專家觀點：膠質瘤的免疫治療－現實與夢想

中國醫科大學附屬第一醫院

神經外科

膠質瘤免疫治療可行嗎？

儘管神經外科學及神經影像學技術不斷發展，膠質瘤患者的預後仍沒有大的改善，這可能與膠質瘤自身的侵襲性及中樞神經系統特殊的病理生理學特點相關。因此，我們亟需發展一種有效且特異的治療模式，進一步清除術後殘餘的浸潤腫瘤細胞，以提高患者生存率、改善預後。免疫療法可以通過激發自身免疫系統來定位和殺滅膠質瘤細胞，因此可能是一種比較理想的治療策略。

中樞神經系統由於缺乏淋巴系統以及存在血腦屏障，通常被認為是免疫豁免器官，然而越來越多的證據表明免疫細胞可以穿越血腦屏障。例如，激活的T淋巴細胞通過表達特異性粘附分子穿過血腦屏障進入中樞神經系統。另外也有很多證據顯示在膠質瘤患者體內存在自發的抗腫瘤免疫反應，例如，在手術切除的膠質瘤標本中我們可以看到各種不同程度的T淋巴細胞浸潤，且淋巴細胞的浸潤狀態與膠質瘤患者預後相關。另外也有人證實在膠質母細胞瘤患者外周血中存在膠質瘤特異性CD8+ T淋巴細胞，這些證據的存在表明膠質瘤具備一定的免疫原性。

除此之外，我們在動物模型中證實免疫治療對於膠質瘤有效，免疫因素(包括過敏和病毒感染等因素)與膠質瘤的發生相關。目前大多數的研究者均認為腫瘤免疫療效與效應 T 淋巴細胞的激活相關，但在我們所建立的免疫療法中，CD4+輔助 T 淋巴細胞起關鍵作用，CD8＋效應 T 淋巴細胞雖然也起作用，但作用有限。同時我們還證實免疫調控因素如熱休克蛋白、血清白蛋白、NFAT1、SATB1、STAT5、TLR9等與膠質瘤進展和預後密切相關，並發現了一種可以預測特定亞型膠質瘤患者預後的 miRNA 組合，此miRNA組合提示免疫因素對膠質瘤預後起重要作用。

目前腦腫瘤研究迫在眉睫的問題是明確免疫療法是否有助於控制膠質瘤的進展。我們通過研究來自CGGA資料庫的297個腦瘤患者組織樣本，依據惡性膠質瘤免疫狀態建立了一套風險評分體系，用於判斷膠質母細胞瘤病人預後，並在TCGA資料庫中得到了驗證。此種評分方法不僅可以預測病人存活時間，還可以用於指導相關的免疫治療。更重要的是，此項研究提示調控局部免疫反應可能成為有效的膠質瘤治療方式，進一步證實恰當的免疫治療不僅有希望顯著延長膠質瘤患者的生存時間，在將來甚至可以治癒膠質瘤。此研究結果發表在Neurolgy雜誌上(影響因子8.3)，受到 Neurology 雜誌 reviewer 的高度評價，被 Neurology 雜誌選為焦點文章，並為此文章配發述評文章，進行新聞發布。美國神經病學學會會員，羅切斯特大學醫學中心的Rifaat Bashir博士和Nimish Mohile博士在「Neurology」雜誌的述評文章中寫道「考慮到膠質母細胞瘤的高度惡性表現，免疫治療能否有效抑制此種腫瘤是當今研究的熱點之一。生物信息學和統計學模型能夠幫助人們在大樣本病例中研究複雜的生物學問題及遺傳學問題。此項研究使我們更好的了解膠質瘤內部免疫狀態在疾病發生髮展中的作用，證實了免疫因素在膠質瘤預後中的重要作用，說明恰當的免疫治療可以增強免疫系統抵抗腫瘤的戰鬥力。改變腫瘤的免疫微環境可能成為一種極具潛力的治療策略，而此項研究所提及的8個基因可能成為有效的治療靶點。」

