三、肿瘤免疫治疗
近年来，随着免疫学技术的发展，免疫治疗已成为临床治疗疾病的重要手段之一。肿瘤免疫治疗是通过激发和提高机体免疫功能而控制肿瘤的一种治疗方法，有望成为继手术、放疗和化疗后第四种常规的肿瘤治疗手段，目前已有多种免疫治疗试剂进入临床应用（表16-1）。肿瘤免疫治疗包括主动免疫治疗和被动免疫治疗两大类。主动免疫治疗是通过刺激机体内在的免疫反应增强机体抗肿瘤免疫的一种免疫治疗；被动免疫治疗是通过给予外源性抗体或其他免疫成分提高机体的抗肿瘤免疫反应的一种免疫治疗。
表16-1 临床常用肿瘤免疫治疗试剂
（续表）
1．主动免疫治疗 包括非特异性主动免疫治疗和特异性主动免疫治疗两大类。
（1）非特异性主动免疫治疗 通过给予细胞因子、共刺激分子或非特异性刺激因子非特异性的激发机体免疫系统，增强机体的抗肿瘤免疫反应。细胞因子具有广泛的抗肿瘤活性，目前常用的细胞因子有IL-2、IL-4、IL-12、IL-15、GM-CSF、IFN-γ和TNF等。常用的非特异性刺激因子有卡介苗（BCG）、CpG 寡聚脱氧核苷酸（ODN）、短小棒状杆菌（PV）和左旋咪唑（LMS）等。
IL-2作为可促进T细胞、NK细胞增殖和功能的细胞因子，已被用于转移性黑色素瘤的治疗，约15%～20%的黑色素瘤患者在接受高剂量IL-2治疗后肿瘤发生消退。此外，IL-12在小鼠肿瘤模型中也展现出了良好的应用前景，IL-12可激活并增强NK 细胞对HER2／neu＋乳腺癌细胞的杀伤效应，因此，IL-12也是具有潜在临床免疫治疗疗效的细胞因子。
GM-CSF被用于靶向肿瘤分化的治疗策略，该策略试图通过促进肿瘤细胞分化成熟，从而降低其自我更新和增殖分裂能力。研究表明，GM-CSF可促进小鼠髓细胞白血病分化并降低其自我更新能力。
IFN可通过抑制增殖或激活NK细胞、巨噬细胞等免疫细胞来发挥抗癌作用。IFN-α和IFN-β用于治疗黑色素瘤和肾细胞癌有效率约为10%～15%，用于治疗卡波西氏肉瘤约有20%的有效率，淋巴瘤患者对IFN-α和IFN-β治疗的反应率约为40%，而多毛细胞白血病（hairy cell leukemia）患者的反应率高达80%～90%。
（2）特异性主动免疫治疗 通过给予肿瘤疫苗或抗独特型抗体疫苗特异性激发机体的抗肿瘤免疫反应。肿瘤疫苗可以是灭活的自体肿瘤细胞、提取的肿瘤抗原、人工合成的肿瘤抗原肽，也可以是病毒抗原、DNA疫苗或APC疫苗。由于DC具有很强的抗原处理与提呈能力，用已知的肿瘤抗原、肿瘤细胞、肿瘤组织裂解物等预先在体外致敏患者的DC，然后将激活的DC给予患者，诱导机体产生特异性抗肿瘤免疫反应已成为肿瘤免疫治疗方法。2010年4月美国FDA批准的Sipuleucel-T（Provenge）即是用GM-CSF与前列腺酸性磷酸酶（prostatic acid phosphatase）融合蛋白体外致敏和激活DC，用于治疗难治性前列腺癌。Sipuleucel-T是首个被FDA 批准的治疗性肿瘤疫苗。此外，由于病毒感染与多种肿瘤的发生密切相关，利用病毒疫苗进行肿瘤预防近年来得到了迅速发展并取得了良好效果，HPV疫苗作为首个预防性疫苗于2006年被批准用于宫颈癌预防。
2．被动免疫治疗 主要包括抗肿瘤抗体和过继细胞治疗两大类。
（1）抗肿瘤抗体 随着人源化基因工程抗体的出现，抗肿瘤抗体免疫治疗近年来得到了较快发展。
1）单克隆抗体 目前已有多种抗肿瘤单克隆抗体被批准用于肿瘤治疗（表17-1）。人表皮生长因子受体2（human epidermal growth factor receptor，HER2）在部分乳腺癌细胞中高表达。研究发现，抗HER2单克隆抗体赫赛汀（Herceptin）用于治疗HER2高表达的乳腺癌患者具有一定的疗效，并于1998年被美国FDA批准进入临床应用。之后，多种抗肿瘤抗体被相继批准用于肿瘤治疗，如抗CD20、EGFR、VEGF单克隆抗体等。
