以腫瘤免疫治療為基礎的腫瘤生物治療作為現代腫瘤治療的第四種模式,越來越受到重視。該模式利用現代生物技術及其產品,通過調節機體抗腫瘤各環節(免疫系統、神經內分泌系統、癌基因與抑癌基因、血管生成、精神因素等)的平衡,達到控制腫瘤或減輕治療相關副作用的目的。
目前腫瘤生物治療的概念還比較模糊,如靶向藥物治療和基因治療也常被歸類於腫瘤生物治療。靶向藥物治療是目前腫瘤治療中發展最為迅速的一個領域,被大家廣泛重視。基因治療代表未來腫瘤防治方向,我國已先後批准重組人p53腺病毒注射液治療晚期鼻咽癌和頭頸部鱗癌,重組人5型腺病毒(H101)治療難治性晚期鼻咽癌,受到世界關注。
限於篇幅,本文主要對腫瘤免疫治療新進展進行綜述。
1 腫瘤免疫治療理論基礎演變
免疫監視學說
腫瘤免疫治療最初以免疫監視學說為理論基礎,其基本觀點是機體免疫系統能夠識別並清除惡性細胞,阻止腫瘤發生。Ehrlich在1909年首次提出免疫系統能保護機體免遭腫瘤侵害,Bumet在1964年進一步明確免疫監視概念,此後直到上世紀90年代發現γ干擾素(IFN-γ)及其受體(IFN-γR)、穿孔素,並發現重組酶激活基因2(RAG-2)敲除小鼠高發惡性腫瘤,該學說才逐漸得到認可。
免疫編輯學說
機體盡管存在免疫監視,但仍發生惡性腫瘤,提示免疫監視學說還不能系統解釋免疫系統在腫瘤發生中的作用, Dunn等因而在2002年提出了腫瘤免疫編輯學說。該學說認為,腫瘤免疫分為消除、平衡和逃逸三期。消除期與免疫監視相同,指免疫系統識別並消除腫瘤。如果所有腫瘤細胞被消除,消除期結束。如果部分腫瘤細胞被消除,則進入暫時性的平衡期。在平衡期,腫瘤細胞保持靜止狀態,或積聚進一步的變化(如DNA突變或基因表達改變),以調整抗原表達。如果免疫系統仍不能完全消除腫瘤細胞,會導致某些變異腫瘤細胞耐受或抑制抗腫瘤免疫應答,從而進入逃逸期。在逃逸期,腫瘤細胞生長不僅不受免疫系統控制,甚至利用免疫系統更快地生長和轉移。
腫瘤免疫逃逸的機制很多,例如:①低表達或不表達人類白細胞抗原(HLA)Ⅰ類抗原或腫瘤抗原,造成腫瘤抗原不能呈遞;②釋放腫瘤相關應激誘導配體抑制自然殺傷(NK)細胞活性,避免被其清除;③過表達蛋白酶抑制因子9(PI-9)和B7-H1,使細胞毒T淋巴細胞(CTL)釋放的顆粒酶B失活,抑制效應T細胞的活性;④死亡信號途徑缺陷;⑤表達吲哚胺-2,3-雙加氧酶(IDO),降低局部色氨酸濃度,促進T細胞凋亡和抑制性T細胞增殖;⑥誘導髓細胞來源抑制細胞(MDSC)生成,使淋巴細胞功能紊亂;⑦誘導CD4+CD25+T調節細胞,抑制腫瘤免疫應答等。
目前的第二代腫瘤免疫治療多基於腫瘤免疫編輯學說,在重視抗腫瘤免疫應答的同時,兼顧腫瘤的免疫逃逸機制。
2 腫瘤免疫治療現狀
腫瘤的免疫治療主要分:腫瘤疫苗或主動免疫治療;單克隆抗體以及過繼性細胞免疫治療;細胞因子治療等。多種單克隆抗體和細胞因子目前已廣泛用於臨床治療。以下重點討論腫瘤疫苗和過繼性細胞免疫治療。
腫瘤疫苗