膠質瘤免疫治療的分類

隨著人們對免疫學認識的逐漸加深，越來越多的免疫治療策略問世。根據免疫系統的防禦特點，我們將目前膠質瘤的免疫治療策略歸納如下：

膠質瘤特異性表面抗原可以作為免疫治療的候選靶點。由於抗體或配體能夠與細胞表面抗原特異性結合，因此可以作為免疫治療的有利工具。部分抗體可以用來直接抑制膠質瘤細胞生長，例如抗EGFRvⅢ抗體。有研究者證實抗EGFRvⅢ單抗 mAb 806 可以顯著抑制EGFRvⅢ轉染的U87異體移植瘤的生長，而且這種抑製表現為劑量依賴關係，當與其他抗EGFR抗體(mAb 528)聯用時其抗腫瘤活性可以得到加強

為提高治療效率，膠質瘤特異性抗體或配體可以與效應分子形成靶向免疫毒素製劑，靶向免疫毒素製劑是一種重組蛋白分子，由兩部分組成：一個是可以識別腫瘤特異性抗原用以靶向腫瘤細胞的載體蛋白，另一個是具有潛在細胞毒性的效應分子，與細胞結合後效應分子可以殺滅腫瘤細胞。載體可以是抗原特異性抗體，或配體(ligands)，如，IL-13、IL-4、TNF-α、轉鐵蛋白等。目前，由於受體配體的分子量與完整抗體相比要小很多，可以克服抗體蛋白組織分布較慢等弊端，因此受體配體作為免疫毒素製劑載體得到了廣泛應用。免疫毒素製劑除了可以抑制蛋白合成之外，還可以在不同細胞周期階段靶向和殺滅膠質瘤。成功的抗體或配體介導的免疫治療取決於膠質瘤細胞特異性表面抗原的鑒定和識別，目前被廣泛使用的膠質瘤靶向抗原有tenascin、EGFR、IL-13Rα2，EGFRvⅢ等。

由於膠質瘤細胞的高度侵襲性，少量腫瘤細胞常浸潤入正常腦組織中，因此術中難以清除所有的腫瘤細胞，這常常會導致術後腫瘤複發甚至於難以再次手術。常規放射治療由於缺乏腫瘤特異性通常難以完全清除這些殘留腫瘤細胞；放射免疫治療利用膠質瘤特異性抗體或配體作為載體輸送放射性核素進入細胞內部，放射性核素物質包括釋放高能β射線的90Y，131I及低能射線的125I等，放射免疫治療的靶點包括EGFR，NCAM和tenascin。

二、以抗原遞呈細胞(APC)為基礎的免疫治療

DC細胞介導的腫瘤疫苗技術為膠質瘤的治療提供了另外一條發展之路。

大多數膠質瘤細胞表達各種免疫抑制因子如PEG2、TGF-β，不表達或極少表達Ⅱ型MHC分子和共刺激分子，使得膠質瘤細胞的抗原遞呈作用微弱，因此治療效果不佳。隨著膠質瘤特異性抗原方面研究的進展，人們通過各種已知或未知膠質瘤抗原致敏DC細胞，誘導腫瘤抗原特異性免疫反應；這些致敏原包括應用酸洗脫的腫瘤細胞表面肽片斷、腫瘤裂解液、腫瘤細胞總RNA、膠質瘤細胞特異性抗原等，還有治療策略是將腫瘤特異性抗原編碼基因轉染入DC細胞將其致敏等。在臨床試驗中，研究者應用自體腫瘤細胞表面來源肽片斷，或腫瘤細胞裂解液致敏DC細胞後，進行疫苗皮下接種，該疫苗可以誘導產生腫瘤抗原特異性T細胞，使患者生存期延長。這些治療策略相對安全，患者耐受力良好，並沒有發現明顯的毒副作用和嚴重的自身免疫反應。我們研究也證實腫瘤細胞提取物致敏的DC細胞疫苗可以延長顱內原位荷瘤鼠的生存期。

膠質瘤細胞基因組的不穩定以及免疫治療選擇壓力的存在，使得膠質瘤抗原逐漸發生變化，新生抗原會隨著膠質瘤發展不斷改變，因此人們開發出DC細胞原位攝取腫瘤相關抗原的治療策略，包括腫瘤組織內直接注射DC細胞，或通過細胞因子及相應配體於腫瘤組織局部募集DC細胞等。在鼠膠質瘤模型中，將新鮮的未成熟DC細胞接種入腫瘤組織中可以激發抗腫瘤免疫反應，另外有報道將轉染INF-α的DC細胞注入中樞神經系統腫瘤內部可以增強外周肽疫苗介導的抗腫瘤活性。此外，在其他一些免疫治療策略中，研究者應用GM-CSF、Flt3L，CpG ODN等作為免疫佐劑募集更多量的APC細胞來到疫苗注射部位以增強治療效果。然而，這些治療方法的治療效果有限，安全性和有效性也有待進一步驗證。

