腫瘤免疫治療是應(yīng)用免疫學(xué)原理和方法,提高腫瘤細(xì)胞的免疫原性和對效應(yīng)細(xì)胞殺傷的敏感性,激發(fā)和增強(qiáng)機(jī)體抗腫瘤免疫應(yīng)答,并應(yīng)用免疫細(xì)胞和效應(yīng)分子輸注宿主體內(nèi),協(xié)同機(jī)體免疫系統(tǒng)殺傷腫瘤、抑制腫瘤生長。 腫瘤免疫治療近來備受關(guān)注,是腫瘤治療領(lǐng)域的焦點(diǎn)。近幾年,腫瘤免疫治療的好消息不斷,目前已在一些腫瘤類型如黑色素瘤,非小細(xì)胞肺癌等的治療中展示出了強(qiáng)大的抗腫瘤活性,并已有腫瘤免疫治療藥物獲得美國FDA(Food and Drug Administration, FDA)批準(zhǔn)臨床應(yīng)用。腫瘤免疫治療由于其卓越的療效和創(chuàng)新性,在2013年被《科學(xué)》雜志評為年度最重要的科學(xué)突破。 腫瘤免疫治療有望成為繼手術(shù),化療,放療,靶向治療后腫瘤治療領(lǐng)域的一場革新。 基本信息
歷史雖然腫瘤免疫治療是目前腫瘤領(lǐng)域的研發(fā)熱點(diǎn),但腫瘤免疫治療并不是新鮮話題。幾乎早在100多年前免疫學(xué)創(chuàng)建之初,科學(xué)家就提出了利用機(jī)體自身免疫功能去攻擊腫瘤細(xì)胞消滅腫瘤的設(shè)想,并進(jìn)行了各種嘗試。 1950s年代Burnet和Thomas提出了“免疫監(jiān)視”理論,認(rèn)為機(jī)體中經(jīng)常會出現(xiàn)的突變的腫瘤細(xì)胞可被免疫系統(tǒng)所識別而清除,為腫瘤免疫治療奠定了理論基礎(chǔ)。 隨后,各種腫瘤免疫療法包括細(xì)胞因子療法,過繼免疫療法(如淋巴因子激活的殺傷細(xì)胞)相繼臨床應(yīng)用。2003年發(fā)表于《新英格蘭醫(yī)學(xué)雜志》的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn),腫瘤浸潤T細(xì)胞數(shù)量與宮頸癌患者的總生存期及無進(jìn)展生存期相關(guān),證實(shí)了腫瘤特異性T細(xì)胞的存在,表明免疫系統(tǒng)是可以識別腫瘤并試圖控制其生長的。2010年美國FDA批準(zhǔn)了人類歷史上第一支用于前列腺癌的治療性腫瘤疫苗sipuleucel-T(商品名:PROVENGE)。然而,直到2011年,第一支用于免疫檢查點(diǎn)抑制的單抗(anti-CTLA-4單抗,Ipilimumab) 被美國FDA批準(zhǔn)用于晚期黑色素瘤的二線治療,標(biāo)志著腫瘤免疫治療進(jìn)入了新時代。最近,已有多個腫瘤免疫治療藥物被美國FDA批準(zhǔn)應(yīng)用于臨床,包括Ipilimumab(商品名:YERVOY),Pembrolizumab(anti-PD-1單抗,商品名:KEYTRUDA),Nivolumab(anti-PD-1單抗,OPDIVO?)獲批用于晚期黑色素瘤。在2015年3月4日,Nivolumab被美國FDA批準(zhǔn)用于晚期鱗狀非小細(xì)胞肺癌的二線治療。 治療方法腫瘤疫苗 腫瘤疫苗[6] ,是利用疫苗引發(fā)特異性抗腫瘤T細(xì)胞反應(yīng),從而消滅腫瘤的一種治療性疫苗。腫瘤疫苗主要包括:腫瘤抗原肽段疫苗,人工合成腫瘤抗原肽段,單獨(dú)或者與佐劑一起輸注入患者體內(nèi),通過這些腫瘤抗原肽段來激發(fā)機(jī)體特異性抗腫瘤免疫反應(yīng);樹突狀細(xì)胞疫苗,初始T細(xì)胞不能直接識別腫瘤抗原,必須由抗原呈遞細(xì)胞攝取腫瘤細(xì)胞釋放的腫瘤抗原,并在細(xì)胞內(nèi)加工處理成肽段,再與MHC分子結(jié)合形成“抗原肽-MHC復(fù)合物”呈遞到細(xì)胞表面,才能被初始T細(xì)胞識別。