肿瘤的免疫治疗①

崔迎春 李建全 张 典（西安医学院基础医学部，西安 710021）

肿瘤免疫治疗是通过调节机体免疫系统功能，增强抗肿瘤免疫力，以控制和杀灭肿瘤细胞。利用免疫系统治疗癌症的思路已有很长历史，早在1891年美国骨科医生威廉·科利（William Coley）发现，肉瘤患者术后感染链球菌后，患者恶性肿瘤消退［1］。然而肿瘤细胞与免疫系统的互动关系近十余年才逐渐被理解，真正有效的免疫疗法也只在近几年才浮现：2011年自然杂志发表文章“癌症免疫治疗的时代来临”［2］；2013年度科学杂志发表十大科学突破，癌症免疫疗法位居首位［3］；2018年诺贝尔生理学或医学奖授予发现“负性免疫调节治疗癌症”的两位科学家，他们创立了肿瘤治疗的全新理念，通过激发免疫系统内在能力攻击肿瘤细胞，这是人类抗癌道路的里程碑［4］。本文主要综述当前肿瘤免疫治疗的方法及其发展历程。

1 肿瘤免疫治疗的发展史

肿瘤免疫治疗是继手术、放疗和化疗以及靶向疗法后的抗肿瘤手段。肿瘤免疫治疗的发展历程经历以下时期：

1.1 经验肿瘤免疫治疗时期1891年“肿瘤免疫疗法之父”美国医生威廉·科利尝试给患者感染细菌来激活免疫系统，以此治疗癌症［1］；1958年澳大利亚免疫学家弗兰克·麦克法兰·伯内特（Frank Macfarlane Burnet）提出“免疫监视理论”，即免疫系统能识别并清除突变的肿瘤细胞，这为癌症免疫治疗奠定了理论基础［5］；1984年美国国家癌症研究所史蒂文·A·罗森伯格（Steven A.Rosenberg）团队成功地利用高剂量IL-2治愈了一位晚期转移性黑色素瘤患者琳达·泰勒（Linda Taylor），这是第一位通过免疫疗法治愈的癌症患者［6］；1992年，IL-2作为治疗成人转移性肾癌的药物是美国FDA批准的第一个肿瘤免疫疗法药物（药名Aldeslekin）［7］。

1.2 科学肿瘤免疫治疗时期1997年瑞士罗氏公司（Roche）研发用于治疗非霍奇金淋巴瘤的Rituximab（利妥昔单抗）获批上市，它是第一个通过美国FDA认证的单抗类抗癌药物，随后更多单克隆抗体药物进入临床［8］；1998年美国FDA批准靶向HER2受体的单克隆抗体药物trastuzumab（Herceptin）用于转移性乳腺癌治疗，它是第一个分子靶向抗癌药物［9］；2010年美国FDA批准首个治疗性肿瘤疫苗Provenge（sipuleucel-T）用于治疗晚期前列腺癌，该药是一种肿瘤抗原负载的树突状细胞（dendritic cell，DC）疫苗，开创了癌症免疫治疗新时代［10］；2011年10月诺贝尔生理学或医学奖获得者布鲁斯·博伊特勒（Bruce Beutler）、朱尔斯·霍夫曼（Jules Hoffmann）和拉尔夫·斯坦曼（Ralph Steinman），三位免疫学家在抗原提呈细胞和非特异免疫识别研究领域做出了杰出贡献［11］。同年美国FDA批准百时美-施贵宝公司（Bristol-Myers Squibb）研发的抗CTLA-4单抗药品Ipilimumab，用于治疗不能手术切除的晚期黑色素瘤，是通过激发免疫系统的自身力量攻击癌细胞，这是肿瘤治疗的一种全新理念。

1.3 现代肿瘤免疫治疗时期2014年两款抗PD-1/PD-L1抗体即百时美-施贵宝公司的Nivolumab（Opdivo）与美国默克公司的Pembrolizumab（Keytruda）相继在日本和美国获批，其对黑色素瘤突破性治疗的效果让医疗行业和全世界人们看到了治愈癌症的希望；此新药对肺癌、肾癌、肝癌等多种恶性肿瘤也有出色疗效［12］。2014年，美国宾夕法尼亚大学和诺华公司（Novartis）开发的嵌合抗原受体T细胞（chimeric antigen receptor T-Cell，CAR-T）类疗法“CTL019”（用于治疗急性淋巴性白血病）获得FDA“突破性疗法”的认证［13］；2017年CAR-T疗法治愈全球第一位白血病女孩艾米丽·怀特海德。目前有两款CAR-T细胞制品上市，即诺华的Kymriah（非霍奇金淋巴瘤）以及Kite公司（现已被吉列德公司收购）的Yescarta（B细胞淋巴瘤）；2018年诺贝尔生理学或医学奖授予美国德克萨斯大学教授James P.Allison与日本京都大学教授Tasuku Honjo，以表彰他们发现抑制免疫负调节的抗肿瘤疗法［4］；2019年底美国FDA已批准7款免疫检查点抑制剂抗PD-1、PD-L1和CTLA-4抗体上市。

