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作者：香雪精準醫療-吳萬(wàn)里
發(fā)布時(shí)間：2020-02-21
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細胞免疫治療是目前最有希望治愈癌癥的途徑之一，已經(jīng)吸引越來(lái)越多的研究者和資本市場(chǎng)的關(guān)注，細胞免疫治療都有哪些具體的方法呢，本文將力求全面但又簡(jiǎn)潔地介紹多種細胞免疫治療方法。
在了解具體方法之前，我們先認識兩個(gè)基礎且重要的專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)：
抗原遞呈：由抗原遞呈細胞（antigen-presenting cell, APC）將抗原處理成免疫原性多肽，以抗原肽-MHC（人的MHC分子也叫HLA）分子復合物的形式表達于A(yíng)PC表面，供T細胞的TCR識別。人體內幾乎所有的有核細胞都表達HLA I類(lèi)分子（注意：這里有個(gè)“幾乎”，說(shuō)明還是有些細胞沒(méi)有，如睪丸精原細胞、成熟的滋養層細胞等），HLA I 類(lèi)分子主要遞呈細胞內源性抗原（如病毒包膜蛋白、腫瘤抗原等）給CD8 T細胞；HLA II類(lèi)分子主要遞呈外源型抗原（如細菌、細胞碎片等）給CD4 T細胞，HLA II類(lèi)分子的表達相對局限，主要表達在專(zhuān)職APC上，如巨噬細胞、B細胞、樹(shù)突狀細胞（dendritic cell，DC）。也就是說(shuō)，一般的細胞只表達HLA I類(lèi)分子，而專(zhuān)職APC，同時(shí)表達HLA I和II類(lèi)分子，可同時(shí)分別遞呈細胞內外抗原給CD8和CD4 T細胞，甚至在某些情況下，外源性抗原可被專(zhuān)職APC的HLA I類(lèi)分子所遞呈（注意，剛剛說(shuō)過(guò)，HLA I 類(lèi)分子主要遞呈細胞內源性抗原），這屬于一種交叉遞呈現象，這種非經(jīng)典的抗原遞呈機制在機體抗感染免疫、腫瘤免疫及自身耐受的維持中發(fā)揮重要作用。
細胞毒性T淋巴細胞（CTL）：CD8 T 細胞具有細胞毒性功能，可以殺死被病毒或其他胞內病原體感染的細胞、或者是表達異常抗原的腫瘤細胞，因此CD8 T細胞常被稱(chēng)為殺傷性（或細胞毒性）T淋巴細胞（cytotoxic T lymphocyte,CTL），靜息狀態(tài)下的幼稚CD8 T細胞不具有殺傷功能，它需要被抗原遞呈細胞（包括腫瘤細胞）激活后，才能產(chǎn)生免疫應答，進(jìn)而執行細胞殺傷功能。腫瘤患者體內的CTL為什么不能消滅腫瘤細胞呢？總的來(lái)講其原因很多很復雜，不過(guò)研究者們已經(jīng)發(fā)現了一些，比如：腫瘤細胞會(huì )下調HLA I 類(lèi)抗原（激活CD8 T細胞所必須的元素之一）的表達從而不被CD8 T細胞所發(fā)現；腫瘤細胞和腫瘤微環(huán)境中被“策反”的一些免疫細胞會(huì )表達免疫抑制性受體PD-1和CTLA-4（它們被稱(chēng)為免疫檢查點(diǎn)）的配體，即使T細胞已經(jīng)被活化，但T細胞的抑制信號一旦被激活，CD8 T細胞的擴增、細胞因子的產(chǎn)生都會(huì )被嚴重削弱，甚至連CD8 T細胞的存活都成問(wèn)題。簡(jiǎn)單粗暴的理解，就是腫瘤患者體內的CTL已經(jīng)無(wú)法與腫瘤（微環(huán)境）抗衡，完全處于被壓制（甚至吊打）的狀態(tài)。
下面介紹具體的方法：可歸納為三個(gè)類(lèi)別。
第一類(lèi)方法，由于患者體內腫瘤微環(huán)境的影響，APC在體內免疫抑制環(huán)境下不能很好地對腫瘤抗原進(jìn)行識別、加工和遞呈，也就不能很好地激活免疫應答，最終不能識別和清除癌細胞。所以研究者通過(guò)提高患者體內抗原遞呈的效率來(lái)改善免疫應答，最典型的方法就是DC治療。DC是體內最重要的專(zhuān)職APC，也是目前已知功能最強的APC，所以研究人員想到了它。研究者將患者DC分離出來(lái)，在體外培養，隨后添加腫瘤抗原進(jìn)行共培養，最后將荷載腫瘤抗原的DC回輸到患者體內，以期達到治療的目的，該方法本質(zhì)上是一種治療性疫苗。由Dendreon公司推廣并通過(guò)FDA批準的PROVENGEE (Sipuleucel-T)技術(shù)，就是將患者自身DC與前列腺酸性磷酸酶共培養，隨后回輸到前列腺癌患者體內可激活患者的腫瘤免疫應答，使用該技術(shù)的前列腺癌患者，3年的存活率比使用傳統腫瘤治療方案的對照組高出50%[1]。
