肺癌免疫治疗现状

杨双宁,王丽萍,张 毅

(1.郑州大学第一附属医院肿瘤科,河南郑州 450052;2.郑州大学生物工程系,河南 郑州 450001;3.郑州大学第一附属医院生物细胞治疗中心,河南郑州 450052）

肺癌免疫治疗现状

杨双宁1,王丽萍1,张 毅2,3

(1.郑州大学第一附属医院肿瘤科,河南郑州 450052;2.郑州大学生物工程系,河南 郑州 450001;3.郑州大学第一附属医院生物细胞治疗中心,河南郑州 450052）

肺癌;免疫治疗;肿瘤疫苗;过继性免疫治疗

肺癌在发展中国家恶性肿瘤中死亡率居第 1位,尽管常规治疗方法如手术治疗、化疗、放疗取得了较大改进,但是 5年生存率仍较低[1]。我国每年新增 100万肺癌患者,其中非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer,NSCLC）占 80%,小细胞肺癌(small cell lung cancer,SCLC）占 20%。多模式的治疗方法在一定程度上延长了患者的生存期,但肺癌仍是恶性肿瘤相关死亡的主要原因[2]。由于就诊时多数患者已失去手术机会,仅有 20%可以接受手术治疗,且术后复发和转移率高达 50%以上,而化疗对复发患者的有效率不足 25%[3-4]。因此迫切需要我们寻求更新的全身治疗方法。

近年来,伴随着肿瘤分子生物学、肿瘤免疫学研究的深入,免疫治疗(immunotherapy）应运而生,其提供了替代细胞毒性药物治疗的可能,成为继手术治疗、化疗、放疗之后的第 4种治疗方法,是全身治疗的重要组成部分。1982年 Oldham提出生物反应调节剂((biological response modifier,BRM）概念以来,肿瘤的免疫治疗日益受到国内外学者的重视[5]。随着细胞生物学、分子生物学、免疫学及生物工程技术的发展,免疫治疗给肺癌的治疗提供了更加广阔的前景。本文从主动免疫(肿瘤疫苗）和被动免疫(过继性免疫治疗）两个方面对肺癌的免疫治疗现状进行综述。

1 肿瘤疫苗

肿瘤主动免疫治疗的关键是肿瘤抗原的识别,而直接应用肿瘤抗原进行免疫治疗的方法即称之为肿瘤疫苗治疗,适用于术后完全切除的患者消灭微小病灶、改善免疫功能、提高生存质量。该治疗方案主要通过诱导机体产生特异性免疫反应而发挥治疗作用。目前肽/蛋白疫苗、核酸疫苗、树突状细胞(dendritic cell,DC）疫苗、基因治疗疫苗等是研究的重点。

1.1 基因治疗疫苗

脂质体 BLP-25(L-BLP25）是以 MUC1和 IL-2为基础构建的新型肺癌疫苗。MUC1是在许多正常上皮组织表达的糖蛋白,在许多恶性肿瘤细胞表面异常表达,可能成为免疫治疗的有效作用靶点[6]。MUC1可通过多种形式用于免疫治疗,包括 DC负载的肿瘤细胞裂解物、MUC、表达 MUC1的痘苗病毒及含 MUC1的L-BLP25。1项Ⅱ期随机对照临床试验显示,L-BLP25用于治疗 NSCLC,患者耐受性好,试验组与对照组中位生存期分别为 30.6月和 13.3月(P=0.06）,其Ⅲ期随机对照临床试验已经在晚期 NSCLC中进行[7]。

Gvax疫苗由美国细胞基因系统工程公司研制,对肾癌、前列腺癌、黑色素瘤、胰腺癌、肺癌均具有抗肿瘤活性,目前已进入临床试验。Gvax肺癌疫苗耐受性好,能明显延长 G-CSF高表达者生存时间。1项Ⅰ /Ⅱ期临床试验的结果显示,49例治疗失败的晚期 NSCLC接受 Gvax肺癌疫苗治疗,14%的患者接受治疗后病情稳定 12周,但是未见 PR和 CR患者,常见的毒副反应为注射局部反应[8]。

