腫瘤免疫治療是指應(yīng)用免疫學(xué)原理和方法，通過激活體內(nèi)的免疫細(xì)胞和增強(qiáng)機(jī)體抗腫瘤免疫應(yīng)答，特異性地清除腫瘤微小殘留病灶、抑制腫瘤生長，打破免疫耐受的治療方法。腫瘤免疫治療就是要克服腫瘤免疫逃逸的機(jī)制，從而重新喚醒免疫細(xì)胞來清除癌細(xì)胞。由于其副作用小、治療效果明顯，正逐漸成為未來腫瘤治療的發(fā)展方向，被稱為繼手術(shù)、放療和化療之后的第四大腫瘤治療技術(shù)。

腫瘤免疫治療發(fā)展歷程大事件

一、腫瘤的免疫編輯

腫瘤是免疫逃逸的結(jié)果。腫瘤細(xì)胞是一種不正常的細(xì)胞，表現(xiàn)為基因突變和致癌基因的過表達(dá)。這些突變或異常表達(dá)的蛋白是免疫細(xì)胞賴以識(shí)別癌細(xì)胞的基礎(chǔ)。理論上，免疫細(xì)胞可以隨時(shí)清除不正常的細(xì)胞，從而把腫瘤消滅于萌芽狀態(tài)，即所謂的“免疫監(jiān)視”。但免疫監(jiān)視作用并不能完全地避免惡性腫瘤的發(fā)生，而且腫瘤一旦產(chǎn)生就會(huì)隨著病情的發(fā)展，其惡性程度漸進(jìn)增加，并最終發(fā)生廣泛轉(zhuǎn)移。

“腫瘤免疫編輯”學(xué)說提出，癌細(xì)胞在機(jī)體內(nèi)發(fā)生、發(fā)展是一個(gè)免疫系統(tǒng)與癌細(xì)胞一系列動(dòng)態(tài)復(fù)雜的相互作用過程，此過程可以分為三個(gè)階段：清除(Elimination)、平衡(Equilibration)和逃逸(Escape)。

①“清除”狀態(tài)

新生的腫瘤具有較強(qiáng)的抗原性，較易被免疫系統(tǒng)識(shí)別并將其清除。非特異的天然免疫機(jī)制(如吞噬細(xì)胞，天然殺傷細(xì)胞等)和特異的獲得性免疫機(jī)制(如CD4+T細(xì)胞，CD8+T細(xì)胞)都參與這個(gè)腫瘤細(xì)胞的清除過程。如果清除過程徹底，腫瘤細(xì)胞被完全排除，免疫編輯過程就此結(jié)束。如果一些變異的腫瘤細(xì)胞逃過了免疫編輯的“清除”作用而存活下來，它們與免疫系統(tǒng)的關(guān)系就進(jìn)入了第二種狀態(tài)，即“平衡”狀態(tài)。

②“平衡”狀態(tài)

在這種狀態(tài)下，腫瘤細(xì)胞的抗原性減弱，因而不會(huì)輕易被免疫系統(tǒng)識(shí)別和清除，但又時(shí)時(shí)處在免疫系統(tǒng)的清除壓力下，因而不能過度生長，表現(xiàn)為檢查不到可見的腫瘤。特異的獲得性免疫是維持這種平衡狀態(tài)的主要機(jī)制，一般認(rèn)為天然免疫機(jī)制不參與這個(gè)過程。免疫編輯的平衡狀態(tài)實(shí)際上就是一種帶瘤生存狀態(tài)。但這種平衡狀態(tài)是動(dòng)態(tài)的，腫瘤細(xì)胞在免疫系統(tǒng)的壓力下，其基因有可能會(huì)發(fā)生變化，這種基因突變產(chǎn)生的“積累效應(yīng)”達(dá)到一定程度時(shí)，就可能打破平穩(wěn)，使免疫系統(tǒng)與腫瘤的關(guān)系進(jìn)入“逃逸”階段。