2 肿瘤免疫治疗方法

肿瘤免疫治疗作为一种新型疗法已成为肿瘤治疗研究领域中一大热点，它改变了以往对肿瘤治疗的看法及观念。肿瘤治疗传统方法是依靠外界力量杀死肿瘤细胞，作用靶点是肿瘤细胞，而目前新型肿瘤免疫治疗作用靶点是免疫细胞，即通过动员人体自身免疫系统，抑制或消灭肿瘤细胞。

正常情况下，机体抗肿瘤免疫包括3个步骤：第一步免疫系统中抗原提呈细胞如DC识别、处理肿瘤抗原并呈递给T细胞；第二步T细胞在淋巴结等外周免疫器官中被DC激活（为T细胞活化提供双信号）；第三步效应性T细胞进入肿瘤微环境，并杀死癌细胞。肿瘤细胞会在每个环节设置障碍，从而防止被免疫细胞识别和清除，以达到免疫逃逸的目的。肿瘤免疫治疗的策略是阻止肿瘤细胞的免疫逃逸。针对第一步，提高DC细胞的抗原呈递效率（如过继细胞免疫治疗）；针对第二步，增强T细胞对肿瘤抗原的识别能力，同时弱化Treg细胞对T细胞的抑制作用（如肿瘤疫苗、过继细胞免疫治疗）；针对第三步，要解决癌细胞对T细胞的免疫抑制（如免疫检查点抑制剂）。肿瘤免疫治疗的方法有抗体类药物、肿瘤疫苗、过继性细胞免疫治疗、溶瘤免疫治疗与生物反应调节剂等，目前临床最有效的是CART细胞治疗和免疫检查点抑制剂。

2.1 肿瘤抗体药物抗体类药物包括“被动免疫治疗”药物和“主动免疫治疗”药物两类。肿瘤靶向抗体药物属于“被动免疫治疗”药物，免疫刺激抗体和免疫检查点抑制剂等属于“主动免疫治疗”药物。

肿瘤靶向抗体药物的作用靶点是肿瘤细胞，通过多种抗体相关机制杀伤肿瘤细胞，阻止肿瘤细胞增殖和转移，从而杀灭肿瘤细胞，而不伤及肿瘤周围组织的正常细胞。截至目前，经美国FDA批准的肿瘤靶向抗体药物有西妥昔单抗、帕尼单抗、曲妥珠单抗、帕妥珠单抗、贝伐珠单抗等13种［14］。

免疫调节性抗体通过调节免疫功能来活化免疫细胞，能够长期发挥抗肿瘤作用。目前临床取得较好疗效的免疫检查点抑制剂，解除T细胞的抑制状态，激活T细胞，从而有效杀伤肿瘤细胞。免疫检查点抑制剂的发现者获得2018年诺贝尔生理学或医学奖，美国FDA已批准针对CTLA-4、PD-1和PDL1的单克隆抗体的应用［15-16］。免疫检查点抑制剂的问世具有重大意义：①与以往肿瘤抗体药物不同，免疫检查点抑制剂作用靶点主要是T细胞（除PDL1抗体外）；②检查点抑制剂作用方式不像化疗、靶向疗法那样直接杀死癌细胞，而是激活T细胞杀伤肿瘤细胞。免疫检验点抑制剂为恶性肿瘤治疗开启了全新模式。2019年底百济神州宣布，用于治疗至少经过二线系统化疗的复发或难治性经典型霍奇金淋巴瘤（R/R cHL）患者的抗PD-1抗体药物百泽安（通用名：替雷利珠单抗注射液）已于12月27日获得国家药品监督管理局（NMPA）批准，这标志我国第四款PD-1终于获批［17］。我国已有7款免疫检查点抑制剂上市，包括四款国产PD-1单抗（拓益、达伯舒、艾立妥和百泽安）、两款进口PD-1单抗（可瑞达和欧狄沃）和一款进口的PD-L1单抗（英飞凡）。

2.2 过继性细胞免疫治疗过继性细胞免疫治疗是基于多种淋巴细胞或抗原提呈细胞的免疫治疗方式，目前主要是过继性T细胞治疗，即通过向患者回输细胞因子刺激的或改造后的T细胞，有效杀伤肿瘤细胞；过继性NK细胞治疗也逐渐受到关注。

