概述免疫治療的起源與發(fā)展史上

1、概述免疫治療的起源與發(fā)展史（上）?醫(yī)脈通腫瘤免疫學院上線啦 了解更多免疫治療內(nèi)容點擊這里?免疫治療包括激活免疫療法和抑制免疫療法，分別通過誘 導、增強或抑制免疫應答來治療疾病。廣義來說，基于人體 免疫系統(tǒng)，例如通過免疫分子（如抗體、細胞因子治療等） 免疫細胞（如體外提取和 / 或擴增的淋巴細胞、巨噬細胞、樹 突狀細胞、天然殺傷細胞、血小板等）而開發(fā)的治療方案都 屬于免疫治療的范疇。在癌癥治療方面， 傳統(tǒng)的治療方法包括細菌 /病毒感染增強免 疫反應、腫瘤疫苗免疫等。最早的腫瘤免疫治療案例可以追 溯到 1893 年，紐約骨科醫(yī)生 William Coley 意外地發(fā)現(xiàn)，骨 肉瘤患者在手術切除腫瘤后

2、被化膿性鏈球菌感染能夠?qū)е?癌癥消退，這是感染促進免疫反應從而治愈癌癥的實例；溶 瘤病毒治療更是一種具有上百年研究歷史的免疫治療策略， 但是長期以來成效甚微，隨著基因工程技術的進步、病毒改 造技術的完善，溶瘤病毒療法才有了進展。目前， FDA 批準上市的溶瘤病毒只有一種， 即 2015年 10月批準上市的 Imlygic(Talimogene laherparepvec),也稱為T-VEC ，一種經(jīng)過基因改造的單純皰疹病毒，用于皮膚及淋 巴結黑色素瘤的治療。一項在 436 位不可切除的黑色素瘤患者中的 III 期臨床試驗顯示， 接受 Imlygic 治療的研究受試者 有 16.3% 的人其皮膚

3、及淋巴結中黑色素瘤病灶減小，并且這 種減小持續(xù)至少 6 個月，相比之下，接受對照藥物治療的受 試者中僅有 2.1%的人病灶減小 J Clin Oncol. 2015 Sep1;33(25):2780-8. ；癌癥疫苗通常是利用樹突細胞負載腫瘤特 異抗原遞呈并激活宿主 T 細胞引發(fā)抗瘤免疫應答。然而目前為止，無論使用單一抗原(如MAGE-A3 用于非小體療效，指出其中16例患者腫瘤轉移灶完全消退，26 例患細胞肺癌)、還是癌細胞裂解物(如 GVAX )都沒有取得明 顯進展，目前全球只有 1 個治療性 DC 疫苗 Sipuleucel-T(Provenge)被批準上市，包括患者 DC提取、荷載前列

4、腺 癌特異抗原、回輸體內(nèi)等多個步驟?；颊咚劳鲲L險降低了 33%，顯示了一定的生存改善 Cancer. 2009 Aug 15;115(16):3670-9. 。 近年來，新興的腫瘤免疫療法蓬勃發(fā)展。 1984 年，美國國立 癌癥研究院(NCI)的Steven Rosenberg團隊首次應用大劑量IL-2 與 LAK 細胞協(xié)同治療 25 例腎細胞癌、黑素瘤、肺癌、 歲的轉移性黑色素瘤患者腫瘤完全消退，給腫瘤免疫治療帶 來一線曙光。這是癌癥“過繼細胞療法” ( Adoptive cell結腸癌等腫瘤患者，其中11例腫瘤縮小超過 50%，1名 33transfer，ACT )成功的首個例子。1988

5、 年 Steven Rosenberg團隊總結了 IL-2 與 LAK 細胞協(xié)同治療 222 例腫瘤患者的整者腫瘤消退 50%以上，提示該療法對轉移性腎細胞癌、黑素瘤、結腸癌和非何杰金氏淋巴瘤患者的療效較顯著Science.1984 Sep 28;225(4669):1487-9. J Clin Oncol. 1989Jan;7(1):7-20. 。LAK 細胞是指淋巴因子激活的殺傷細胞（ lymphokine activated killer cells ），將外周血淋巴細胞在體外經(jīng) IL-2 激活35天而擴增為具有廣譜抗瘤作用的殺傷細胞，先后有多個 基于 LAK 細胞的臨床試驗顯示其具有一

