肺癌治療中的T細胞相關免疫療法(綜述）

江蘇徐州醫學院的 Ke Li 和 Qing Zhang 等在 journal of cancer research and clinical oncology 雜誌 2014 年 11 期發表了一篇關於 T 細胞相關免疫療法治療肺癌的綜述，在文中探討了近期有關 T 細胞治療肺癌的作用，為 T 細胞相關免疫療的可能應用以及治療方法提供了信息。

摘要

通過檢索 PUBMED 資料庫彙集當前臨床上用於肺癌治療的不同 T 細胞類型，匯總分析了細胞毒性 T 細胞、自然殺傷 T 細胞、γδ T 細胞、淋巴因子激活的殺傷細胞、腫瘤浸潤淋巴細胞、細胞因子誘導的殺傷細胞以及基因修飾 T 細胞在肺癌治療方面的優缺點，也探討了它們的抗腫瘤機制以及在未來的研究方向。結論：T 細胞是腫瘤發生的關鍵因素，因此也成為了肺癌治療的重要靶點。T 細胞相關的細胞免疫治療作為補充治療，為傳統的肺癌治療打開了一個窗口，進一步的研究有助於提高肺癌患者的臨床療效。

背景介紹

肺癌是最常見的癌症，也是全球癌症死亡率最高的病因，每年因肺癌死亡的人數約為 130 萬。它的特點是發病率高和預後差，在美國 2013 年新確診病例約為 22.8 萬。當前的主要治療手段為手術及放化療。

過去的二十年中，不同腫瘤免疫治療技術已顯現臨床收益，特別是在細胞免疫治療方面。作為細胞免疫療法的核心，T 細胞在肺癌治療及研究中佔據著重要位置。

藉助於主要組織相容性複合物（MHC）I 類分子，腫瘤細胞可呈遞抗原至 CD8+ T 細胞並使其激活，這個過程不僅依賴於 T 細胞受體（TCR）介導的抗原特異性信號，也需要共刺激信號。

活化的 CD8+ T 細胞釋放細胞因子殺傷腫瘤細胞的同時，CD4+Th 細胞介導白介素 2（IL-2）和干擾素（IFN-γ）分泌，從而增強 CD8+T 細胞對腫瘤細胞的作用（圖 1）。免疫逃逸路徑使部分腫瘤細胞得以生存。

抑制腫瘤細胞分泌細胞因子，抑制 T 細胞調控以及 MHC 分子下調，共刺激分子與腫瘤相關抗原（TAA）均可使 T 細胞功能減弱並降低它們消除腫瘤細胞的能力。為了增強抗腫瘤效果，可通過促進 T 細胞增殖或提高其識別和攻擊腫瘤細胞的能力來提升 T 細胞的數量和質量。

已有多項臨床試驗分別檢驗了不同的免疫治療策略對肺癌的療效，其中大部分均顯示出令人鼓舞的結果。臨床實踐中常用的三種方法分別是：1. 從患者外周血分離出淋巴細胞，進行體外增殖後再回輸給患者 (如γδ T 細胞)；

2. 從患者外周血、腫瘤組織或淋巴結分離出淋巴細胞，進行體外增殖和激活，將活化的淋巴細胞回輸給患者 （如細胞因子誘導的殺傷細胞）；3. 從患者外周血分離出淋巴細胞，進行體外增殖和修飾，將經過基因修飾的淋巴細胞回輸給患者（如嵌合抗原受體修飾的 T 細胞）。

細胞毒性 T 淋巴細胞

細胞毒性 T 淋巴細胞（CTLs）為 CD8+αβ T 細胞，是抗腫瘤免疫的主要力量。這些細胞能夠識別 MHC I 類分子，遞呈 TAAs，釋放顆粒酶和穿孔素以溶解腫瘤細胞（圖 1）。腫瘤癌巢和間質所含的 CD8+ T 細胞數可作為 IV 期非小細胞肺癌（NSCLC）化療的獨立預後因子。

研究發現，25–94 %NSCLC 患者體內的 MHC I 類分子表達下調，因而導致 CTLs 不能夠識別腫瘤細胞。Baba 等學者認為恢復 MHC I 類鏈相關分子 A 的表達可能消除腫瘤細胞逃脫 CTLs 和自然殺傷細胞（NK）攻擊。