通常主要的抗原呈遞細(xì)胞就是樹突狀細(xì)胞。樹突狀細(xì)胞疫苗,就是將患者體內(nèi)樹突狀細(xì)胞的前體細(xì)胞分離出來,在體外培養(yǎng),并使之負(fù)載腫瘤抗原肽段,然后回輸?shù)交颊唧w內(nèi),繼而通過樹突狀細(xì)胞激發(fā)特異性抗腫瘤T細(xì)胞反應(yīng)。2010年美國FDA批準(zhǔn)的人類歷史上第一支用于前列腺癌的治療性腫瘤疫苗sipuleucel-T(商品名:PROVENGE),就是樹突狀細(xì)胞疫苗;溶瘤病毒疫苗,將基因工程改造的溶瘤病毒注射入腫瘤內(nèi),溶瘤病毒感染腫瘤細(xì)胞,病毒不斷復(fù)制導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞溶解,同時釋放增強(qiáng)免疫反應(yīng)的細(xì)胞因子,從而“一箭雙雕”,殺傷腫瘤。 多細(xì)胞免疫治療DC細(xì)胞——“火眼金睛”識腫瘤 DC細(xì)胞也叫樹突狀細(xì)胞,是1973年被發(fā)現(xiàn)存在于我們體內(nèi)的。在我們可以抗擊腫瘤細(xì)胞的免疫系統(tǒng)中,DC細(xì)胞沒有直接殺傷腫瘤細(xì)胞的能力,但卻能夠“認(rèn)出”腫瘤細(xì)胞,即使有些腫瘤細(xì)胞經(jīng)過“喬裝打扮”,避開了免疫系統(tǒng)的監(jiān)控,DC細(xì)胞也能將它們識別出來。DC細(xì)胞被提取、培養(yǎng)后大量回輸入患者體內(nèi),相當(dāng)于增加了大量的哨兵,腫瘤細(xì)胞被DC細(xì)胞揪出后,會發(fā)出信號給具有殺傷能力的T細(xì)胞,T細(xì)胞就會趕來殺死腫瘤細(xì)胞。 CIK細(xì)胞——摧毀腫瘤的“殺手” CIK細(xì)胞也就是多種細(xì)胞因子誘導(dǎo)的殺傷細(xì)胞,是將從患者身體內(nèi)采集的血液中的單個核細(xì)胞,在體外用多種細(xì)胞因子共同培養(yǎng)后獲得的一群異質(zhì)細(xì)胞。 這群在體外培養(yǎng)出的細(xì)胞,能夠分泌多種細(xì)胞因子,比如IFN-γ、TNF-α、IL-2等,它們對付腫瘤細(xì)胞的手段可謂多多,比如在發(fā)現(xiàn)腫瘤細(xì)胞后,就立即釋放顆粒酶、穿孔素等對腫瘤細(xì)胞來說堪稱克星的毒性顆粒,導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞分裂崩解。 CIK細(xì)胞還可以釋放出大量的炎性細(xì)胞因子,而這些細(xì)胞因子不但對腫瘤細(xì)胞有直接的抑制作用,還可通過調(diào)節(jié)機(jī)體免疫系統(tǒng)反應(yīng)性間接殺傷腫瘤細(xì)胞。 在臨床,CIK細(xì)胞不僅可以治療白血病、淋巴瘤、肺癌、胃癌、腸癌等多種腫瘤,對那些已經(jīng)經(jīng)過多重藥物洗禮產(chǎn)生耐藥的腫瘤細(xì)胞來說同樣敏感。 NK細(xì)胞——“絕殺”腫瘤不留情 實(shí)際上,NK細(xì)胞是我們身體防御體系的第一道屏障。通常,它是處于休眠狀態(tài)的,可一旦被激活就會滲透到大多數(shù)組織中,攻擊腫瘤細(xì)胞和被病毒感染的細(xì)胞。 