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一文讀懂癌症的免疫療法

題記:癌症的免疫療法近年來真是太「火」了,高規格的國際會議或者國內大小會議都不斷的強調免疫療法的進展。曾經在一次會議上一位講者這樣說道,如今誰做講座不講一下癌症的免疫療法那麼就是「土」。幾年前,我和一位腫瘤研究領域的同學一起探討過,他認為癌症的免疫療法是最有前途的方向。那麼,什麼是癌症免疫療法,它到底分為哪幾種類型,它的基本原理是什麼?本文著力於解決這個問題。

什麼是免疫系統?

這個問題從以下幾個方面來回答。1,免疫系統是人體忠誠的衛士,防禦外敵。當身體外的致病菌、病毒、毒素等有害物質進入人體內時,免疫系統就首先「識別」它們是「壞人」,然後群起而攻之消滅它們,從而達到保護機體的目的。這裡想舉個例子,艾滋病(AIDS)是大家耳熟能詳的一種病,AIDS是英文名稱Acquired Immune Deficiency Syndrome (獲得性免疫缺陷綜合征)的縮寫。當一個人患有艾滋病時,它的免疫系統就出大問題了,這個時候人體就變得很脆弱。北京霧霾中的各種病菌、自來水中的有害微生物、飯桌上白米飯中看不見的毒素等,一哄而上的被艾滋病人吸收入體內,正常來說免疫系統可以一舉消滅它們,但是免疫缺陷了就不好說了。所以,艾滋病人就如沒有防禦衛士的空城,最終抵抗不了這惡毒的社會。2,免疫系統分三個水平:免疫器官、免疫細胞、免疫物質。免疫器官如骨髓、胸腺與淋巴結等,它是一切免疫反應的發祥地,如果把免疫器官破壞了,那麼相當於水源污染一樣嚴重;免疫細胞如T細胞、B細胞、巨噬細胞等,它們通過循環系統去識別「壞人」,它們的濃度直接反映了免疫的潛能;免疫物質如抗體,它直接為消滅「壞人」的執行者,一般是有免疫細胞產生。

癌症免疫治療的思路是什麼?

這裡有兩種思路:1,通過一定方法刺激患者的免疫系統,使它產生更強的免疫反應。例如加入一些刺激因子讓身體比平時多產生T細胞,這時T細胞濃度增加,消滅腫瘤細胞的能力增強。2,直接給患者體內注入免疫物質(如抗體),這樣的方法就如直接增加了城市裡士兵的兵器數量一樣,它消滅腫瘤細胞的能力也增強了。

癌症免疫治療的難點是什麼?

這個問題從以下幾個方面講:1,我們通過癌症免疫治療理想的狀況是想達到以下效果:腫瘤細胞和正常細胞長的完全不一樣,腫瘤細胞表面有一種非常容易識別的標誌物,通過它免疫系統把它們全部攻擊、一網打盡,同時正常細胞表面沒有這種標誌物,正常細胞一個也不損耗。2,現實與理想差距總是非常大的。首先免疫系統有時候不認為腫瘤細胞是「外來壞人」,因為腫瘤細胞本來就來自於人體自身,長得很像;其次免疫系統即使是識別出腫瘤細胞,有時候免疫反應還不夠激烈,不能夠完全消滅腫瘤細胞;最後有些腫瘤細胞可以釋放一些特殊物質,這種特殊物質可以阻止免疫系統攻擊它們。

癌症免疫治療的類型有哪些?