6、定的療效；然而， 大劑量 IL-2 的副作用很大， 因此研究者們嘗試了一系列新型 細胞療法，采用體外提取 /篩選、活化并回輸自體 /異體 CIK 、 腫瘤特異性 T 細胞、腫瘤部位浸潤淋巴細胞 （ tumor infiltrating lymphocyte,TIL ）等細胞進行腫瘤過繼免疫治療，顯示了 定的刺激機體免疫系統(tǒng)、 殺傷腫瘤、 延長患者生存期和 /或無 進展病程的療效 Fujita K, Ikarashi H, Takakuwa K, Kodama S,Tokunaga A, Takahashi T, Tanaka K (May 1995). 'Prolonged disea

7、se-free period in patients with advanced epithelial ovarian cancer after adoptive transfer of tumor-infiltrating lymphocytes'.Clin. Cancer Res. 1 (5): 501 夕.Kimura H, Yamaguchi 丫 (July 1997). 'A phase III randomized study of interleukin-2 lymphokine-activated killer cell immunotherapy combin

8、ed with chemotherapy or radiotherapy after curative or noncurative resection of primary lung carcinoma'. Cancer. 80 (1):42 9 Takayama T, Sekine T, Makuuchi M, Yamasaki S,Kosuge T, Yamamoto J, Shimada K, Sakamoto M, Hirohashi S,Ohashi Y, Kakizoe T (September 2000). 'Adoptive immunotherapy to

9、lower postsurgical recurrence rates of hepatocellular carcinoma: a randomised trial'. Lancet. 356 (9232): 802 7 Kono K, Takahashi A, Ichihara F, Amemiya H,Iizuka H, Fujii H, Sekikawa T, Matsumoto Y (June 2002).'Prognostic significance of adoptive immunotherapy with tumor-associated lymphocyt

10、es in patients with advanced gastric cancer: a randomized trial'. Clin. Cancer Res. 8 (6): 1767 71.。例如，1986年Steven Rosenberg研究組首先報道了腫 瘤浸潤淋巴細胞 (tumor infiltrating lymphocyte,TIL )Science.1986 Sep 19;233(4770):1318-21. ；1991 年， Weissman 首次報 道了在荷瘤小鼠進行 CIK(cytokine induced killer )細胞療法 的評估 J Exp Med

11、. 1991 Jul 1;174(1):139-49. ；2002 年， StevenRosenberg 團隊在 Science 雜志發(fā)文稱， 在轉移性黑素瘤患者 中過繼輸注腫瘤特異性 T 細胞，能夠使得患者的癌癥消退 Science. 2002 Oct 25;298(5594):850-4. Epub 2002 Sep 19. 等。CIK 細胞在發(fā)現(xiàn)之初是一群正常人外周血中只占15%的CD3+CD56+、CD3+CD8+ T淋巴細胞，該細 胞群可以在IL-2?IFN- Y等細胞因子及單抗(如抗CD3單抗)的刺激下，在體外由從外周血 ?骨髓或臍血中分離出來的單個核細胞培養(yǎng)擴增而成，具有非 MH

12、C 限制的廣泛的強殺瘤活 性，故又稱為 NK 細胞（自然殺傷細胞）樣 T 淋巴細胞。由于利益驅(qū)使、國內(nèi)患者需求以及臨床科研大環(huán)境的推動，CIK 細胞免疫療法一度在國內(nèi)臨床實踐中異?；鸨?，曾被認 為是國內(nèi)癌癥臨床治療趕超國外的契機。 然而， 2016 年發(fā)生 的魏則西事件將 DC-CIK 細胞治療技術推上了風口浪尖，揭 露了細胞免疫療法在國內(nèi)臨床界的亂象，一夜之間相關臨床 試驗便陷入停滯。 DC-CIK 細胞治療技術是一個具有中國特 色的詞語， 是將 DC 細胞和 CIK 聯(lián)合對患者進行過繼免疫治療。在 pubmed 搜索 DC-CIK ，共 89 篇論文，幾乎全部都是 且這 2 篇文章第一作者

