張李琛,張進萍,鄒云蓮#
1昆明理工大學醫(yī)學院基礎醫(yī)學系,昆明650000
2云南省第一人民醫(yī)院/昆明理工大學附屬醫(yī)院臨床基礎醫(yī)學研究所,昆明650000
胃癌起源于胃壁最表層的黏膜上皮細胞,是常見的消化系統(tǒng)惡性腫瘤,也是中國發(fā)病率極高的惡性腫瘤。傳統(tǒng)的胃癌治療方法包括根除性手術、放療和化療。胃癌起病隱匿,患者確診時往往已處于晚期階段,腫瘤細胞已經(jīng)擴散,無法采用傳統(tǒng)的方法進行治療。2014年,癌癥基因組圖譜(The Cancer Genome Atlas,TCGA)聯(lián)合課題組提出了新的胃癌分子分型,包括Epstein-Barr病毒(Epstein-Barr virus,EBV)陽性型、微衛(wèi)星不穩(wěn)定(microsatellite instability,MSI)型、基因組穩(wěn)定型和染色體不穩(wěn)定型[1],有助于胃癌個體化治療靶向藥物的篩選。近年來,隨著對胃癌分子生物學特點的不斷認識,新的胃癌治療方案不斷出現(xiàn),單克隆抗體靶向藥物治療和免疫治療給胃癌患者帶來了希望。腫瘤免疫療法是應用免疫學原理和方法,激活患者自身的免疫系統(tǒng),增強患者機體抗腫瘤的免疫應答,從而抑制腫瘤生長的新療法[2]。目前,針對胃癌的免疫療法主要包括天然免疫療法、腫瘤疫苗療法、過繼性免疫療法、單克隆抗體類免疫檢查點抑制劑療法。
天然免疫又稱固有免疫,是機體進行免疫應答的基礎,是人類生來就具備的一種免疫功能,具有遺傳性。天然免疫治療對多種病原體均能夠發(fā)揮作用,但是其啟動并不需要抗原的刺激,且不針對某一特定的病原體[3]。目前,常用的天然免疫療法主要為免疫佐劑療法,其中,細胞因子(cytokine,CK)作為免疫佐劑在臨床中的應用最為常見。
免疫佐劑又稱非特異性免疫增強劑,是與抗原共同或預先注入機體內(nèi)能夠增強機體對抗原的免疫應答能力或改變免疫應答類型的輔助物質(zhì),其本身不具有抗原性[4]。香菇多糖是目前胃癌治療應用最多的非CK免疫佐劑,其是從優(yōu)質(zhì)香菇的子實體中分離得到的多糖,通過刺激免疫細胞成熟、分化和增殖,改善宿主的機體平衡,恢復和提高宿主細胞對淋巴因子、激素和其他生理活性因子的反應性,從而間接地發(fā)揮抗腫瘤的作用[5]。研究表明,香菇多糖聯(lián)合化療對老年胃癌患者具有較好的治療效果,能夠改善患者血清白細胞介素-2(interleukin-2,IL-2)、白細胞介素-6(interleukin-6,IL-6)水平,提高患者機體的免疫功能和生活質(zhì)量,具有較高的安全性[6]。
CK是免疫細胞受到抗原、有絲分裂原或其他因子的刺激時所產(chǎn)生的具有生物活性的一類小分子蛋白質(zhì)的總稱,其可以調(diào)節(jié)機體的免疫功能,促進淋巴細胞的活化、增殖和分化。IL-2是臨床常用的CK,它是由多種免疫細胞產(chǎn)生的小分子糖蛋白,主要作用為增強機體對不同抗原的識別能力,增強腫瘤的免疫活性,促進免疫細胞的增殖和分化,誘導生成淋巴因子激活的殺傷(lymphokine-activated killer,LAK)細胞,促進自然殺傷(natural killer,NK)細胞的增殖,增強NK細胞的殺傷力[7]。研究表明,IL-2聯(lián)合化療治療晚期胃癌具有較好的效果[8]。但是,單獨應用CK進行治療可能會產(chǎn)生全身性不良反應,因此,目前,CK多在胃癌的過繼性免疫治療中作為刺激劑輔助使用,主要對促進淋巴細胞的增殖、分化以及改善腫瘤微環(huán)境具有輔助作用[9]。
