胃癌的免疫治疗
2015-10-26尹竺晟
尹竺晟 戈 伟
武汉大学人民医院肿瘤科,湖北武汉 430060
胃癌是导致世界范围内癌症相关死亡的主要原因之一[1]。 《2012 全球癌症统计》显示,在世界范围内,胃癌已成为男性的第四大癌症(每年新发病例约63.1 万例)、女性的第五大癌症(每年新发病例约32 万例)。胃癌的主要治疗手段包括手术、放疗和化疗。 尽管综合治疗可能完全治愈胃癌早期患者,但多数的患者诊断时已处于晚期。 免疫治疗是一种新兴的治疗手段,它是利用细胞免疫、肿瘤疫苗或肿瘤抗体激活人体自身的免疫系统来治疗肿瘤。 2011 年的诺贝尔医学奖授予从事肿瘤免疫治疗相关的3 位科学家,预示了免疫治疗在恶性肿瘤治疗领域的广阔前景。
1 抗肿瘤免疫反应
理论上,机体免疫系统可以通过“免疫监视作用”来识别并清除恶性肿瘤,进而抑制肿瘤的发生发展[2]。但免疫系统和肿瘤细胞之间的相互关系十分复杂。“肿瘤免疫编辑”假说认为免疫系统在肿瘤发生发展中起双重作用,免疫系统既有抗肿瘤功能,又能协助肿瘤细胞从免疫监视中逃逸。“肿瘤免疫编辑”的过程可分为3 个主要的动态阶段:免疫清除、免疫平衡、免疫逃逸[3]。
免疫清除阶段是指固有免疫和适应性免疫识别并清除生长初期的肿瘤细胞。固有免疫系统中,NK 细胞、NKT 细胞和γδT 细胞释放γ 干扰素,诱导巨噬细胞经典活化并激活粒细胞而消灭肿瘤细胞。树突状细胞(DC)将死亡的肿瘤细胞递呈给CD4+、CD8+T 细胞,若这个过程成功,则阻止了其发展成为临床可见的肿瘤。 若免疫系统没有完全清除所有的肿瘤细胞,一些肿瘤细胞在清除阶段中幸存下来,则进入免疫相持阶段。 在免疫压力下,肿瘤细胞的生长和死亡达到了一定的平衡。 在这个时期中,因为肿瘤细胞的遗传的不稳定性,所以肿瘤细胞具有高度的可塑性,在免疫调控过程中可能发生突变而逃出免疫监视。 但是,在免疫平衡阶段中, 肿瘤细胞不一定会进入逃逸阶段,肿瘤细胞可能一直处于平衡状态,也可能被免疫系统完全清除或进入免疫逃逸阶段。免疫逃逸阶段是指经过免疫压力选择后的肿瘤细胞能够逃脱免疫系统的识别和杀伤并不断生长的阶段。多种免疫抑制因子和免疫抑制细胞改变肿瘤微环境, 抑制抗肿瘤免疫反应。例如,肿瘤细胞可以诱导和招募调节性T 细胞从而抑制T 细胞和抗原递呈细胞(APC)[4]。
肿瘤抗原是在变化的,本来靶抗原表达很高,但是在免疫环境中,它的表达可能就降低了,或者抗原发生突变以后就无法识别了。我们需使免疫系统能够识别靶抗原和消除肿瘤细胞,肿瘤免疫治疗的发展需要我们更好地了解如何应对肿瘤细胞免疫逃逸的能力。
2 胃癌目前的免疫治疗策略
免疫治疗能够利用细胞免疫、肿瘤疫苗或肿瘤抗体激活人体自身的免疫系统来治疗肿瘤。目前胃癌的免疫治疗有免疫细胞过继治疗、肿瘤疫苗、单克隆抗体治疗。
2.1 免疫细胞过继治疗
将具有抗肿瘤活性的免疫效应细胞回输入患者体内称为免疫细胞过继治疗。 许多细胞都应用于肿瘤免疫治疗中,如淋巴因子激活的杀伤细胞(LAK)[5]、肿瘤浸润淋巴细胞(TIL)[6]、抗CD3 单克隆抗体激活的杀伤细胞(CD3AK)[7]、细胞因子活化杀伤细胞(CIK)[8]等。
最早应用于肿瘤免疫治疗的细胞治疗方式是淋巴活性杀伤细胞。 这种方式需要用LAK 细胞和白细胞介素(IL)-2 的联合治疗,同时回输IL-1 和LAK 细胞,在黑色素瘤、肾癌、大肠癌、肝癌及部分淋巴瘤中有一定疗效[9]。IL-2 作用是保证输入的LAK 细胞的存活和稳定活化,IL-2 的大量输注会使许多患者出现较强的毒副作用,从而限制了LAK 细胞的应用。
TIL 是从患者肿瘤组织中分离出的浸润淋巴细胞,同时IL-2 的用量较LAK 联用中大大减少,而TIL的杀伤活性是LAK 细胞的50~100 倍。 在临床上TIL应用最广的是黑色素瘤免疫治疗[6],对胃癌及其他肿瘤有一定的疗效。 Kono 等[10]发现与单纯化疗相比,免疫细胞过继治疗联合化疗治疗晚期胃癌患者可以延长其生存期。
