咸孟飛 馬晉平/編譯

啟動(dòng)機(jī)體防御機(jī)制
——利用患者自身免疫系統(tǒng)來對(duì)抗癌癥

咸孟飛 馬晉平/編譯

T細(xì)胞攻擊：彩色掃描電子顯微照片（SEM）顯示T淋巴細(xì)胞（淺色）結(jié)合到癌細(xì)胞抗原上。研究人員能否利用患者自身免疫系統(tǒng)的殺傷力來治療癌癥呢？

● 繼化療、放療后，在腫瘤療法的創(chuàng)新上，研究人員正在探索多種免疫療法的治療效果，如阻斷免疫檢查點(diǎn)、過繼性T細(xì)胞轉(zhuǎn)移聯(lián)合治療，或腫瘤疫苗和細(xì)胞因子聯(lián)合給藥等。相信在可預(yù)見的未來，免疫療法將對(duì)腫瘤患者的生存產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

一百多年前，美國(guó)骨外科醫(yī)生威廉·科萊（William Coley）對(duì)一位面部肉瘤的患者進(jìn)行了手術(shù)切除（切除了大部分瘤體），術(shù)后，患者發(fā)生了化膿性鏈球菌感染，不久惡性肉瘤奇跡般地消失了。七年后，科萊在一次隨訪時(shí)發(fā)現(xiàn)他仍然活著，也沒有任何癌癥復(fù)發(fā)的征象，科萊在驚訝地同時(shí)，猜測(cè)這位患者可能是由于細(xì)菌感染導(dǎo)致的免疫反應(yīng)發(fā)揮了重要的抗癌作用。隨后他又為十幾例無法進(jìn)行手術(shù)切除的腫瘤患者注射了鏈球菌，不出所料，發(fā)生感染的患者中，只有一位患者腫瘤沒有任何變化，其余患者的腫瘤均不同程度地縮小。

隨后，科萊便開始了滅活細(xì)菌抑制腫瘤作用機(jī)理的實(shí)驗(yàn)，希望該細(xì)菌在激活免疫系統(tǒng)的同時(shí)避免致命的感染。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過注射滅活細(xì)菌可以使發(fā)生于骨骼、肌肉和脂肪組織的惡性腫瘤（肉瘤）完全消退。1936年科萊去世。不幸的是，隨著放療應(yīng)用的逐漸普及和化療的出現(xiàn)，他的大部分研究也逐漸被淡忘。

如今，利用免疫調(diào)節(jié)治療癌癥又被重新提上日程。免疫治療不同于化療和放療，后者是直接殺死癌細(xì)胞，而免疫治療是通過增強(qiáng)人體的正常免疫機(jī)制，增加機(jī)體對(duì)抗腫瘤的能力。免疫治療包括引進(jìn)復(fù)合物直接刺激免疫細(xì)胞，加強(qiáng)免疫細(xì)胞反應(yīng)，或通過一種合成蛋白模擬正常免疫反應(yīng)復(fù)合物，加強(qiáng)機(jī)體的免疫反應(yīng)。2013年，《科學(xué)》雜志將“腫瘤免疫治療”列入“年度科學(xué)突破”之首。目前，市場(chǎng)上已存有少數(shù)治療癌癥的藥物，各期臨床試驗(yàn)也研究出了幾十種前景樂觀的療法，與上述治療方法相比，免疫治療或?qū)氐赘淖兡[瘤的治療方式。

免疫反應(yīng)的力量

人體免疫系統(tǒng)分工布局精細(xì)，能夠持續(xù)的監(jiān)測(cè)機(jī)體環(huán)境并保護(hù)人體免受感染。人體免疫系統(tǒng)由兩個(gè)組成部分：先天性免疫和適應(yīng)性免疫，兩者相互協(xié)調(diào)共同對(duì)抗感染。更重要的是，免疫系統(tǒng)能對(duì)感染過的病原體產(chǎn)生記憶。先天性免疫系統(tǒng)的巨噬細(xì)胞和嗜中性粒細(xì)胞受到如常見微生物肽、表面分子或基因序列等危險(xiǎn)信號(hào)的刺激，會(huì)激發(fā)機(jī)體的免疫機(jī)制迅速抵御外來入侵者。同時(shí)，適應(yīng)性免疫B細(xì)胞產(chǎn)生特異性反應(yīng)，產(chǎn)生抗體識(shí)別并清除病原體。已攝入病原體的固有免疫細(xì)胞活化抗原特異性T細(xì)胞，進(jìn)一步提高機(jī)體的免疫應(yīng)答。B和T細(xì)胞可以產(chǎn)生持久的記憶，對(duì)再次入侵的相同病原體產(chǎn)生更迅速、更敏捷的反應(yīng)。

