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γ干扰素(IFN-γ)及其受体(IFN-γR)、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:①低表达或不表达人类白细胞抗原(HLA)Ⅰ类抗原或肿瘤抗原,造成肿瘤抗原不能呈递;②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;③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;④死亡信号途径缺陷;⑤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;⑥诱导髓细胞来源抑制细胞(MDSC)生成,使淋巴细胞功能紊乱;⑦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-γ促进辅助性T细胞1(Th1)应答。
目前有10种肿瘤疫苗完成了Ⅲ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Ⅰ/Ⅱ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)。1×106瘤苗24小时GM-CSF分泌量超过40ng的患者总生存期(OS)为17个月,小于40ng者OS为7个月,两者有显着性差异(P=0.028)。
表1肿瘤疫苗Ⅲ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OregovomabCA-125卵巢癌TTP无统计学意义PANVAC-VFCEA、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NHLTTP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NHLORR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MHCⅠ类分子阴性的肿瘤细胞无效。而NK细胞由于表达MHCⅠ类分子的抑制性受体——杀伤细胞抑制性受体(KIR),可以杀灭MHCⅠ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、Xceleratedcell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Ⅱ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(Ⅲ期)肾癌ORR、OS无统计学意义TIL+IL-2(Ⅲ期)肾癌ORR、OS无统计学意义TIL+IL-2NSCLC术后3年生存率提高,有统计学意义TIL+IL-2恶性黑素瘤Ⅲ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Ⅱ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Ⅱ期临床试验表明,CpGODN(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Ⅲ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HLAI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虑3个因素:诱导有免疫源性的肿瘤细胞死亡、促进肿瘤抗原呈递和阻断免疫逃逸。先前的肿瘤免疫治疗多侧重于前二者,而忽视免疫逃逸。近年来,随着免疫逃逸机制的逐渐明了,已经发现大量能克服免疫逃逸的药物,如CTX、LMB-2(针对CD25的免疫毒素)、IDO抑制剂1甲基色氨酸(1-MT)等。
当然,仍有许多问题迫切需要解决。例如,如何将上述潜在有效的手段有机地结合,寻找更加有效的肿瘤免疫治疗?有效的肿瘤免疫治疗如何大规模应用?如何将有效的抗肿瘤免疫治疗与传统的手术、放疗和化疗结合?相信随着研究的进一步开展,这些问题的答案会逐一明确。