T淋巴細胞庫與腫瘤免疫治療效果的關係

在討論這個關係之前，先略解釋一下癌症發生的兩個相關的基本機制：1， 癌症的發生髮展是基因突變不斷累積的漫長過程，當然現在也有些新研究挑戰癌症發生的這個經典機制，如有新的研究認為癌症是進化的結果、也有認為蛋白質失衡導致癌症；2，癌症的發生髮展是腫瘤與機體免疫系統相關作用的漫長過程，即癌症免疫編輯理論。第一點決定了癌症發展過程中會不斷產生「新的」蛋白質分子，這些「新的」蛋白質分子一方面可能促進癌症的演進（當然，有些新蛋白質分子並不一定完全參與癌症的演進過程，這並不是我們要討論的要點），但同時也可能成為第二點中機體免疫系統識別和攻擊的靶點。現在一般認為癌症免疫編輯理論大致可分為免疫清除階段、免疫平衡階段、免疫逃逸階段三個階段。在內外因素的共同作用下，逐漸由早期的清除階段演變為後期的逃逸階段，第一階段，即清除階段，此期人體免疫力足夠強大，可以及時發現並完全清除這些癌變細胞，機體處於健康狀態；第二階段，即平衡階段，隨著基因組不穩定性、基因突變累積增多等原因，腫瘤細胞獲得一定的逃避殺傷的手段，因而免疫系統不易及時識別或清除癌變細胞，癌症與機體免疫系統間逐漸進入一種平衡狀態，機體實際處於帶瘤（細胞）的亞健康狀態，此期；第三階段，即逃逸階段，此期平衡被打破，癌症迅速發展，並最終成功逃避機體免疫系統的殺傷作用，在此期人體那日進入腫瘤組織內的自身免疫細胞的抗腫瘤作用被抑制。當然，免疫編輯的三個階段在順序上是相對的、也是動態的，每個階段持續的時間與原發腫瘤的性質，以及機體的免疫狀態密等切相關。當機體的免疲功能急劇下降，如生活突發事件引起的應激狀態（Stress），長期使用免疫抑製藥（如器官移植後），長期疲勞或精神壓力，衰老等狀態下，腫瘤有可能越過「排除」階段，甚至直接進入「逃逸」期；同樣，當機體的免疫力增強，比如通過多種途徑的治療方法，理論上，是可以從免疫逃逸狀態逆轉到帶瘤的免疫平衡狀態的。說這兩點的是說明從理論機制上免疫治療技術時候可以有效治療腫瘤的，這是討論一切腫瘤免疫治療的一個前提。

　　癌症免疫編輯學說　　OK，再解釋一下免疫系統的簡單組成，我用國家軍隊來做一個類比。大家都熟悉，國家的軍隊有不同的軍種比如海軍、陸軍、空軍、甚至天軍等，每種軍種又有不同的兵種，如陸軍有步兵、騎兵、摩托兵、坦克兵、炮兵、雷達兵、導彈兵等等；每個兵種又會有不同的亞兵種（筆者自己的分類，軍事專家別拍磚啊），比如導彈部隊有近程導彈、有中程導彈、有遠程導彈、有地對地導彈、有地對空導彈等等，軍隊間的作戰，比如有外來侵略時，首先，具有相應的軍種、兵種和亞兵種是戰勝的要素，沒有雷達兵、沒有導彈兵、沒有戰機等，M國的B2轟炸機和F22戰機過來，伊拉克等就只能有挨轟炸的份兒；第二，雷達、導彈和軍機的性能還得相當不錯，不然就像伊拉克的飛機和軍機等也只能等著挨炸的份兒；第三，相應軍種、兵種的數量還得旗鼓相當，不然一輪對戰下來，自然就是要人多為王、量多得勝了。當然了，我們偉大的PLA一向是以少勝多、以弱勝強的典範，偉大抗戰的勝利就是最好的例證，不過筆者認為這個偉大的勝利，也有一些國軍將領甚至兩顆原子彈的影響，跑題了，打住！

　　回到人體免疫系統，它們和一個國家的軍隊類似，是人體對抗疾病的軍隊系統。同樣免疫系統也有不同的軍種，比如免疫分子和細胞細胞等，免疫分子又有抗體分子、補體分子、干擾素、腫瘤壞死因子、白介素等眾多兵種，免疫細胞包括巨噬細胞、自然殺傷細胞（NK細胞）、NK樣T細胞（NKT細胞）、DC細胞、B淋巴細胞、T淋巴細胞等等兵種。抗體分子是十分強大的兵種或武器，人們熟悉的破抗（即破傷風抗毒素或破傷風抗毒血清等）、抗狂犬病血清等都是含有相應抗體分子的藥品，還有現在很多預防接種的疫苗的作用機理就是他們可以誘導機體產生對抗相應入侵的抗體分子，干擾素也是對抗病毒感染和腫瘤的重要兵種和武器，臨床上在很多病毒感染比如乙肝（乙肝病毒）和帶狀皰疹（帶狀皰疹病毒）等病人都會適當使用干擾素進行治療，在腎癌、黑色素瘤等癌症也會採用干擾素治療。不過在對抗腫瘤的戰鬥中，免疫細胞軍種的作用佔主導作用，而這些兵種中CD8陽性的T淋巴細胞（又成為細胞毒性T淋巴細胞，CTL細胞），聽名字就知道他們是專殺細胞的一群高效殺手或導彈部隊了。所以機體有足夠強大和足夠數量的免疫細胞軍種、兵種，尤其是T細胞兵種就成了戰勝癌症的基本保障，癌症免疫清除、平衡和逃逸的不同階段，正是腫瘤細胞部隊和免疫細胞部隊間相互鬥爭和實力演變的結果。