20世紀(jì)60年代和70年代期間，美國(guó)紀(jì)念斯隆-凱特琳癌癥中心（MSKCC）的路德維希癌癥研究所（LICR）的勞埃德·奧爾德（Lloyd Old）重燃了人們對(duì)腫瘤免疫治療研究的興趣。他發(fā)現(xiàn)，腫瘤細(xì)胞的表面抗原與正常細(xì)胞不同，這就是所謂的“腫瘤相關(guān)抗原”。他試圖以此為基礎(chǔ)探索治療腫瘤的疫苗，激活腫瘤特異性的免疫反應(yīng)。1980年代，繼奧爾德之后，美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院(NIH)的史蒂文·羅森伯格（Steven Rosenberg）也證實(shí)了這一點(diǎn)。羅森伯格利用細(xì)胞因子激活免疫系統(tǒng)來治療癌癥。

最近，得克薩斯大學(xué)MD安德森癌癥中心免疫學(xué)主任詹姆斯·艾利森（James Allison）率先開創(chuàng)了免疫檢查點(diǎn)阻斷技術(shù)。他之前就職于MSKCC。為了確保免疫系統(tǒng)不會(huì)過度活化，導(dǎo)致引起組織損傷或攻擊機(jī)體，調(diào)節(jié)性T細(xì)胞和髓源性抑制細(xì)胞可以分泌抗炎蛋白或直接抑制促炎性免疫細(xì)胞。此外，被激活的免疫細(xì)胞其表面免疫抑制蛋白可以中和免疫應(yīng)答。實(shí)際上，腫瘤很有可能利用這些抗炎通路，或通過刺激增加調(diào)節(jié)性T細(xì)胞或增加免疫檢查點(diǎn)蛋白的表達(dá)，來逃避免疫系統(tǒng)的識(shí)別。為了使免疫反應(yīng)能順利的攻擊腫瘤，艾利森目前正著手開始研究新的技術(shù)來阻斷免疫檢查點(diǎn)。這些令人興奮的新療法能延長(zhǎng)晚期惡性腫瘤患者的生命，如腎癌和惡性黑色素瘤。

腫瘤疫苗：大多數(shù)正在研發(fā)的腫瘤疫苗都涉及到腫瘤特異性抗原成分的注射，以加強(qiáng)免疫系統(tǒng)的腫瘤特異性免疫反應(yīng)。其他諸如前列腺癌疫苗Sipuleucel-T，需要提取患者的抗原呈遞細(xì)胞（APC細(xì)胞），然后加入免疫刺激因子，將其與患者腫瘤抗原共同培養(yǎng)，為APCs在體內(nèi)激活T細(xì)胞做好準(zhǔn)備（截止 2014年 4月，F(xiàn)DA共批準(zhǔn)了 3個(gè)針對(duì)癌癥的疫苗， 分別是 Cervarix、Gardasil、Sipuleucel-T，前兩個(gè)都是人乳頭瘤病毒（HPV）疫苗，不能說是真正的癌癥疫苗。而 Dendreon Corporation的 Sipuleucel-T是 FDA批準(zhǔn)的首個(gè)癌癥治療性疫苗，2010年獲批上市用于轉(zhuǎn)移性去勢(shì)抵抗前列腺癌。其原理是采集患者抗原呈遞細(xì)胞（APC），用PAP-GM-CSF（前列腺癌抗原PAP與GM-CSF融合蛋白）激活，APC攝取PAPGM-CSF后加工成小肽片段并呈遞到細(xì)胞表面，注入患者體內(nèi)可激活T細(xì)胞免疫應(yīng)答——譯者注）