③“逃逸”階段

腫瘤免疫逃逸機(jī)制可歸納為腫瘤細(xì)胞自身修飾和代謝及腫瘤微環(huán)境的改變。這個(gè)階段的腫瘤細(xì)胞可以產(chǎn)生一系列惡性表型，如不能表達(dá)MHC分子，或不能產(chǎn)生腫瘤肽。由于MHC和腫瘤肽是T細(xì)胞識(shí)別腫瘤細(xì)胞的靶標(biāo)，腫瘤細(xì)胞的這種變化使T細(xì)胞失去了對(duì)它的識(shí)別能力，從而逃脫免疫殺傷。此外，腫瘤細(xì)胞會(huì)使自己的細(xì)胞凋亡信號(hào)通路發(fā)生變化，使免疫細(xì)胞誘導(dǎo)的腫瘤細(xì)胞凋亡機(jī)制失效。同時(shí)，腫瘤會(huì)產(chǎn)生一個(gè)抑制免疫細(xì)胞的微環(huán)境，在這個(gè)微環(huán)境中，腫瘤細(xì)胞會(huì)釋放一些具有免疫抑制功能的分子，如TGF-β，IL-10等，并能誘導(dǎo)產(chǎn)生表達(dá)CTLA-4的調(diào)節(jié)T淋巴細(xì)胞，對(duì)其他免疫細(xì)胞產(chǎn)生抑制作用，導(dǎo)致免疫系統(tǒng)產(chǎn)生對(duì)腫瘤的免疫耐受。到這個(gè)階段，免疫系統(tǒng)的抗腫瘤機(jī)制已全面崩潰，腫瘤生長完全失控并廣泛轉(zhuǎn)移。

圖3：腫瘤免疫逃逸機(jī)制

二、腫瘤免疫治療的分類

腫瘤免疫治療可以廣義地分為非特異性和腫瘤抗原特異性兩大類。非特異性的手段包括非特異性免疫刺激和免疫檢驗(yàn)點(diǎn)阻斷;而腫瘤抗原特異性的方法主要是各種腫瘤疫苗和過繼性免疫細(xì)胞治療。

腫瘤免疫治療種類

① 非特異性免疫刺激： 包括淋巴因子激活的殺傷細(xì)胞(LAK)療法和細(xì)胞因子介導(dǎo)的殺傷細(xì)胞(CIK)療法。

LAK療法是利用白細(xì)胞介素2(IL-2)刺激外周血淋巴細(xì)胞免疫活性細(xì)胞，這些細(xì)胞主要是由很多種淋巴細(xì)胞組成的混合體，包括NK細(xì)胞和T淋巴細(xì)胞，在體外對(duì)腫瘤具有人類白細(xì)胞抗原(HLA)非依賴型的殺傷作用，LAK細(xì)胞殺傷靶細(xì)胞的機(jī)制與NK細(xì)胞類似，可以通過細(xì)胞與細(xì)胞接觸識(shí)別靶細(xì)胞表面結(jié)構(gòu)，也可以通過分泌細(xì)胞因子參與殺傷腫瘤細(xì)胞。它對(duì)腎細(xì)胞癌、惡性黑色素瘤、鼻咽癌、非霍奇金淋巴瘤療效較好，對(duì)控制微小殘留灶及惡性胸腹水治療效果比較顯著。

CIK細(xì)胞由于來源于患者或健康人的外周血，培養(yǎng)擴(kuò)增相對(duì)容易，目前已經(jīng)進(jìn)行了大量臨床實(shí)驗(yàn)治療多種腫瘤，如腎癌何杰金淋巴瘤和非何杰金淋巴瘤白血病以及肝癌等。與LAK細(xì)胞相比，CIK細(xì)胞增殖速度更快，殺瘤活性更高，殺瘤譜更廣，且對(duì)多重耐藥腫瘤細(xì)胞同樣敏感，對(duì)正常骨髓造血前體細(xì)胞毒性小，能抵抗腫瘤細(xì)胞引發(fā)的效應(yīng)細(xì)胞Fas-FasL凋亡等特點(diǎn)，廣泛用于腫瘤的輔助治療。

② 免疫檢查點(diǎn)單抗：免疫抑制細(xì)胞因子和生物活性分子均可抑制T淋巴細(xì)胞功能。T淋巴細(xì)胞、腫瘤細(xì)胞與腫瘤微環(huán)境中的其他細(xì)胞之間的相互作用可激活免疫檢查點(diǎn)，腫瘤利用免疫檢查點(diǎn)通路進(jìn)行免疫逃避。

