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綜述|腫瘤免疫療法匯總

文章來源:健康界發(fā)布日期:2022-05-23瀏覽次數(shù):122

腫瘤免疫治療是繼手術、放療、化療等傳統(tǒng)治療方法后快速發(fā)展的新一代腫瘤治療方法,具有巨大的臨床應用前景。本文重點介紹免疫檢查點抑制劑、過繼性細胞治療、腫瘤疫苗等已應用至臨床的常見腫瘤免疫治療方法,揭示淋巴細胞調節(jié)在現(xiàn)代腫瘤免疫治療中的重要作用,以期為腫瘤免疫治療新靶點和新藥物的研發(fā)提供參考。

關鍵詞:腫瘤免疫治療;免疫檢查點抑制劑;過繼性細胞治療;腫瘤疫苗

機體具有完善精密的免疫調節(jié)和免疫監(jiān)視功能,當腫瘤細胞侵襲時,免疫系統(tǒng)可以識別腫瘤細胞表面的腫瘤特異性抗原(Tumour-associated antigens, TAAs),激活特異性體液免疫應答和細胞免疫應答,清除入侵的腫瘤細胞;同時,腫瘤細胞也能夠通過多種途徑負向調節(jié)機體免疫應答,逃逸機體免疫監(jiān)管。

腫瘤免疫治療是指外源干預機體免疫系統(tǒng),重新啟動并維持“腫瘤-免疫”循環(huán),恢復、提高機體的抗腫瘤免疫反應,加強對腫瘤細胞的識別和殺傷能力,從而達到控制甚至特異性清除腫瘤的治療效果。與手術、放療和化療等傳統(tǒng)的治療手段相比,腫瘤免疫治療具有特異性強,副作用小的優(yōu)點,目前,已應用在臨床上的腫瘤免疫治療方法主要包括免疫檢查點抑制劑治療、過繼性細胞免疫治療、癌癥疫苗及一些新興免疫治療方法等。

免疫檢查點抑制劑治療 免疫系統(tǒng)中,負向調控T淋巴細胞激活的因子稱為免疫檢查點分子,免疫檢查點分子在限制機體免疫系統(tǒng)過度激活、維持機體免疫穩(wěn)態(tài)過程中發(fā)揮重要作用細胞毒性T淋巴細胞抗原4(Cytotoxic T lymphocyte antigen 4, CTLA4)和程序性細胞死亡1(Programmed cell death 1, PD-1)是受關注且有效的T細胞免疫檢查點分子。

T細胞活化的初始信號是TCR分子識別并結合MHC分子遞呈的抗原,同時在共刺激信號(B7-1和B7-2)的作用下活化、增殖。在淋巴組織內,隨著T細胞的活化和增殖,轉移至膜表面的CTLA4分子增加,B7結合CTLA4產生的抑制信號逐漸占主導地位,以防止免疫應答過強而造成免疫損傷;在外周組織內的T淋巴細胞中PD1表達量逐漸上升,與其配體 PDL1/L2結合,誘發(fā)T細胞耗竭,維持免疫機體免疫耐受。

CTLA4分子通常表達于CD4+和CD8+ T細胞表面,能夠與抗原遞呈細胞(Antigen presenting cells, APCs)上的B7配體高親和力結合,產生抑制T細胞活化的信號,減少細胞因子產生,降低機體抗腫瘤免疫反應。 使用CTLA4分子抑制劑或CTLA4單克隆抗體可以解除CTLA4對T細胞的抑制作用,提高T淋巴細胞對腫瘤TAAs應答水平,增強機體免疫細胞的抗腫瘤效應。

圖2 CTLA4單克隆抗體介導的免疫治療 

使用CTLA4單克隆抗體阻斷調節(jié)性T細胞表面CTLA4分子與Fc間的共刺激信號,可誘發(fā)調節(jié)性T細胞死亡;此外,CTLA4單克隆抗體還可以在T細胞活化時阻斷CTLA4分子與B7之間的結合,提高T細胞參與的免疫應答。