接種疫苗治療癌癥

局部注射的卡介苗（BCG）是由減毒的活牛分枝桿菌制成的抗結(jié)核疫苗。1990年，BCG已被批準(zhǔn)用于治療膀胱癌。這是首個(gè)獲得美國(guó)食品和藥物管理局 （FDA）批準(zhǔn)用于治療癌癥的免疫制劑。早在1929年，約翰·霍普金斯大學(xué)的雷蒙德·珀?duì)枺≧aymond Pearl）首次提出結(jié)核病感染或BCG可能有抗癌作用——活檢時(shí)發(fā)現(xiàn)活性結(jié)核病患者的癌癥發(fā)生率下降。50年代末，奧爾德進(jìn)一步證實(shí)了動(dòng)物模型注射BCG能減緩腫瘤的生長(zhǎng)。隨后在70年代和80年代的研究發(fā)現(xiàn)，定期給患者腫瘤注射BCG可使膀胱癌消退，腫瘤生長(zhǎng)減緩，其復(fù)發(fā)率降低12倍。在批準(zhǔn)后的20年內(nèi)，BCG仍然是非肌層浸潤(rùn)性膀胱癌最有效的治療方法，治愈了70%的非肌層浸潤(rùn)性膀胱癌患者。

減毒的菌株可以減緩腫瘤的生長(zhǎng)，它通過攻擊腫瘤細(xì)胞及周圍細(xì)胞，引起免疫細(xì)胞的浸潤(rùn)，促炎癥細(xì)胞因子的釋放，最終導(dǎo)致癌細(xì)胞被中性粒細(xì)胞和巨噬細(xì)胞吞噬。然而，炎癥反應(yīng)在有效殺死腫瘤細(xì)胞的同時(shí)，也損傷膀胱粘膜的正常細(xì)胞，導(dǎo)致類似尿路感染的癥狀產(chǎn)生（如低燒和尿痛）。研究人員為此希望研制出一種新的疫苗，即通過結(jié)合腫瘤細(xì)胞的特有蛋白，從而激活全身腫瘤特異性免疫反應(yīng)，避免局部注射的副作用。

不幸的是，幾乎沒有研究證實(shí)腫瘤特異性疫苗具有顯著的抗腫瘤活性。迄今，市場(chǎng)上只有一種腫瘤特異性疫苗——前列腺癌疫苗。該疫苗2010年由FDA批準(zhǔn)作為治療轉(zhuǎn)移性前列腺癌的最后治療手段。生產(chǎn)前列腺癌疫苗，需要提取患者自身的抗原呈遞細(xì)胞（APC），經(jīng)處理后回輸患者體內(nèi)。在體外，APCs可以與免疫刺激因子和前列腺酸性磷酸酶（PAP）抗原一起培養(yǎng)（PAP是一種細(xì)胞表面蛋白，約95%的前列腺癌細(xì)胞表達(dá)）。在一項(xiàng)隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)中，這種治療方法可以使非肌層浸潤(rùn)的前列腺癌患者的總體生存時(shí)間延長(zhǎng)四個(gè)月。

研究證實(shí)，全身性注射PAP抗原或其他腫瘤類似的特異性抗原——而不是離體治療的白血細(xì)胞亞群如前列腺癌疫苗——可以激活腫瘤部位的免疫反應(yīng)。目前進(jìn)行的幾百項(xiàng)臨床試驗(yàn)，正在評(píng)估腫瘤疫苗是否可以激活腫瘤特異性免疫反應(yīng)，對(duì)患者生存獲益。其中包括乳腺癌、肺癌、腎癌和黑色素瘤的Ⅲ期臨床試驗(yàn)。

不要停止戰(zhàn)斗（左圖）：免疫檢查點(diǎn)阻斷療法可以阻止正常情況下免疫反應(yīng)的中斷。利用結(jié)合到T細(xì)胞表面的蛋白，如細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞抗原4(CTLA-4)或程序性死亡-1受體（PD-1）等分子阻斷免疫檢查點(diǎn)，這些分子通常在活化的T細(xì)胞表達(dá)，一般可抑制免疫反應(yīng)。這種療法可以使免疫反應(yīng)維持活性。T細(xì)胞過繼轉(zhuǎn)移（右圖）：在進(jìn)行T細(xì)胞過繼轉(zhuǎn)移的過程中，將T細(xì)胞從病人的血液或腫瘤中分離出來，轉(zhuǎn)染病毒，使其表達(dá)腫瘤靶向嵌合抗原受體(CARs)，然后將轉(zhuǎn)移的T細(xì)胞注入患者體內(nèi)后，就會(huì)攻擊癌細(xì)胞