這個問題從以下幾個方面來講:1,癌症免疫治療方法可分為四類,單克隆抗體、免疫檢查點抑製劑、癌症疫苗、非特異性癌症免疫療法。2,單克隆抗體(Monoclonal antibodies, mAb),通過向人體內注入這些單克隆抗體,它們可以特異性地找到腫瘤細胞上的標誌物(抗原),抗體-抗原特異性結合,這時候要麼抗體直接幹掉腫瘤細胞,要麼召集其它免疫系統的夥伴消滅腫瘤細胞。例如在Chronic Lymphocytic Leukemia (慢性淋巴細胞白血病,CLL)中,阿侖單抗(Alemtuzumab,Campath)結合在CD52抗原上,該抗原位於淋巴球(含有白血病細胞)上,結合上後的這一舉動就馬上會吸引免疫細胞過來摧毀這些「壞細胞」。再舉一個我熟悉的例子,每次銷售培訓都會一遍一遍的給他們講:結直腸癌中EGFR的過度活化可引起腫瘤細胞持續增長,如果某種藥物能夠抑制EGFR的活性理論上可以減弱這樣的作用,而事實上西妥昔單抗(Cetuximab, Erbitux,愛必妥)正是這樣的藥物,它可以特異性識別EGFR,然後降低它的活性。通過各方試驗驗證,大家已經形成共識且寫入權威指南,某些情況下結直腸癌患者首選該藥物,因為這樣的方案相比其他方案患者總生存更高。綜上所述,單克隆抗體是實實在在有它的價值的。3,免疫檢查點抑製劑(Immune checkpoint inhibitors),這個概念需要稍微花點時間做一下說明,它僅一兩年來非常「火」。我們知道免疫細胞會識別「外來壞人」,然後攻擊它,而不會錯誤地攻擊「自己人」(正常好細胞)。至少有兩種機制可以實現上述正確識別:第一腫瘤細胞表面有特異性抗原,正常細胞沒有,免疫細胞根據這個判別好壞;第二正常細胞表面長著「暗號防禦物」,當免疫細胞碰到正常細胞並準備攻擊時,這個「暗號防禦物」就會告訴它我是好人,請「剎車」,不要撞擊我不要攻擊我。可恨的是,有的腫瘤細胞學習到了這一套而且變本加厲,它們的表面周身長著這樣的「暗號防禦物」,當免疫細胞碰到腫瘤細胞時,這些暗號物質同樣告訴它,請「剎車」,不要撞擊我不要攻擊我,我是好人。它「欺騙」了免疫細胞,這些免疫細胞便走了。所謂的免疫檢查點抑製劑,免疫檢查點指的就是「暗號防禦物」,如果將它們抑制掉,那麼免疫細胞便不再受欺騙,直接攻擊它,因為沒有暗號的人就是壞人。市場上的PD1抑製劑、PD-L1抑製劑與CTLA-4抑製劑就是這一類型,由於非常好的效果,FDA已經批准用於各種癌症的治療。這一方面的知識在後文中有詳細介紹。4,癌症疫苗,概況來講,就是癌細胞表面有一些特定的抗原,正常的免疫系統會認識它並且攻擊它,而現在我們就往機體內只注射這個抗原,那麼免疫系統碰到這高濃度的特定抗原就更興奮了,於是通過這樣來治療癌症。5,非特異癌症免疫療法(Non-specific cancer immunotherapy),概況來講,就是通過注入機體內一些特殊的刺激物質,該刺激物能夠從總體上增強免疫反應。猶如母雞每天只下一個蛋,但是我們給它餵食特定的激素刺激它,或許一天就可以下兩個了。Interleukin-2 (IL-2),白介素2可以促進免疫系統生長和分裂的更快,這相當於促進「水源」多出水一樣。目前,人造白介素2已經被批准用於晚期腎癌與黑色素瘤。雖然在某些癌症中效果不錯,但是副作用是局限它使用的一個重要因素。

癌症免疫治療的具體實例,真正的作用有多少?

一 免疫抑製劑之PD1與PD-L1

如果你還未聽說過PD1或者PD-L1,尤其是你是腫瘤領域從業者,那幾乎是不大可能。近年來,它們已經在國內外專家的鼓吹下變為了Super Star。那麼下面就讓我們來詳細認識一下它們。1,什麼是PD1(Programmed cell death protein 1)與PD-L1(Programmed death-ligand 1):PD1長在T細胞上,PD-L1長在腫瘤細胞上,它們可以相互結合;當正常T細胞通過PD1與腫瘤細胞PD-L1結合時,T細胞就不攻擊腫瘤細胞了。一句話,PD1與PD-L1結合阻止T細胞攻擊腫瘤細胞。2,PD1與PD-L1免疫抑製劑的思路是什麼:既然PD1與PD-L1結合阻止T細胞攻擊腫瘤細胞,那麼我們就阻止PD1與PD-L1結合,原理就是這麼簡單。目前採取的方法有兩種,第一種我去抑制PD1使PD-L1結合不上去,第二種我去抑制PD-L1使PD1結合不上去。無論哪種方法,都能達到阻止PD1與PD-L1的結合。3,FDA批准的PD1與PD-L1免疫抑製劑有哪些:截止2016年,有3個藥物獲批,Nivolumab(納武單抗,Opdivo;黑色素瘤,肺癌,腎癌,淋巴瘤),Pembrolizumab( Keytruda,黑色素瘤,肺癌),Atezolizumab (阿特朱單抗,Tecentriq,尿路上皮癌)。可以看到,黑色素瘤、肺癌是大家所關心的癌種。4,PD1與PD-L1抑製劑療效怎麼樣:FDA既然在一些癌種批准了這些葯,至少在這些癌種中它的效果是非常明顯的,例如在晚期腎癌中,標準療法依維莫司與納武單抗對比發現中位生存有顯著差別,mOS(18.8月 Vs 21.8月),粗略地講服用納武單抗的患者要多活3個月;其它癌種我未一一核實,但是其情況應該是大同小異。5,理論上講凡是腫瘤細胞上有PD-L1的,服用PD-1或者PD-L1抑製劑都有效果,實際情況呢?:實際情況顯然不是這樣的,第一點是我們眼睛看到的實際情況就是這樣,沒有為什麼。有學者做的II期臨床研究表明,Pembrolizumab的使用並不能顯著改善OS與PFS,所以它至少在結直腸癌中獲批是遇到了阻力的;第二點是癌種間的差別性與個體間差異性。第三點是未知原因,有待進一步研究。6,到底哪些患者對PD1或者PD-L1抑製劑受益更多?:第一點是多數腫瘤中PD-L1高表達的患者獲益較好,第二點是腫瘤細胞的基因突變點越多患者獲益較好,第三點是吸煙、腫瘤或瘤周CD8+細胞侵潤的患者獲益較好,第四點是多種血液指標可預測抑製劑療效。雖然預測指標是這樣,但是具體到個體總是會有差異的,這一點必須明確。