腫瘤疫苗療法屬于主動免疫療法,通過注射腫瘤抗原激活患者機體的特異性免疫應答,其可以誘導細胞毒性T淋巴細胞(cytotoxic T lymphocyte,CTL)對抗原呈遞細胞表面人類白細胞抗原(human leucocyte antigen,HLA)Ⅰ類分子上的腫瘤抗原進行識別,并活化CD4+輔助性T淋巴細胞[10]。腫瘤疫苗主要包括腫瘤細胞疫苗、樹突狀細胞(dendritic cell,DC)疫苗、多肽疫苗、基因工程疫苗等。幽門螺桿菌(helicobacter pylori,Hp)與胃癌的發(fā)生有關,1994年,世界衛(wèi)生組織(WHO)將Hp列為Ⅰ類致癌因子。Hp疫苗是世界上第一個完成Ⅲ期臨床試驗的疫苗,即將正式上市。近年來,DC融合疫苗聯(lián)合CK誘導的殺傷(cytokine-induced killer,CIK)細胞治療胃癌的研究逐漸興起,DC融合疫苗與CIK細胞共培養(yǎng)后可以促進CIK細胞的成熟,進而促進胃癌細胞的凋亡,發(fā)揮抗腫瘤的效應[11],具有一定的應用前景。近年來,有學者進行了關于“個性化疫苗”的研究,其均是以腫瘤新生抗原為基礎進行的,不同的是,一種是使用腫瘤新生抗原所對應的抗原肽作為疫苗[12],一種是使用腫瘤新生抗原所對應的RNA作為疫苗[13]。腫瘤新生抗原是腫瘤細胞在基因變異的基礎上產(chǎn)生的具有特異性氨基酸序列變異的蛋白,這種蛋白在無氨基酸序列變異的情況下不具有抗原性,但氨基酸序列一旦發(fā)生變異,便會引起一系列的免疫反應[14]。這為胃癌的腫瘤疫苗治療提供了新的思路。
過繼性免疫療法是指將體外擴增的具有高度特異性的腫瘤殺傷性免疫效應細胞回輸至腫瘤患者體內(nèi),直接或間接激發(fā)機體免疫應答從而殺傷腫瘤細胞,以達到治療腫瘤的目的。過繼性免疫療法根據(jù)其是否具有腫瘤靶向性可分為非特異性過繼性免疫療法和特異性過繼性免疫療法。
傳統(tǒng)的過繼性免疫療法如LAK療法、CIK療法等為非特異性療法,因無腫瘤靶向性,無法特異性殺傷腫瘤細胞,因此臨床療效有限。
腫瘤浸潤淋巴細胞(tumor infiltrating lymphocyte,TIL)療法是將浸潤至腫瘤組織的淋巴細胞進行分離,再通過體外擴增的方式回輸至患者體內(nèi)的一種療法。由于浸潤至腫瘤組織的淋巴細胞具有識別腫瘤的特異性,因此,TIL療法屬于特異性過繼性免疫療法。該療法對胃癌具有一定的治療效果。然而,由于TIL的分離與制備均較困難,因此,其臨床應用受到了嚴重的阻礙。近年來,隨著T細胞基因工程技術的發(fā)展,新型腫瘤特異性過繼性免疫療法取得了里程碑式的研究進展,其中,以嵌合抗原受體T(chimeric antigen receptor T,CART)細胞免疫療法最具代表性。CART細胞是一種嵌合抗原受體細胞,其通過基因工程技術將能夠識別腫瘤特異性抗原的受體表達于T淋巴細胞表面,使T淋巴細胞能夠通過單鏈可變區(qū)(single-chain fragment variable,ScFV)識別腫瘤相關抗原(tumor associated antigen,TAA),并通過細胞信號轉(zhuǎn)導激活T淋巴細胞,釋放CK,從而發(fā)揮抗腫瘤的作用。此外,CART細胞由于不受主要組織相容性復合體(major histocompatibility complex,MHC)的限制,無需抗原呈遞細胞呈遞腫瘤抗原,使其殺傷腫瘤細胞的活性實現(xiàn)最大化。