癌症免疫治疗进展综述

王爱和，高莉萍

（泰州职业技术学院医学技术学院，江苏泰州 225300）

癌症免疫治疗进展综述

王爱和，高莉萍

（泰州职业技术学院医学技术学院，江苏泰州 225300）

在过去三十年，癌症的免疫学研究和免疫治疗取得了重大进展。一个重要的进步就是识别人类癌症抗原对癌症患者引起的自发性免疫反应。迄今已知的大部分免疫原性人类癌症抗原属于睾丸癌抗原家族，这种抗原蛋白在各种类型癌症中均有表达，但正常组织不表达（除胚胎细胞外）。癌症免疫治疗的目的就是通过接种相关抗原联合免疫佐剂诱导或激发肿瘤特异性免疫反应。免疫佐剂与抗原联合应用可诱导强效的免疫反应，或者显著提高原有的免疫反应。免疫治疗对于早期癌症患者可能是有益的，因为在此阶段免疫逃逸不明显。

癌症；免疫治疗；睾丸癌抗原

1 癌症的免疫控制

Burnet,Thomas和Medawar早在20世纪50年代后期就提出了肿瘤免疫监视的概念。目前认为，肿瘤免疫监视遵循三个阶段：早期消除阶段，随后是平衡阶段，此阶段免疫系统选择性变异可使肿瘤免受攻击，第三个阶段是肿瘤细胞变异的免疫逃逸阶段。这三个阶段可以同时出现在不同的肿瘤部位，但在肿瘤细胞和免疫系统相互作用的过程中，这三个阶段并不是必然发生的[1]。最近获得的甲基胆蒽诱发小鼠肉瘤的证据表明，消除和平衡阶段是通过适应性免疫实现的。耗竭T细胞或阻断干扰素γ，无肿瘤免疫的小鼠显然出现快速隐匿性肿瘤生长，这表明，T细胞和干扰素γ有助于控制隐匿性肿瘤[2]。此外，有足够的证据表明癌症病人的肿瘤受到免疫控制。首先，有一定比例的癌症患者能够检测到肿瘤的特异性免疫，第二，免疫功能低下的患者得肿瘤的风险大大增加，例如艾滋病患者或接受器官移植者。第三，相关研究表明，肿瘤中有淋巴细胞浸润可以改善临床预后。特别是上皮性卵巢癌的最近资料表明，无进展幸存者和总体存活率的分布因肿瘤内是否存在T细胞而有显著不同，肿瘤含有T细胞的病人5年生存率为38%，而不含T细胞者仅为4.5%。此外，卵巢癌被CD4+CD25+FoxP3 +调节T cells(T reg)浸润者，存活率降低[3]。第四，死于中风的供肾者，据说其早期黑色素瘤已治愈16年，移植其肾脏的两个独立受助人在免疫抑制治疗下都发生了捐助来源的转移性黑色素瘤[4]。

肿瘤逃逸的破坏可通过免疫系统各种活动和调节机制实现，这些机制包括下调MHC分子和/或肿瘤细胞的免疫针对性抗原，刺激抑制性受体，例如细胞毒性T淋巴细胞抗原4(cytotoxic T lymphocyte antigen-4,CTLA-4)或PD-1 on T cells，通过调节CD4+CD25+Foxp3+T细胞(T reg)，或产生免疫抑制介质如IL-10,TGF-β，吲哚胺2,3双加氧酶（此酶来自肿瘤细胞、基质或渗透物），诱导增强肿瘤浸润[5]。在肿瘤活检中，往往片状MHC分子和肿瘤相关抗原的表达提示肿瘤逃逸的动态过程，一些接种疫苗的临床研究观察到，肿瘤经初步临床反应后发生新的转移，失去了表达的MHC I类分子或靶抗原。

CTLA-4是适应性免疫反应的重要负性调节物，在诱导和维持外周T细胞耐受方面具有关键作用。缺乏CTLA-4的3周龄小鼠死于一般的自身免疫和炎症这一事实说明了这一点[6]。它被认为是因为慢性和亚急性抗原刺激和许多自身天然肿瘤相关抗原的刺激使癌症患者发生了外周T细胞耐受，限制了T细胞介导的抗肿瘤效应。为此，在小鼠模型和癌症患者中进行了CTLA-4抗体的治疗实验，结果令人鼓舞。目前，正在进行CTLA-4抗体与免疫相结合的临床研究，预计比单用CTLA-4抗体效果更好。PD-1是T细胞表达的另一种分子，参与诱导和维持外周T细胞耐受。有证据表明，部分肿瘤细胞表达PD-1配体，PD-L1和PD-L2配体，用阻断PD-1的单克隆抗体治疗癌症患者的第一个临床试验目前正在进行[7]。

