进展期大肠癌免疫疗法的研究进展

朱捷+郑万威+陈坚+罗忠光

摘 要 目前，进展期大肠癌治疗缺乏有效手段，亟待研发新的治疗技术。近年来，免疫疗法已在血液系统肿瘤和黑素瘤的治疗中显示有显著疗效，且有多项免疫治疗技术试用于大肠癌治疗，包括肿瘤治疗性疫苗、免疫检查点抑制剂和过继细胞疗法等。其中，免疫检查点抑制剂抗程序性细胞死亡受体-1抗体已在DNA错配修复缺陷型大肠癌的治疗中显示有很好的疗效，但在血液系统肿瘤治疗中显示有显著疗效的嵌合抗原受体修饰的T细胞疗法却在大肠癌等实体瘤治疗中显示疗效欠佳，有一系列的问题需予解决。不过，免疫疗法已成为继手术、放疗和化疗后的第四大肿瘤疗法，将为进展期大肠癌治疗带来新的希望。

关键词 大肠癌 免疫疗法 研究进展

中图分类号：R735.34； R730.51 文献标识码：A 文章编号：1006-1533（2016）23-0003-04

The update of immunotherapy in advanced colorectal cancer

ZHU Jie， ZHENG Wanwei， CHEN Jian*， LUO Zhongguang*

（Department of Gastroenterology， Huashan Hospital， Fudan University， Shanghai 200040， China）

ABSTRACT At present， there is no effective strategy in the treatment of advanced colorectal cancer and the development of new treatment techniques is urgently needed. Immunotherapy has been currently shown to have a significant therapeutic effect in the treatment of hematological malignancies and melanoma and a number of immunotherapy technologies such as tumor vaccines， immune checkpoint inhibitors and adoptive cell therapies have been trialed in the treatment of colorectal cancer， especially the immune checkpoint inhibitors programmed cell death receptor-1 antibody that has shown an extraordinary effect in DNA mismatch repair-deficient colorectal cancer. Chimeric antigen receptor-expressing T cells therapy， one of the adoptive cell therapies， has already achieved breakthrough in non-solid tumors， but it has poor response to the colorectal cancers with a series of problems to be resolved. Anyway， immunotherapy has become the fourth promising tumor therapy after surgery， radiotherapy and chemotherapy， which would bring in hope to patients with advanced colorectal cancer.

KEY WORDS colorectal cancer； immunotherapy； research progress

2015年，我国大肠癌新发病例数达37.63万例，因大肠癌死亡者数近19.10万例，给家庭和社会带来了极大负担[1]。手术根治未转移的早期大肠癌能够显著延长患者的生存期。遗憾的是，大量大肠癌患者被诊出时已至疾病进展期[2]。对进展期大肠癌患者，目前采用化疗或靶向治疗仅可使少数患者获益，亟待研发新的治疗手段。近年来，免疫疗法已在血液系统肿瘤和黑素瘤等治疗中显示有极佳的疗效，且有多项免疫治疗技术试用于大肠癌治疗，包括肿瘤治疗性疫苗、免疫检查点抑制剂和过继细胞疗法等。本文就这些免疫疗法在进展期大肠癌治疗中的研究进展作一概要介绍。

1 肿瘤治疗性疫苗

肿瘤治疗性疫苗是指利用肽段、肿瘤细胞、病毒载体、树突状细胞等激活与肿瘤相关抗原（tumor-associated antigens， TAA）相关的抗肿瘤免疫反应，进而杀灭肿瘤细胞，包括肽疫苗、肿瘤细胞疫苗、病毒载体疫苗和树突状细胞疫苗。