阻斷免疫抑制作用

另一個(gè)令人興奮且發(fā)展較快的免疫療法是阻斷免疫檢查點(diǎn)療法。免疫檢查點(diǎn)是防止免疫系統(tǒng)過度激活的抑制通路：當(dāng)機(jī)體認(rèn)為免疫反應(yīng)過強(qiáng)時(shí)，免疫細(xì)胞表面蛋白將活化并終止免疫反應(yīng)。例如，細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞抗原4（CTLA-4）通常位于T細(xì)胞膜內(nèi)，當(dāng)其表達(dá)于細(xì)胞膜外時(shí)，它將作為一個(gè)終止信號(hào)傳遞給免疫系統(tǒng)。

90年代中期，艾利森推測(cè)，暫時(shí)中斷CTLA-4的抑制作用或可增強(qiáng)免疫系統(tǒng)起到抗癌作用。在前臨床試驗(yàn)研究中，他給小鼠皮下注射結(jié)腸癌細(xì)胞，待其形成結(jié)腸癌后，再往瘤內(nèi)注射抗CTLA-4抗體，腫瘤可以完全消失。對(duì)早期惡性黑色素瘤患者進(jìn)行臨床試驗(yàn)，結(jié)果顯示該療法安全有效。2010年，一項(xiàng)大規(guī)模Ⅲ期臨床試驗(yàn)表明，用人源單克隆抗體-易普利單抗（Ipilimumab，商品名為Yervoy）阻斷CTLA-4，能夠延長(zhǎng)晚期黑色素瘤患者的總體生存時(shí)間。

然而，患者對(duì)Ipilimumab的敏感率較低，接受治療的患者中，只有約10%的患者瘤體縮小，18%的患者瘤體無變化但病情穩(wěn)定。Ipilimumab是第一個(gè)可改善患者總體生存時(shí)間的藥物。通常情況下，患者從確診后開始接受傳統(tǒng)的化療，生存期大約為6～9個(gè)月。此外，對(duì)Ipilimumab敏感的患者，大多數(shù)生存期延長(zhǎng)至兩年以上。2011年，F(xiàn)DA批準(zhǔn)該藥用于治療晚期黑色素瘤，早期試驗(yàn)參與者的后續(xù)隨訪研究顯示，一些患者的生存期可以延長(zhǎng)10年。目前，Ipilimumab的Ⅱ期和Ⅲ期臨床試驗(yàn)正在測(cè)試其能否治療其他癌癥，包括非小細(xì)胞肺癌、前列腺癌、腎癌和卵巢癌等。

Ipilimumab最常見的副作用與免疫有關(guān)，是由于藥物在免疫系統(tǒng)的釋放造成的。主要包括結(jié)腸炎，皮炎及肝炎，這些都是由于過度炎癥導(dǎo)致的。然而，由于Ipilimumab的反應(yīng)率偏低，需要進(jìn)一步地研究以改善這一現(xiàn)狀。

其中一個(gè)方法是阻斷其他的免疫檢查點(diǎn)，如T細(xì)胞表面的細(xì)胞程序性死亡受體1（PD-1）及位于APC的配體（PD-L1）。與CTLA-4類似，PD-1既表達(dá)于活化的T細(xì)胞表面，也在“耗盡”的T細(xì)胞表面表達(dá)，盡管后者細(xì)胞表面的病原體已經(jīng)被清除。當(dāng)PD-1結(jié)合PD-L1時(shí)，T細(xì)胞反應(yīng)減弱。有趣的是，除了APC表達(dá)PD-L1，腫瘤細(xì)胞也有表達(dá)（或PDL1在腫瘤逃避免疫應(yīng)答的過程中起重要作用）。早期的結(jié)果已證實(shí)，百時(shí)美施貴寶公司的抗PD-1抗體nivolumab治療惡性黑色素瘤、非小細(xì)胞肺癌、腎癌的前景較好，目前的三期臨床試驗(yàn)正在評(píng)估這一藥物的生存獲益。此外，對(duì)PD-L1抑制劑也在進(jìn)行類似的研究。

早期測(cè)試抗-CTLA-4和抗PD-1藥物的研究，還揭示了兩個(gè)免疫檢查點(diǎn)同時(shí)阻斷的好處。去年7月，一項(xiàng)發(fā)表在《新英格蘭醫(yī)學(xué)雜志》上的研究顯示，用最大劑量聯(lián)合nivolumab和Ipilimumab治療轉(zhuǎn)移性黑色素瘤，有一半以上患者的腫瘤體積縮小超過80%，其中80%的患者治療后存活超過一年。目前，轉(zhuǎn)移性黑色素瘤的治療手段有限，臨床處理較棘手，而近期的研究結(jié)果令人振奮，也闡釋了免疫檢查節(jié)點(diǎn)封鎖的治療方法能夠改變癌癥療法的原因。