第二類(lèi)方法：腫瘤的微環(huán)境會(huì )抑制體內的免疫系統，包括效應T細胞的增殖，研究者們通過(guò)將患者的淋巴細胞在體外擴增后再回輸給患者來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，如LAK、CIK、TIL療法等，這三種方法都是這個(gè)思路，也有一些不同之處。
1.科學(xué)家發(fā)現淋巴因子IL-2能夠刺激外周血單個(gè)核細胞（PBMC）分化為一類(lèi)具有非特異性殺傷的細胞，即將這種細胞命名為淋巴因子激活的殺傷細胞（lymphokine activated killer cells, LAK）,LAK細胞并非是一個(gè)獨立的淋巴群或亞群，而是NK細胞或T細胞分化群。Rosenberg等人經(jīng)FDA批準后將LAK細胞治療應用于臨床研究，結果表明LAK細胞治療與IL-2的聯(lián)合使用會(huì )一定程度控制黑色素瘤的擴散，但由于IL-2的大量使用造成全身性明顯的毒副作用[2]，最終不能被廣泛推廣。
2.與LAK類(lèi)似，CIK (cytokine-induced killer)技術(shù)也是將人PBMC進(jìn)行體外培養，較LAK不同的是，CIK的誘導分化需要用多種細胞因子如單克隆抗體、IFN-γ、IL-2的參與。本質(zhì)上，CIK是一類(lèi)活化的異質(zhì)細胞群，同時(shí)表達CD3和CD56兩種CD分子，故又稱(chēng)為NK細胞樣T淋巴細胞。臨床上主要將CIK療法與DC療法聯(lián)合，即DC-CIK治療。DC-CIK技術(shù)由于制備繁瑣，加之2016年魏則西事件，因此該療法在我國臨床研究受阻。
3.LAK 和CIK技術(shù)都是將患者的PBMC進(jìn)行擴增，Rosenberg團隊發(fā)現腫瘤浸潤組織中有一類(lèi)T細胞，并將其命名為T(mén)IL（tumor infiltrating lymphocyte），這類(lèi)細胞與LAK和CIK最顯著(zhù)的區別是TIL是具有特異性的針對腫瘤的效應T細胞，后面的研究也證實(shí)，從腫瘤組織中分離出的TIL細胞并經(jīng)過(guò)體外的擴增，其腫瘤殺傷活性比LAK強50~100倍[3]。TIL是已經(jīng)被召喚到腫瘤組織的效應T細胞，只是由于腫瘤微環(huán)境的抑制作用而沒(méi)能展現出很好的殺瘤效應。后來(lái)的研究發(fā)現，在TIL細胞回輸之前先對病人進(jìn)行Treg細胞（一種負調節作用的T細胞）清除處理，可以明顯降低腫瘤免疫抑制環(huán)境對TIL細胞殺瘤作用的影響[4]。TIL技術(shù)也存在一些不足，首先針對不同的腫瘤患者分離TIL不是件容易的事，而且分離到的TIL細胞往往數量有限，即使體外擴增，要達到能夠回輸與治療的數量，還是非常困難的；其次TIL也是一個(gè)混合的T細胞群，如果能分離出殺瘤效果最好的那個(gè)T細胞克隆或者寡克隆，將其擴增，或者將其TCR分子鑒定出來(lái)，將會(huì )有更大的改善。
第三類(lèi)方法：不管是DC治療，還是LAK、TIL、CIK治療技術(shù)，均是將患者自身免疫細胞分離，通過(guò)添加刺激物或者抗原的形式對分離得到的免疫細胞進(jìn)行體外培養，然后回輸到病人體內進(jìn)行治療。這些方法都是將患者自身細胞從體內轉移到體外進(jìn)行放大培養，或者是提升抗原遞呈的效率（DC治療），實(shí)質(zhì)上并未對免疫細胞本身進(jìn)行根本性的改變，所以其臨床治療效果不是很理想。隨著(zhù)基因工程和細胞工程技術(shù)的發(fā)展，將目的基因轉入人類(lèi)外周血淋巴細胞內的技術(shù)已經(jīng)比較成熟，運用慢病毒或逆轉錄病毒載體設計的抗腫瘤免疫細胞也已在許多患者體內進(jìn)行了實(shí)驗。至今，已成功制備出 T 細胞受體基因轉導的 T 細胞(T-cell receptor genetically transdused T cells，TCR-T)、嵌合抗原受體轉導的T 細胞(chimeric antigen receptor transdused T cells，CAR-T)與嵌合抗原受體轉導的NK細胞(chimeric antigen receptor transdused NK cells，CAR-NK)，這些技術(shù)從實(shí)質(zhì)上改變了天然的T細胞，大大提高了抗腫瘤的效率和范圍，當然也會(huì )隨之出現一些副作用，但總體來(lái)講，該類(lèi)技術(shù)是目前腫瘤細胞免疫治療中最有前景的技術(shù)。TCR-T和CAT-T這兩個(gè)平臺的特點(diǎn)與區別在前面的科普文章中已經(jīng)有多次講到，下面只簡(jiǎn)單介紹其發(fā)展歷史：