1.1 肽疫苗

TAA的蛋白质或肽段可被免疫系统识别，进而激活抗肿瘤免疫反应。T细胞能识别特定的TAA肽段[3]，在抗肿瘤免疫反应中发挥着关键作用。肽疫苗利用该原理，通过注射特定的TAA肽段，诱导机体产生特异性的抗肿瘤免疫反应。已试用于大肠癌治疗的肽疫苗有癌胚抗原、黏蛋白-1、表皮生长因子受体、Wilms肿瘤蛋白-1和p53蛋白等，它们虽能诱导抗原特异性的抗肿瘤免疫反应，但临床疗效均甚有限[4]，原因在于：①大多数人存在主要组织相容性复合体（major histocompatibility complex， MHC）限制性，无法有效呈递TAA；②单纯肽疫苗缺乏激活免疫反应的共刺激因子。

1.2 病毒载体疫苗

病毒能够荷载编码TAA的基因，诱导机体产生抗肿瘤免疫反应，且慢病毒、痘病毒和腺病毒等病毒自身也能激活免疫系统，因此病毒载体疫苗能较肽疫苗诱导产生更强的抗肿瘤免疫反应。利用痘病毒荷载编码癌胚抗原及T细胞共刺激因子的基因、然后用于治疗进展期大肠癌的临床研究发现，58例患者中有23例疾病稳定>4个月、14例疾病稳定>6个月、1例完全缓解，未观察到出现严重不良反应[5]。此外，一项化疗联合痘病毒载体疫苗治疗118例进展期大肠癌患者的临床研究显示，有42例患者获得了缓解，且在所有患者中均检测出痘病毒抗体，约半数患者体内的癌胚抗原特异性T细胞数量增加[6]。病毒载体疫苗已在进展期大肠癌治疗中显示有一定的临床疗效，然而其成本昂贵，并有插入诱变的危险及潜在的致病性，临床应用受到限制。

1.3 自体肿瘤细胞疫苗

通过放射线辐射或细胞溶解等方式处理肿瘤细胞可制备自体肿瘤细胞疫苗。与肽疫苗相比，肿瘤细胞疫苗包含所有的TAA，能够诱导产生更全面的抗肿瘤免疫反应。不过，由于TAA的浓度较低，肿瘤细胞疫苗诱导的抗肿瘤免疫反应的强度不足，因此临床疗效不佳[7]。卡介苗能够激活机体的免疫系统，故有多项临床研究用其联合自体肿瘤细胞疫苗治疗大肠癌，但临床疗效仍不佳[8-9]。其中一项入组412例大肠癌患者的Ⅲ期临床研究显示，卡介苗联合自体肿瘤细胞疫苗治疗组与安慰剂对照组患者的疾病无进展生存期和总生存期均无显著差异[8]。但一项使用新城疫病毒（Newcastle disease virus）联合自体肿瘤细胞疫苗治疗大肠癌的临床研究显示，该组患者的2年生存率较使用卡介苗联合自体肿瘤细胞疫苗治疗组患者显著提高（分别为98%和67%）[10]。此外，有研究者利用基因修饰方法使肿瘤细胞表达粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子、白介素-2等共刺激因子，以增强由其制备的自体肿瘤细胞疫苗诱导的抗肿瘤免疫反应强度[11]。

1.4 树突状细胞疫苗

树突状细胞是一类抗原呈递细胞，能够激活MHC限制性T细胞。树突状细胞能通过MHC将TAA呈递给T细胞，同时分泌白介素-13、粒细胞集落刺激因子等细胞因子，激活CD4+及CD8+的T细胞，杀灭肿瘤细胞[12-13]。树突状细胞疫苗制备的关键在于使树突状细胞荷载TAA，如人工合成的已知TAA的肽段[14]、肿瘤细胞的溶解物及其mRNA[15]等。癌胚抗原是大肠癌疫苗中最为常见的TAA，因此荷载癌胚抗原的树突状细胞疫苗成为肿瘤治疗性疫苗研究的热点之一。一项使用荷载癌胚抗原肽段的树突状细胞疫苗治疗10例大肠癌患者的临床研究发现，有7例患者的癌胚抗原特异性T细胞数量增加，但仅有2例患者的血清癌胚抗原水平显著降低，他们的疾病稳定了12周，其余患者均出现疾病进展[16]。树突状细胞疫苗联合化疗治疗大肠癌的Ⅱ期临床研究显示，患者的血清癌胚抗原水平降低，CD8+ T细胞数量增加[17]。联合使用荷载癌胚抗原的树突状细胞疫苗和白介素-13或粒细胞集落刺激因子等能够增强树突状细胞疫苗的活性。