　　T細胞發育和TCR 重組　　和NK細胞、NKT細胞等兵種不一樣，T淋巴細胞屬於免疫細胞中的抗原特異性免疫細胞，此外，還有一種抗原特異性免疫細胞就是B淋巴細胞，B淋巴細胞主要通過其產生的抗體而發揮作用。所謂特異性簡單的理解就是「一對一」，一種B細胞（或稱B細胞克隆）產生的抗體只能對一種入侵（或稱為抗原）有對抗作用，所以接種乙肝疫苗（刺激機體產生抗乙肝病毒抗原的抗體）只能預防和保護乙肝病毒卻不能預防其它病毒的感染。同樣，T細胞也是一種T細胞只能針對一種抗原起作用，B細胞和T細胞的這種特異性的基礎分別就是他們細胞表面的B細胞抗原受體（BCR）和T細胞抗原受體（TCR），也就是說每一T細胞克隆（或B細胞克隆）都有著各自獨特的TCR（或BCR），對應著一種抗原，而這種特異性對於人體健康是極其重要，出現任何的問題都會導致相應的疾病。說到這裡，是不是有人要問自然界的細菌、病毒等何其之多，人體內這得有多少種對應的T細胞啊？！ 而這正是人體免疫系統的強大之處，人類經過NNN多年的進化後，具有了理論上可以產生1011(也就是百億級別，甚至更多)種T細胞，而實際上人體內存在著107（千萬級）種T細胞，這麼多種的T細胞一般足以抵抗所有的入侵了（而且還有理論上更多的5個數量級的預備役呢）。所以，這每一種T細胞克隆就是免疫系統中的一種亞兵種，顯而易見，個體體內的實際T細胞種類（亞兵種）越多其成功抵禦入侵的概率（免疫力）就會越大，如果人體內缺乏針對某一入侵抗原的T細胞亞兵種則可能會導致一些疾病，而人體的這種免疫力在技術上是可以通過對TCR的多樣性檢測出的，同樣，決定人體免疫力強弱的另一個因素就是每一亞兵種的T細胞的數量了，這個數量一般是在104個數量級，這萬級的T細胞則分布在人體免疫系統中脾臟、淋巴結以及外周血等不同地方的。對於不同個體，其體內存在的這些B細胞亞兵種、T細胞亞兵種和各自的數量是不一樣的，這就導致免疫力的個體差異性，同一次疾病流行，有些人染病，有些人不染病，有些人恢復的快，有些人恢復的慢。

　　OK，現在，逗了一圈，我們終於回到最初的問題，T淋巴細胞庫對腫瘤免疫治療效果的影響。　　在腫瘤免疫治療中，因為用於治療的靶點（抗原）都是有限的固定的，所以，不管是哪種技術，最終回輸給患者的細胞中，針對這些有限數量的腫瘤抗原的T細胞種類的數量以及每一種T細胞的絕對數量顯然可以決定最後的療效。比如我們常用的CTL治療方法，以採集100ml外周血用於製備CTL細胞為例，其中共含有約108個淋巴細胞（還包括B淋巴細胞），考慮到剛才提及的個體體內T細胞亞兵種的種類在107數量級，也就是100ml外周血中針對某一特定抗原（比如腫瘤抗原）的na?veT細胞的數量約為幾十至幾百個，按照1000倍的擴增效率計算，最終回輸的1011個細胞中有效抗腫瘤的T細胞的數量則為幾十萬個。所以其實際抗癌的效果是有一定的影響的。而如果這回輸的1011個細胞中有效抗腫瘤的都是或大多是有效針對某一腫瘤抗原的話，其效果理所當然會更強。而現在流行的CAR-T細胞技術和TCR-T細胞技術之所以會有更為明顯的抗癌作用的一個原因就是這兩種細胞治療技術的最終成品中的大多細胞（實際比例取決於transduction效率和純化步驟效率）都是為均一的針對某一腫瘤抗原（如CD19）的T細胞，即所有的細胞都表達有同一針對CD19抗原分子的TCR分子或CAR分子（可以理解為一種人工改造過的BCR）。當然了，除了CAR和TCR技術外，還有一些其它的技術手段可以保證最終細胞製品中T細胞亞兵種的均一性，這不是我們今天要討論的內容。　　另外，現在已經有研究證明患者外周血總T淋巴細胞庫的多樣性（亞兵種的種類）與癌症（如黑色素瘤）接受免疫檢查點抑製劑的臨床效果密切相關（J Immunother Cancer 2015），或許將來T細胞庫的檢測會被用於免疫檢查點抑製劑臨床應用的一個指導指針，而對於相關科研院所、免疫治療公司、甚至投資機構，這應該成為他們關注的一的技術點。
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