第六节　肿瘤生物免疫治疗和分子靶向治疗

一、肿瘤生物免疫治疗

抗肿瘤免疫学机制十分复杂，目前尚未完全阐明。细胞分裂和DNA复制的机制表明，DNA复制不可避免地出错并影响基因组完整性，如果得不到及时修复，就可能成为癌症发生的潜在危险，但幸运的是机体免疫系统具有识别这种变异细胞的能力，并进一步抑制肿瘤，预防其发展。在肿瘤复杂的形成中，肿瘤免疫编辑可出现三个连续的阶段：清除、僵持（平衡）和逃逸。

抗肿瘤免疫监视包括三个方面：免疫系统通过清除或抑制病毒感染，保护机体避免病毒诱发的肿瘤；及时清除病原体和炎症，避免炎症环境诱发肿瘤的发生；在某些组织中根据肿瘤特异性抗原，识别和清除肿瘤细胞。

然而，肿瘤细胞为了生存，通过基因突变，进而发生抗原的调变，导致免疫系统无法及时识别，同时肿瘤细胞也释放许多免疫抑制因子，不仅增加了机体免疫抑制细胞如Treg细胞的数量和活性，并抑制了免疫杀伤细胞如T细胞、NK细胞的杀伤活性，使得肿瘤细胞不被完全清除，免疫系统与肿瘤处于平衡状态。

随着肿瘤细胞的不断增殖和不断改变自身生物学特性，肿瘤对机体免疫系统尤其是T淋巴细胞的影响不断增强，不仅导致T细胞丧失对肿瘤的识别能力，还诱导T细胞无能、凋亡及周围免疫耐受，甚至攻击T细胞，促使其进入逃逸阶段，最终变得临床可见。免疫逃逸是恶性肿瘤的特征之一。

肿瘤发生后，机体可通过免疫效应机制发挥抗肿瘤作用。机体抗肿瘤免疫的机制包括细胞免疫和体液免疫两方面，这两种机制是相互协作共同杀伤肿瘤细胞，而不是孤立存在和单独发挥作用的。

根据上述肿瘤发生及免疫逃逸的机制，可在各个阶段应用不同的免疫治疗手段达到抑制肿瘤生长、控制肿瘤转移的目的。

内源性T细胞群可抑制肿瘤生长，已证明诱导内源性T细胞杀灭肿瘤细胞的免疫治疗在多种人类恶性肿瘤中有治疗效果。早期的临床研究发现，白细胞介素-2在治疗部分小样本的恶性黑色素瘤中有效，与其对T细胞活化有关。2010年这一领域出现复兴，终于证明伊匹单抗可靶向针对T细胞关键蛋白CTLA-4，改善了转移性恶性黑色瘤的总生存。Steven Rosenberg及同事最早发现内源性T细胞群具有潜在杀灭肿瘤的能力，通过分离自体肿瘤浸润淋巴细胞，并经体外扩增后回输可对转移性恶性黑色素瘤产生临床效果，开创了肿瘤细胞免疫治疗的新时代。

内源性T细胞群能够识别恶性细胞表面主要组织相溶性复合体（MHCs）的表位肽。理论上，这些抗原决定簇可能来源于两类抗原，首先，潜在的癌症抑制抗原是由T细胞耐受的非突变蛋白组成，与它们的限制性组织表达模式有关。第二类潜在的癌症抑制抗原由肽组成，这类肽完成脱离于正常的人类基因组，所以称新抗原。

由于肿瘤抗原的存在，势必被机体免疫系统所识别。树突状细胞（dendritic cell，DC）是有效的专职抗原提呈细胞，成熟的DC可以通过Ⅱ型组织相容性抗原（MHC-Ⅱ）等途径提呈肿瘤抗原，有效抵制肿瘤细胞的免疫逃逸。细胞因子诱导的杀伤细胞（cytokine-induced killer cells，CIK）细胞是人外周血单个核细胞（PBMC）在体外经多种刺激后获得的异质细胞，兼具T淋巴细胞强大的抗肿瘤活性和NK细胞的非主要组织相容性复合体（MHC）限制性杀瘤特点。DC和CIK共培养可以同时促进CIK细胞和DC细胞的增殖和免疫功能,并诱导具有特异性杀伤功能的细胞毒性T淋巴细胞(CTL)。