2 免疫检查点抑制剂

肿瘤细胞可通过免疫检查点蛋白抑制T细胞的杀伤功能，由此躲避机体的免疫监视，而免疫检查点抑制剂能重新激活T细胞，进而杀灭肿瘤细胞。目前，已上市的免疫检查点抑制剂主要有两类，分别作用于细胞毒性T细胞抗原-4（cytotoxic T cell-associated antigen-4， CTLA-4）/ B7检查点和程序性细胞死亡受体-1（programmed cell death receptor-1， PD-1）/程序性细胞死亡受体配体-1（programmed death-ligand 1， PD-L1）检查点。

2.1 抗CTLA-4抗体

CTLA-4表达于T细胞表面，可通过特异性地结合抗原呈递细胞上的B7分子而抑制T细胞的功能。抗CTLA-4抗体能阻断CTLA-4受体，激活T细胞，产生抗肿瘤作用。抗CTLA-4抗体ipilimumab已获美国FDA批准，用于治疗恶性黑素瘤[18]。但抗CTLA-4抗体治疗进展期大肠癌的临床疗效不佳。一项使用抗CTLA-4抗体治疗47例进展期大肠癌患者的Ⅱ期单组临床研究显示，仅有1例患者获得部分缓解，总生存期达6个月的患者比例为45%[19]，这可能与大肠癌的肿瘤微环境中高表达的调节性T细胞抑制了抗CTLA-4抗体诱导的抗肿瘤免疫反应有关[20]。

2.2 抗PD-1抗体

PD-1表达于T细胞表面，与PD-L1结合后能激活PI3K/AKT信号转导通路，进而下调白介素-2的表达，抑制T细胞的活性。肿瘤细胞表面常表达有PDL1，后者能抑制T细胞的杀伤功能，使肿瘤细胞躲过免疫系统的监视和清除[21]。“KEYNOTE-028”研究入组了23例PD-L1阳性的进展期大肠癌患者，结果显示经pembrolizumab治疗，22例患者的疾病进展，仅1例患者获得部分缓解[22]。对该患者的肿瘤组织进行基因检测，发现其为DNA错配修复缺陷型（mismatch repairdeficient， dMMR）[23]。此后进行的“KEYNOTE-164”研究显示，经pembrolizumab治疗，DNA dMMR大肠癌患者组和DNA错配修复正常型大肠癌患者组的肿瘤缓解率分别为40%和0，疾病稳定率分别为95%和11%[24]。该研究结果提示，抗PD-1抗体治疗DNA dMMR大肠癌有很好的临床疗效，其可能的机制是此型大肠癌的DNA错配修复缺陷的突变负荷较高，使新生肿瘤抗原（neoantigens）增多，导致机体的免疫细胞浸润增多及免疫微环境更易被激活[25]。目前还在进行抗血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor， VEGF）药物nintedanib联合抗PD-1抗体治疗大肠癌的临床研究（“NCT 02856425”研究）。临床前研究提示，使用抗VEGF抗体联合抗PD-1抗体和使用炎性细胞因子白介素-15联合抗PD-1抗体[26]治疗大肠癌均可能有良好的疗效。

3 过继细胞疗法

过继细胞疗法是指先提取、分离患者的免疫细胞，然后在体外使用细胞因子刺激或通过基因工程方法改造、扩增后再回输给患者，从而发挥抗肿瘤作用的治疗方法。目前，用于大肠癌治疗的过继细胞包括肿瘤浸润淋巴细胞（tumor-infiltrating lymphocyte， TIL）、自然杀伤细胞和嵌合抗原受体（chimeric antigen receptor， CAR）修饰的T细胞等。