CART細胞的結構可分為ScFV、鉸鏈區(qū)、跨膜區(qū)、共刺激區(qū)和T淋巴細胞活化區(qū)5個部分。因此,CART細胞免疫療法是通過重新構造載體以提高治療安全性和有效性的方法[15]。CART技術經(jīng)過數(shù)年的發(fā)展已經(jīng)趨于成熟,首代嵌合抗原受體(chimeric antigen receptor,CAR)無共刺激區(qū),僅有鉸鏈區(qū)[16]和T淋巴細胞活化區(qū),無法持續(xù)刺激T淋巴細胞的增殖。第二代CAR引入了共刺激區(qū),共刺激分子可激活T淋巴細胞內(nèi)的c-Jun氨基末端激酶(c-Jun N-terminal kinase,JNK)、胞外信號調(diào)節(jié)激酶(extracellular signal-regulated kinase,ERK)、核因子κB(nuclear factor-kappa B,NF-κB)等信號轉(zhuǎn)導通路,不僅可以促進T淋巴細胞的增殖,還可以促進CK的分泌[17-19]。但是,CART細胞在體內(nèi)的存活時間短,并且對腫瘤細胞的殺傷能力仍然不夠。第三代CAR在第二代CAR的基礎上將兩個共刺激區(qū)進行串聯(lián),使T淋巴細胞在無外源性共刺激分子的作用下仍可不斷增殖,而且共刺激分子可以激活JNK、NF-κB等信號轉(zhuǎn)導通路。但是,CART細胞進入腫瘤微環(huán)境后仍然會受到制約,治療實體瘤的效果較差[20]。第四代CAR是應用編碼CAR以及CAR反應性啟動子的載體構建CAR,使CAR作為一種載體表達CK,從而產(chǎn)生更好的治療效果[21],但是CK的毒性很難控制。目前,CART技術已經(jīng)發(fā)展至第五代,第五代CAR是在第四代CAR的基礎上整合了一個“開關”[22],僅當T淋巴細胞被激活時才會分泌CK,這樣就可以在一定程度上預防CK的毒性。Han等[23]發(fā)現(xiàn),人表皮生長因子受體2(human epidermal growth factor receptor 2,HER2)-CART細胞可以明顯促進HER2過表達胃癌細胞的凋亡,延長小鼠的存活時間,這為CART應用于人類胃癌的治療提供了一定的參考依據(jù)。除了HER2外,國內(nèi)外使用上皮細胞黏附分子(epithelial cell adhesion molecule,EPCAM)[24]、癌胚抗原(carcinoembryonic antigen,CEA)[25]、黏蛋白 1(mucin 1,MUC1)[26-27]以及胃癌單克隆抗體MG7[28]等進行了人體臨床試驗或臨床前試驗(表1),但是,相比于血液系統(tǒng)腫瘤,單一的CART療法在胃癌中的療效有限,這主要與胃癌免疫微環(huán)境有關。與傳統(tǒng)的治療方法相比,具有靶向胃癌相關抗原并攜載CK的新一代CART療法和CART聯(lián)合單克隆抗體等方法均可以改善胃癌的免疫微環(huán)境,在臨床前研究中顯示出更好的抗腫瘤效果。
表1 CART細胞免疫療法治療胃癌的臨床試驗研究