PD-1T淋巴細胞激活或擴增期間表達,可以與腫瘤細胞或其他免疫細胞上的PD-L1、巨噬細胞和樹突狀細胞上的PD-L2結合,抑制細胞內信號傳導,降低效應T淋巴細胞活性,誘導T淋巴細胞凋亡,負向調控機體抗腫瘤免疫反應,終使腫瘤細胞發(fā)生免疫逃逸。 使用PD-1或者其配體PD-L1、PD-L2單克隆抗體選擇性阻斷腫瘤細胞與T細胞之間PD-1與配體結合,可以恢復機體抗腫瘤免疫力,同時增強細胞毒性T細胞參與的溶瘤作用,達到消除腫瘤的效果。

使用PD1或PDL特異性單克隆抗體阻斷PD1與PDL1/2之間的結合,增強細胞毒性T細胞參與的溶瘤作用。

多種免疫檢查點抑制劑藥物已被批準上市用于臨床腫瘤的免疫治療,包括 CTLA-4單克隆抗體Ipilimumab,PD-1單克隆抗體Nivolumab、Pembrolizumab,PD-L1單克隆抗體Atezolizumab、Avelumab等。CTLA4和PD-1在機體免疫系統(tǒng)中發(fā)揮生物學效應的部位和時間各不相同,兩者在功能上相互補充,確保T淋巴細胞反應有效保護機體免受腫瘤細胞侵害的同時保持適當水平自我耐受。 但是,使用免疫檢查點抑制劑可以放大免疫效應,擾亂機體正常的免疫耐受能力。臨床應用中,T淋巴細胞前體細胞的喪失、過度活化的記憶T細胞積累是免疫檢查點抑制劑治療副作用的共同特點,過度活化的T淋巴細胞入侵胃腸道、肺等器官,引起機體正常細胞的免疫病理損傷。 使用CTLA4單克隆抗體治療的副作用主要表現(xiàn)為胃腸道損傷和大腦內神經系統(tǒng)損傷;而使用PD1或其配體單克隆抗體治療的患者發(fā)生甲狀腺功能減退、肝毒性和肺炎的風險更高。為了更完善的應對臨床應用中使用免疫檢查點抑制劑引起的副作用,通過修飾單克隆抗體、使用新型抗體轉運載體,或篩選識別免疫檢查點治療引起的器官特異性毒性的預測性生物標志物,以達到減弱或及時應對臨床治療過程中的不良反應。

過繼性細胞免疫治療 過繼性細胞免疫治療方法屬于被動性腫瘤免疫治療,將來源于患者瘤體內的免疫細胞體外改造、激活、擴增后,再重新輸回患者體內,以達到清除腫瘤的目的。腫瘤浸潤性淋巴細胞(Tumour-infiltrating lymphocytes, TILs)、嵌合型抗原修飾的T細胞(Chimeric antigen receptor T cells, CAR-T)和細胞受體修飾(TCR-modified T cells, TCR-T)是目前臨床應用中有前景的方法。TILs和TCR-T治療方法在體內發(fā)揮作用的時間較長,可以同時靶向胞內外信號,但是有限的抗腫瘤活性和較大的不良反應限制了它們在臨床中的應用(圖4a和4b)。 CAR-T治療方法是指使用基因工程的方法把能夠識別TAAs的特異性位點與患者的T淋巴細胞嵌合,賦予T細胞特異性識別腫瘤細胞的能力,再將這類T細胞輸回機體的一種抗腫瘤方法(圖4c)。CAR-T細胞同時具有抗原特異性細胞活化特性,能夠特異性殺傷腫瘤細胞,有一定的治療效果,但是目前臨床數(shù)據(jù)有限,需要更多的臨床試驗數(shù)據(jù)的支持。

圖4 過繼性細胞免疫治療 

(a)從患者腫瘤活檢組織中分離出TILs,體外擴增后,將TILs輸回患者體內,充當效應T細胞刺激機體產生抗腫瘤反應。

(b)使用基因工程的方法制備TAAs特異性TCR和共刺激因子CD3復合體,包含有重組TCR的細胞可有效刺激T淋巴細胞的發(fā)育和擴增。

(c)第一代CAR-T細胞僅包含有一個抗體可變區(qū),其擴展性和功能性較差;在此基礎上,第二代CAR-T細胞擴展了胞內共刺激分子(CD28和/或4-1BB),為T細胞激活提供了充足的信號轉導基礎;隨后,第三代CAR-T細胞融合了IL-4Rα胞外域,提高CAR-T細胞的抗腫瘤療效。