3.1 TIL疗法

TIL疗法是指先通过手术方法取得患者的肿瘤组织，然后分离其中的淋巴细胞并使用细胞因子予以刺激，获得大量的肿瘤反应性淋巴细胞后再回输给患者，从而发挥抗肿瘤作用的治疗方法。目前，TIL疗法主要用于治疗黑素瘤，且具有一定的临床疗效。临床前研究发现，TIL疗法对大肠癌小鼠模型亦具有较好的治疗效果[27]，但用于临床时如何从肿瘤组织中有效分离并扩增大量的具有抗肿瘤活性的TIL的问题仍有待解决。尽管如此，现已在进行使用TIL治疗进展期大肠癌的临床研究。

3.2 外周血自然杀伤细胞疗法

外周血自然杀伤细胞疗法治疗血液系统肿瘤有一定的临床疗效[28]，但治疗实体瘤的疗效却甚有限。目前正在进行一系列使用自然杀伤细胞治疗大肠癌的临床研究，其中已公布的一项使用自然杀伤细胞治疗11例进展期大肠癌患者的临床研究显示，仅有1例患者获得显效、1例患者获得微效，原因可能与过继回输的自然杀伤细胞在体内受到宿主其他免疫细胞的影响而难以扩增、同时在肿瘤微环境中无法维持有效活性有关[29]。

近来，有研究者使用CAR修饰的自然杀伤细胞靶向杀灭肿瘤细胞，且现正在进行靶向黏蛋白-1的CAR修饰的自然杀伤细胞治疗大肠癌的临床研究。

3.3 CAR修饰的T细胞疗法

CAR修饰的T细胞是指在体外利用基因工程方法将嵌合抗原受体结构嵌入T细胞，使之具有特异性的肿瘤抗原识别能力，回输给患者后发挥杀灭肿瘤细胞的作用。目前，靶向CD19的CAR修饰的T细胞疗法已显示在血液系统肿瘤治疗中有极佳的临床疗效，尤其是用于急性淋巴细胞性白血病治疗的完全缓解率达70% ～ 90%[30]。不过，CAR修饰的T细胞疗法治疗实体瘤的疗效不佳，主要障碍在于：①经静脉回输的CAR修饰的T细胞必须通过血液循环系统趋化到肿瘤处，但只有少量能最终到达靶的部位；②缺乏有效的特异性TAA作为治疗靶的；③肿瘤微环境的免疫抑制作用；④以逆转录病毒介导方式制备的CAR修饰的T细胞易造成肿瘤细胞基因组突变，持续表达后易引致严重的副作用。

近来，复旦大学的研究团队利用双特异性T细胞连接子（bispecific T cell engager， BiTE）结构研发了新一代的CAR修饰的T细胞样细胞疗法技术，以用于实体瘤治疗。BiTE系利用单链双特异性抗体技术将两种抗体的单链可变区段连接起来，其一端常为T细胞特异性的抗CD3抗体，另一端则为针对TAA的抗体。BiTE修饰的新型CAR修饰的T细胞可持续分泌BiTE，作用于基因修饰T细胞和其他非基因修饰T细胞，能增强抗肿瘤免疫反应，同时有效降低毒副作用，临床前研究显示对胃癌疗效显著[31]，现已进入用于胃癌治疗的临床试验阶段。

4 结语

现有的免疫疗法治疗大肠癌有一定的临床疗效，其中免疫检查点抑制剂抗PD-1抗体治疗dMMR的进展期大肠癌有很好的疗效，近期有望获得批准，正式用于临床，但治疗DNA错配修复正常型大肠癌的免疫疗法仍待突破。CAR修饰的T细胞疗法已在血液系统肿瘤治疗中显示有显著疗效，但用于实体瘤治疗还有一系列的问题亟待解决。免疫疗法前景广阔，未来必将成为治疗大肠癌的又一有效手段。

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