由于NK 細(xì)胞本身就是人體內(nèi)抗癌活性最強(qiáng)的細(xì)胞,可以直接識別、殺死癌細(xì)胞,殺滅腫瘤干細(xì)胞,抑制腫瘤的生長及擴(kuò)散,所以在體外培養(yǎng)被大量增殖后回輸?shù)交颊唧w內(nèi),就會發(fā)揮強(qiáng)有力的抗癌作用。 此外,NK 細(xì)胞還可以通過自身分泌的因子,抑制腫瘤附近新血管的增生,從而限制腫瘤生長,并可改善、調(diào)節(jié)患者的免疫能力及神經(jīng)系統(tǒng)疼痛,提高患者的生活品質(zhì)。 γδT細(xì)胞——防范腫瘤“第一人” 這個名字很拗口的γδT細(xì)胞,是介于特異性免疫與非特異性免疫之間的一種特殊類型的免疫細(xì)胞,主要分布于皮膚和黏膜組織,也是機(jī)體免疫防護(hù)系統(tǒng)的第一線。 由于γδT細(xì)胞可以利用細(xì)胞毒效應(yīng)來殺傷腫瘤細(xì)胞,所以可以防止腫瘤的發(fā)生,以及發(fā)生后的發(fā)展。它們是最適合早期抗腫瘤,與身體內(nèi)的其他免疫細(xì)胞一起,構(gòu)成了機(jī)體防御惡變的第一道屏障,并在抗腫瘤免疫監(jiān)視和免疫效應(yīng)中發(fā)揮著重要作用。 CD3AK細(xì)胞——“毒殺”腫瘤不手軟 CD3AK能夠有選擇地直接、間接殺傷腫瘤細(xì)胞,對正常組織細(xì)胞則沒有殺傷活性。 說它直接殺傷腫瘤細(xì)胞,是因?yàn)镃D3AK細(xì)胞可以通過腫瘤細(xì)胞受體或其他的識別“機(jī)構(gòu)”來認(rèn)出腫瘤細(xì)胞,并與其結(jié)合,然后釋放出細(xì)胞毒顆?;蛞蜃?,從而溶解掉腫瘤細(xì)胞。 單克隆抗體類免疫檢查點(diǎn)抑制1. Anti-CTLA-4單抗 細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞抗原4(cytotoxic T-lymphocyte antigen 4, CTLA-4)又名CD152,是由CTLA-4基因編碼的一種跨膜蛋白,表達(dá)于活化的CD4和CD8 T細(xì)胞。CTLA-4和CD28均為免疫球蛋白超家族成員,具有高度同源性,二者與相同的配體B7-2(CD86)和B7-1(CD80)結(jié)合。與CD28功能相反,CTLA-4與其配體B7分子結(jié)合后后產(chǎn)生抑制性信號,抑制T細(xì)胞激活,是免疫系統(tǒng)一個至關(guān)重要的 “剎車”。CTLA-4是使腫瘤細(xì)胞免受T細(xì)胞攻擊的一個重要機(jī)制。因此阻斷CTLA-4的免疫效應(yīng)可刺激免疫細(xì)胞活化,大量增殖,從而誘導(dǎo)或增強(qiáng)抗腫瘤免疫反應(yīng)。 目前兩種靶向CTLA-4的抗體Ipilimumab和Tremelimumab在黑色素瘤、腎癌、前列腺癌、肺癌等的臨床研究已廣發(fā)開展。1/2期臨床研究結(jié)果顯示兩種抗體無論是抗體單藥還是聯(lián)合IL-2,gp100疫苗或化療均顯示安全有效。 Ipilimumab是全人源化單抗,已被美國FDA批準(zhǔn)用于晚期黑色素瘤。在肺癌治療中的Ⅱ/Ⅲ期臨床試驗(yàn)也迅速開展。Tremelimumab也是一種人源化CTLA-4單抗,是一種IgG抗體,目前在多種腫瘤中的臨床試驗(yàn)正在進(jìn)行中。 2. Anti-PD-1/PD-L1單抗 程序性死亡受體1(programmed death 1, PD-1)為CD28超家族成員。 PD-1表達(dá)于活化的T細(xì)胞,B細(xì)胞及髓系細(xì)胞,其有兩個配體,即程序性死亡配體-1(programmed death ligand 1, PD-L1)和PD-L2。PD-L1/L2在抗原遞呈細(xì)胞都表達(dá),PD-L1在多種組織也有表達(dá)。