此外，肿瘤微环境中存在诸多促进炎症的细胞因子和代谢产物，如CSF-1、IL-6、TNF、VEGF等，这些细胞因子和代谢产物对肿瘤的发生发展也具有促进作用。因此，采用单克隆抗体中和肿瘤微环境中的这些细胞因子或代谢产物也展现出了一定的疗效。研究表明，中和TNF的抗体与NF-κB抑制剂联合治疗可抑制实验肿瘤模型小鼠结肠癌和腺癌的发生；针对趋化因子受体CXCR4的中和抗体，可防止慢性粒细胞淋巴瘤和急性髓系白血病细胞进入组织器官，从而增强化疗药物的疗效。
免疫检查点是免疫细胞中存在的具有调控免疫应答持久性和强度的信号通路分子。在正常情况下，免疫检查点是免疫系统的负调控者，通过调控机体免疫应答的持久性和强度来维持免疫耐受，从而防止自身免疫的发生。免疫检查点既可以是刺激性的，也可以是抑制性的。刺激性免疫检查点分子（stimulatory checkpoint molecules）主要包括CD27、CD28、CD40、CD122、CD137、OX40、GITR、ICOS 等；抑制性免疫检查点（inhibitory checkpoint molecules）主要包括CTLA-4、PD-1、A2AR、B7-H3、B7-H4、BTLA、IDO、KIR、Lag-3、TIM-3和VISTA等。针对这些免疫检查点开发抗体药物，可以特异性地靶向干预肿瘤免疫，解除免疫抑制，在一定程度上更好实现免疫治疗效果。目前，对于CTLA-4和PD-1的研究最为广泛，James P．Allison和Tasuku Honjo两位学者因研究CTLA-4和PD-1两个免疫检测点在抑制消极免疫调节的机制，并探究了相关新癌症疗法而获得2018年诺贝尔生理奖或医学奖。
CTLA-4是在活化的T细胞表面表达的一个免疫检查点受体。CTLA-4是CD28的同源蛋白，但CTLA-4与共刺激分子CD80／CD86的亲和力较CD28更高，因而CTLA-4可通过竞争树突状细胞表面的共刺激分子CD80／CD86，从而抑制T细胞激活所需的共刺激信号并提高TCR的激活的阈值。未成熟的T细胞或静息的T细胞均不表达CTLA-4，但在活化的T细胞表面CTLA-4的表达通常发生上调。CTLA-4的表达上调原本是为了防止过度的T细胞免疫应答，但在肿瘤组织中，CTLA-4可大幅降低T细胞对肿瘤细胞的免疫应答反应。早在20世纪90年代，研究者们就已在小鼠模型中发现靶向CD28会降低小鼠的抗肿瘤免疫反应，而靶向CTLA-4则可降低肿瘤组织中Treg与CD4＋、CD8＋T细胞的比例，从而大幅增加T 细胞的抗肿瘤效应。靶向CTLA-4策略的另一个优势在于CTLA-4位于T细胞表面，使得治疗可以不依赖于肿瘤特异性抗原，理论上这种治疗策略可以应用于多种类型肿瘤的免疫治疗。靶向CTLA-4的治疗在黑色素瘤、肾细胞癌和卵巢癌的治疗中都展现出了一定的疗效，2011年，美国FDA 批准了首个CTLA-4抗体用于黑色素瘤治疗。
T细胞的另一个免疫检查点受体是程序性死亡受体-1（programmed cell death protein 1，PD-1），与CTLA-4类似，PD-1仅在活化的T细胞表面表达，其配体是位于包括肿瘤细胞在内的多种细胞表面的PD-L1和PD-L2蛋白。PD-L1在表皮细胞、内皮细胞和免疫细胞中均有表达，而PD-L2仅在少数抗原递呈细胞表面表达。靶向PD-L1的单克隆抗体在多种肿瘤中均展现出一定的疗效，如黑色素瘤、肾细胞癌、霍奇金淋巴瘤等。2014年，首个靶向PD-1的单克隆抗体（pembrolizumab）获美国FDA 批准用于治疗不可切除或转移的黑色素瘤。随后，nivolumab、atezolizumab、avelumab和durvalumab也相继获得FDA批准，用于治疗晚期黑色素瘤、尿路上皮癌和默克尔细胞癌（Merkel cell carcinoma）等。(https://www.daowen.com)
