再谈肿瘤疫苗与免疫细胞疗法

刘宝瑞

导师论坛

再谈肿瘤疫苗与免疫细胞疗法

刘宝瑞

肿瘤疫苗;细胞疗法

刘宝瑞，男，南京大学医学院附属鼓楼医院肿瘤中心主任，主任医师、教授、美国 MD Anderson Cancer Center博士后，南京大学、南京医科大学、南京中医药大学博士生导师，南京大学临床肿瘤研究所所长，南京市和江苏省有突出贡献中青年专家、南京市科技功臣、江苏省优秀重点人才、全国医药卫生系统先进个人，享受国务院特贴。现为国家自然科学基金委员会评审专家，国家科技奖及教育部科技奖评审专家，中华医学会肿瘤分会青年委员，中国生物医学工程学会肿瘤分子靶向治疗专业委员会副主任委员，中国医师协会肿瘤分会常务委员，江苏省肿瘤化疗与生物治疗分会副主任委员，南京医学会肿瘤分会主任委员等。为16种中文医学统计源杂志编委或特约编委，10种外文医学杂志特约审稿专家。先后负责国家自然科学基金项目6项，获国家发明专利7项，获得各种科技奖励13项，主编撰写临床肿瘤学专著3部。近5年发表英文SCI论文44篇，中文统计源论文250余篇。在他的带领下，鼓楼医院肿瘤中心临床医疗规范，诊疗特色鲜明，尤其是他系统开展的肿瘤个体化治疗为提高肿瘤化疗效果提供了科学的依据，推动了个体化治疗理念在江苏和全国肿瘤界的传播。

生物免疫治疗与手术、放疗、化疗并列为四大肿瘤治疗手段，近年来随着分子细胞生物学的发展，免疫学理论不断丰富，现代免疫学技术也在不断地推陈出新，人们从细胞和分子水平上对肿瘤与免疫系统的关系有了更深刻的认识，为肿瘤免疫细胞疗法在临床上的应用奠定了坚实的基础。刚刚过去的2011年的诺贝尔医学奖颁给了在免疫学方面做出了突出贡献的科学家，获得者之一是加拿大的沃尔夫·斯坦曼教授，旨在表彰他在树突状细胞(dentritic cell，DC细胞)研究方面做出的杰出贡献;美国FDA也在2010年批准了用于内分泌治疗无效的晚期前列腺癌的DC疫苗，这些都更加坚定了人们在细胞免疫治疗领域的信心。过继性细胞治疗(adoptive cellular therapy，ACT)已成为恶性肿瘤治疗中的一个快速发展的新领域。经过20多年的努力，以DC疫苗和T细胞疗法为代表的肿瘤主动性免疫治疗和被动性免疫治疗，已经取得了显著的进展，作为肿瘤治疗的辅助手段在临床上显示出光明的应用前景。此外，ACT与化疗、放疗等多学科结合的综合治疗能进一步提高疗效，是今后肿瘤免疫治疗的方向。本文作者曾经从个体化医疗的角度讨论了免疫细胞疗法［1］，现拟针对近年国外临床应用前景看好的几项专项技术进行介绍。

1 预防性肿瘤疫苗:宫颈癌疫苗及乙肝疫苗

免疫系统在预防肿瘤的发生发展中的一个重要作用是预防主体被病毒感染，抑制病毒诱导的肿瘤，譬如宫颈癌和肝癌。目前已研发出与人乳头瘤病毒(human papilloma virus，HPV)感染相关的宫颈癌疫苗可以降低宫颈癌的发生率，乙型肝炎病毒(hepatitis B virus，HBV)疫苗也可以降低HBV相关的肝细胞性肝癌的发生率［2］。

HPV感染是子宫颈癌发病的重要因素之一，七成的子宫颈癌是由HPV16及HPV18型病毒引发的，每年全球死于子宫颈癌的女性近24万人。该病毒感染没有特效药物可以清除，只能靠提高机体免疫力，产生抗体清除病毒达到自愈。因此临床一级预防和二级预防很重要。一级预防即是接种疫苗，世界上第一个获准上市的预防性癌症疫苗是默沙东药厂研制的Gardasil，2006年获美国FDA批准上市。Gardasil用来预防由HPV 6、11、16和18型引起的宫颈癌和生殖器官癌前病变的癌症疫苗［3］。葛兰素史克研制的另一种HPV疫苗，可以预防由HPV16及HPV18型病变引起的子宫颈癌。疫苗的最佳接种年龄是15岁。然而，现在还没有证据表明宫颈瘤病变一旦发生，疫苗可以逆转子宫颈癌的形成，并且也不能确定疫苗是否终生有效，因此不应过分强调疫苗万能而让人盲目乐观。对于已经感染了HPV的妇女，目前开发成功的预防性疫苗收效甚微。

