陳衛(wèi)昌,石通國,朱婧菡,孫琳青,李軍濤
胃腸腫瘤是全球常見的惡性腫瘤之一,其發(fā)病率和致死率均位于惡性腫瘤的前列[1-2]。2020年,我國新發(fā)胃癌約47.9萬例,結直腸癌約55.5萬例,約37.4萬例胃癌和28.6萬例結直腸癌患者因腫瘤死亡[2]。目前,手術、化療和放療等常規(guī)治療方法仍然是胃腸腫瘤的主要治療措施,這些措施極大程度地改善了腫瘤患者的生存和預后,但其療效目前已進入平臺期[3]。隨著生命科學和醫(yī)學等科學技術的快速發(fā)展,一些新的治療方法不斷涌現,其中腫瘤的免疫治療已為胃腸惡性腫瘤患者帶來了新的希望[4]。
腫瘤免疫療法是基于對腫瘤逃逸機制的研究而開發(fā)的,可通過“操縱”免疫系統(tǒng)重新激活抗腫瘤免疫反應并克服導致逃逸的途徑[5]。目前應用于臨床的腫瘤免疫療法主要包括免疫檢查點抑制劑(ICI)、過繼性免疫細胞治療以及聯合免疫療法等。盡管腫瘤免疫治療已在血液系統(tǒng)腫瘤和肺癌、黑色素瘤等實體瘤的臨床治療中取得了一定成效,但在胃腸腫瘤的臨床治療中效果不明顯,存在一系列難題。本文旨在對國內外胃腸腫瘤免疫治療的基礎和臨床研究進展予以綜述,以期推動胃腸腫瘤免疫治療方案的優(yōu)化,更好地服務于臨床。
在腫瘤微環(huán)境中,T細胞可以識別腫瘤細胞表面的特異性抗原,進而對其發(fā)起攻擊產生免疫殺傷作用。免疫檢查點分子通過配體-受體相結合的形式抑制癌細胞受體向T細胞傳遞信息,并減弱T細胞的激活,使腫瘤細胞產生免疫逃逸。因此,免疫檢查點抑制劑可阻斷上述途徑,重新激活T細胞,使其發(fā)揮抗腫瘤作用[6-7]。目前研究最深入的免疫檢查點分子有細胞毒T淋巴細胞相關抗原4(CTLA-4)、程序性死亡蛋白-1(PD-1)和程序性死亡蛋白配體-1(PD-L1),其抗體已被美國食品及藥物管理局批準用于各種癌癥的治療[8]。CTLA-4在活化的T細胞上被誘導,競爭性結合CD80/CD86,為T細胞的激活提供負反饋信號[9]。PD-L1在腫瘤細胞和抗原呈遞細胞(APCs)中表達,與T細胞上的PD-1結合后導致T細胞功能障礙衰竭,使腫瘤逃脫免疫檢測。因此,使用免疫檢查點抑制劑靶向阻斷上述途徑可恢復T細胞介導的抗腫瘤免疫作用[10]。
目前,作為阻斷PD-1的單抗——納武單抗(Nivolumab)和派姆單抗(Pembrolizumab),以及作為阻斷CTLA-4的單抗——伊匹木單抗(Ipilimumab)已獲批用于胃腸道腫瘤患者的治療。在一項三期臨床試驗中,與化療作為一線治療方案比較,派姆單抗作為一線治療ΜSI-H/dΜΜR轉移性結直腸癌患者的無進展生存期明顯延長,且治療相關不良事件較少[11]。Overman等的臨床研究顯示,74例復發(fā)或轉移性ΜSI-H/dΜΜR結直腸癌的患者接受納武單抗治療,23例患者獲得了客觀緩解,68.9%(95%CI:57.1%~79.2%)的患者疾病控制時間≥12周[12]。在一項納武單抗聯合伊匹木單抗治療ΜSI-H/dΜΜR轉移性結直腸癌的臨床試驗中,共45例患者入組,客觀緩解率(ORR)為69%,疾病控制率為84%,有明顯的臨床獲益[13]。納武單抗在晚期胃癌或胃食管交界處癌患者的臨床三期試驗中也有較好的表現,其應用顯著延長了患者的中位總生存期(HR=0.63,95%CI:0.51~0.78,P<0.0001),納武單抗組和安慰劑組的12個月總生存率分別為26.2%和10.9%[14]。