近代研究证明，基于T细胞的免疫治疗对人恶性肿瘤也是有效的，尤其是干扰T细胞“检查点”分子PD-1的抗体的早期临床试验显示对不同肿瘤有临床效果，如恶性黑色素瘤、肺癌、膀胱癌、胃癌和霍奇金淋巴瘤。在恶性黑色素瘤治疗中基于浸润的CD8+T细胞和PD-1之间关系，通过抑制PD-1信号，诱导细胞毒T细胞的作用成为癌症免疫治疗的主要形式。

总之，肿瘤的免疫治疗是以激发和增强机体的免疫功能，以达到控制和杀灭肿瘤细胞的目的。

肿瘤免疫分为两类:一是抗体，二是细胞。抗体分两类，有针对肿瘤细胞的，如肿瘤靶向药物；也有针对T细胞的，如免疫检验点抑制剂，包括CTLA-4抗体、PD-1抗体。细胞免疫治疗-过继性T细胞疗法，包括扩增肿瘤浸润淋巴细胞，基因工程改造的T细胞如CAR-T细胞，TCR-T细胞。

根据治疗手段分为以下两种。

（一）非特异性免疫治疗

非特异性免疫治疗是指不针对任何特异性的致病因素，只在整体水平上增强或抑制抗体的免疫应答水平，包括非特异性免疫增强剂和免疫抑制药。肿瘤治疗多应用一些免疫调节剂通过非特异性地增强机体的免疫功能，以激活机体的抗肿瘤免疫应答。卡介苗、短小棒状杆菌以及一些细胞因子如IL-2等均属于此类。

（二）特异性免疫治疗

特异性免疫治疗是采用可引起特异性免疫应答的措施，包括三种方法，接种治疗性疫苗，输注特异性免疫应答产物包括效应淋巴细胞和抗体，利用抗体特异性地剔除抑制性免疫细胞亚群或进行靶向治疗。

1.主动免疫治疗

主动免疫治疗是以肿瘤疫苗为主体的治疗，着重激发机体抗肿瘤免疫应答能力。肿瘤疫苗来源于自体或异体肿瘤细胞或特有肿瘤特异性抗原（TSA）或肿瘤相关抗原（TAA），通过激发机体的特异性免疫功能来攻击肿瘤细胞，克服肿瘤产物所引起的免疫抑制状态，促进树突状细胞（DC）的抗原提呈功能来消灭肿瘤。目前，研究的肿瘤疫苗主要有肿瘤细胞疫苗、树突状细胞相关疫苗、肿瘤抗原/肿瘤多肽疫苗、肿瘤DNA疫苗、肿瘤基因工程疫苗。

2010年Dendreon公司上市了全球首个肿瘤治疗性疫苗Provenge，用于治疗前列腺癌，是载有重组前列腺酸性磷酸酶（PAP）抗原的肿瘤患者自身树突细胞疫苗。2014年1月，Biovest公司治疗非霍奇金滤泡淋巴瘤的抗癌疫苗BiovaxID获得欧盟的上市许可申请。

2.被动免疫治疗

被动免疫治疗是以单克隆抗体、细胞因子和过继免疫治疗为基础的治疗。肿瘤的被动免疫治疗是指给机体输注外源的免疫效应物质，由这些外源性效应物质在机体内发挥治疗肿瘤作用。

（1）过继细胞免疫疗法　（adoptive cell immunotherapy，ACT）是把致敏淋巴细胞（具有特异免疫力）或致敏淋巴细胞的产物（如转移因子和免疫核糖核酸等）输给肿瘤患者使其获得抗肿瘤免疫力，以达到治疗肿瘤的目的。早期的过继细胞免疫治疗是将患者的淋巴细胞在体外经IL-2处理扩增后，重新输入患者体内，这些细胞称为淋巴因子激活的杀伤细胞（LAK细胞）。其杀伤肿瘤细胞不需抗原致敏且无主要组织相容性复合体 （major histocompatibility complex，MHC）限制性，有人认为LAK细胞主要成分是NK细胞。为了保持LAK细胞在体内的活性，在回输LAK细胞的同时，还需注射大剂量IL-2。大剂量IL-2可引起严重的副反应，因而该疗法仍在改进。另一种尝试是从肿瘤组织中分离出浸润的淋巴细胞即肿瘤浸润淋巴细胞 （TIL），经体外IL-2培养后可获得比LAK细胞更强的杀伤活性。细胞毒性T淋巴细胞（CTL）是TIL细胞的主要成分。