傳統疫苗以預防疾病為主,如肝炎病毒疫苗和人乳頭狀瘤病毒(HPV)疫苗可減少肝癌和宮頸癌的發生。但是,當前研發的腫瘤疫苗都是治療性疫苗,這些疫苗通過特異性激活機體的體液和細胞免疫而殺傷腫瘤細胞。腫瘤疫苗的優勢在於一旦應用成功,可產生長期的免疫記憶細胞,消除腫瘤微小殘留病灶並減少腫瘤復發,其缺點是干擾因素多,起效時間長。
樹突狀細胞(DC)是最有效的專職抗原呈遞細胞(APC),在腫瘤疫苗的研究中尤其受到重視。目前研究重點已經逐漸從如何培養DC、如何刺激抗原,進展到根據DC表面標志物將其分為不同亞群,通過活化或抑制DC表面Toll樣受體(TLR)、細胞毒性T淋巴細胞相關抗原4(CTLA-4)增強DC活性,通過化療等手段抑制T調節細胞,協同IFN-γ促進輔助性T細胞1(Th1)應答。
目前有10種腫瘤疫苗完成了Ⅲ期臨床試驗,其中1種公布了中期結果(表1)。盡管多數結果令人失望,但是我們從中可以看出,選擇合適的患者(如腫瘤負荷小、疾病相對穩定),以及誘導有效的抗腫瘤免疫應答(多次治療、添加有效佐劑)是治療關鍵。另外,這些臨床試驗有多項結果表明,免疫治療12個月後療效尤為顯著,提示腫瘤疫苗的作用比較持久。
我們將DC瘤苗用於肺癌術後維持治療,初步發現腫瘤進展時間(TTP)有延長趨勢。粒細胞-巨噬細胞集落刺激因子(GM-CSF)能有效誘導抗腫瘤免疫,常作為佐劑應用。1項Ⅰ/Ⅱ期臨床研究采用GM-CSF修飾的自體腫瘤疫苗治療非小細胞肺癌(NSCLC),33例患者中有3例達完全緩解(CR)。1×106瘤苗24小時GM-CSF分泌量超過40 ng的患者總生存期(OS)為17個月,小於40 ng者OS為7個月,兩者有顯著性差異(P=0.028)。
表1 腫瘤疫苗Ⅲ期臨床試驗結果 藥物活性成分適應證結果 Melacine 黑素瘤細胞系裂解物+Detox 黑素瘤 OS無統計學意義,某些HLA亞型患者的OS和TTP延長 CanVaxin 黑素瘤細胞系照射後+BCG 黑素瘤療效不佳,提前終止 OncoPhage 自體腫瘤抗原+HSP96 腎癌 TTP無統計學意義,部分早期患者有延長趨勢 OncoPhage 自體腫瘤抗原+HSP96 黑素瘤 OS無統計學意義,治療≥10次的M1A和M1B患者OS延長 STn-KLH 合成的STn+Enhanzyn 乳腺癌 TTP和OS無統計學意義,抗羊颌下黏液素抗體滴度與OS相關 Bec2 模擬GD3的抗獨特型抗體小細胞肺癌 OS無統計學意義,存在抗GD3抗體患者OS有延長趨勢 Sipuleucel-T 表達PAP的自身APC+GM-CSF 前列腺癌 TTP無統計學意義,OS有統計學意義, FDA要求驗證 Oregovomab CA-125 卵巢癌 TTP無統計學意義 PANVAC-VF CEA、MUC1+ICAM-1、B7.1、LFA-3 胰腺癌 OS無統計學意義 MyVax 重組自身獨特型抗原+GM-CSF 濾泡型NHL TTP無統計學意義,有陽性免疫反應的療效優於陰性者 FavID 重組自身獨特型抗原+GM-CSF 濾泡型NHL ORR無統計學意義,PFS預計2008年7月公布
OS:總生存期 TTP:腫瘤進展時間 ORR:客觀緩解率 PFS:無進展生存期
過繼性細胞免疫治療