2 Provenge(Sipuleucel-T):首个获FDA批准的治疗性肿瘤疫苗

第一个被美国FDA批准的治疗性肿瘤疫苗是治疗前列腺癌的Sipuleucel－T，它于2010年4月被批准用于内分泌治疗失败的晚期前列腺癌患者。2项随机双盲安慰剂对照临床试验评价了Sipuleucel－T的有效性和安全性，共入组512名内分泌治疗失败的晚期前列腺癌患者。在临床研究中虽然没有观察到明显的肿瘤缩小，但与对照组相比该疫苗使患者的总生存期延长了4.1个月(25.8个月vs21.7个月)，提高了3年生存率(31.7%vs23.0%)，死亡风险降低了22.5%，且无明显毒副作用［5］。

主动性免疫治疗是通过抗原提呈细胞(antigen－presenting cell，APCs)激活肿瘤特异的CD8+T细胞，利用其细胞杀伤能力杀灭肿瘤细胞。DC是最强的APCs，因此是治疗性肿瘤疫苗开发的焦点所在。前列腺酸性磷酸酶(prostatic acid phosphatase，PAP)在大约95%的前列腺癌中表达，而且主要限于前列腺组织，是前列腺癌疫苗开发的靶点。Sipuleucel－T由包括APCs在内的自体外周血单个核细胞组成。在输注前大约3 d，通过标准的白细胞分离过程获得患者的外周血单个核细胞。为了增加对PAP的免疫反应，在细胞培养的某一特定阶段通过添加PAP和免疫激活因子粒细胞－巨噬细胞集落刺激因子(granulocyte macrophage colonystimulating factor，GM－CSF)的重组融合蛋白(PAP－GM－CSF)使之激活。Sipuleucel－T的活性组分是自身APCs和PAP－GM－CSF，此外，还有T细胞、B细胞、自然杀伤(NK)细胞和其他细胞［6］;其细胞组成比为:18%的DC，65%的CD3+，16%的CD14+，5%的CD19+［7］。

Sipuleucel－T的治疗费用非常高，因此，将来的研究应该致力于怎样根据临床特征、免疫表型、分子的表达及其他的指标来确定哪些患者能从这种治疗中获益，以获得最大的经济效益。

3 CAPRI细胞:延长患者生存期的免疫活性细胞混合体

德国Rudolf Wank发明的链式激活的免疫细胞(cascade primed immune cells，CAPRI细胞)含有4种效应细胞:CD4+T辅助细胞、CD8+T杀伤细胞、CD3+CD56+NK细胞以及DC。这种四聚体能上调人类白细胞抗原(human leukocyte antigen，HLA)在肿瘤细胞表面的表达，诱导肿瘤细胞凋亡，分泌IL－2、IL－6、IFN－γ、TNF等多种抗肿瘤的细胞因子，下调CD4+CD25+FoxP3+Treg细胞，激活机体免疫系统，提高机体的免疫功能;体外杀伤活性比CIK细胞更强［8］。其原理是:在级联引发过程中对初始外周血单核细胞(peripheral blood mononuclear cell，PBMC)进行初级刺激，并将这些经过初级刺激的PBMC加入到另一份初级PBMC中，结果是初始PBMC被依次激活，从而获得CAPRI细胞。初级刺激是使用抗CD3抗体实现的，这种方法与CIK方法是相同的，但不同的是本方法的初级刺激的目的不是直接获得肿瘤杀伤细胞，而是获得激活的APC及利于下级刺激的细胞因子环境。初级刺激所激活的APC本身在体内已接触过肿瘤抗原，可有效地诱导对个体患者有效地免疫应答，所以本方法可不需确定每个患者的肿瘤抗原。

德国慕尼黑免疫治疗中心用放化疗联合CAPRI细胞治疗42例转移性乳腺癌患者，平均生存期达55.2个月，而单纯接受放化疗的对照组患者平均生存期为28.6个月，联合治疗组的平均生存期比单纯放化疗组延长了26.6个月(P=1.36×10－14)［8］。

CAPRI细胞与Sipuleucel－T均非单纯的DC疫苗，而是免疫活性细胞混合体，因此，在今后的免疫活性细胞疗法中，是否应避免单纯的DC培养及活化，而是将PBMC混合培养得到有多种有效成分的混合体才更能发挥作用值得进一步探讨。

4 非清髓性(Nonmyeloablative，NMA)联合全身照射序贯过继性免疫治疗:提高免疫治疗疗效的新趋势

自20世纪80年代以来，包括LAK、TIL、CD3AK、CIK等免疫活性细胞已先后应用于临床。虽然在体外实验中有明显的疗效，但在临床实验中单独应用的疗效不佳，其原因可能与肿瘤患者体内的免疫抑制微环境等因素有关。