Cima Vax EGF在古巴已经成为经过认可的较成熟的治疗成人Ⅲb～Ⅳ期 NSCLC的疫苗。该疫苗以主动免疫为基础,利用个体免疫应答释放自身的效应抗体拮抗 EGF。有关临床试验已证实了在不同时期的患者诱导免疫应答从而拮抗 EGF的可行性,应用疫苗佐剂 ISA 51,并在免疫治疗 72 h前行低剂量 CTX处理可以增强患者免疫原性;同时确定了 AB滴度、EGF的血清浓度以及生存时间之间的关系;通过应用 VChTV及在 4个不同部位注射肿瘤疫苗提高了患者的生存期及免疫原性,且未观察到中度以上毒副反应[9]。Cima Vax EGF在早期 NSCLC及其他实体瘤或化疗失败的肿瘤治疗中的价值有待进一步研究,在临床中应用的安全性也需要进一步明确。

另有 MVA-MUC1-IL-2疫苗(TG4010）携带 MUC1和 IL-2的 cDNA,通过 T细胞共同刺激因子 B7.1来诱导 T细胞活化,均出现了抗原特异性免疫反应,并观察到了临床疗效[10]。Dreicer等[11]在 TG4010治疗化疗失败的前列腺癌的研究中发现了 TG4010在 PSA阳性前列腺癌中的生物学活性。Ramlau等[12]报道TG4010联合标准化疗在晚期 NSCLC的治疗中取得了较好疗效,能够延长患者中位生存期,提高患者 1年生存率。前期临床试验虽然证实了 TG4010的可行性,但其疗效仍需大量临床试验进一步验证。

1.2 肽 /蛋白疫苗

多肽疫苗主要包括癌基因、抑癌基因突变肽疫苗和病毒相关疫苗。目前临床常见的有 WT1、MAGEA3、TGF、MUC1、p21突变肽 、EGF突变肽等疫苗 ,均有一定疗效。

MAGE-3是 MAGE家族的一员,其在不同病理类型、不同组织来源的肿瘤组织中表达程度不同,在良性肿瘤及睾丸和胎盘以外的正常组织不表达。MAGE-3 RNA在我国 NSCLC组织中的表达率为 53.6%,而正常肺组织中无 MAGE-3 RNA表达,由此发现该基因具有肿瘤特异性。MAGE-3 RNA所编码的蛋白可被自体细胞毒性 T淋巴细胞(CTL）识别和杀伤,是 CTL介导的特异性肿瘤免疫治疗的理想靶分子。Atanackovic等[13]报道了 1项多中心随机对照Ⅱ期临床试验,结果显示 122例术后接受 MACE-A 3蛋白疫苗免疫的Ⅰb～Ⅱ期 NSCLC随访至 21个月时免疫治疗组复发率为30.3%,而对照组复发率 41.7%。Heymach等[14]则发现接种 MAGE-A3蛋白疫苗的同时给予佐剂 AS02B可以诱导强烈的 B细胞反应;另外,产生抗体反应的同时,还产生了 CD8+T淋巴细胞反应;且 18例中,有 14例在免疫治疗后 3年内未出现肿瘤复发和转移。

有关研究发现,WT1Ab有可能为 NSCLC相关标记物,WT1联合 CEA或 CYFRA可显著提高 NSCLC检出率,其相关试验更证实非突变体野生型 WT1在新发NSCLC治疗中的重要性[15-16]。

Neninger等[17]报道了有关 EGF疫苗治疗一线治疗失败后晚期 NSCLC的 1项Ⅱ期临床研究。每月 1次大剂量 EGF疫苗治疗的患者中 92%表现出免疫原性,患者抗体滴度达到基线时的 20倍,且未增加任何毒副反应。患者生存期与抗体滴度水平呈正相关。进一步的随机对照临床试验正在进行中。