過繼性細胞免疫治療通過體外激活和擴增腫瘤特異或非特異性殺傷細胞達到抗瘤效果,又可分為過繼性NK細胞治療和過繼性T細胞治療。該療法優勢在於起效快,體內因素影響相對較小。
過繼性T細胞治療是過繼性細胞免疫治療研究的重點,但對MHCⅠ類分子陰性的腫瘤細胞無效。而NK細胞由於表達MHCⅠ類分子的抑制性受體——殺傷細胞抑制性受體(KIR),可以殺滅MHCⅠ類分子陰性的腫瘤。隨著對NK調節分子機制研究的深入,目前NK細胞逐漸受到了關注。過繼性細胞免疫治療已經完成了一批隨機對照臨床研究(表2),從中可以看出,既往的過繼性細胞免疫治療療效並不樂觀。不過新型過繼性免疫細胞治療的出現,如CIK、Xcelerated cell等,給腫瘤治療帶來了新的希望,目前正在對其進行隨機對照研究。
目前過繼性細胞免疫治療最成功的例子是供者淋巴細胞輸注(DLI)治療異基因骨髓移植後復發的慢性髓性白血病(CML)、EB病毒(EBV)相關淋巴瘤。DLI介導抗腫瘤效應的機制目前尚不明確,可能有T細胞和(或)DC參與,其靶抗原是次要組織相容性抗原或白血病特異性抗原。其臨床緩解有遲發性特點,通常發生在DLI後數周到數月間,符合T細胞介導的典型獲得性免疫應答特點。Schmid 等的研究表明,DLI治療後,超過60%異基因造血干細胞移植後復發的CML患者可獲得分子生物學完全緩解(CR),急性髓性白血病(AML)患者2年存活率可提高約10%。DLI治療的最嚴重副作用是誘發移植物抗宿主病(GVHD),可通過調整淋巴細胞的輸注次數和數量減輕該副作用。
病毒引起的淋巴瘤保留了病毒基因表達,是過繼性細胞治療的理想靶點,因為患者體內的T細胞受體庫中具有病毒蛋白高親和力受體。Haque等進行的Ⅱ期臨床試驗表明,采用異基因EBV特異性CTL,治療傳統治療無效的EBV陽性的移植後淋巴增殖性疾病患者,治療後6個月客觀緩解率(ORR)為52%,CR為44%,提示該療法具有很好的應用前景。
過繼性T細胞治療的主要缺陷是部分腫瘤的抗原性弱,造成腫瘤特異性抗原高親和力T細胞缺乏,或患者化療後體內殘存的T細胞缺乏腫瘤特異性。為解決這個問題,采用基因修飾T細胞增強抗腫瘤能力是目前的一個研究熱點。例如,Morgan等通過逆轉錄病毒,用T細胞黑素瘤相關抗原MART-1的特異T細胞受體(TCR)轉染自體T細胞,治療17例標准治療無效的轉移性黑素瘤患者,結果顯示15例患者體內的基因修飾T細胞存活超過90天,2例患者達CR並持續超過18個月。
治療類型適應證結果 TIL+化療胃癌 OS延長有統計學意義,但ORR無 抗CD3抗體+IL-2活化的T細胞肝癌 TTP延長有統計學意義,但OS無 LAK+IL-2 惡性黑素瘤 OS有延長趨勢 腎癌 OS無統計學意義 抗CD3抗體激活的記憶T細胞腎癌 OS無統計學意義 LAK+IL-2(Ⅲ期) 腎癌 ORR、OS無統計學意義 TIL+IL-2(Ⅲ期) 腎癌 ORR、OS無統計學意義 TIL+IL-2 NSCLC術後 3年生存率提高,有統計學意義 TIL+IL-2 惡性黑素瘤Ⅲ期 TTP和OS無統計學意義,僅1例淋巴結轉 移患者的TTP和OS延長。