小膠質細胞是中樞神經系統中具有潛在抗原遞呈功能的細胞。組織學分析表明在膠質瘤組織中存在大量的小膠質細胞浸潤，目前已證實在體外環境下小膠質細胞具有一定的遞呈腫瘤抗原的能力，而在體內環境下卻如未成熟DC細胞一樣，小膠質細胞僅表達非常低水平的Ⅰ型Ⅱ型MHC分子及共刺激因子，這可能致使膠質瘤產生免疫耐受。研究者發現膠質瘤中浸潤的小膠質細胞是PGE、IL10和Fas配體的主要來源，在膠質瘤中這些免疫抑制細胞因子及淋巴細胞毒性配體的表達可能是造成膠質瘤局部免疫抑制微環境的主要原因之一。IFN-γ或CpG寡核苷酸能夠激活體內包括小膠質細胞在內的抗原遞呈細胞，激活後小膠質細胞可以具備抗原遞呈能力，在免疫防禦和殺傷腫瘤中起到相應作用。但某些細胞因子如GBM-CSF雖然能夠激活小膠質細胞，但同時它也可以增加膠質瘤細胞的遷移能力，導致疾病診治更加困難。

在膠質瘤患者中可以發現廣泛的免疫系統缺陷，包括T細胞數量下降，T細胞反應能力缺損，早期T細胞受體跨膜信號傳導受損等。因此在高級別膠質瘤患者體內激發強力有效的抗腫瘤免疫反應具有一定的難度，而過繼性免疫治療則是可行方案之一。有研究者報道過繼性輸送腫瘤致敏的淋巴細胞後，該細胞可以向顱內腫瘤移行並且產生抗腫瘤效應。目前一些免疫效應細胞包括NK細胞、LAK細胞、NKT細胞、CTL細胞、TIL細胞和ATTL細胞等均已被用於膠質瘤的治療。

NK細胞、LAK細胞及NKT細胞是抗原非依賴性自然殺傷細胞，LAK細胞是NK細胞或淋巴細胞體外培養時，在高劑量IL-2等細胞因子誘導下成為能夠殺傷NK不敏感腫瘤細胞的殺傷細胞，主要由CD3- CD56+NK細胞組成。NKT細胞是一群細胞表面既有T細胞受體，又有NK細胞受體的特殊T細胞亞群，具有橋接固有免疫和獲得性免疫的能力。這些自然殺傷細胞可以發揮殺傷作用而不受MHC類型的限制。在安全性方面，有人報道注射體外培養擴增的NK細胞是安全的，且在複發膠質瘤患者中具有一定的治療效果。然而，由於NK細胞作用的非特異性、低效性及殺傷作用時間短等原因，臨床上應用自然殺傷細胞治療的效果有限。雖然如此，NK細胞可以與腫瘤特異性過繼性免疫治療聯合應用而發揮療效。

CTL細胞，TIL細胞及ATTLs細胞屬於腫瘤抗原特異性淋巴細胞，CTLs是CD8+T淋巴細胞，可以特異性殺傷腫瘤，受MHC I類型限制。TILs主要由CTLs組成，它可以識別腫瘤細胞表面特異性抗原/MHC I 複合物，且能夠從患者腫瘤組織中加以分離和擴增。CTLs在腫瘤的排斥反應中扮演了至關重要的角色，很多實驗證實CTLs的抗膠質瘤治療具有效果。然而，CD8+CTLs單獨並不能治療膠質瘤，需要CD4+T細胞加以輔助。我們的研究顯示，當缺乏CD4淋巴細胞時，抗腫瘤免疫治療的效果完全喪失，這說明CD4+ T淋巴細胞在膠質瘤的免疫治療中起到了重要的作用。

T淋巴細胞對應腫瘤的殺傷需要腫瘤細胞表達MHC分子，而膠質瘤細胞通常會降低細胞表面MHC分子的表達以逃避免疫。在免疫治療時我們可以對T淋巴細胞進行改造，製備嵌合抗原受體(CAR)-T淋巴細胞，此種T淋巴細胞通過基因工程的方法將腫瘤抗原單鏈抗體與T淋巴細胞激活信號通路相連接，可以有效增加T淋巴細胞的抗腫瘤活性，並避免了腫瘤下調MHC分子而導致的免疫逃逸。