过继性细胞治疗经过以下几代发展：第一代是淋巴因子激活的杀伤细胞（即LAK细胞）疗法：1982年英国科学家Grimm利用外周血单个核细胞中加入IL-2，进行体外培养4～6 d，能诱导出一种非特异性的杀伤细胞即LAK细胞，其可杀伤多种对CTL、NK不敏感的肿瘤细胞。1984年11月首次应用于临床，引起巨大轰动。第二代是多种细胞因子诱导的杀伤细胞（即CIK细胞）疗法［18］：1991年，美国科学家Schmidt Wolf最先报道CIK细胞疗法。CIK细胞是将人外周血单个核细胞在体外与多种细胞因子（IL-2和IFN-γ等）和刺激因子（如抗CD3单克隆抗体）共同培养后获得的活化异质细胞群。CIK细胞又被称为NK样T淋巴细胞（因其同时表达两种膜蛋白分子即CD3+和CD56+），它既有T淋巴细胞强大的特异性肿瘤细胞杀伤功能又兼有NK细胞的非MHC限制性细胞杀伤功能，因此当时认为CIK细胞是过继性细胞治疗的最佳治疗方案。第三代是肿瘤浸润性淋巴细胞（即TIL细胞）疗法：TIL细胞是从患者手术切除的肿瘤组织中分离到的淋巴细胞，经体外与IL-2共同培养大量扩增后得到，然后将其回输患者体内。因TIL细胞是特异性杀瘤细胞，故其具有的特异性杀瘤活性比LAK细胞要强50～100倍。第四代是细胞因子诱导的杀伤细胞（即DC-CIK细胞）疗法：第一步提取患者的DC细胞及淋巴细胞；第二步将DC细胞同患者手术切除的肿瘤组织在体外进行孵育，DC摄取肿瘤抗原，同时将提取的淋巴细胞在体外利用细胞因子激活成为CIK细胞；第三步在体外将诱导成熟的DC细胞和CIK细胞共同培养进行肿瘤抗原呈递，进而激活淋巴细胞，经此过程DC表面共刺激分子的表达及抗原提呈能力明显提高，同时也使CIK细胞的增殖能力及细胞毒作用增强，使两类细胞形成抗肿瘤活性大大提高的杀伤性细胞群体即DC-CIK细胞，再将DC-CIK细胞回输给患者。第五代是T细胞受体T细胞（T cell receptor-gene engineered T cells，TCR-T）疗 法 和CAR-T疗法，也是目前最有前景的两种细胞免疫疗法［19-20］。TCR-T细胞疗法是通过基因工程技术中的转基因技术，改造T细胞TCR的α和β链基因，提高T细胞特异性识别肿瘤抗原的能力，经体外扩增后回输到患者体内。TCR经过修改了几个关键性氨基酸后，大大提高了与常见肿瘤TAA、NY-ESO-1等的亲和力。TCR-T疗法在黑色素瘤和滑膜肉瘤临床试验上取得了突破性进展，同时也在其他晚期实体瘤治疗中取得初步有效性，目前正处于研究阶段［21］。CAR-T疗法是通过基因工程技术，用嵌合抗原受体（CAR）代替T细胞表面的TCR，直接识别肿瘤抗原并发挥其细胞毒作用。“CAR”结构能特异识别肿瘤抗原，使T细胞无需抗原提呈细胞的抗原提呈作用就能靶向识别并消灭表达特定抗原的肿瘤细胞。如在治疗B细胞白血病和淋巴瘤方面，靶向CD19的CAR-T已经表现出了良好疗效。CAR-T细胞犹如装上了卫星导航定位系统，能准确识别并消灭肿瘤细胞，CAR-T细胞疗法已被应用于血液肿瘤领域，并取得良好效果。CAR-T细胞疗法在实体瘤领域正在研究中，如局部瘤内注射或动脉给药，联合用药（如联用PD-1单抗）等。最近，美国宾夕法尼亚大学的研究也显示，对巨噬细胞进行基因改造得到的CAR-M细胞或能成为治疗实体瘤的有效疗法［22］。

2.3 肿瘤疫苗肿瘤疫苗分为肿瘤预防性疫苗和肿瘤治疗性疫苗两大类［23］。肿瘤预防性疫苗是着眼于肿瘤的预防和控制，由HBV疫苗和HPV疫苗通过诱导机体产生抗体预防肿瘤的形成、复发和转移，从而降低一种或多种肿瘤发病率；肿瘤治疗性疫苗主要针对自体或异体肿瘤细胞或其相关抗原，通过激发患者机体的特异性免疫功能，主要是激活CTL细胞来攻击癌细胞。