KEYNOTE-062研究結果顯示,對于PD-L1綜合陽性評分(CPS)≥1的晚期胃癌患者,派姆單抗組、派姆單抗聯合化療組的總生存期與化療組相比,差異無統(tǒng)計學意義,但觀察到的不良事件更少。派姆單抗組、派姆單抗聯合化療組和化療組治療相關不良事件發(fā)生率分別為17%、73%和69%[15]。阿維魯單抗(Avelumab)是一種抗PD-L1的單克隆抗體,在各種實體腫瘤患者中顯示出抗腫瘤活性和耐受安全性。在最新的一項胃癌三期試驗中,499例患者被隨機分配至Avelumab組(n=249)或繼續(xù)化療組(n=250),兩組的中位OS分別為10.4個月(95%CI:9.1月~12.0月)和10.9個月(95%CI:9.6月~12.4月);24個月OS率分別為22.1%和15.5%(HR=0.91,95%CI:0.74~1.11,P=0.1779)[16]。
除了這些正進行臨床試驗或已經用于臨床的藥物,針對其他免疫檢查點分子(LAG3、TIGIT、TIΜ3、B7-H3、CD39、CD73、腺苷A2A受體和CD47等)的功能抗體和小分子藥物正在研究中[17]。我們團隊的研究發(fā)現,B7-H3作為一種免疫檢查點分子,可以通過激活NF-κB通路誘導VEGFA表達促進結直腸癌血管生成[18]。B7-H3過表達可以顯著增強結直腸癌細胞對化療藥物和射線的抵抗作用[19-20]。此外,B7-H3過表達可以抑制γδT細胞對腫瘤細胞的殺傷作用[21-22]。因此,B7-H3在結直腸癌的進展和免疫逃逸中發(fā)揮重要作用,極有可能成為胃腸腫瘤治療的重要靶點。另一項研究發(fā)現,B7-H5阻斷劑可增強結直腸癌中CD8+T細胞介導的抗腫瘤免疫功能,提示B7-H5可能是一個有價值的結直腸癌預后標志物和結直腸癌免疫治療的潛在靶點[23]。
然而,目前只有少數患者受益于免疫檢查點抑制劑,并且對于如何選擇適合的治療方案仍缺乏指導。因此,對多種免疫檢查點抑制劑的開發(fā)以及規(guī)范其應用仍是亟待解決的問題。
過繼性免疫細胞治療,也稱為細胞免疫療法,通過直接分離自體或異體的免疫細胞并在體外進行改造及擴增回輸至患者體內,發(fā)揮殺傷腫瘤細胞的作用[24]。目前過繼性免疫細胞治療主要包括嵌合抗原受體(CAR)T細胞療法、自然殺傷(NK)細胞療法和γδT細胞療法等。
CAR-T細胞療法是指通過基因修飾技術,將帶有特異性抗原識別結構域及T細胞激活信號的遺傳物質轉入T細胞,使T細胞直接與腫瘤細胞表面的特異性抗原相結合而被激活,通過釋放穿孔素、顆粒酶素B等直接殺傷腫瘤細胞,同時還通過釋放細胞因子募集人體內源性免疫細胞殺傷腫瘤細胞,從而達到治療腫瘤的目的,而且還可形成免疫記憶T細胞,從而獲得特異性的抗腫瘤長效機制[25]。
目前,有關CAR-T細胞療法在胃腸腫瘤中的基礎和臨床研究已被廣泛報道。靶向CD28刺激結構域的hu8E5-28Z和hu8E5-2I-28Z CAR-T細胞在胃癌細胞系異種移植小鼠模型中均抑制腫瘤生長,在用hu8E5-2I-28Z CAR-T細胞處理的CLDN18.2陽性胃癌PDX模型中觀察到腫瘤部分或完全消除[26]。Μ28Z10 CAR-T細胞在體外表現出對胃癌細胞強大的細胞毒性和促進細胞因子分泌的能力。此外,Μ28Z10 CAR-T細胞在誘導胃癌細胞皮下增殖、腹膜內和肺轉移等胃癌模型中,可顯著延長小鼠的存活率。瘤周給藥策略可以促進CAR-T細胞浸潤到腫瘤組織中,并顯著抑制皮下胃癌腫瘤組織的生長[27]。