1.TCR-T技術(shù)目前已發(fā)展到第三代[5]。早期，研究者從腫瘤組織中分離出浸潤性淋巴細胞（TIL）或自體 T 細胞群中分離出特定的能識別某種抗原的 T 細胞寡克隆，這兩類(lèi)T細胞上的TCR已經(jīng)能特異性識別抗原，所以被看成是第一代TCR-T，盡管還沒(méi)有涉及TCR基因轉導，但這兩類(lèi)技術(shù)構成了研發(fā)新一代 TCR -T 細胞治療的基礎。從能夠識別某種抗原的 T 細胞單克隆上獲得野生型 TCR基因序列，將其轉導至病人的 T 細胞，即為第二代TCR-T，其特點(diǎn)是野生型 TCR親和力低，導致殺傷腫瘤的效果有限。在第二代的基礎上，將得到的野生型TCR進(jìn)行親和力優(yōu)化，轉導親和力增強的TCR到病人的T細胞，即為第三代TCR-T。目前在進(jìn)行第三代TCR-T開(kāi)發(fā)的有Adaptimmune公司、 Carl June 團隊、Steve Rosenberg團隊、廣東香雪精準醫療技術(shù)有限公司等，多個(gè)TCR-T產(chǎn)品已經(jīng)進(jìn)入臨床研究。
2.根據胞內信號分子的組成不同可將 CAR-T 分成四代。第一代CAR的胞內信號僅由 TCR/CD3 復合物的 ζ 鏈或 IgE 高親和力受體 γ 鏈(FcεＲIγ)組成，實(shí)驗觀(guān)察到了T細胞增殖，但細胞毒性弱，增殖能力不強；因此第二代CAR便加入一個(gè)共刺激分子信號與 CD3ζ 串聯(lián)；為了進(jìn)一步提高T細胞的激活能力，第三代CAR設計同時(shí)含有兩個(gè)共刺激分子與 CD3ζ 串聯(lián)，目前常用的共刺激分子是CD28、CD134（OX40）、CD137（4-1BB）；第四代 CAR-T 在第二代和第三代的基礎上，對 CAR-T 做了各種各樣的改造，這些改造后的細胞可產(chǎn)生各種免疫增強效應，減輕副作用。為了將免疫細胞聚集在腫瘤位點(diǎn)，可在細胞上共表達 CXCR2、CCR4、CCR2b、VEGFR2 等細胞因子受體。目前，CAR-T對血液腫瘤具有不錯的療效，但是對實(shí)體瘤療效甚微。在世界范圍內，實(shí)體腫瘤是癌癥死亡的主要原因，約占95%[6]，所以從整體和長(cháng)遠上看，TCR-T技術(shù)更具優(yōu)勢和開(kāi)發(fā)價(jià)值。
1. Cheever, M.A. and C.S. Higano, PROVENGE (Sipuleucel-T) in Prostate Cancer: The First FDA-Approved Therapeutic Cancer Vaccine. Clinical Cancer Research, 2011. 17(11): p. 3520.
2. Rosenberg, S.A., et al., Observations on the Systemic Administration of Autologous Lymphokine-Activated Killer Cells and Recombinant Interleukin-2 to Patients with Metastatic Cancer. New England Journal of Medicine, 1985. 313(23): p. 1485-1492.
3. Rosenberg, S.A., P. Spiess, and R. Lafreniere, A new approach to the adoptive immunotherapy of cancer with tumor-infiltrating lymphocytes. Science, 1986. 233(4770): p. 1318.
4. Yao, X., et al., Levels of peripheral CD4+FoxP3+ regulatory T cells are negatively associated with clinical response to adoptive immunotherapy of human cancer. Blood, 2012. 119(24): p. 5688-5696.
5. 區裕升, et al., TAEST16001:TCR親和力增強型特異性T細胞免疫治療. 中國生物工程雜志, 2019. 39(02): p. 49-61.
6. Al-Abd, A.M., et al., Anti-angiogenic agents for the treatment of solid tumors: Potential pathways, therapy and current strategies – A review. Journal of Advanced Research, 2017. 8(6): p. 591-605.