1.3 DC疫苗

DC就是一种高度专职化的主要抗原递呈细胞,在诱导针对相关肿瘤抗原的高效、特异的 T细胞应答中起到关键作用;同时也是天然的免疫佐剂,参与免疫调节。将 DC与肺癌细胞融合进行 DC免疫、DC基因治疗等,已成为肺癌肿瘤疫苗发展方向之一。

Yamaguchi等[18]利用 DC、合成肽、IL-2、CD3Ab及外周血淋巴细胞培养肽脉冲式 DC(PDAK）,按比例增加剂量,将 PDAK分别输注至 11例肺转移癌患者,结果显示 PDAK应用于肿瘤患者是安全可行的,但肿瘤应答效应有待进一步研究。Kimura等[19]报道 N2期NSCLC给予 4个周期术后标准化疗后,联合 2个月 1次的DC联合活性杀伤性细胞(activated killer cellsand dendritic cells,AKT-DC）过继免疫治疗,患者 2年及 5年生存率分别为 88.9%和 52.9%,未见严重毒副反应。提示 AKT-DC过继免疫治疗应用于原发性肺癌是安全可行的,但是其抗瘤作用需要大规模、多中心随机对照临床试验进一步验证。Kimura等[20]也报道了 1例 AKT-DC治疗顽固性腹水有效病例。

目前,DC疗法是我国肿瘤疫苗治疗中惟一被批准应用于肿瘤患者的免疫治疗方法,已经大量应用于肿瘤的临床免疫治疗。

1.4 核酸疫苗

核酸疫苗被称为第 3代疫苗,是将编码某种抗原蛋白的外源性基因(DNA或 RNA）直接导入动物体细胞内,并通过宿主细胞的表达系统合成抗原蛋白,诱导宿主产生对该抗原蛋白的免疫应答以达到预防和治疗疾病的目的。Xiang等[21]制备了含人 CEA的 DNA疫苗,并将该 DNA疫苗给小鼠管饲,在小鼠体内诱导出相应的 MHC-Ⅰ类限制性肿瘤保护性免疫,完全抑制了皮下移植瘤的生长,并预防了肺部转移的发生。

2 过继免疫治疗

过继性细胞免疫治疗(adoptive cell immunothera-py,ACI）是指向肿瘤患者输注具有抗肿瘤活性的免疫细胞,通过直接杀伤肿瘤或激发机体免疫反应来杀伤肿瘤细胞达到治疗肿瘤的目的。ACI可通过体外扩增筛选出高活性的免疫效应细胞,将其转入宿主体内并建立长期的特异性抗肿瘤免疫效应,克服了疫苗免疫治疗的诸多缺陷,具有良好的应用前景,是目前研究的热点[22]。该方法所用细胞主要包括淋巴因子激活的杀伤细胞(lymphokine-activated killer cells,LAK）、肿瘤浸润性淋巴细胞(tumor infiltrating lymphocytes,TIL）、CD3单克隆抗体激活的杀伤细胞(anti-CD3 monoclonal antibody activated killer cells,CD3AK）、CTL、细胞因子诱导的杀伤细胞(cytokine-induced killer cell,CIK）等。

2.1 LAK细胞

自 1985年 Rayner等[23]首次报道了 LAK细胞和IL-2治疗肿瘤后,国内外进行了有关 LAK细胞生物治疗的多项研究。有关研究表明,LAK细胞联合化疗或放疗可延长患者 5年生存率[24-25]。DC激活的 LAK细胞(DC-LAK）可降低 IL-2所致的毒副反应,且疗效与常规 LAK细胞相似[26]。另有学者发现,加入双特异性抗体(BSAb）后 LAK细胞抗 SCLC活性显著提高(P＜0.05）,提示 BSAb可提高 LAK细胞的抗肿瘤活性[27]。有关研究证实,肿瘤引流区淋巴结细胞(TDLN）包括携带肿瘤信息的 DC和大量的淋巴细胞,在 IL-2和 GM-CSF存在的情况下,TDLN较外周 LAK细胞有更高的免疫活性,抑瘤作用明显增强[28]。但LAK细胞需大剂量 IL-2诱导,费用高且毒副反应大,可重复性低,且 LAK细胞不能特异性聚集在肿瘤细胞表面,限制了其临床应用。