Wu等[28]發(fā)現抗PSCA CAR-T細胞表現出上調的活化標志物,并以抗原依賴性方式增加T細胞毒性相關細胞因子的產生。此外,抗PSCA CAR-T細胞在體外表現出強大的抗腫瘤細胞毒性。通過瘤周注射的抗PSCA CAR-T細胞在體內成功抑制了胃癌腫瘤進展。然而,靜脈內使用抗PSCA CAR-T細胞沒有任何治療性的改進。對于結直腸腫瘤,Μagee等[29]研究表明人源GUCY2C鼠CAR-T細胞可以靶向殺死結直腸癌細胞中內源性GUCY2C的表達,提高免疫缺陷小鼠異種腫瘤移植后的存活率。Hombach等[30]發(fā)現具有抗CD30-/CEA+的CAR-T細胞在CD30-/CEA+的小鼠結腸腫瘤模型中表現出了強大的免疫能力。后期Hombach等[31]又發(fā)現IL2和IL17表觀修飾的間充質干細胞(ΜSCs)利用其固有的能力增強CAR-T細胞對結直腸癌的殺傷作用。近期研究表明,PDL1-CAR-T細胞聯合CCSCs-樹突狀細胞(DC)敏感度疫苗表現出良好的協同作用,可以明顯殺死ALDH1+CCSCs細胞并減輕了小鼠的腫瘤負擔,為結直腸癌的臨床治療提供新的策略[32]。在靶向腫瘤相關糖蛋白TAG-72的CAR-T(CART72)細胞臨床試驗中,研究人員在患者血液中觀測到持續(xù)存在的CART72細胞,并且通過腫瘤活檢發(fā)現CART72細胞可以到達腫瘤部位,表明CART72細胞具有一定的抗腫瘤作用[33]。
上述體外細胞實驗和小鼠動物模型體內實驗結果表明CAR-T細胞對胃腸腫瘤細胞有較好的殺傷作用,但目前針對胃腸腫瘤的CAR-T細胞治療多局限于Ⅰ或者Ⅱ期臨床研究,且大樣本量的臨床試驗數據尚不足[34]。此外,CAR-T細胞治療存在的有效性、安全性和昂貴的價格等問題仍然制約著其在臨床的應用,需要進一步探索和研究。
NK細胞是一種強效的細胞毒性天然免疫細胞,可以識別并溶解感染細胞和惡性細胞,并在沒有預先致敏的情況下發(fā)揮其細胞毒性作用,是治療實體腫瘤的一種有前途的方法[35]。Abdolahi等[36]的研究發(fā)現聯合應用體外擴增的NK細胞和PD-1抑制劑可以增強NK細胞對胃癌動物模型的治療效果。在Jin等[37]的一例病例報告中,對一位晚期印戒細胞癌患者實施根治性胃切除術聯合奧沙利鉑化療和輸注NK細胞,患者在46個月后仍然保持無病狀態(tài)。在一項NKG2D RNA CAR NK細胞治療轉移性結直腸癌患者的臨床試驗中,接受NKG2D RNA CAR NK細胞治療的三例患者的腹水生成和腫瘤細胞數量都明顯減少[38]。盡管NK細胞療法有很多優(yōu)點,但在胃腸腫瘤治療方面仍然存在很大挑戰(zhàn)。既往研究表明以NK細胞為基礎的治療策略對實體腫瘤療效仍然不理想[39]。腫瘤微環(huán)境中NK細胞的浸潤和細胞毒性是NK細胞用于胃癌治療手段的主要挑戰(zhàn)[40]。目前,關于胃腸腫瘤的適應性NK細胞免疫治療的研究很少。盡管尚未有明確的可在體內持續(xù)、重復地增強NK細胞功能的機制和手段,但是基于NK細胞的胃腸腫瘤免疫治療仍是一個有希望的策略,值得進一步的研究。