CIK 细胞是多种细胞因子共同诱导培养的细胞,多数细胞带有T 细胞标志,部分细胞带有NK 细胞标志,具有强大的抗瘤活性和非主要组织相容性复合体限制性杀瘤特点。 有研究[11-12]表明化疗联合CIK 细胞治疗胃癌能够改善患者的生活质量。 王志明等[13]研究发现,与单纯化疗相比,化疗(希罗达加奥沙利铂的XELOX 方案) 联合腹腔灌注CIK 免疫治疗对胃癌腹水患者疗效更好。有临床研究发现化疗联合CIK 治疗胃癌的疗效较单独化疗明显提高[14-15]。 在一项回顾性分析中,与单纯化疗相比,CIK 联合化疗治疗术后的胃癌患者提高了5 年生存率,延长了无进展生存期和总生存期[16]。
2.2 肿瘤疫苗
肿瘤疫苗可以刺激免疫系统产生抗特异性靶物质的免疫反应。有效的肿瘤疫苗能够特异性地锚定到某种特定的肿瘤抗原上,并且这种抗原通常可以在患者的循环系统中检测到升高。大部分肿瘤疫苗激活细胞免疫反应是通过激活T 细胞,或由成熟的APC 处理并递呈给T 细胞。 其中DC 是功能最强的专职APC,可以刺激细胞毒性T 细胞和辅助性T 细胞的增殖,DC 能高表达MHCⅠ类和MHCⅡ类分子,与肿瘤抗原结合形成复合物,并递呈给T 细胞来启动MHCⅠ类CTL 反应和MHCⅡ类CD4+T 细胞反应。 成熟的DC诱导出的T 细胞免疫反应比不成熟的DC 所诱导的更强烈。目前已经发现许多这种特异的抗原,例如,在许多肿瘤,包括胃癌中,黑色素瘤相关抗原3(MAGE-3)、人表皮生长因子受体2(HER2/Neu)都被认为是肿瘤相关性抗原,也是免疫治疗非常好的靶点。 有研究用MAGE-3 负载DC 治疗胃肠道肿瘤患者,可诱导肿瘤抗原特异性T 细胞反应,并获得较高的缓解[17]。MAGE-3多肽疫苗治疗胃癌小鼠发现成功地刺激了抗肿瘤免疫反应并出现了肿瘤消退现象[18]。HER2/DC 疫苗可针对性地用于HER-2 过表达胃癌的治疗,Kono 等[19]发现,9 例复发的或者不可切除的且HER2/Neu 阳性的胃癌患者接受HER2/DC 疫苗治疗后,1 例患者的肿瘤标志物(CEA、CA19-9)下降,2 例患者的肿瘤体积缩小超过50%,2 例均有上述两个改变。
血管内皮生长因子受体(VEGFR)1 和VEGFR2 多肽疫苗联合标准化疗治疗晚期胃癌患者发现可以诱导血管内皮生长因子(VEGF)特异性细胞毒性淋巴细胞反应,结果在55%的患者中产生一部分反应并延长了总生存率[20],这提示肿瘤疫苗联合标准化疗也许是治疗晚期肿瘤的一种策略。
另外,因为肿瘤抗原的免疫原性弱,常常需要加入免疫佐剂来增强效应[21],运用在胃癌中的免疫佐剂主要有卡介苗、OK432、短小棒状杆菌菌苗、左旋咪唑以及多糖类中的云芝多糖、香菇多糖等。 这些免疫佐剂具有较强的非特异性免疫刺激作用,可以活化胃癌患者巨噬细胞并促进多种细胞因子产生,刺激机体免疫系统,促进肿瘤细胞的清除,减少肿瘤复发和转移。
2.3 单克隆抗体治疗
最近,免疫检查点抑制剂的应用引起了研究者们极大的关注。 程序化死亡受体-1(PD-1)分子是免疫反应检查点调节因子,PD-1 在激活型T 细胞表面表达,PD-1 配体(PD-L1)结合PD-1 会抑制T 细胞的活化从而抑制免疫反应。肿瘤细胞能够通过表达PD-L1或PD-L2 来抑制T 细胞。 解除免疫抑制的一种方法就是用单克隆抗体靶向阻断免疫检查点,激活T 细胞使其能够识别肿瘤、生长和繁殖从而更有效地攻击肿瘤细胞。 例如,通过抗PD-L1 单克隆抗体结合PD-1以阻止其结合肿瘤细胞中的PD-L1,使得防止肿瘤抑制免疫反应。 这一设想已在临床上得到了证实。 