过继免疫疗法技术经历了LAK细胞治疗、TIL细胞治疗、CIK细胞治疗、DC-CIK细胞治疗、EAAL细胞治疗等阶段，其临床疗效和特异性逐步提高。但是，有些肿瘤，尤其是非实体瘤，免疫原性较弱，或者很难收集到肿瘤特异性较强的T细胞。在临床试验中，上述疗法的疗效有限。

随着现代生物科学的发展，CAR-T越来越受到大家的重视。CAR-T细胞疗法是结合了细胞治疗、基因治疗和免疫治疗的综合疗法。特异性嵌合抗原受体 （chimeric antigen receptor，CAR）是使T细胞受体 （T cell receptor，TCR）的亚基与肿瘤抗原单克隆抗体的单链可变区两者相结合，再通过一定途径将编码 CAR的基因导入 T细胞，修饰后的 T细胞经体外扩增和纯化后回输到体内。CAR-T细胞在体内既能特异性识别并结合肿瘤表面抗原，又具有T细胞自我更新和杀伤的能力。T细胞经基因修饰后获得了靶向杀伤活性，不受肿瘤局部免疫微环境的抑制，从而打破宿主的免疫耐受状态，使T细胞 以非 MHC限制性的方式特异性杀伤肿瘤细胞。

利用这些经过设计改造的免疫细胞治疗晚期血液肿瘤已产生一些显著疗效。目前，全球有涉及乳腺癌、神经胶质瘤、肝癌和胰腺癌等几十个治疗实体瘤的临床试验正在进行。虽然这些初步结果令人鼓舞，但该领域的研究仍面临着很大挑战。与其他免疫疗法相比，CAR-T细胞疗法起效较快，但过度的免疫应答或不可避免地释放大量炎性细胞因子，引起细胞因子风暴（cytokine storm），会导致高热、寒战、呕吐、腹泻或低血压等症状出现。所以，把握安全剂量，改善瘤体免疫抑制微环境，筛选并明确靶抗原等，是实体瘤治疗领域急需解决的问题。

（2）单克隆抗体类免疫检查点抑制　近代研究证明，基于T细胞的免疫治疗对人恶性肿瘤也是有效的，尤其是干扰T细胞“检查点”分子PD-1的抗体的早期临床试验显示对不同肿瘤均有临床效果，如恶性黑色素瘤、肺癌、膀胱癌、胃癌和霍奇金淋巴瘤。在恶性黑色素瘤治疗中基于CD8+T细胞浸润和PD-1阻断剂反应之间关系，发挥细胞毒T细胞的作用成为癌症免疫治疗的一个核心（主要）模式。

免疫检验点单抗疗法是将正向共刺激因子的激动剂或负向共刺激因子的抑制剂与免疫功能被抑制的T细胞结合来激活该免疫细胞，从而达到杀死肿瘤细胞的目的。免疫检查点（immune checkpoint）是机体共刺激或抑制信号转换的开关，可控制 T细胞应答的幅度和持续时间。免疫检查点的失控会导致 T细胞的活化受到抑制，肿瘤组织正是利用这一点来逃避体内的免疫监控，进而躲避免疫系统的攻击。因此，免疫检查点成为肿瘤免疫治疗的重要靶标。免疫检查点分为共抑制信号受体和共刺激信号受体，其中共抑制信号受体包括CTLA-4和PD-1及其配体PD-L1、PD-L2，共刺激信号受体包含CD27、 CD28、OX40 （又称 CD134）、4-1BB（又称CD137）等。

近20年来，免疫疗法作为一个肿瘤治疗手段的可靠性已经被证实，在临床上越来越凸显出广阔的应用前景。以肿瘤疫苗、过继细胞免疫疗法（ACT）和免疫检验点单抗疗法为代表的肿瘤免疫治疗取得了突破性进展，为人类征服肿瘤带来了新的希望。当然，肿瘤免疫治疗虽然避免了一些传统肿瘤药物的毒性，但克服其引起的自身免疫系统相关的不良反应也充满挑战。