许多抑制机制例如T－reg细胞或髓系来源的抑制细胞可以干扰淋巴细胞的抗肿瘤活性［9］，回输后免疫活性细胞能否在体内长期存活也严重的限制了它们的抗肿瘤活性［10－11］。目前的研究证实，细胞回输前可以调控宿主以便为回输的细胞提供改良的微环境;NMA淋巴细胞删除性化疗可以通过下调Treg，提高对toll样受体刺激的敏感性而增强APC的活性［12］。临床研究也证明，回输前加用含有环磷酰胺和福达拉滨的NMA化疗可以显著增加回输细胞在体内的存在时间，提高其抗肿瘤效应［13］。另外，在过继性免疫细胞回输前增加放疗已被证实可以提高抗肿瘤疗效，文献报道其原因是放疗能上调成熟DCs和B细胞表面CD70的表达，而成熟DCs表面CD70的表达水平与这些细胞刺激T细胞增殖、促进IFN－γ分泌密切相关［14］。因此，过继性免疫治疗与放化疗联合的综合治疗理念指导着今后治疗的方向。

美国Rosenberg教授1988年首次用TIL成功治疗了转移性恶性黑色素瘤［15］。随着技术的改进，TIL治疗恶性黑色素瘤的有效率逐渐提高。回输TIL前加用NMA化疗可以使该治疗的客观有效率提高至50%［16］。进一步研究证明，NMA联合全身照射(total body irradiation)后输注G－CSF动员后采集的外周血CD34+干细胞可以使临床客观有效率提高到72%，而且其中40%的患者能达到持续的完全缓解［17］。因此，NMA联合全身照射序贯过继性免疫治疗必将是今后临床细胞免疫治疗的趋势。

5 关于免疫治疗临床疗效的评估

与化疗药物或放疗等传统治疗中直接杀伤肿瘤细胞不同，免疫治疗是通过增强机体肿瘤特异性T细胞的功能而发挥抗肿瘤效应的，这是一个依赖免疫反应的间接的过程而不是直接杀伤肿瘤。因此，通过影像学评估疗效可能需要更长的时间。用现有传统的评价体系如WHO或RECIST标准去评估疗效，常常导致最终不能确切的认识和评价其治疗效果，使部分进入Ⅲ期临床研究的免疫治疗项目宣告失败［18］。

美国癌症研究所免疫治疗协会(cancer immunotherapy consortium of the cancer research institute，CIC－CRI)在2006年分析了当时报道的肿瘤免疫治疗的临床研究，发现治疗组与对照组的生存曲线通常在4～8个月甚至更长的时间才会出现分离。治疗后疗效显现之前的一段时间会出现肿瘤体积的短暂性增加，这可能是因为淋巴细胞浸润的原因，因此需要第2次影像学检查验证，且这2次检查至少需间隔4周。因此，CIC－CRI提出了免疫相关的疗效评价标准(immune－related response criteria，irRC)的概念［18］，并根据完全缓解(complete response，CR)、部分缓解(partial response，PR)、无变化(stable disease，SD)、病变进展(progressive disease，PD)提出了irCR、irPR、irSD和irPD来评价治疗效果。根据新的概念，所有关于肿瘤负荷的评价均与基线进行比较，如果总的肿瘤负荷保持稳定或减小，即使有新病灶出现也不能作为疾病进展的证据。irRC的提出为评价免疫治疗临床疗效提供了一个新工具，但也需要进一步的临床验证。

肿瘤的发生发展过程中有许多影响因素，仅仅以其中的一个环节作为攻击的靶子，很难攻克恶性肿瘤这个堡垒，因此，免疫治疗与化疗、放疗等多学科的有机结合会体现出其优越性。我们相信在对肿瘤免疫机制进一步深入认识的基础上，肿瘤的免疫治疗会成为一个进展更加迅速的新兴研究领域，成为肿瘤治疗的重要综合措施之一。

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R730.1

A

1008－8199(2012)08－0785－04

国家自然科学基金(81071815，81172281)

210008南京，南京大学医学院附属鼓楼医院肿瘤中心

我国是原发性肝癌的高发区，每年死于肝癌的患者约34.4万人，占全世界肝癌死亡人数的55%，其中90%以上的患者患有乙型肝炎。HBV感染可演变成“慢性肝炎——肝硬化——肝癌三步曲”，慢性病毒性肝炎能直接促使肝细胞的癌变，是形成肝癌的基础，也是肝癌发病的一个较为确切的发病原因。乙肝携带者患肝癌的危险性比正常人群大200倍，因此，有效地预防病毒性肝炎，是预防肝癌发生的最主要手段。乙肝疫苗可以有效地预防HBV的感染，新生儿一出生就接种乙肝疫苗，可以降低HBV染率，间接地预防肝癌，是目前惟一可预防肝癌的方法［4］。

2012－05－28)