13、均為國內(nèi)的臨床醫(yī)生。曾幾何時，國中國研究者發(fā)表的，署名作者中單位為USA 的只有 2 篇，內(nèi)進行基礎研究的有識之士大聲疾呼取消/禁止亂象紛呈的 細胞免疫治療，代替以國外已經(jīng)經(jīng)過臨床試驗證實的、真正 有效的 /已上市的免疫療法并將其納入醫(yī)保，例如治療性抗 體、免疫檢查點 （ Immuno-checkpoint ）抗體、 CAR-T 療法等。近年來，癌癥免疫治療發(fā)展迅猛，特別是抗體藥物的發(fā)展令 人矚目，截止 2016 年底， FDA 先后批準了約五十種抗體藥 物上市，其中大多數(shù)是針對癌癥治療的單抗藥物。目前，基 于抗體發(fā)展的多種腫瘤治療的策略中，除了直接靶向癌細胞 表面特殊抗原（如 CD20 、H

14、ER2 等）外，還有靶向血管生成 因子 VEGF 切斷腫瘤營養(yǎng)供給、雙功能抗體（如 BiTE ）、放射物質(zhì) /毒素偶聯(lián)“裸抗”殺傷活性的模式。特別是近年來阻斷 CTLA4 、 PD-1/PD-L1 等免疫檢查點分子 從而增強T細胞殺傷活性、基于單鏈抗體（ScFv）的結構設 計嵌合抗原受體 T細胞(Chimeric Antigen Receptor -Modified T Cells ， CART ）等新型免疫療法均在臨床上取得 了突出的療效，被認為是最具前景的腫瘤免疫治療策略（圖 1）。2012年， Carl H. June 使用 CAR-T 療法治愈了 6歲患白血病 女孩 Emily ，引起

15、了全球轟動， 而到目前為止， Emily 的癌細 胞已經(jīng)完全消失了 5年。 2013 年，科學雜志將免疫治療 列為年度十大科學突破之首，這也讓免疫療法再次成為全球 研發(fā)的熱點。圖 1 基于抗體的癌癥治療策略 Nat Rev Cancer. 2015 Jun;15(6): 361- 370.building better monoclonal antibody-based therapeutics 1、腫瘤免疫調(diào)節(jié)抗體 眾所周知，體內(nèi)表達 TCR 的 T 細胞是參與特異性免疫應答 的主要細胞，而 TCR 在特異性識別抗原呈遞細胞antigen-presenting cell ， APC ）所提呈

16、的抗原肽的過程中，必須同時識別與抗原肽形成復合物的 MHC 分子；同時，免疫應答還需要免疫調(diào)節(jié)分子的參與。般認為，參與機體免疫調(diào)節(jié)的分子包括以下三類：1、免疫負調(diào)控分子， 包括表達于活化 T 細胞表面的 CTLA-4 、PD-12、以及表達于天然殺傷（ NK ）細胞表面的 KIR 家族。例如 CTLA-4 與 B7 的結合能夠有效抑制 T 細胞增殖；免疫共刺激受體，包括表達在CD4+和CD8+T細胞表面的TNFR超家族成員 0X40、GITR等，如B7與T細胞表面 CD28 結合能夠激活T細胞；3、可溶性免疫抑制因子， 如TGF P 1。圖 2顯示了重要的 T 細胞免疫調(diào)節(jié)分子 Nat Rev

17、 Cancer. 2012Mar 22;12（4）:252-64. 。其中，靶向 CTLA-4 、 PD-1 等分子的 治療性抗體已經(jīng)成功上市，為腫瘤治療開創(chuàng)了新的理念。圖2 T 細胞免疫調(diào)節(jié)分子1）抗 PD-1/PD-L1 抗體PD-1 是免疫負性調(diào)控分子，與其配體PD-L1 或 PD-L2 作用可下調(diào) T 細胞活性，使得腫瘤逃逸免疫系統(tǒng)的識別和殺傷，3）。2014而抗 PD-1/PD-L1 抗體可以逆轉這一抑制效應（圖年，F(xiàn)DA批準了首個抗 PD-1抗體，即默克公司的Keytruda通用名： pembrolizumab ），用于晚期黑色素瘤的治療。它 和后來被批準上市的抗 PD-1 抗體