2）偶联抗体 以抗体为载体，以效应分子为弹头，将抗体与某些效应分子相偶联，例如毒素、化疗药物、放射性同位素、酶或细胞因子等。这些偶联抗体既有抗体的肿瘤抗原特异识别能力，又有效应分子的抗肿瘤作用，能够将效应分子富集到肿瘤部位，产生更好的抗肿瘤效应。如将放射性同位素与抗CD20单抗偶联用于治疗B细胞淋巴瘤就是典型代表。
（2）过继免疫治疗 过继免疫治疗是指将体外培养的免疫效应细胞移植到患者体内，通过效应细胞识别和摧毁肿瘤细胞。典型的过继免疫治疗流程包括：免疫效应细胞的分离、体外扩增。
1）LAK细胞 LAK 细胞（Lymphokine activated killer cells）是PBMC在体外用高剂量IL-2培养，然后与高剂量IL-2一起输入患者体内。LAK细胞能够杀伤某些肿瘤细胞，但由于高剂量IL-2会引起血管渗漏和严重低血压，从而限制了LAK细胞的临床应用。
2）CIK 细胞 CIK 细胞（Cytokine-induced killer cells）是体外扩增的具有T 细胞和NK细胞特性的一类异质细胞，具有广谱的无MHC 限制的抗肿瘤活性，主要是CD3＋CD56＋细胞，还有少量典型T细胞（CD3＋CD56－）和NK细胞（CD3－CD56＋）。CIK细胞是PBMC细胞、骨髓细胞或脐带血单核细胞在体外用CD3抗体和IFN-γ、IL-2等细胞因子刺激诱导产生。由于CIK细胞培养简单，生产容易，目前在临床上应用较多，但其实际疗效还有待进一步评价。将患者肿瘤细胞致敏的DC与CIK共培养，可以提高CIK的抗肿瘤效应。
3）T细胞 肿瘤浸润T淋巴细胞（tumor infiltrating lymphocyte，TIL）在体外扩增后输入患者体内能够产生较强的抗肿瘤免疫反应。外周血T细胞体外扩增后经过适当修饰，如肿瘤抗原特异性TCR、嵌合性抗原受体（chimeric antigen receptors，CAR）和共刺激分子等，可以增强T细胞对肿瘤细胞的特异性识别与杀伤，具有良好的抗肿瘤效应。目前，过继T细胞移植已成为一种较好的肿瘤治疗新方法。
嵌合抗原受体（chimeric antigen receptor，CAR）是指由单克隆抗体的抗原识别域与受体信号转导域融合而成的人工受体。CAR的基本原理是通过基因工程技术将识别肿瘤抗原单克隆抗体的单链可变区（single-chain variable fragment，scFv）和淋巴细胞免疫受体酪氨酸活化基序（immunoreceptor tyrosine-based activation motif，ITAM，通常是CD3ζ、CD3-ε或FcεRIγ）融合，将该融合蛋白表达于T细胞表面，即为CAR-T细胞。Eshhar的研究小组于1989年首次将CAR表达于T 细胞表面，重定向（redirecting）T 细胞的免疫应答。CAR-T细胞能够以抗原依赖、非MHC限制的方式识别并特异性地杀伤肿瘤细胞，从而克服肿瘤细胞对宿主内源性淋巴细胞的免疫逃逸。以CD19为靶点的CAR-T细胞过继免疫治疗已成功应用于急性淋巴细胞白血病（acute lymphoblastic leukemia，ALL）的治疗，完全缓解率高达90%，靶向CD20、CD30的CAR-T 细胞也展现出了令人可喜的疗效。2017年8月，FDA首次批准CAR-T细胞药物用于ALL的治疗。
然而，CAR-T过继免疫治疗也存在着诸多挑战。除非CAR-T细胞的靶点是100%的肿瘤特异性抗原，否则CAR-T细胞在体内就存在脱靶的风险。这种脱靶的例子也确实存在于以CD19或CD20为靶点的CAR-T 治疗过程中，由于正常B细胞也表达CD19和CD20，因而CAR-T细胞也同样会清除正常的B细胞并引起副作用。CAR-T疗法也可能引起过度的免疫反应，导致更严重的全身炎症反应综合征（systemic inflammatory response syndrome，SIRS）。尽管研究者对于CAR-T疗法还存在一些忧虑，但研发CAR-T疗法的步伐仍在不断地迈进，目前为止，FDA已批准两款CAR-T细胞药物用于治疗急性B系淋巴瘤白血病及非霍奇金淋巴瘤，分别是KYMRIAH 和YESCARTA。