另一種最終可能證明卓有成效的策略是應用抗體治療。T 細胞表面表達的程序性細胞死亡 -1（PD-1）和細胞毒性 T 淋巴細胞抗體 -4(CTLA-4) 與 T 細胞的免疫不全有關。它們的抗體已在臨床上顯出治療肺癌的療效。

由於 MHC 和共刺激分子的下調，回輸 CTLs 便無效。這種情況下以 CTLs 回輸治療肺癌，目前尚沒有療沒有成功的案例。識別與 MHC 表達缺失有關的重要因素有可能成為開發免疫治療策略的一個新方向。

注射與 TAA 類似的肽疫苗可刺激 T 細胞，增加可用來攻擊 TAA 陽性腫瘤細胞的 CTL 的數量。癌症疫苗的研發基於刺激抗腫瘤免疫應答，它們與傳統的治療方法的組合可能有助於提高療效。

自然殺傷 T 細胞

自然殺傷 T 細胞（NKT 細胞），1986 年首次獲得鑒定，它具有 T 細胞和 NK 細胞共同的屬性。 其特徵是通過唯一不變基因片段編碼的 T 細胞受體表達，這個編碼基因片段為小鼠 Vα14-Jα18 或人類 Vα24-Jα18 片段。NKT 細胞可識別 CD1d 提呈的α- 半乳糖神經醯胺（α-GalCer）。

由於能夠迅速產生大量 IFN-γ，不變的 NKT（iNKT）細胞可增加抗腫瘤應答，IFN-γ作為炎性細胞因子標誌，在 NK 細胞攻擊 MHC 陰性腫瘤和 CTLs 殺傷 MHC 陽性腫瘤的過程中至關重要（圖 1）。

Jusufovic 曾報道，NKT 細胞應答在肺癌組織中比在患者的健康肺組織中更活躍，同樣在小細胞肺癌中比非小細胞肺部中活躍。患有各種惡性腫瘤的患者體內可觀察到 iNKT 細胞的數量和功能下降，且與不良臨床預後相關。針對功能性 NKT 細胞復甦的治療性干預策略將是癌症治療合理方法。

一項 I 期試驗表明，晚期和複發的 NSCLC 患者予以活化 NKT 細胞注射後耐受良好，僅出現輕微不良反應。另一項以 iNKT 為基礎的細胞免疫療法臨床試驗顯示，患者輸注配體 -pulsed 抗原提呈細胞和 / 或活化 iNKT 細胞後安全且耐受性良好。

患者注射α-GalCer pulsed - 抗原提呈細胞後可誘導 iNKT 細胞對腫瘤微環境的明顯浸潤和活化，α-GalCer- 刺激的 TILs 促使 IFN-γ的大量生成。另一項 I-II 期試驗結果類似，注射α-GalCer pulsed IL-2 / GM-CSF 培養的外周血單核細胞（PBMC）後，可延長晚期和複發 NSCLC 的中位生存期。

目前對 NKT 細胞的研究有兩個熱點。一種是誘導多能幹細胞（iPS）- 衍生 NKT 細胞。iPS 可採用 Oct3/ 4、Sox2、Klf4 和 c-Myc 基因從成熟的 NKT 中生成，然後在體外通過 IL-7 和 FLT3L 促使其發育成官能性 NKT 細胞。

iPS- 衍生 NKT 細胞能夠在體內發揮功能，但在推進到臨床應用前必須進行更多的研究。另一種則是含有腫瘤 mRNA 和α- GalCer/CD1d 的載體細胞，用於促進誘導腫瘤特異性長期記憶的 CD8+ T 細胞的應答，從而抑制腫瘤生長。

γδ T 細胞

在人體血液中，γδ T 細胞占 T 淋巴細胞總數的 2-10％，發揮免疫監視作用。與αβT 細胞不同，它的活化需要通過抗原加工和抗原提呈細胞呈現的 MHC 限制肽，γδT 細胞通過γδ TCR 直接識別腫瘤抗原，對微生物病原體和腫瘤具有強大的非 MHC- 限制性溶解活性。