肿瘤疫苗包括多肽疫苗、肿瘤细胞疫苗、基因疫苗、核酸疫苗、DC疫苗、CTL表位肽疫苗等。细胞癌变后产生的肿瘤抗原可作为适应性免疫应答靶点，是制备肿瘤疫苗的基础。进一步通过对突变基因测序、获得新抗原，是制备个体化肿瘤疫苗的方向，将个体化肿瘤疫苗与免疫检查点抑制剂或其他肿瘤治疗方法联合使用，可能会产生更好的临床疗效。目前已上市的治疗性肿瘤疫苗有Provenge（Sipuleucel-T）和M-vax。Sipuleucel-T是2010年FDA批准的首个DC疫苗，它由自体树突状细胞与前列腺酸性磷酸酶（PAP）体外共孵化获得，促进DC对肿瘤抗原的识别和提呈，提高T细胞对前列腺癌免疫应答能力。

2.4 溶瘤免疫治疗溶瘤免疫治疗是溶瘤病毒介导的抗肿瘤免疫治疗，是将基因工程改造的溶瘤病毒输入患者体内，利用溶瘤病毒的自我复制能力和在肿瘤细胞内选择性复制的特性使肿瘤细胞裂解并死亡，同时溶瘤病毒破坏肿瘤细胞，导致释放的肿瘤抗原还可激活患者机体内特异性免疫应答，进一步攻击肿瘤细胞。基因改造后的溶瘤病毒，已被赋予特殊基因表达功能，可具有三大功效：①直接杀伤肿瘤细胞；②作为外来入侵者激活机体免疫系统，打破机体免疫耐受微环境；③刺激免疫细胞产生多种细胞因子，参与机体的抗肿瘤免疫。

最早报道溶瘤病毒的是发现一名宫颈癌患者感染狂犬病病毒后肿瘤消退［24］。能用来改造成溶瘤病毒的有单纯疱疹病毒、呼肠孤病毒、溶瘤腺病毒、新城疫病毒、腺病毒及痘病毒等，它们均有嗜肿瘤特性，能特异性识别并感染肿瘤细胞，最终导致肿瘤细胞裂解，但不感染正常机体细胞。目前上市的溶瘤药物有T-VEC和H101两种。T-VEC是一个基因改造后的HSV-1溶瘤病毒，能够使感染的肿瘤细胞表达细胞因子GM-CSF。GM-CSF吸引DC细胞达到病毒感染肿瘤细胞部位，使其捕获肿瘤抗原并加工提呈给T细胞，从而激活机体特异性免疫反应，提高抗肿瘤免疫。目前T-VEC在美国FDA的批准下用于治疗晚期黑色素瘤。H101已在中国批准上市，用于治疗鼻咽癌等头颈部癌症。研究证实溶瘤免疫治疗联合免疫检查点抑制剂对多种癌症的治愈率达到60%以上。英美研究小组利用单次剂量静脉滴注呼肠孤病毒治疗侵袭性脑肿瘤患者，发现呼肠孤病毒不仅能够通过血脑屏障到达肿瘤，还能激活机体的免疫功能［25-26］。

2.5 生物反应调节剂（biological response modifiers，BRM）BRM也称免疫调节剂，主要通过促进APC对抗原的摄取、加工和提呈或增强淋巴细胞的活性，能够非特异提高机体免疫系统抗肿瘤效应。如BCG、CpG寡核苷酸（TLR9激动剂）、香菇多糖等作为一类新型生物制剂，正逐步被用于增强肿瘤免疫疗效。

3 肿瘤免疫疗法的未来展望

肿瘤免疫治疗的发展促进对机体免疫系统的抗肿瘤作用机制和途径的认识，为某些恶性肿瘤治疗提供新的思路和方向。同时也要认识到肿瘤免疫治疗仍存在一些问题：①单用一种免疫治疗方法有效率只有20%左右；②不能预测患者反应性：如治疗过程中的免疫相关不良事件（immune-related adverse events，irAEs）、细胞因子释放综合征（cytokine release syndrome，CRS）、脱靶现象引发的自身免疫性疾病甚至威胁生命等；③肿瘤免疫治疗的耐药机制也有待于进一步研究。未来肿瘤免疫治疗的研究方向应是精准治疗、个体化治疗、寻找个性化新生肿瘤标志物并进行药物的联合应用，这将进一步提高肿瘤免疫治疗的有效性、减少不良反应［27-32］。

未来肿瘤免疫治疗发展的趋势：①更安全：减少毒副作用；②更有效：具有更加特异、持久的杀瘤效应；③更经济：现阶段免疫治疗成本昂贵，正规免疫治疗经常耗资十万甚至几十万；④联合方案：与放疗和化疗或与靶向疗法以及免疫治疗之间联合应用，可能会有更好的应用前景［33-34］。