實體腫瘤中缺乏能夠被機體免疫細胞識別的TAAs,較難分離得到有效的供體免疫細胞,因而該方法在臨床上多用于浸潤性腫瘤的治療。 過繼性細胞免疫治療的副作用主要表現(xiàn)為細胞因子釋放綜合征和神經毒性,使用糖皮質激素或者Tocilizumab可在一定程度上緩解不良反應;然而,復雜的制備流程和高額的費用是該方法在臨床應用上的主要限制因素。

腫瘤疫苗 腫瘤疫苗是利用TAAs、腫瘤多肽或腫瘤細胞裂解產物等誘導機體產生腫瘤特異性免疫應答,保護機體免受腫瘤細胞侵襲,實現(xiàn)對腫瘤的預防和治療。腫瘤疫苗包括預防性腫瘤疫苗和治療性腫瘤疫苗兩大類。 預防性腫瘤疫苗在健康人體中注射,產生腫瘤特異性免疫反應,主要用于預防病原體(病毒)誘發(fā)的腫瘤。乙型肝炎疫苗人乳頭瘤病毒疫苗是臨床上普及廣泛的預防性腫瘤疫苗,可顯著降低肝癌宮頸癌的發(fā)病率。 治療性腫瘤疫苗主要針對腫瘤患者,通過免疫誘導病人體內產生特異性抗體、效應細胞和特異性免疫記憶細胞,達到治療腫瘤的目的。已有臨床試驗證實腫瘤全細胞疫苗、腫瘤特異性蛋白或多肽疫苗以及腫瘤核酸疫苗在腫瘤治療過程中展現(xiàn)了巨大的應用潛力。 

腫瘤疫苗的優(yōu)勢在于可以產生長時間的免疫記憶,抗腫瘤作用緩慢而持久,更適于腫瘤負荷較小的患者;但是不同患者、不同腫瘤組織之間的抗原特異性是限制腫瘤治療疫苗發(fā)展的關鍵;此外,從獲取腫瘤樣品、腫瘤抗原檢測、疫苗開發(fā)和生產至少需要4個月時間,耗時較長,可能使快速生長的腫瘤患者錯過關鍵治療時期。

采用DNA測序和生物信息學分析處理來自癌癥患者的健康組織和腫瘤組織的基因序列,篩選、鑒定編碼TAAs的基因,篩選可能與患者的MHC分子結合的腫瘤抗原,然后將預測的抗原配制成疫苗,與佐劑一起給予患者,定期監(jiān)測患者體內特異性免疫反應和腫瘤生長。

新興腫瘤免疫治療

腫瘤細胞遺傳物質的多樣性和表面標志物分子的復雜性產生了涉及多種組織類型和致癌機制的眾多疾病,對新興腫瘤免疫治療方法的開發(fā)提出了更高的挑戰(zhàn)。目前正在研發(fā)和測驗多種新型的腫瘤免疫治療方法,主要集中在篩選新的免疫檢查點(包括LAG3、TIM3、VISTA及B7-H3等或聯(lián)合使用CTLA4和PD-1,以試圖應對臨床中癌癥發(fā)病機制的多樣性和復雜性。

展望

以T淋巴細胞為基礎的腫瘤免疫治療已經成為對抗癌癥的強有力工具,腫瘤臨床免疫治療中使用檢查點抑制劑、過繼性細胞免疫治療和癌癥疫苗的治療效果遠高于化療藥物,同時機體對這些免疫靶向治療方法比傳統(tǒng)的化療藥物具有更高的耐受能力。

然而,堅實的基礎研究是腫瘤免疫治療臨床應用的關鍵,腫瘤免疫治療適應癥不斷擴大對新型腫瘤免疫靶點的探索推動著臨床腫瘤免疫治療領域的飛速增長,終實現(xiàn)腫瘤的持久性治療