臨床試驗已評價了以γδT 細胞為基礎的免疫療法對非霍奇金淋巴瘤、多發性骨髓瘤和包括肺癌在內的實體瘤的療效和安全性。其中使用最廣泛的是 Vγ9δ2T 細胞，它對 CD8+ T 細胞交叉呈遞的可溶性蛋白尤為有效。

合成的 phosphostim 和 IL-2 激動劑可以擴增來自多個骨髓瘤患者的 Vγ9δ2T 細胞，促進它對人骨髓瘤細胞高效穩定的殺傷作用。類似方法用於治療腎細胞癌的可行性也獲得了證明。兩項 I 期試驗證實了γδT 細胞治療肺癌的安全性和有效性。

目前的研究策略在於通過與雙膦酸酯組合和基因修飾提高γδT 細胞的抗腫瘤作用。前者可通過刺激γδT 細胞的擴增提高腫瘤免疫監視作用，而後者旨在增強識別和攻擊能力。αβTCR 和 CD8 進入γδT 細胞的共轉導所產生抗原特異性活性，與 CTLs 在體外和體內的活性相同。

遺傳修飾的γδT 細胞使轉移性黑色素瘤消退。CDR3δ嫁接 -γ9δ2 T 細胞在裸鼠體內顯示出對卵巢癌的抗癌作用。

淋巴因子激活的殺傷細胞

淋巴因子激活的殺傷細胞（LAK）在 1982 年由 Rosenberg 的實驗室首次報道。在體外實驗中，IL-2 刺激的淋巴細胞可殺死對 CTL 或 NK 細胞不敏感的腫瘤細胞。LAK 細胞用於晚期腫瘤的治療可以追溯到 1985 年。

為增強 LAK 細胞的功效，患者在治療過程中須注射重組 IL-2（rIL-2）。胸膜內自體移植或同種異體移植的 LAK 細胞與 rIL-2 聯合治療伴惡性胸腔積液的 121 例晚期肺癌，結果顯示：積液消失 71 例（58.6％），45 例（36.2％）積液顯著下降，患者無嚴重副作用。

另一項臨床試驗中，非根治性切除術後的 105 例原發性肺癌患者隨機分為兩組，結果顯示放療或化療結合 IL-2 和 LAK 細胞試驗組的 7 年生存率優於對照組（放療或化療）。一項 III 期臨床試驗也報告了類似結果。粒細胞巨噬細胞集落刺激因子（GM-CSF）和高劑量糖皮質激素均可增加 LAK 在肺癌患者體內的活性。

LAK 細胞的臨床應用與大劑量 IL-2 有關聯，一些嚴重的副作用亦獲報導，如毛細血管滲漏綜合征（CLS），可導致低血壓、少尿、肺水腫和呼吸困難。這些不良影響可能是限制 LAK 細胞臨床應用發展的障礙。

腫瘤浸潤淋巴細胞

腫瘤浸潤淋巴細胞（TILs），由 Rosenberg 的研究小組在 1986 年首度確定，是從腫瘤樣本、引流淋巴結或惡性積液中分離獲得。將一份標本處理成暴露於高劑量 IL-2 中的單細胞懸浮液，以增加淋巴細胞數量，隨後將其回輸給患者。

腫瘤間質炎症細胞主要由腫瘤浸潤淋巴細胞（約 2/3）和腫瘤相關巨噬細胞（TAMs，約 1/3）組成，但它們的複製性差，大都被腫瘤基質吸收。

研究顯示了 TILs 治療 NSCLC 的有效性。腫瘤內部高水平的 TILs 與疾病複發風險降低以及無病生存期提高相關。從外科手術樣品中獲取 TILs 進行體外擴增具可行性，可延長晚期 NSCLC 的生存期並控制殘留病灶。

1996 年，通過 IL-2 基因改造的 TILs 回輸治療了 10 例晚期伴有胸腔積液的肺癌，有 6 例胸腔無積液超過 4 周，1 例出現原發腫瘤病灶縮小。

TILs 回輸治療肺癌的優點在於特異性和安全性。但也存在自身的局限性：通過手術獲得樣本的困難性、合併使用高劑量的 IL-2 的有關不良反應、5 周的培養周期較長等，都是該方法的不足之處（表 1）。

