是供者淋巴细胞输注(DLI)治疗异基因骨髓移植 后复发的慢性髓性白血病(CML)、EB 病毒(EBV) 相关淋巴瘤。DLI 介导抗肿瘤效应的机制 目前尚不明确,可能有 T 细胞和( 或)DC 参与, 其靶抗原是次要组织相容性抗原或白血病特异 性抗原。其临床缓解有迟发性特点,通常发生在 DLI 后数周到数月间 ,符合 T 细胞介导的典 型获得性免疫应答特点。Schmid 等的研究表明,DLI 治疗后 ,超过 60%异基因造血干细胞移 植后复发的 CML 患者可获得分子生物学完全缓解(CR), 急性髓性白血病(AML)患者 2 年存 活率可提高约 10%。DLI 治疗的最严重副作用是诱发移植物抗宿主病(GVHD), 可通过调整 淋巴细胞的输注次数和数量减轻该副作用。 病毒引起的淋巴瘤保留了病毒基因表达,是过继性细胞治疗的理想靶点, 因为患者体内 的 T 细胞受体库中具有病毒蛋白高亲和力受体。Haque 等进行的 期临床试验表明,采用 异基因 EBV 特异性 CTL,治疗传统治疗无效的 EBV 阳性的移植后淋巴增殖性疾病患者,治 疗后 6 个月客观缓解率(ORR)为 52%,CR 为 44%,提示该疗法具有很好的应用前景。 过继性 T 细胞治疗的主要缺陷是部分肿瘤的抗原性弱,造成肿瘤特异性抗原高亲和力 T 细胞缺乏,或患者化疗后体内残存的 T 细胞缺乏肿瘤特异性。为解决这个问题,采用基因修 饰 T 细胞增强抗肿瘤能力是目前的一个研究热点。例如,Morgan 等通过逆转录病毒,用 T 细 胞黑素瘤相关抗原 MART-1 的特异 T 细胞受体(TCR) 转染自体 T 细胞,治疗 17 例标准治疗 无效的转移性黑素瘤患者,结果显示 15 例患者体内的基因修饰 T 细胞存活超过 90 天,2 例 患者达 CR 并持续超过 18 个月。 治疗类型适应证结果 TIL+化疗胃癌 OS 延长有统计学意义,但 ORR 无 抗 CD3 抗体 +IL-2 活化的 T 细胞肝癌 TTP 延长有统计学意义, 但 OS 无 LAK+IL-2 恶性黑素瘤 OS 有 延长趋势 肾癌 OS 无统计学意义 抗 CD3 抗体激活的记忆 T 细胞肾癌 OS 无统计学意义 LAK+IL-2(期) 肾癌 ORR、 OS 无统计学意义 TIL+IL-2(期) 肾癌 ORR、OS 无统计 学意义 TIL+IL-2 NSCLC 术后 3 年生存率提高, 有统计学意义 TIL+IL-2 恶性黑素瘤期 TTP 和 OS 无统计学意义,仅 1 例淋巴结转 移患者的 TTP 和 OS 延长。 3 肿瘤免疫 治疗与传统治疗可相互增效 传统上认为放疗和化疗侧重于“抑瘤” 和“去邪”,忽视甚至抑制机体对肿瘤的监控作用,近 年来研究则认为部分放化疗与肿瘤免疫治疗之间可有协同作用。 环磷酰胺(CTX)、吉西他滨、多柔比星、紫杉醇、5 氟尿嘧啶(5-Fu) 等药物可诱导肿瘤 细胞死亡,伴随组织坏死,大量死亡信号释放,能活化免疫细胞,促进肿瘤抗原交叉呈递,提高免 疫效应细胞与靶细胞的比值。化疗可以消除 T 调节细胞,有利于过继性细胞植入。 Correale 等报告,吉西他滨联合奥沙利铂、氟尿嘧啶、叶酸(FOLFOX-4)方案治疗转移 性结肠癌,可以促进癌细胞表达癌胚抗原 (CEA)和胸核苷酸合酶(TS)等肿瘤相关抗原,而不影 响抗原特异性 CTL 的活性,化疗后辅以 GM-CSF 和白细胞介素 2(IL-2)治疗能强化机体的抗 肿瘤免疫反应。29 例患者(21 例曾接受化疗) 的 ORR 为 68.9%,TTP 为 12.5 个月,显着优于 同期的其他治疗方案。免疫学检测显示,治疗后外周血 CD4+CD25+ T 调节细胞显着下降, CEA 刺激增殖反应增强。我国正在进行的 DC 肿瘤疫苗 期临床试验初步结果显示, FOLFOX 联合 DC 肿瘤疫苗治疗转移性 大肠癌组的 ORR 为 46.2%,而单纯 FOLFOX 组则 为 22.5%。 TLR 家族通过激活免疫细胞参与机体的免疫保护,其中 TLR9 与抗肿瘤免疫应答有关。 CpG 寡脱氧核苷酸(ODN)是 TLR9 激动剂,可活化天然免疫反应和过继性免疫反应。一项 期临床试验表明,CpG ODN(PF-3512676)联合紫杉醇+卡铂一线治疗进展期 NSCLC 的 ORR 为 38%,高于单纯化疗组 (19%,P=0.048)。联合治疗组 1 年生存率为 50%,单纯化疗组 为 33%,前者有改善趋势。相关的期临床试验正在进行中。 另有研究发现,过继性细胞治疗或疫苗治疗对铂类耐药卵巢癌患者有效, 患者疾病进展 后接受先前无效的铂类药物治疗,肿瘤可缩小。 低剂量放疗可上调肿瘤细胞的 HLA I 类分子及肿瘤相关抗原表达,减少 T 调节细胞,消 除细胞因子下降,促进细菌移位使天然免疫系统活化 ,从而有利于机体的抗肿瘤免疫应答。 由此看出,尽管肿瘤免疫治疗目前是一种辅助性治疗 ,但是与化疗、放疗联合,有可能相 互增效,使患者获益更大,这不仅符合伦理学需要,也有利于肿瘤免疫治疗研究的开展。 4 未来研究方向展望 尽管肿瘤免疫治疗的现状还不能令人非常乐观,但是已经让我们看到了越来越多的希望。 目前我们已经知道,有效的抗肿瘤免疫治疗需考