免疫微環境對於免疫細胞的抗腫瘤作用影響巨大，這包括細胞因子的調節，免疫調控點的調節等。有人通過基因工程技術使鼠膠質瘤細胞表達B7.1後可以誘導腫瘤細胞產生細胞毒性反應。這實際上是針對免疫調控點的免疫療法。在正常情況下，為了避免免疫系統的過度激活產生自身免疫性疾病，免疫系統存在調控點，如CTLA4, PD1等，與相應配體結合後，可以抑制T淋巴細胞的激活或增殖。腫瘤細胞往往利用這些調控點進而抑制T淋巴細胞的功能，增加Treg細胞的功能。目前我們可以通過免疫調控點抑製劑如CTLA4 抗體或PD1抗體改善局部免疫微環境，增強T淋巴細胞的功能。CTLA4抗腫瘤免疫療法已經通過FDA的認證。將調控點抑製劑與其他免疫療法或常規療法共同應用是將來免疫治療的趨勢。

細胞因子如：IL-2、IL-4、IL-12、IFN和GM-CSF在抗膠質瘤免疫反應起到了重要作用，可以活化細胞毒性T淋巴細胞和自然殺傷細胞，GM-CSF還能夠使APC類細胞向腫瘤區域募集。有研究者報道大鼠膠質瘤移植瘤模型中，予以大鼠皮下接種轉染INF-γ的腫瘤細胞後，顱內腫瘤體積縮小。目前細胞因子已經被廣泛用於膠質瘤的治療中，這些細胞因子可以調節膠質瘤免疫微環境，抑制腫瘤生長，促進抗腫瘤免疫應答，改變膠質瘤細胞生物學行為等。全身應用細胞因子通常會導致嚴重的毒副作用，因此為了克服此缺陷有研究者嘗試經顱內注射給葯。研究證實顱內局部直接應用細胞因子可以不同程度抑制動物模型中顱腦腫瘤的生長。

膠質瘤免疫治療的展望與夢想

目前在膠質瘤免疫治療方面雖然取得了一些進展，但所有的免疫治療方案在臨床實驗中均不能完全清除腫瘤，包括一些在動物實驗中取得極佳療效的方法。這可能有如下幾方面的原因：1、我們尚沒有闡明膠質瘤細胞的免疫學特性，比如其調節免疫系統，逃避免疫監控的機制等。2、沒有直接針對膠質瘤幹細胞，目前的理論認為膠質瘤幹細胞是膠質瘤發生髮作的基礎。3、我們尚沒有闡明膠質瘤局部免疫微環境在膠質瘤發生髮展中的作用，比如小膠質細胞的作用等。4、沒有良好的可以模擬膠質瘤免疫特性及免疫微環境的動物模型。

儘管有各種不足，由於免疫治療可以調動人體自身的免疫系統，產生特異性抗腫瘤免疫反應，理論上是最理想的膠質瘤治療方法，具有其他治療方法不可逾越的優勢。隨著免疫治療領域理論和技術的進步，我們確信免疫治療會成為最終治癒膠質瘤的最佳或許是唯一的手段。

吳安華

主任醫師、三級教授、博士生導師

中國醫科大學附屬第一醫院神經外科副主任

百千萬人才工程國家級人選，國家有突出貢獻中青年專家，教育部新世紀優秀人才，遼寧省高等學校優秀人才，遼寧省百千萬人才工程百人層次，遼寧省特聘教授，遼寧省科技創新領軍人才。

中華醫學會神經外科學分會青年委員會副主任委員，遼寧省醫學會神經外科學分會副主任委員兼秘書長，中國神經科學學會神經腫瘤分會常委(國家二級學會)，中國抗癌協會神經腫瘤專業委員會委員(國家二級學會)，中國醫促會顱底分會委員(國家二級學會)，中國卒中協會（國家一級協會）理事，中國醫師協會創傷分會(國家二級協會)委員，遼寧省抗癌協會神經腫瘤分會副主任委員。中華創傷雜誌英文版編委。

曾獲得2009年度王忠誠中國神經外科青年醫師獎，發表SCI文章71篇，其中以第一作者和通訊作者發表SCI文章51篇，被他引710餘次。

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