表 1. 各種治療肺癌的過繼性細胞免疫療法比較

細胞因子誘導的殺傷細胞

細胞因子誘導的殺傷細胞（CIK）細胞於 1991 年由斯坦福大學的 Schmidt Wolf 首度報道。用不同細胞因子，如 CD3 單克隆抗體、IL-2 和 IFN-γ進行刺激，可使 PBMC 轉化成 CIK 細胞並具有 CD3 + CD56 + 的特徵性表型。

CIK 細胞的出現標誌著過繼性治療方法的一個轉折點。在過去二十年間世界各地進行了多項臨床試驗已全世界進行，特別是在中國。一項 II 期臨床研究中，自體 CIK 細胞免疫治療提高了傳統化療對晚期 NSCLC 的療效。

DC 激活的 CIK 細胞增強抗腫瘤效果，化療聯合 CIK/ DC 細胞可以提高晚期 NSCLC 臨床結果。CIK 細胞與內皮抑素或 DC 為基礎的癌症疫苗聯合對於改善臨床效果可起到協同作用。

近年來，CIK 細胞因其高增殖率和細胞毒活性，特別是 DC 激活後的活性，它已被廣泛地用作多種癌症的免疫治療。TILs 的體外細胞培養周期大約需要 2 周（表 1）。CIK 經細胞因子誘導後，細胞數量在第 14 天至第 21 天可達到頂峰，平均增加近 600 倍，同時 CIK 細胞的細胞毒活性最高。

累計移植的 CIK 細胞數達到 9?11 數量級，而同時轉移 DCs 可增強 CIK 細胞的功能，減少總細胞數（表 1）。

由於簡單易行、體外培養周期適度、較少的不良反應和患者依從性較好的優點，CIK（CIK/ DC）治療方法療法獲得了廣泛使用。然而，CIK 療法目前還未能成為肺癌的常規治療手段，與手術、化療和放療相提並論。

有兩種可能原因：（1）細胞治療需要個體化，不可能象藥物那樣大規模生產；（2）當前的細胞免疫療法成本高昂，許多患者不能負擔。治療費用下降將使 CIK 治療可惠及更多的患者。

基因修飾的 T 細胞

第一個合法的轉基因研究在 20 年前獲得批准，癌症的基因治療仍然充滿希望。腫瘤細胞表面表達的 TAAs 由於可被 T 細胞識別，在腫瘤免疫中相當重要。

工程化的 T 細胞識別腫瘤細胞表面的 TAAs，可以規避局部和全身耐受性機制，這種機制使內源性抗腫瘤 T 細胞的作用受到限制，也克服了從患者體內分離及擴增腫瘤反應性 T 細胞的供給難題。MHC 限制性αβTCR 基因已獲廣泛研究，但它治療肺癌的療效還僅限於動物模型評價。雜合 TCR 的出現使其發展速度放緩。

嵌合抗原受體（CAR）修飾的 T 細胞是基因治療的最新形式。這些受體結合了主要的非 MHC 限制性作用與 T 細胞激活機制。CAR 胞內信號域從單個信號單元被修飾成共刺激內域，包括 CD28 和 4-1BB。歸巢和自殺基因等元素的加入有望提高其安全性。

CAR 修飾 T 細胞的抗腫瘤效果在臨床研究中也有據可查。CAR 修飾 T 細胞治療，使 75 例成人和兒童白血病中 45 例獲得完全緩解。但 CAR 治療肺癌的試驗較治療白血病鮮見得多，可能原因是：缺乏肺癌相關抗原，T 細胞遷移黏附到腫瘤位點的作用差以及腫瘤局部免疫抑制微環境的細胞毒活性低。

儘管臨床研究仍在繼續，但評價抗 CEA 的 T 細胞療法治療多種癌症的早期試驗由於安全性因素及缺乏療效已經終止（表 2）。CAR 的限制在於 off-target 的自身免疫毒性和插入突變可能性。例如，以 CD19 為靶點的 CAR T 細胞可攻擊 CD19+ 正常細胞和慢性淋巴細胞性白血病細胞，使 CD19+ B 細胞持續不足。