PD-1與PD-L1的結(jié)合介導(dǎo)T細(xì)胞活化的共抑制信號,調(diào)節(jié)T細(xì)胞活化和增殖,起到類似于CTLA-4的負(fù)調(diào)節(jié)作用。華裔科學(xué)家陳列平實(shí)驗(yàn)室首先發(fā)現(xiàn)PD-L1在腫瘤組織高表達(dá),而且調(diào)節(jié)腫瘤浸潤C(jī)D8 T細(xì)胞的功能。因此,以PD-1/PD-L1為靶點(diǎn)的免疫調(diào)節(jié)對抗腫瘤有重要的意義。 近年來,已有多種Anti-PD-1/PD-L1抗體在腫瘤免疫治療的臨床研究迅速開展。目前Pembrolizumab和Nivolumab已被FDA批準(zhǔn)用于晚期黑色素瘤,最近Nivolumab也已被美國FDA批準(zhǔn)用于晚期鱗狀非小細(xì)胞肺癌的治療。另外,MPDL3280A (anti-PD-L1單抗),Avelumab(anti-PD-L1單抗)等也已進(jìn)入多個晚期臨床研究中,復(fù)蓋非小細(xì)胞癌,黑色素瘤,膀胱癌等多個瘤種。 3. 其它類型單克隆抗體 其它如增強(qiáng)T細(xì)胞第二信號從而促進(jìn)腫瘤特異性T細(xì)胞活化和增值的單抗類,如腫瘤壞死因子TNF受體家族的OX40和4-1BB單抗也在研發(fā)中。 小分子抑制劑IDO抑制劑 腫瘤微環(huán)境中有許多免疫抑制分子存在,通過調(diào)節(jié)這些抑制分子的功能進(jìn)而改善腫瘤免疫微環(huán)境的免疫治療策略也受到了重視。吲哚胺-(2,3)-雙加氧酶(Indoleamine 2,3-dioxygenase, IDO)是由IDO1基因編碼的酶類,是將必須氨基酸色氨酸降解為犬尿氨酸的限速酶,犬尿酸可直接抑制效應(yīng)T細(xì)胞的功能,同時微環(huán)境中色氨酸耗竭也會抑制T細(xì)胞增殖,從而通過多途徑發(fā)揮免疫抑制的作用。 很多腫瘤高表達(dá)IDO從而逃避T細(xì)胞的攻擊。因此,IDO抑制劑能調(diào)節(jié)腫瘤微環(huán)境的色氨酸含量,避免腫瘤微環(huán)境中T細(xì)胞增殖受抑制,成為潛在的免疫治療靶點(diǎn)。目前,已有IDO抑制劑(INCB024360)聯(lián)合Pembrolizumab的Ⅰ/Ⅱ期臨床研究在進(jìn)行中,評估其在晚期非小細(xì)胞肺癌中的療效和安全性。 免疫導(dǎo)向療法免疫導(dǎo)向療法是將具有細(xì)胞毒作用的殺傷因子與單克隆抗體偶聯(lián)制成“生物導(dǎo)彈”,并利用單抗能特異性結(jié)合腫瘤抗原的特性使殺傷因子“導(dǎo)向”集中到腫瘤病灶,殺傷腫瘤細(xì)胞。常用殺傷因子有:放射性核素(131I)、抗腫瘤藥物(氨甲蝶呤、阿霉素)、毒素(蓖麻毒素、白喉毒素、綠膿桿菌外毒素等)。其中放射性核素應(yīng)用方便、標(biāo)記簡便,易顯像及定位定量檢測,并能破壞鄰近未被單抗結(jié)合的腫瘤細(xì)胞,因此應(yīng)用最多。今后應(yīng)設(shè)法研制人源性單克隆抗體,或使鼠源性單抗“人源化”,以減少或避免因反復(fù)使用鼠源性單抗引起的副作用。 過繼免疫療法腫瘤過繼免疫療法是將自身或異體的抗腫瘤效應(yīng)細(xì)胞的前體細(xì)胞,在體外采用IL-2、抗CD3單抗,特異性多肽等激活劑進(jìn)行誘導(dǎo)、激活和擴(kuò)增,然后轉(zhuǎn)輸給腫瘤患者,提高患者抗腫瘤免疫力,以達(dá)到治療和預(yù)防復(fù)發(fā)的目的。