18、0pdivo （百時美施貴寶開 發(fā)，通用名： nivolumab ）都曾獲得過 FDA 突破性藥物稱號。0pdivo 被批準的雖然較晚， 但是進展迅速， 已經(jīng)被批準用于 2015 年，美國副總統(tǒng)卡特罹患黑色素瘤并發(fā)生腦轉移， 但僅 僅4個月后就傳來好消息，卡特的癌癥已經(jīng)被治愈，除了傳 統(tǒng)的手術、放療， Keytruda 也起了不容忽視的鞏固效果。關 于 PD-1 抗體的研究將另文專述。轉移性惡性黑色素瘤、 鱗狀非小細胞肺癌、腎癌的臨床治療。圖3 抗 PD-1/PD-L1 抗體作用機制示意2）抗 CTLA-4 抗體CTLA-4 全稱為細胞毒性 T 細胞相關抗原 -4（cytotoxic T ly

19、mphocyteassociated protein 4 ，亦名 CD152 )，是一種表達于T 細胞表面的免疫負調(diào)節(jié)分子。 CTLA-4 能夠結合 APC 表面 的配體 CD80/CD86 ，抑制 T 細胞的激活， 減弱機體對腫瘤細 胞的免疫應答。因此，抗 CTLA-4 抗體能夠恢復 T 細胞激活信號，增強 T 細 胞活化和增殖，恢復免疫系統(tǒng)識別并攻擊癌細胞的能力，通過T細胞介導的免疫應答而發(fā)揮抗腫瘤作用Freeman GJ,Gribben JG, Boussiotis VA,et al.Cloning of B7-2: a CTLA-4 counter-receptor that cost

20、imulates human T cell proliferation.Science 1993; 262:909-911.Linsley PS, Greene JL, Brady W,et al.Human B7-1 (CD80) and B7-2 (CD86) bind with similar avidities but distinct kinetics to CD28 and CTLA-4 receptors.Immunity 1994; 1:793-801 ； 此外，抗CTLA-4抗體還可通過Fcy受體依賴方式介導調(diào)節(jié) 性T細胞的消耗，從而上調(diào)效應T細胞的比例，逆轉免疫抑制狀態(tài)的

21、T 細胞，增強機體抗腫瘤能力（圖4）。圖 4CTLA-4 抗體作用機制示意 Blank CU. The perspective ofimmunotherapy: new molecules and new mechanisms of action in immune modulation. Curr Opin Oncol. 2014;26(2):204-14.Ipilimumab/Yervoy 是 BMS 公司研發(fā)的抗 CTLA-4 抗體藥物 （全人 IgG1 ），于 2011 年被 FDA 批準上市，用于不可手術或轉移性黑色素瘤患者。實驗表明， Ipilimumab 使用后可以 引起淋巴細胞

22、激活，表明抗體可以增強患者的免疫力 Matzinger P, Kamala T. Tissue-based class control: the other side of tolerance. Nat Rev Immunol 2011; 11:221-230. 。臨床數(shù)據(jù)顯示， III 或 IV 期黑色素瘤患者用 gp100 肽疫苗和 / 或 Ipilimumab 進行治療后， 抗體的使用能夠延長總體生存時 間，比疫苗單用組增加了 3.6 個月（ 10 個月 vs 6.4 個月） NEngl J Med. 2010 Aug 19;363(8):711-23. ；在肺癌中，Lyne h 等J

23、Clin Oncol. 2012 Jun 10;30（17）:2046-54. 報道了一項 Ipilimumab 聯(lián)合紫杉醇 /卡鉑 治療Illb/IV期NSCLC的n期臨床試驗，結果顯示，Ipilimumab 能夠延長無疾病進展期，順序治療、同步治療和 對照組中位生存期分別為 12.2 月、 9.7 月和 8.3 月，且鱗癌 患者優(yōu)于非鱗癌患者； 此外， Ipilimumab 對小細胞肺癌也有一定的療效，聯(lián)合紫杉醇/卡鉑治療小細胞肺癌 （ED-SCLC）的n期臨床試驗中， 順序治療、同步治療和對照組中位生存期分別為12.94 月、9.13月和 9.92 月，順序治療有改善生存期的趨勢 Ann