Kei等[22]发现,抗PD-1 单克隆抗体Pembrolizumab在有PD-L1 表达的胃癌患者中表现出了有潜力的抗肿瘤活性及可控制的毒性。 研究纳入39 例胃癌有PD-L1表达的患者,在供筛选的162 例经治的胃癌患者中,40%表达了PD-L1。 患者均接受每2 周10 mg/kg的Pembrolizumab 治疗,持续24 个月或直到完全缓解,疾病进展,或出现不可接受的毒性。 研究的首要终点是由独立中心评估的客观缓解率。 结果发现随访到第8.8 个月时就出现了抗肿瘤活性的证据。 按RECIST1.1 标准评估的Pembrolizumab 的客观缓解率是22%(95%CI:10.1~39.2),研究人员评估的客观缓解率为33%(95%CI:19.1~50.2)。 有应答的8 例患者均部分应答;另5 例患者疾病保持稳定。 有4 例患者的应答无法评估或测定。约53%的患者有某种程度的肿瘤缩小。 中位无进展生存期(PFS)为1.9 个月(95%CI:1.8~3.5)。 在第6 个月时,PFS 率为24%,总生存(OS)率为69%。 中位OS 还没有达到。 其安全性和耐受性对于这类人群是可以接受的,10.3%的患者发生了药物相关的3~5 级不良反应事件。有1 例患者由于缺氧死亡。 研究结果支持Pembrolizumab 在胃癌中的进一步研发。 KEYNOTE-059 试验的Ⅱ期试验将探索Pembrolizumab 单独治疗或联用顺铂加5-氟尿嘧啶用于晚期胃癌的疗效。 细胞毒T 细胞淋巴抗原4(CTLA-4)也是可以抑制免疫反应的调节分子,正常情况下T 细胞激活后可表达CTLA-4,CTLA-4 是免疫蛋白超家族的一例成员,与CD28 分子竞争性结合位于APC 表面的B7 家族免疫分子, 从而抑制B7 家族分子与CD28 的结合效率, 进而影响T 细胞的活化,最终降低细胞毒T 细胞的肿瘤杀伤效力。 不仅如此,CTLA-4 可以由调节性T 细胞产生, 从而抑制T细胞效应的过度。 例如,抗CTLA-4mAb 在治疗进展期黑色素瘤患者中取得了好的疗效[23-24]。另外,许多临床试验证实了免疫检查点抑制剂对肺癌、 前列腺癌、乳腺癌、肾癌、结肠癌等其他癌症治疗中均显示出同样好的疗效[25-28]。
3 免疫治疗的未来展望
如果有可以识别的生物标志物就可以更好地运用合适的免疫治疗方法去治疗癌症患者。 研究证明HER2 是乳腺癌中一种很好的生物标志物。 曲妥珠单抗是一种抗HER2 受体的单克隆抗体,已证实它可以改善HER2 阳性的转移性乳腺癌患者的结局[29]。 胃癌也表达HER2, 这种方法有可能对胃癌也会有疗效,一项Ⅲ期、开放标记、随机对照试验发现,曲妥珠单抗联合化疗治疗HER2 阳性的晚期胃癌患者的效果较单纯化疗明显提高[30]。
DNA 微阵列技术近期已得到飞速的发展, 并广泛地应用于为抗肿瘤治疗寻找新的生物标志物[31-34]。分析肿瘤组织、TIL 和外周血中的基因表达谱, 可清晰地反映肿瘤患者的临床结局和疗效。 此外,外周血和TIL 的表达序列数据也可以表明生存率和免疫反应的关联。分析基因表达谱可以找到一些可识别的生物标志物,提供好的药物或治疗方法的选择。
近年来,对于免疫系统复杂性的了解正在迅速的提高,肿瘤免疫治疗的实践和理论获得了令人振奋的成绩,尤其是为进展性晚期癌症患者带来了希望。 然而,还需要克服很多障碍才能使肿瘤免疫治疗成为一线、可靠、有效的抗肿瘤治疗。鉴于有如此多种类的肿瘤和免疫细胞受体,治疗的关键在于识别新的靶分子或运用已知的靶分子找到新的治疗方法,研究免疫联合传统治疗方法的疗效,识别出某些生物标志物对免疫治疗或早期诊断以阻止肿瘤发展也很重要。免疫细胞过继治疗、肿瘤疫苗、单克隆抗体以及联用免疫检查点抑制剂可能有着非常广阔的前景。
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