常見的免疫效應(yīng)細(xì)胞有:①LAK細(xì)胞:用高濃度IL-2激活病人自體或正常供者的外周血單個核細(xì)胞;②TIL細(xì)胞:從切除的瘤組織或癌性胸腹水中分離淋巴細(xì)胞,體外經(jīng)IL-2誘導(dǎo)激活和擴(kuò)增;③CD3AK細(xì)胞:用抗CD3單抗輔以小劑量IL-2激活外周血單個核細(xì)胞;④CTL細(xì)胞:用特異性多肽抗原體外誘導(dǎo)CTL克隆。 細(xì)胞因子療法該療法是近期隨著高純化或重組細(xì)胞因子的生產(chǎn)得以實(shí)現(xiàn)。細(xì)胞因子療法的原理是某些細(xì)胞因子注射體內(nèi)后可調(diào)節(jié)、增強(qiáng)一種或多種免疫細(xì)胞的功能,發(fā)揮更強(qiáng)的抗腫瘤免疫功能。目前臨床常用的細(xì)胞因子有IL-2、TNF、IFN及CSF等 基因療法腫瘤的基因療法不同于其他治療方法,其原理是克隆某些可用于腫瘤治療的目的基因,將目的基因在體外轉(zhuǎn)染受體細(xì)胞,然后回輸體內(nèi),或直接將目的基因體內(nèi)注射,使目的基因在體內(nèi)有效表達(dá),增強(qiáng)體內(nèi)抗腫瘤作用或改善腫瘤微環(huán)境增強(qiáng)抗腫瘤免疫力。目前常用的抗腫瘤基因治療目的基因有:細(xì)胞因子基因(如編碼IL-2~12、IFN、TNF、CSF等細(xì)胞因子基因),腫瘤抗原基因(如編碼MAGE、CEA等的基因),MHC基因,協(xié)同刺激分子基因(如編碼B7、CD54、LFA-3等的基因),腫瘤自殺基因(如TK、CD基因等),腫瘤抑癌基因(如RB基因、P53基因等)。 常采用的受體細(xì)胞有:1.體外培養(yǎng)細(xì)胞 淋巴細(xì)胞(以T淋巴細(xì)胞為主、LAK、TIL細(xì)胞等),巨噬細(xì)胞,造血干細(xì)胞,成纖維細(xì)胞,腫瘤細(xì)胞,其他細(xì)胞。2.體內(nèi)細(xì)胞。 常采用的轉(zhuǎn)導(dǎo)基因方法:1.離體法(ex vive) 將目的基因轉(zhuǎn)染或轉(zhuǎn)導(dǎo)體外培養(yǎng)受體細(xì)胞,離然后回輸體內(nèi)。離體的轉(zhuǎn)導(dǎo)基因方法包括:①非病毒轉(zhuǎn)導(dǎo)法:DNA—磷酸鈣共沉淀法、顯微注射等。②病毒介導(dǎo)法:常用逆轉(zhuǎn)錄病毒、腺病毒、皰疹病毒、痘苗病毒等作為基因載體。2.直接體內(nèi)法(in vive) 將目的基因表達(dá)載體(如質(zhì)粒等),直接注射體內(nèi)(如基因槍、DNA直接體內(nèi)注射),使之在體內(nèi)細(xì)胞中有效表達(dá)。腫瘤基因療法正從實(shí)驗(yàn)進(jìn)入臨床階段。 治療步驟第一步、細(xì)胞采集:從患者體內(nèi)抽取外周血,并分離出所需單核細(xì)胞(圖①) 第二步、實(shí)驗(yàn)室細(xì)胞修飾、激活、擴(kuò)增通過實(shí)驗(yàn)室技術(shù)將采集的患者單核細(xì)胞負(fù)載腫瘤抗原,擴(kuò)增抗癌細(xì)胞(圖②③) 第三步、細(xì)胞質(zhì)檢將培養(yǎng)好的細(xì)胞逐一篩檢,剔除發(fā)育不良,不合格的細(xì)胞(圖④) 第四步、細(xì)胞回輸將培養(yǎng)好的細(xì)胞按療程會輸?shù)交颊唧w內(nèi)(圖⑤) 第五步、療效評估在每一個療程后醫(yī)生將按照療效指標(biāo),對患者的治療效果進(jìn)行評估,以確定最好的治療方案。 |
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