T淋巴細(xì)胞的激活需要兩個(gè)信號(hào)：MHC-多肽信號(hào)和共刺激分子信號(hào)。共刺激分子的信號(hào)主要有正向共刺激因子CD27、CD28和CD137通路，和避免T細(xì)胞被過度刺激的負(fù)相共刺激因子細(xì)胞毒T淋巴細(xì)胞相關(guān)抗原4(CTLA4)通路和程序性死亡分子1(PD1)/程序性死亡分子1配體(PD-L1)通路。這種抑制通路會(huì)被腫瘤劫持用來對(duì)抗免疫系統(tǒng)，因此采用正向共刺激因子激動(dòng)劑或負(fù)向共刺激因子拮抗劑可以達(dá)到提高對(duì)腫瘤的免疫殺傷作用。一段時(shí)間以來，CTLA-4被用來靶向免疫治療。

CTLA-4單抗Ipilimumab是最先被美國FDA批準(zhǔn)上市的免疫檢驗(yàn)點(diǎn)抑制劑。該抗體由Medarex公司發(fā)現(xiàn)，授權(quán)百時(shí)美施貴寶(BMS)開發(fā)，在惡性黑色素腫瘤患者上取得顯著生存獲益，于2011年在美國批準(zhǔn)上市。另一個(gè)CTLA-4單抗tremelimumab也是由Medarex公司發(fā)現(xiàn)，經(jīng)輝瑞開發(fā)，現(xiàn)又轉(zhuǎn)讓給阿斯利康繼續(xù)開發(fā)。PD1/PD-L1單抗比CTLA-4單抗有更強(qiáng)的抗腫瘤作用。百時(shí)美施貴寶與默沙東的兩款PD-1抗體(Nivolumab和Pembrolizumab)在2014年底相繼獲批上市。2016年羅氏的Atezolizumab作為第一個(gè)PD-L1單抗獲批上市。2017年是輝瑞和默克生產(chǎn)的Avelumab和阿斯利康生產(chǎn)的Durvalumab相繼獲批上市。2018年百時(shí)美施貴寶與默沙東的兩款PD-1抗體(Nivolumab和Pembrolizumab)在中國獲批上市，君實(shí)生物的特瑞普利單抗和信達(dá)生物的信迪利單抗兩款國產(chǎn)PD-1單抗也陸續(xù)獲批上市。

③ 腫瘤疫苗：腫瘤疫苗來源于自體或異體腫瘤細(xì)胞或其粗提取物，帶有腫瘤特異性抗原(TSA)或腫瘤相關(guān)抗原(TAA)，通過激發(fā)特異性免疫功能來攻擊腫瘤細(xì)胞，客服腫瘤產(chǎn)物所引起的免疫抑制狀態(tài)，增強(qiáng)TAA的免疫原性，提高自身免疫力來消滅腫瘤。根據(jù)腫瘤疫苗的來源，又可分為腫瘤細(xì)胞疫苗、基因疫苗、多肽疫苗、樹突狀細(xì)胞疫苗等。

④ 過繼性免疫細(xì)胞治療：包括腫瘤浸潤性淋巴細(xì)胞(TIL)治療，T細(xì)胞受體嵌合型T細(xì)胞(TCR-T)，嵌合抗原受體T細(xì)胞技術(shù)(CAR-T)。

非特異性免疫刺激和免疫檢查點(diǎn)單抗都是通過增強(qiáng)已有的免疫系統(tǒng)來發(fā)揮抗腫瘤作用，不能促使免疫細(xì)胞攻擊腫瘤;腫瘤疫苗通過激發(fā)特異性免疫功能來攻擊腫瘤細(xì)胞，但是治療效果并不是特別好;過繼性免疫效應(yīng)細(xì)胞治療，是指從腫瘤患者中分離免疫活性細(xì)胞，在體外進(jìn)行擴(kuò)增和功能鑒定，然后向患者轉(zhuǎn)輸，增強(qiáng)了殺傷腫瘤的免疫細(xì)胞數(shù)量，并且從而直接殺傷腫瘤或激發(fā)機(jī)體的免疫應(yīng)答殺傷腫瘤細(xì)胞。治療的特異性和靶向性是目前研究的重點(diǎn)和未來的發(fā)展方向，因此TCR-T和CAR-T因能夠表達(dá)特異性受體靶向識(shí)別特異性的腫瘤細(xì)胞，受到廣泛的關(guān)注和研究，從最開始的基礎(chǔ)免疫研究轉(zhuǎn)變?yōu)榕R床應(yīng)用。