作為T細胞的一個亞型,γδT細胞的T細胞受體(TCR)由γ鏈和δ鏈組成,在先天免疫和獲得性免疫中發(fā)揮重要作用[41]。γδT細胞具有固有免疫和適應性免疫的特性,可以利用αβT細胞工程中的許多技術進行修飾,同時還具有先天性腫瘤識別和殺傷的優(yōu)點。Gentles等[42]對18 000多個腫瘤樣本進行薈萃分析,發(fā)現腫瘤內γδT細胞的浸潤是人類惡性腫瘤最重要的有利預后特征。然而,由于γδT細胞在人體內含量較低且未活化,通常需要提取γδT細胞在體外進行活化和培養(yǎng)再輸注回患者體內,因此目前臨床應用并不廣泛。在一項前瞻性研究中,研究人員使用白細胞介素-2(IL-2)和唑來膦酸在體外擴增γδT細胞,然后將細胞注入55例晚期胃癌患者體內,腫瘤在一定程度上得到緩解[43]。腹腔注射體外擴增的Vγ9Vδ2 T細胞聯合唑來膦酸鹽可使胃癌患者的惡性腹水得到局部控制[44]。Li等[45]的研究發(fā)現胃癌外泌體miR-135b-5p靶向下調Vγ9Vδ2T細胞的SP1表達,使Vγ9Vδ2T細胞活性減弱,凋亡率上升,IFN-γ和TNF-α的產生減少,從而抑制γδT細胞的功能。免疫檢查點分子B7-H3抑制Vγ9Vδ2T細胞IFN-γ的產生進而影響γδT細胞對結直腸癌細胞的殺傷作用[21]。因此,γδT細胞在腫瘤微環(huán)境中所發(fā)揮的功能和機制仍未闡明。此外,γδT細胞在癌癥治療中發(fā)揮的效用因癌癥類型不同存在巨大差異,其在抗腫瘤治療中的遠期應用價值仍需進一步探索。
由于腫瘤微環(huán)境和免疫逃逸的復雜性,現有的單一腫瘤免疫療法都很難得到理想的治療效果。因此,腫瘤免疫療法聯合化療、靶向治療、抗血管生成藥物以及與其他免疫療法受到了廣泛關注。NCT03609359臨床試驗評估了派姆單抗聯合樂伐替尼(Lenvatinib)對晚期胃癌患者的有效性和安全性[46]。有數據顯示,29例患者中,20例(69%,95%CI:49%~85%)患者有客觀反應,有高血壓11例(38%)、蛋白尿5例(17%)和血小板計數減少2例(7%)等常見的3級治療不良反應,沒有發(fā)生治療相關死亡等4級治療相關不良事件[46]。一項臨床Ⅱ期試驗(NCT02870920)表明免疫檢查點抑制劑聯合德瓦魯單抗(Durvalumab)和曲美木單抗(Tremelimumab)可顯著延長晚期難治性結直腸癌患者的總生存期[47]。Winer等[48]報告了一例晚期轉移性錯配修復(ΜΜR)缺陷型結直腸癌患者接受聯合免疫檢查點抑制劑(派姆單抗+阿特珠單抗(Atezolizumab)+派姆單抗+伊匹木單抗+納武單抗)治療的報告。該研究表明一些晚期dΜΜR結直腸癌患者可能會從多個序貫免疫檢查點抑制劑方案中獲益。盡管目前報道的一些聯合治療方案對胃腸腫瘤患者有一定的臨床意義,但多種聯合治療方案仍需大量的臨床樣本進行驗證。此外,鑒定特有的腫瘤標志物對胃腸腫瘤聯合免疫治療方案的確定有重要意義。
總之,包括免疫檢查點抑制劑、CAR-T細胞療法、NK細胞療法、γδT細胞療法以及聯合免疫療法的腫瘤免疫療法正在成為胃腸腫瘤的有力治療手段,為胃腸腫瘤患者特別是晚期常規(guī)治療無效的患者帶來了新的希望。基礎和臨床研究均表明腫瘤免疫療法可以有效控制部分胃腸腫瘤患者疾病的進展,并有可能成為胃腸腫瘤治療新突破口。
然而,由于胃癌和結直腸癌所處的部位和微環(huán)境存在較大的差異,現行的腫瘤免疫療法可能在胃癌和結直腸癌的臨床效果不盡相同。因此,針對胃癌或者結直腸癌的特點篩選優(yōu)勢群體、選擇合適的腫瘤免疫治療方案、制定合理的個體化治療方案等問題仍需不斷的探索。此外,今后還要深入探索胃腸腫瘤免疫微環(huán)境的特點、相關信號通路的發(fā)展、免疫細胞組成和功能差異等,以便更加科學地選擇腫瘤免疫治療方案,為更多的胃腸腫瘤患者帶來福音。