2.2 CIK细胞

CIK细胞是体外诱导活化的 T细胞,具有直接杀伤肿瘤细胞的作用。1991年 Schmidt-Wolf等[29]首先报道了 CIK细胞。该细胞同时表达 T细胞表面标记的 CD3和 NK细胞表面标记的 CD56,兼具有T细胞强大的抗瘤活性和 NK细胞非 MHC限制性杀瘤特点,又被称为 NK样 T细胞。Wu等[30]关于化疗联合 CIK细胞治疗早期 NSCLC的研究显示,与单纯化疗组相比,化疗联合 CIK细胞生物治疗组的免疫功能得到了改善,生存质量得到了提高,总有效率和疾病控制率均有显著提高,无进展生存期及总生存期亦显著延长,未观察到严重的毒副反应。Liu等[31]对 IFN-γ介导的 CIK细胞做了相关研究,结果显示 IFN-γ能提高肺癌 A549细胞表面 MICA的表达,从而提高 CIK细胞的敏感性。王士勇等[32]发现重组人纤维连接蛋白(recombinant human fibronectin,RN）诱导的 CIK细胞扩增倍数为传统方法的 2.0～3.5倍,分泌 IFN-γ的细胞比例、释放颗粒酶 B的阳性细胞比例较诱导前明显增加。RN诱导法是一种更加高效、简便的体外扩增 CIK细胞的方法。通过 DC可以将主动免疫与被动免疫有机地结合在一起,最大程度地发挥机体抗肿瘤效应。CIK细胞+DC的抗肿瘤研究表明,CIK细胞 +DC细胞增殖活性高,细胞毒性杀伤活性强,且细胞因子释放量大,表面标记表达量高[33-35]。Wang等[36]研究发现,半合子DC-CIK细胞具有更强的抗肿瘤活性,且分泌 IFN-γ及IL-4增多,CD3+CD56+及 CD3+CD8+细胞比例增高,CD4+CD25+细胞减少,细胞增殖能力增强,凋亡减少。与其他过继免疫治疗方法相比,CIK细胞增殖速度更快,杀瘤活性更强,杀瘤谱更广,对多重耐药肿瘤细胞同样敏感,对正常骨髓造血前体细胞,其细胞毒性小,并能抵抗肿瘤细胞引发的效应细胞 Fas-FasL凋亡[37]。

2.3 CD3AK细胞

CD3AK细胞可经 CD3单克隆抗体和 IL-2诱导产生,其肿瘤杀伤机制尚不完全明确,可通过细胞受体与靶细胞结合,释放细胞毒颗粒或因子直接杀伤肿瘤细胞;也可分泌 IL-2、TNF、INF等细胞因子间接杀伤肿瘤细胞。孙瑛勋等[38]对 CD3AK细胞在体外及动物体内的抑瘤作用做了相关报道,活化的 CD3AK细胞中CD3+、CD8+和 CD25+细胞增多,产生 IL-2和 IFN-γ的 CD3+细胞也有不同程度的增加。当效靶细胞比为80∶1时,CD3AK细胞对体外肿瘤细胞杀伤率为57.54%,治疗组荷瘤小鼠的抑瘤率为 33.17%,对小鼠肿瘤肺转移抑制率为39.7%,与LAK细胞联合治疗的疗效更佳。B7-H1是最为重要的负性共刺激分子之一,其与受体结合可阻断 CD3单克隆抗体刺激 T细胞增殖的作用,诱导活化的 T细胞发生凋亡。王永华等[39]研究发现,B7-H1阻断能明显增强 CD3AK细胞的增殖能力,延长 CD3AK细胞的体外存活时间,降低CD3AK细胞的凋亡速度,从而进一步促进和维持有效的 T细胞增殖和活化。

上述细胞均取自外周血单个核细胞(PBMC）,具有细胞来源丰富、增殖能力强、可刺激骨髓造血、能提高患者免疫力、抗肿瘤广谱等特点。但缺乏肿瘤特异性,抗肿瘤效果不理想,限制了其临床应用。