二 免疫抑製劑之CTLA-4

CTLA-4(細胞毒T淋巴細胞相關抗原4,Cytotoxic T lymphocyte-associated antigen-4)。這裡我想講一個故事,以前在念碩士研究生時聽到學院院長喜歡這樣講,一個研究便是一個Story。初始T細胞想要發揮作用,首先需要變成效應T細胞,這種質的突變需要兩個重要的過程:第一是T細胞上的抗原受體(TCR)與抗原肽(Antigenic peptide)相互作用,這是一個特異性識別的過程;第二是共刺激信號:(研究透徹些)T細胞表面的CD28,它與腫瘤細胞表面上的B7分子(CD80和CD86)結合便可激活自己。值得注意的是,CD28旁邊有一個東西叫做CTLA-4,它同樣可以結合B7分子(CD80和CD86),而且它的結合親和力比CD28更高。CTLA-4與B7分子結合後使得T細胞「感冒」,T細胞的免疫作用因此而減弱,這是問題的關鍵所在。1,我們只要抑制CTLA-4與B7分子的結合,理論上就可以使T細胞不患「感冒病」,讓T細胞變為效應T細胞發揮它應有的作用,攻擊腫瘤細胞。2,FDA批准的CTLA-4抑製劑只有一個:Ipilimumab(伊武單抗,Yervoy,黑色素瘤),它是一種單克隆抗體,可以特異性結合在CTLA-4上,這樣一來B7分子就結合不上CTLA-4了。3,在黑色素瘤中,2011年FDA批准了該葯,由於相對於對照組Ipilimumab發揮了較大功效,mOS(10.1個月 Vs 6.4個月)。通俗來講,使用Ipilimumab的患者平均來講要多活4個月。

三 免疫療法之CAR-T

這個治療方法從以下幾個方面來介紹:1,如果用一句話來簡單概況什麼是CAR-T治療,我會選擇:人工改造患者的免疫細胞從而更好地攻擊腫瘤細胞的方法2,CAR-T療法的全稱是Chimeric Antigen Receptors T-Cell Therapy,嵌合抗原受體T細胞療法,聽著這種名字心就煩,因為如果不知道過程根本不知道在說什麼。3,CAR-T療法是什麼?:首先從患者身上抽血,在血液中分離富集T細胞;然後對T細胞進行人工改造,在T細胞表面種植上特殊的受體(CARs,嵌合抗原受體),這個CARs可以特異性識別腫瘤細胞表面的抗原;這種改造後的T細胞在實驗室進行細胞培養,然後它就複製成幾十億個這樣的改造T細胞;此時再將T細胞輸入患者體內,情況進行順利的話這些改造後的T細胞可以在血液中進行增殖;這些改造後的T細胞由於有CARs便可以找到腫瘤細胞,然後將它們消滅。4,CAR-T療法真的有多大用處呢?:這裡借用Riddell的報道來說明,29例化療後或骨髓移植後複發的ALL(急性淋巴細胞白血病)患者中完全緩解率為93%,在一例患者的腎臟以及其他患者的胃中,非霍奇金淋巴瘤腫瘤細胞被「CAR T細胞完全消滅」了。總而言之,該療法在血液腫瘤中使用較多,目前也是免疫治療領域的一大熱門。

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