CD4+CD25+Foxp3+T reg是防止对自身抗原进行免疫反应的关键。它们通过干预树突状细胞的成熟及直接抑制效应T细胞(Teff)发挥作用，这些作用是通过细胞与细胞间的相互作用和/或可溶性因子包括CTLA-4，LTA10和TGF-β实现的。Treg在健康人和癌症病人外周血中百分比是相似的，CD4+细胞为2%-5%。然而，在肿瘤中Treg的比例往往显著增加，导致Teff与Treg比例下降。对卵巢癌患者的回顾性分析表明，Teff与Treg的比例与存活时间相关，低比例是一个不好的预后因子[8]。接受CTLA-4抗体治疗并有临床反应的前列腺癌患者中有一些病例显示，Teff与Treg的比例增加。此外，在不同癌症的小鼠模型中Treg的耗竭使肿瘤特异性T细胞反应和肿瘤控制得更好[9]。

2 抗原的发现和肿瘤相关抗原的分类

现代肿瘤免疫源于对两个转移性黑色素瘤复发患者的观察，这两个人分别发现于1978年和1982年，两人都皮内接种了经过照射的自体肿瘤细胞，文献显示，一段时期后其肿瘤完全消退并伴有T细胞反应且接种疫苗后T细胞反应显著增强。这两个患者已存活超过20年。基于这样一个良好的临床效果，开始了一个系统的研究，目的是明确癌抗原表征和免疫效应机制，以便控制体内肿瘤。几年之后，关于自发性肿瘤特异性T细胞反应的第一个报告问世[10]。Thierry Boon和其同事在1991年首次从患者体内克隆了T细胞限定的人类癌症抗原：MAGE-1，酪氨酸酶和Melan-A。此后，大量肿瘤相关抗原被确定，例如：BAGE,GAGE等。

通过肿瘤患者血清筛选肿瘤组织细胞表达文库SEREX(serological analysis of recombinant cDNA expression libraries)，将与患者血清(抗体)反应的蛋白作为候选肿瘤抗原，发现了许多肿瘤相关抗原，例如：SSX，NY-ESO-1，CT7，Rab38，NY-CO-58和NY-BR-1。

除SEREX和T细胞限制性抗原外，一些抗原通过肿瘤诱导的抗体被发现，通常情况下，这些抗原表达在肿瘤细胞表面，包括gp75/TRP-1, p96和Her2/neu。当今，肿瘤相关抗原分为以下几类：（1）睾丸癌（cancer-testis，CT）抗原，仅表达于生殖细胞和肿瘤细胞，如MAGE, NY-ESO-1和LAGE-1；（2）分化抗原，仅表达于限制性谱系像黑色素细胞，如酪氨酸酶、Melan-A/MART-1和gp 100；（3）变异抗原，为蛋白结构改变，如CDK4、β-环、蛋白酶-8和p53；（4）放大抗原，如过度表达的Her2/neu和p53；（5）抗原剪接变异体，如NY-CO-37/PDZ-45和ING1；（6）糖脂抗原；（7）病毒抗原，如HPV、EBV。

迄今为止，在所有确定的肿瘤抗原当中CT抗原是一种独特的、唯一的分化抗原，编码CT抗原的基因通常位于X染色体上，往往是多基因家族成员。并且，X染色体上10%的基因是CT抗原基因[11]。除生殖细胞外，正常组织不表达CT抗原，CT抗原在不同类型肿瘤中有一定的表达。通常，一个特定的肿瘤表达多个CT抗原，CT抗原在许多肿瘤类型中的表达频率从5%-40%，在一些肿瘤中个别CT抗原表达异常增高，如多发性骨髓瘤MAGE-C1/CT7高度表达，80%的滑膜肉瘤表达NY-ESO-1。

3 癌症患者综合免疫应答的范例：NY-ESO-1抗原

NY-ESO-1是通过SEREX方法最早确定的抗原，因其来自纽约的一个食管癌患者而得名。NY-ESO-1是由180个氨基酸组成的蛋白质，分子量大约18 kDa，其编码基因位于X染色体上(Xq28)。在正常组织仅表达于睾丸生殖细胞、胎儿卵巢生殖细胞、胎盘绒毛滋养层上皮细胞，这些细胞MHC I类分子均为阴性。迄今为止，NY-ESO-1被认为是最具免疫原性的CT抗原。高度表达NY-ESO-1的肿瘤患者既引起细胞免疫也引起体液免疫[12]。NY-ESO-1的几种抗原表位已被当做标志物，对于监测癌症患者疫苗诱导的免疫反应和自发性免疫反应尤为重要。