過繼轉(zhuǎn)移T細(xì)胞

提高腫瘤免疫攻擊的第三種方法，是從患者體內(nèi)分離出T細(xì)胞并在實(shí)驗(yàn)室中擴(kuò)增，然后將這些強(qiáng)效的抗癌成分重新輸入患者體內(nèi)，這一過程稱為過繼性T細(xì)胞轉(zhuǎn)移。首先，利用腫瘤浸潤(rùn)性淋巴細(xì)胞（TIL）完成此過程，TIL是一種離開血液循環(huán)遷移到實(shí)體瘤的白血細(xì)胞亞群，可以從切除的腫瘤中分離。不幸的是，一些患者病情發(fā)展太快，而體外擴(kuò)增所需要的時(shí)間較長(zhǎng)，大約長(zhǎng)達(dá)一個(gè)月。對(duì)于生存時(shí)間大于一個(gè)月的患者，該療法可能會(huì)有所幫助。2010年發(fā)表的Ⅱ期臨床試驗(yàn)研究顯示，20例IV期黑色素瘤患者進(jìn)行治療后，一半的患者得到明顯改善，其中兩名患者的瘤體完全消退。

然而，在一些不可切除病灶的患者和切除腫瘤中無TIL生長(zhǎng)或TIL在體外無抗腫瘤活性的患者，這一療法將受限。為了解決這一問題，研究人員開發(fā)了嵌合抗原受體（CARs）對(duì)患者的循環(huán)T細(xì)胞進(jìn)行遺傳修飾，使其將腫瘤細(xì)胞作為靶細(xì)胞。CARs包括抗原識(shí)別結(jié)構(gòu)域及其修飾的抗體片段，這些部位能夠識(shí)別腫瘤細(xì)胞表面的一個(gè)特定蛋白和位于細(xì)胞內(nèi)的能夠激活T細(xì)胞的結(jié)構(gòu)域，刺激自身在體內(nèi)的增殖。

研究人員已經(jīng)研制出了治療多種癌癥的CARs，包括慢性淋巴細(xì)胞白血病(CLL）。方法是從白血病患者的血液中分離出 T細(xì)胞，誘導(dǎo)其表達(dá)CD19靶向的CARs，在體外擴(kuò)增后，將修飾的細(xì)胞回輸患者體內(nèi)。CD19是細(xì)胞表面蛋白，在正常B細(xì)胞和腫瘤惡性B細(xì)胞表面均可表達(dá)。應(yīng)用其他治療方法無效的CLL患者，用此方法治療后，腫瘤細(xì)胞可部分或完全消失。

盡管目前有關(guān)過繼轉(zhuǎn)移T細(xì)胞的療法還沒有獲得FDA批準(zhǔn)，但是已有多項(xiàng)大規(guī)模的Ⅰ期和Ⅱ期臨床試驗(yàn)正在探索此療法的安全性以及對(duì)不同癌癥患者生存的影響，包括白血病、淋巴瘤、胰腺癌、乳腺癌、前列腺癌和黑色素瘤等。

在不久的未來，研究或?qū)⒆C實(shí)，免疫療法是對(duì)抗癌癥的一個(gè)強(qiáng)力武器，后續(xù)的研究也將進(jìn)一步提高該方法的有效性并增加受益人群。目前，許多研究人員正在研究聯(lián)合多種免疫療法的治療效果，如阻斷免疫檢查點(diǎn)、過繼性T細(xì)胞轉(zhuǎn)移聯(lián)合治療，或腫瘤疫苗和細(xì)胞因子聯(lián)合給藥，等等。在可預(yù)見的未來，免疫制劑將對(duì)人類生存產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，數(shù)百種探索腫瘤免疫治療的臨床試驗(yàn)或?qū)⑷〉贸晒?/p>

[資料來源：The Scientist][責(zé)任編輯：則 鳴]

本文作者：杰米·格林（Jamie Green），紐約長(zhǎng)老會(huì)醫(yī)院、威爾康乃爾醫(yī)學(xué)院外科住院醫(yī)師，目前在紀(jì)念斯隆-凱特林癌癥中心進(jìn)行一項(xiàng)外科團(tuán)體研究。曾經(jīng)組織Ipilimumab臨床試驗(yàn)的夏洛特·阿里揚(yáng)（Charlotte Ariyan）參與了上述這項(xiàng)研究。