免疫檢查點抑制劑療法為一種負反饋療法,主要是利用單克隆抗體進行治療,單克隆抗體特異性地與相關位點結合,激活T淋巴細胞,進而達到殺傷腫瘤細胞的目的。在眾多的免疫檢查點抑制劑中,以程序性死亡受體1(programmed cell death 1,PDCD1,也稱PD-1)和細胞毒性T淋巴細胞相關蛋白 4(cytotoxic T-lymphocyte associated protein 4,CTLA4)在胃癌中的應用最為廣泛且有效。PD1是表達于活化的T淋巴細胞、B淋巴細胞和單核細胞上的一種抑制性受體,可以與程序性死亡受體配體 1(programmed cell death 1 ligand 1,PDCD1LG1,也稱PD-L1)和程序性死亡受體配體2(programmed cell death 1 ligand 2,PDCD1LG2,也稱PD-L2)結合,其中,PD-L1主要表達于腫瘤細胞表面,PD-L2主要表達于抗原呈遞細胞表面,PD-1與PD-L1結合可誘導T淋巴細胞凋亡,進而使腫瘤細胞逃避免疫監(jiān)視,發(fā)生免疫逃逸[29]。例如派姆單抗(Pembrolizumab)是一種具有高度選擇性的人源化單克隆抗體,可阻斷PD-1與其配體PD-L1結合,阻斷負性調(diào)控通路,恢復T淋巴細胞的活性,增強機體的抗腫瘤免疫應答。然而在2017年,有研究發(fā)現(xiàn),腫瘤小鼠模型和人類的腫瘤相關巨噬細胞(tumor-associated macrophage,TAM)均可表達PD-1,并且發(fā)現(xiàn)PD-1能夠抑制的吞噬功能,這意味著PD-1抗體可能通過激活T淋巴細胞和巨噬細胞兩種方式向腫瘤發(fā)起攻擊,這一發(fā)現(xiàn)將對腫瘤的PD-1/PD-L1抗體治療具有重要意義[30]。TCGA團隊于2014年提出的胃癌分型中,PD-L1和PD-L2在EBV陽性胃癌中均高表達[1]。因此,采用免疫檢查點抑制劑療法治療晚期胃癌具有巨大的潛力和可行性。派姆單抗治療晚期胃癌具有較強的抗腫瘤活性和可控的安全性[32]。由于抗腫瘤效果良好,美國食品藥品管理局(FDA)批準派姆單抗用于治療腫瘤表達PD-L1(聯(lián)合陽性評分≥10分)的既往接受過兩種或兩種以上治療(包括含鉑和含氟尿嘧啶的化療以及HER2/neu靶向治療)后疾病發(fā)生進展的復發(fā)性局部晚期或轉(zhuǎn)移性胃或胃食管交界性腺癌。2018年7月,派姆單抗正式在中國上市。
CTLA4也是一種可以對免疫系統(tǒng)進行負調(diào)控的調(diào)節(jié)因子,是第一個應用于臨床的T淋巴細胞免疫檢查點。T淋巴細胞的活化需要T淋巴細胞表面表達的CD28+分子與抗原呈遞細胞所表達的B7分子結合,而CTLA4是T淋巴細胞上的一種跨膜受體,其配體也是B7分子,CTLA4和CD28可競爭結合 B7-1(CD80)和B7-1(CD86)復合物。CD28+與B7復合物結合可促進T淋巴細胞的活化,CTLA4與B7復合物結合可抑制T淋巴細胞的活化[33]。CTLA4單克隆抗體可特異性地與CTLA4分子結合,抑制CTLA4與B7分子的結合,阻斷CTLA4通路,激活T淋巴細胞,從而殺傷腫瘤細胞。第一個在胃癌的臨床治療中使用的CTLA4抑制劑為Tremelimumab[34],雖然該療法的總體療效較低,但是在使用該藥物出現(xiàn)緩解的患者中卻顯示出了持續(xù)的抗腫瘤能力。
免疫療法是21世紀的新型腫瘤治療方法,首先在黑色素瘤、血液腫瘤的治療中取得了顯著的效果,并在胃癌的臨床治療中顯示了巨大的潛力。天然免疫療法、腫瘤疫苗療法、過繼性免疫療法、單克隆抗體類免疫檢查點抑制劑療法的廣泛應用為晚期胃癌的治療提供了可能。免疫治療聯(lián)合其他治療仍是胃癌治療未來的發(fā)展方向。但如何最大程度地使患者獲益的同時減少不良反應的發(fā)生仍然是胃癌免疫治療領域亟待解決的重要難題。今后應進一步對免疫療法在胃癌治療領域中的應用進行深入的研究。