24、 Oncol. 2013Jan;24(1):75-83.。阿斯利康公司開發(fā)的 Tremelimumab 是一種抗 CTLA-4 抗體全人 IgG2 )，于 2015 年被 FDA 批準為孤兒藥，用于惡性 間皮瘤的治療 Lancet Oncol. 2013Oct;14(11):1104-11.Lancet Respir Med. 2015Apr;3(4):301-9. 。盡管如此， tremelimumab 未能改善 IIb 期患者的生存期，因 此，Tremelimumab被列為不可切除的惡性間皮瘤的二或三線 治療方案 Lancet Oncol. 2017 Jul 17. pii:S1470-2

25、045(17)30446-1. 。目前， Tremelimumab 在其他腫瘤中的臨床試驗也正在開展，但是還沒有適應癥獲批。同時， 阿斯利康正在將 Tremelimumab 與旗下抗 PD-L1 抗體Durvalumab(MEDI4376 )組合，在非小細胞肺癌( NSCLC ) 中進行臨床 III 期試驗 Clin Lung Cancer. 2016May;17(3):232-236.e1. ；在轉移或復發(fā)性胃癌中進行的研究 也已經(jīng)進入臨床 II 期階段。除了抗 CTLA-4 、PD-1/PD-L1 等抗體，還有多個免疫調(diào)節(jié)抗 體正處于臨床期試驗階段 (見表 1) 。表 1 部分處于臨床試驗

26、的腫瘤免疫調(diào)節(jié)抗體 2、CAR-T 嵌合抗原受體( Chimeric antigen receptor ，CAR) 是利用逆轉 錄病毒載體將外源抗體/蛋白(如scFv)等呈現(xiàn)在細胞表面所形成的受體。目前廣受關注的 CAR-T 療法就是將 CAR 呈現(xiàn)在T細胞表面并進行過繼細胞免疫治療的方法。CAR-T療法 的全稱是 Chimeric Antigen Receptor T-Cell Immunotherapy ， 即嵌合抗原受體 T 細胞免疫療法。CAR-T 是對 T 細胞進行基因轉染， 使其表面能夠表達特異性識別腫瘤細胞的抗體，從而介導T細胞殺傷癌細胞（圖 5）。T 細胞可以來自于患者自體或者

27、異體，而轉染T 細胞的方法通常采用慢病毒和逆轉錄病毒，還有利用 SB 轉座子等系統(tǒng) 成功制備的 CAR-T 細胞的報道 J Clin Invest. 2016 Sep 1;126（9）:3363-76. ，顯示在晚期非霍奇金淋巴瘤和急性淋巴 細胞白血病患者中， CAR-T 離體擴增倍數(shù)達 22002500 倍， 且自體 CAR-T 治療后 30 個月的癌癥無進展率和總生存率分 別為 83和 100，而同種異體 CAR-T 治療后 12 個月的數(shù) 據(jù)分別為 53和 63。圖 5 CAR-T 細胞過繼細胞療法 最早的 CAR-T 療法主要是單一的靶向 B 淋巴瘤 CD19 和CD20的scFv。而

28、優(yōu)化后的CAR-T最常見的形式是scFv與CD3 S胞內(nèi)信號域融合，從而在scFv結合癌細胞后傳遞 S信號，增強 T 細胞的殺傷能力。目前在研的 CAR-T 療法進 4-1BB/OX40 等，增強了 CAR-T 細胞的擴增能力和細胞因子 分泌水平， 延長體內(nèi)存活時間 （圖 6）。 2012年，治愈了 Emily 的就是諾華開發(fā)的二代 CD19 CAR-T 。步在此基礎上進行了改進，加入了共刺激分子CD28、隨即，Cruz 等Blood. 2013 Oct 24;122(17):2965-73.在同種異 體干細胞移植后的 B 淋巴細胞瘤復發(fā)患者中， 利用異體 T 細 胞制備 CD19 CAR-T