一个病例可以说明NY-ESO-1与肿瘤抗原的相关性，一名转移性黑色素瘤的61岁男性患者，NY-ESO-1表达阳性，经鸡痘病毒(rFV)与NY-ESO-1重组免疫治疗后，最初其肝脏、淋巴结转移显著减轻，病变没有进展，一年后形成单纯性脑转移且NY-ESO-1阴性，原发肿瘤没有查出。其解释是患者体内自发的抗NY-ESO-1特异性免疫反应清除了原发肿瘤，这是体内一种有效的免疫监测。鸡痘病毒与NY-ESO-1重组免疫治疗增强了患者抗NY-ESO-1的细胞免疫和体液免疫，这大概与最初肿瘤控制和缓解有关。随后的NY-ESO-1阴性转移可能是免疫压力（immunological pressure）的结果，也可被认为免疫编辑（immunoediting）。

4 免疫治疗作为癌症综合治疗措施的一种方法

癌症免疫治疗存在的最大的障碍就是不能持久维持对肿瘤的特异性免疫，癌症免疫治疗主要解决的问题就是识别这些障碍并且设计治疗方案规避之。近几年来，在免疫调节领域的研究有了很大的进展，与免疫调节有关的许多细胞和细胞因子似乎也影响到肿瘤的特异性免疫。首先，肿瘤特异性T细胞可能无法浸润肿瘤，第二，肿瘤抗原可能在胸腺表达，与肿瘤抗原高亲和力的肿瘤特异性T细胞株可能在胸腺被清除。第三，肿瘤抗原可能通过稳态的树突状细胞提呈给幼稚T细胞，由此导致外周T细胞耐受。第四，慢性抗原提呈可能导致特异性效应T细胞功能耗竭。第五，肿瘤微环境中的调节T细胞阻断局部T细胞功能或阻断肿瘤特异性T细胞的形成。最后，肿瘤环境中可能产生可溶性因子，例如IL-10和TGF-β或促进骨髓源性抑制细胞的产生，局部的这些因素抑制了效应T细胞功能。

癌症治疗的最终目标就是通过肿瘤相关抗原与佐剂刺激患者的天然免疫防御系统，模拟感染是诱导防御性免疫的关键。在非炎症条件下，长时间的抗原提呈（如病毒持续感染）可引起免疫反应消退，其原因主要是免疫耐受或特异性T细胞耗竭，因此，疫苗中除了含有免疫抗原和佐剂外还应当含有能够干预免疫调节的成分。

目前正在进行整合上述问题的临床试验，例如，用阻断CTLA-4或PD-1的抗体治疗某些癌症患者已经取得了预期的临床反应[7]。将阻断CTLA-4或PD-1与主动免疫相结合或主动免疫再加上前淋巴细胞耗竭的实验才刚刚开始。后一种方法可能是有前途的，因为在新的胸腺移居T细胞接触疫苗之前，淋巴细胞的耗竭除掉了许多来自患者的调节细胞。

此外，重组疫苗的治疗潜力正在研究之中。瑞士苏黎世大学医院的Maries van den Broek研究小组[7]从病人体内分离出抗NY-ESO-1的单克隆抗体IgG作为重组蛋白，其优势是该抗体可能安全性高。高浓度的NY-ESO-1-特异性IgG将与凋亡或坏死的肿瘤组织释放的NY-ESO-1形成免疫复合物，其后，这些免疫复合物将被树突状细胞有效摄取，作为抗原提呈给NY-ESO-1-特异T细胞。肿瘤的放疗、化疗或其他干预措施可能增强抗体的治疗效应。病人来源的肿瘤特异性抗体可望成为启动综合性肿瘤特异性免疫反应的药物与多种治疗方法联合抗癌。

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Developments in Cancer Immunotherapy

WANG Ai-he,GAO Li-ping
(TaizhouPolytechnicCollege,TaizhouJiangsu225300,China)

In the past three decades,cancer immunology and immune therapy havemade significant progress.An important step forward was the identification of human cancer antigens eliciting spontaneous immune responses in cancer patients.At present, themost immunogenic human cancer antigens known belong to the cancer-testis family of antigens,which are proteins expressed in various typesof cancer butnot in any healthy tissuesexceptgerm cells.The aims of cancer immunotherapy were to induce or boost the existing tumor-specific immune response by vaccinatingw ith a relevantantigen togetherw ith an adjuvant.In addition,it may be favorof patientsw ith early-stage disease in immunotherapy trials,as immune escapemay be less pronounced.

cancer;immunotherapy;testicular cancerantigen

R730.51

B

1671-0142（2011）05-0051-04

王爱和（1957-）,女,江苏海安人,副教授.

（责任编辑 李冠楠）