2.4 TIL细胞

TIL细胞是从肿瘤组织中分离出来的淋巴细胞,在 IL-2诱导下经离体培养而成,具有特异性肿瘤杀伤活性[40]。TIL细胞主要来源为:手术切除或活检所获得的实体肿瘤组织;癌性胸水;手术或活检中获得的转移淋巴结。因 TIL细胞具有比上述细胞更强的肿瘤特异性,已成为目前备受关注的过继免疫疗法。Rosenberg等[41]首次应用 TIL细胞治疗 20例转移性黑色素瘤,取得较好疗效。Kradin等[42]应用111In标记的 TIL细胞对 7例原发于肺的转移性腺癌进行治疗,部分患者在输入111In-TIL细胞 48 h后作瘤组织活检,行 γ计数,放射活性大多集中于肿瘤组织,与周围正常组织之比为 3.2∶1,这表明 TIL细胞的靶向作用较强。Goff等[43]报道 TIL细胞可使肿瘤的治愈率达 49%～72%,并能明显延长患者生存期,107例患者中,94%的患者培养出 TIL,其中 67%为特异性 TIL细胞,且淋巴结和肺组织来源较胃肠道来源的 TIL细胞具有更高的生长活性和肿瘤特异性,肿块直径较大或淋巴细胞比例较高的组织中 TIL细胞增殖较快且特异性活性较强。Kilic等[44]对 TIL细胞密度与 NSCLC复发和生存期之间的关系作了相关研究,结果显示:在肿瘤直径≥5 cm的患者中,TIL细胞密度较高组肿瘤复发率较低(P=0.02）,5年无病生存率较高(P=0.04）,而在直径 ＜5 cm的患者中 TIL细胞密度与肿瘤复发率无明显相关性。Ruffini等[45]证实 TIL在 NSCLC组织中密度较高,而在神经内分泌瘤中罕见;在肺腺癌、鳞状细胞癌及大细胞肺癌中分布相似,Logistic回归分析显示,TIL细胞与肿瘤分级、肿瘤直径大小及微血管转移相关。与 Kilic等[44]研究不符的是 TIL细胞与患者生存期无明显相关(P=0.2）,但其可明显改善鳞状细胞癌患者的生存优势(P=0.003）,且随着随访时间的延长,生存优势表现更加明显。Petersen等[46]研究了 Treg细胞与 TIL细胞的相关性,以确定两者与肿瘤复发的关系,结果显示:Ⅰ期 NSCLC中,Treg细胞相对 TIL比例较高者具有显著复发高风险性。TIL细胞具有较高的抗肿瘤特异性,其杀伤效率是 LAK细胞的 50～100倍,但由于其非均一性增殖,疗效可重复性不佳,且需要新鲜的肿瘤组织、癌性胸水或转移淋巴结和长时间的培养,这些限制了其临床应用,还有待进一步的研究。

综上所述,随着肿瘤分子生物学、肿瘤免疫学、基因工程研究的深入,肿瘤的免疫治疗在肿瘤治疗中越来越重要。与其他疗法相比,免疫治疗是目前已知的惟一有望完全消灭肿瘤细胞的治疗手段。目前免疫治疗的一些相关研究仍在Ⅲ期临床试验阶段,未进入临床应用阶段;免疫治疗的一些机制还有待进一步研究;免疫治疗需要联合其他传统的治疗方法才能达到治愈肺癌的目的。

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R 734.2;R 730.51

A

1673-5412(2010）05-0456-05

杨双宁(1985-）,女,在读硕士,主要从事肿瘤的基础与临床研究。E-mail:yangshuangning@163.com

王丽萍(1963-）,女,博士,教授,主要从事肿瘤的基础与临床研究。E-mail:wlp@zzu.edu.cn

张毅(1964-）,男,博士,教授,主要从事生物细胞治疗的基础研究和临床应用。E-mail:chyizhang@gmail.com

2010-08-08）