表 2. 細胞免疫療法治療肺癌的臨床試驗一覽表

研究者試圖以選擇高特異性的 TAAs 來解決這一難題。EGFR、VEGFR 和 CEA 等分子靶標，目前均用於免疫治療，如疫苗、單克隆抗體、雙特異性抗體和基因修飾的淋巴細胞等（表 2）。其中大多數都還處於研究階段，少數已上市藥物如西妥昔單抗，已經在患者身上顯示出獲益。但這些抗原不僅表達於肺癌細胞，也表達於其他實體瘤細胞。

一些肺癌研究表明，肺癌細胞表面存在一些過表達的蛋白，如 KK-LC-1，可以促進 T 細胞的識別和殺傷作用，這些蛋白可能成為肺癌免疫治療的靶點。如果進一步的研究能夠證明它們的特異性，它們可以被選為肽疫苗或 CAR 修飾 T 細胞的靶點。

雖然基因修飾的 T 細胞與疫苗具有共同的靶點，後者具有能夠大規模生產的優勢，而前者則發展緩慢。未來的工作需要加強生物企業、醫療中心和學術機構之間的合作，促進基因修飾 T 細胞的高效生產。

討論

儘管研究人員為提高 T 細胞的功能付出了努力，結果並不如預期的那樣樂觀。只有少量 T 細胞可以滲入腫瘤組織，在免疫逃逸和缺乏高特異性抗原的情況下保持其功能。選擇高特異性抗原對於提高 CAR 修飾 T 細胞或疫苗極為重要。表 2 中列舉的肺癌相關抗原可以為設計針對不同患者的單靶點或多靶點免疫治療方法提供幫助。

開發能夠恢復或提高腫瘤部位的 T 細胞功能的藥物，有可能獲得更好的臨床療效。例如核心蛋白聚糖，是富亮氨酸小分子蛋白聚糖家族的原型之一，在調節纖維裝配中發揮主要作用。它可存在於腫瘤微環境中，通過直接或間接靶向信號分子參與細胞生長、存活、轉移和血管生成從而影響各種癌症生物學作用。

文獻報道生薑的天然成分 6- 姜酚具有抗炎和抗腫瘤活性。6- 姜酚能夠抑制接種在小鼠腹部的腫瘤細胞的生長，如 B16F1 黑素瘤、H-1299 人肺癌、RENCA 腎細胞癌和 CT26 結腸癌等。6- 姜酚治療荷瘤小鼠可使 CD4+ 和 CD8+ T 細胞和 B220+ B 細胞大量滲入，減少 CD4+Foxp3+ 調節性 T 細胞。

在 6- 姜酚治療小鼠體內可觀察到 CD8+ 腫瘤浸潤 T 細胞強烈表達 IFN-γ。6- 姜酚在細胞回輸過程中使用，可在一定程度上幫助克服 T 細胞或基因修飾 T 細胞的低靶向性。雙特異性抗體同時識別靶抗原和激活免疫效應細胞表面受體（如 CD3）的能力，使它們有可能成為重定向免疫細胞殺死癌細胞的工具。

這為複雜問題提供了一個簡單解決方案，部分藥物正在進行臨床試驗（表 2）。學術界對於肺癌和免疫系統之間關係的理解所取得的進展，造就了已被廣泛報道的許多成功治療案例。作為肺癌細胞免疫療法的核心，T 細胞在腫瘤治療學的形成和進展中處於關鍵位置。近年來，肺癌的 T 細胞相關免疫治療逐漸取得進展，成績令人鼓舞。

在臨床實踐中，T 細胞免疫治療用結合細胞因子、疫苗和抗體可有效地提高肺癌患者總生存期。雖然它並不是治癒性治療手段，但 T 細胞免疫治療早期肺癌能有效去除術後殘留的腫瘤細胞，如果將肺癌看作慢性呼吸系統疾病治療，T 細胞免疫療法則維持晚期肺癌患者病情穩定的有效手段。

編輯： 鐵玲

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