二、肿瘤分子靶向治疗

肿瘤分子靶向治疗是在肿瘤细胞分子生物学研究的基础上，利用肿瘤组织或细胞所具有的特异性（或相对特异性的）结构分子作为靶点，使用某些能与这些靶分子特异结合的抗体、配体、以及小分子化合物，抑制可能导致细胞癌变的环节，如细胞信号转导通路、原癌基因和抑癌基因、细胞因子受体、抗肿瘤血管形成、自杀基因等而达到治疗肿瘤的目的。分子靶向治疗具有较好的分子和细胞的选择性，能高效并选择性地杀伤肿瘤细胞，减少对正常组织的损伤。

癌症的发生及发展是一个多阶段、 多步骤、 涉及多基因改变的复杂病理过程。随着肿瘤病因学的不断发展，人们逐渐认识肿瘤的本质是基因病，肿瘤是多基因异常引发的复杂性疾病，存在多基因失活或激活，所以开展以基因为靶点的肿瘤基因靶向治疗，还面临着诸多困难。

目前，靶向药物主要包括两方面：一是针对肿瘤细胞表面的靶点（抗原或抗体），如细胞膜分化相关抗原（CD20、CD33、CD52、CD117等），为大分子的单克隆抗体。二是针对细胞信号转导分子如表皮生长因子及其受体和血管内皮生长因子及其受体上的酪氨酸激酶、法尼基转移酶以及基质金属蛋白酶等、为小分子化合物。

单抗类分子靶向药是通过对受体胞外可辨区进行识别，同生长因子竞争结合受体，对信号传导系统进行抑制，达到抑制癌细胞增殖与扩散的目的。研究表明，单抗药物对于肿瘤尤其血液系统性的恶性肿瘤临床治疗已经产生了较为深远影响，其优点主要是具有出色的靶向性，也就是这种药物只在患者病灶处起作用，不会在人体中广泛弥散，所以可以达到使药物剂量降低、毒性作用和副作用减少的目的。但由于单抗分子质量大，半衰期长，易受胃液酸性环境的破坏，故常采用静脉每1～3周给予1次。临床试验证明单独应用单抗治疗肿瘤可以取得一定疗效，而且在多数情况同常规放疗、化疗药物联合应用具有一定协同作用。常用的有利妥昔单抗、曲妥组单抗、西妥组单抗、贝伐组单抗等（详见表1-2）。

2011年，第一个针对用于免疫检查点抑制的单抗（anti-CTLA-4单抗，Ipilimumab） 被美国FDA批准用于晚期黑色素瘤的二线治疗。其临床试验显示25％的恶性黑色素瘤患者生存期超过两年。最近，已有多个这类的肿瘤免疫治疗药物被美国FDA批准应用于临床。PD-1是一种表达于活化T细胞上的抑制信号受体，其配体 PD-L1在许多恶性肿瘤中高表达，包括鳞状非小细胞肺癌、黑色素瘤、肾细胞癌、前列腺癌、乳腺癌、胶质瘤等。此外，在肿瘤浸润性的树突状细胞、淋巴细胞TILs、巨噬细胞上也表达。PD-1抑制剂的作用机制是阻断PD-L1与PD-1的结合，最终达到肿瘤免疫治疗的目的。相关临床试验显示，PD-1/PDL-1单抗比CTLA4单抗有更强的抗肿瘤作用。

小分子化合物类分子靶向药可以通过细胞膜，进入细胞内产生作用，抑制 EGFR等受体酪氨酸酶磷酸化，以阻断信号的传导，进而抑制癌细胞的增殖与扩散。小分子化合物的靶向治疗，不依赖于基因作用，也不会引起人体免疫反应，而且此类药物半衰期短，口服稳定，且多数临床研究未显示出与化疗药的协同作用，故常单药每日1次口服，给药方便，患者依从性高，相对来说更加适用于临床需要，成为肿瘤分子的靶向治疗研究热点，目前绝大多数仍然处在临床试验之中，已经应用于临床的有伊马替尼、吉非替尼、厄罗替尼等（详见表1-2）。

（陈强　叶韵斌）