圖4：過繼性免疫細(xì)胞治療

TCR-T 和 和 CAR-T 的區(qū)別

T淋巴細(xì)胞是腫瘤細(xì)胞的天敵，在腫瘤免疫應(yīng)答中起主要作用，對(duì)腫瘤細(xì)胞有極強(qiáng)的殺傷作用。但是，使用內(nèi)源性T細(xì)胞進(jìn)行腫瘤免疫治療時(shí)，靶抗原需經(jīng)過加工處理后才能和靶細(xì)胞表面的主要組織相容性復(fù)合物(main histocompatibility complex，MHC)作用，即“MHC限制性”。然而，腫瘤免疫編輯的過程會(huì)使MHC在腫瘤細(xì)胞表面表達(dá)下降，破壞抗原加工過程，降低肽段免疫原性。這樣長期形成的免疫逃逸機(jī)制，能使腫瘤細(xì)胞成功躲避T淋巴細(xì)胞攻擊，腫瘤快速增殖。此外，人體內(nèi)腫瘤特異性T淋巴細(xì)胞數(shù)量較少，并且由于大多數(shù)腫瘤細(xì)胞不斷表達(dá)自體抗原，使得靶向這些抗原的T淋巴細(xì)胞通過免疫耐受機(jī)制被中和或移除，數(shù)量進(jìn)一步減少。因此，提高提高T淋巴細(xì)胞的識(shí)別能力的關(guān)鍵就在于改進(jìn)“T淋巴細(xì)胞受體”，因而產(chǎn)生了這兩種細(xì)胞免疫治療技術(shù)：TCR-T和CAR-T。

① TCR-T ：TCR-T通過轉(zhuǎn)導(dǎo)嵌合抗原受體(融合抗原結(jié)合域及T細(xì)胞信號(hào)結(jié)構(gòu)域)或者TCR α/β異二聚體，來提高特異性識(shí)別腫瘤相關(guān)抗原(Tumor Associated Antigen, TAA)的TCR的親和力和戰(zhàn)斗力，使T淋巴細(xì)胞能夠重新高效的識(shí)別靶細(xì)胞。通過輸注能夠識(shí)別特異靶標(biāo)的基因修飾T淋巴細(xì)胞，賦予免疫系統(tǒng)以新的非自然免疫活性。這種方法除了能像細(xì)胞毒性化療和靶向治療快速殺滅腫瘤外，還避免了疫苗和T淋巴細(xì)胞檢查點(diǎn)療法的延遲效應(yīng)。TCR基因治療臨床有效率相對(duì)較低，尋找有效的腫瘤靶抗原克隆高親和性的TCR受體以及優(yōu)化TCR的轉(zhuǎn)化效率是目前的研究重點(diǎn)。

② CAR-T ：CAR-T細(xì)胞是通過基因工程獲得攜帶識(shí)別腫瘤抗原特異性受體的T細(xì)胞，不需抗原處理和提呈，可直接識(shí)別腫瘤相關(guān)抗原，激活T細(xì)胞分泌多種細(xì)胞因子殺傷靶細(xì)胞。因此CAR-T細(xì)胞可以克服了主要組織相容性復(fù)合體限制性，同時(shí)通過增加共刺激分子信號(hào)，增強(qiáng)了T細(xì)胞的抗腫瘤效應(yīng)。此外，CAR-T細(xì)胞可以準(zhǔn)確高效地定位到腫瘤靶點(diǎn)并長期表達(dá)，在持久抗腫瘤作用中比單克隆抗體更有效。

TCR-T和CAR-T這兩種技術(shù)的一個(gè)共同點(diǎn)在于通過基因改造的手段提高T細(xì)胞受體對(duì)特異性癌癥細(xì)胞抗原的識(shí)別能力和進(jìn)攻能力。因此也都統(tǒng)稱為“T細(xì)胞受體重新定向”技術(shù)(T cell receptor redirection)。但兩者所使用的方法是不同的。TCR-T只是通過轉(zhuǎn)入靶向識(shí)別基因來使T細(xì)胞獲得抗癌效果，而CAR-T使TCR頭部直接換成特異性的抗體，對(duì)T細(xì)胞的改動(dòng)更大，這樣就可以讓T細(xì)胞就在抗體的指引下直接進(jìn)攻癌細(xì)胞。

表3：TCR-T 和 CAR-T 比較