29、 進行臨床 I 期研究。結果顯示， CAR-T 安全有效， 8 名患者，在血液中可以存活 8 周，在疾病部位 可以持續(xù) 9 周。 2 例患者腫瘤消退明顯，另有 2 例患者在CAR-T維持期間疾病無進展；Wang等Blood. 2016 Jun 16;127(24):2980-90. 比較了含有 CD3S 結構域的 CAR-T(CD19R : S )和新一代含有 CD28 和 CD3 S 的 CAR-T(CD19R : 28 S)。8例CD19R : S治療患者中，4例在1年和2年后疾病無進展，在 8 名 CD19R ：28S 患者中， 6 例 1 年無進展。同時，CD19R：28S CAR T

30、 細胞的早期增殖較好，盡管持續(xù)時間< 28天。在兩組中都沒有出現(xiàn)嚴重的細胞因子釋放綜合征， 顯示了這種免疫療法的安全性和可行性? 臨床試驗注冊號為NCT01318317 和 NCT01815749 ) ?。 ? 圖 6 各階段 CAR-TCTL019 。 CTL019的結構示意圖(綠色為scFv) 治愈 Emily 的 CAR-T 療法就是諾華開發(fā)的 已經(jīng)于 2014、2017 年 7 月連續(xù)被 FDA 給予突破性療法地位，分別被批準用于治療兒童和年輕成年患者的復發(fā)性/難治性B 淋巴瘤、急性淋巴細胞白血病(ALL )( 2014) ，以及用于2

31、 種或以上治療方案失敗的、復發(fā)性和難治性成人彌漫大 淋巴瘤。CTL019是嵌合了 CD3 S /4-1BB胞內(nèi)域的 CD19CAR-T 療法，利用慢病毒轉染 T 細胞。臨床研究顯示 N EnglJ Med. 2014 Oct 16;371(16):1507-17. ，30 名接受 CTL019 治 療的患者中， 27 例患者完全緩解， 其中包括曾接受單抗治療 復發(fā)和骨髓移植的患者。 6 個月后無進展生存率為 67，總生存率為 78。即使在干細胞移植失敗的患者中，也觀察到 長達 24 個月的病情持續(xù)緩解。所有患者都有細胞因子釋放 綜合征，利用抗 IL-6 受體抗體 tocilizumab 能夠有

32、效控制ClinicalT 編號 NCT01626495 和 NCT01029366)。不過，CTL019也存在副作用，需要良好的臨床護理和干預。例如， 39 名復發(fā) /難治性急性淋巴細胞白血病患者中開展的CTL019 臨床 I/IIa 期試驗結果顯示， 18 例發(fā)生 3-4 級細胞因 子釋放綜合征，出現(xiàn)發(fā)燒、高鐵蛋白血癥、器官功能障礙。14 例心血管功能障礙， 6例發(fā)生急性呼吸衰竭等急性臨床反 應Crit Care Med. 2017 Feb;45(2):e124-e131.。2017 年 8 月 30 日， FDA 批準了諾華公司的 CAR-T 療法 CTL-019(tis

33、agenlecleucel-T)上市，目前僅用于治療 25歲以下的難IL-6治性、復發(fā)性白血病患者。 FDA 同日批準了人源化抗人單抗 Actemra(tocilizumab )的新適用癥，用于治療CAR-T 細胞治療引起的細胞因子釋放綜合征。除了 CTL019，針對CD19分子的CAR-T療法還有JUNO公司的 JCAR014 、JCAR015 、JCAR017 ，以及 Kite 公司開發(fā)的 axicabtagee ciloleucel（KTE-C19 ）。其中， KTE-C19 是嵌合了 CD3 S /CD28胞內(nèi)域的 CD19 CAR-T療法，利用逆轉錄病 毒轉染 T 細胞。在 7 例難治性彌漫性大 B 細胞淋巴瘤患者中的研究顯示， 5例患者對 KTE-C19 治療有應答， 4例完全緩解， 3 例隨訪超過 12 個月 , 且病情持續(xù)緩解；CAR-T 細胞在 2 周內(nèi)達到峰值擴張，并且能夠連續(xù) 12 個月被持續(xù)檢測到。副作用方面， 發(fā)生 1 例 4級細胞因子釋放綜合征， 4 例神經(jīng)毒性，但在 1 個月內(nèi)這些嚴重反應均被控制 Mol Ther. 2017 Jan4;25(1):285-295. ； 82%，在 8.7 個月的中位隨