4）NK细胞 NK细胞是一类具有细胞毒性的淋巴细胞，发挥着机体免疫监视的重要作用。NK细胞具有较强的肿瘤细胞识别与杀伤能力，且无MHC限制。大量研究表明，同种异体NK细胞移植能够产生明显的抗肿瘤效应，且不会产生移植物抗宿主反应（GVHD），是目前最有希望的肿瘤免疫治疗新方法之一。由于NK 细胞仅占外周血单个核细胞（PBMC）的很小部分，且未成熟的NK 细胞抗肿瘤能力非常有限，为满足巨大的临床需要，NK细胞需要在体外进行大规模扩增和激活。NK细胞体外扩增的方法也较多，但效果参差不齐，目前临床上应用较多的是用膜固定IL-15或膜固定IL-21与CD137L表达的人工抗原提呈细胞或基因工程细胞作为饲养细胞进行扩增。目前，NK 细胞过继免疫治疗的策略大致可分为5类（图16-7）。
图16-7 NK细胞过继免疫治疗的主要策略
自体NK细胞移植：自体NK细胞移植是指将肿瘤患者自身的NK细胞经体外扩增后回输给肿瘤患者，但自体移植的NK细胞几乎不能有效杀伤患者体内的肿瘤细胞。因此，自体NK细胞移植需要与IL-2等具有免疫刺激作用的细胞因子联合治疗，但其临床疗效仍然非常有限，并且细胞因子的剂量也难以控制。
异体NK细胞移植：异体NK细胞移植是指将健康捐献者来源的NK细胞经体外扩增后，以HLA错配（HLA-mismatch）的方式输注给肿瘤患者。HLA错配可减少肿瘤细胞产生的抑制性信号，因而在AML患者中具有较好的反应率。
双特异性抗体（bispecific antibody）：不同于传统的抗体通过ADCC激活NK 细胞，双特异性抗体可同时识别肿瘤抗原和NK细胞激活性受体。通过将NK细胞激活性受体与肿瘤抗原连接起来，增强NK细胞对肿瘤细胞的识别。当然，双特异性抗体也可以是由识别肿瘤抗原和结合CD16分子的抗体Fv段构成，将诸如CD19、CD20、CD30、EGFR或HER2等肿瘤抗原与NK细胞表面的CD16分子连接，触发ADCC作用，从而发挥抗肿瘤作用。
免疫检查点阻滞：介于免疫检查点阻滞治疗策略在T细胞介导的免疫治疗中取得了良好的疗效，该策略也同样适用于NK 细胞免疫治疗。最近的报道显示，在一些情况下，活化的NK细胞也可表达PD-1受体和CTLA-4受体，例如在多发性黑色素瘤患者体内，NK细胞表达PD-1受体，而采用PD-1抗体治疗可恢复患者体内NK细胞的抗肿瘤活性。另外，靶向NK细胞抑制性受体KIR也已成为NK细胞免疫检查点阻滞的一种策略。研究表明，IPH2102单克隆抗体可阻断KIR2DL1、KIR2DL2和KIR2DL3所传递的抑制性信号，大幅增强NK细胞的抗肿瘤效应，却仍然能够维持正常细胞对NK细胞的免疫耐受。AML和多发性黑色素瘤的临床试验表明，靶向KIR是一种安全而有效的免疫检查点阻滞策略。
CAR-NK细胞免疫治疗：靶向CD19的CAR-T细胞在临床治疗中已经取得了令人瞩目的成果，但关于CAR-NK细胞的研究仍处于临床前研究阶段。尽管目前CAR-NK的临床试验仅有2项，但CAR-NK细胞相对于CAR-T细胞仍然具有多方面的优势。理论上，CAR修饰的免疫细胞在体内的存在时间越长，则发生自身免疫或癌变的风险就越大，由于NK细胞寿命很短，因而输入肿瘤患者体内的CAR-NK很快就会自然死亡，降低了自身免疫和癌变发生的风险。另外，由CAR-T细胞活化而引起的细胞因子风暴往往可以引起严重的副作用，甚至可以威胁患者的生命，而NK 细胞却具有更安全的细胞因子表达谱，CAR-NK细胞主要分泌IFN-γ和GM-CSF。然而，尽管CAR-NK细胞具有诸多的优势，但NK的分离、扩增、冻存和转染效率都限制了CAR-NK的发展。
由于正常沉默基因再表达、基因突变、蛋白异常表达、病毒编码产物、蛋白异常修饰、组织特异性分化抗原表达等因素的影响，肿瘤细胞能够产生肿瘤特异性抗原和肿瘤相关抗原，这些抗原物质能够诱导机体产生抗肿瘤免疫反应。抗肿瘤免疫反应包括固有免疫细胞和适应性免疫细胞介导的细胞免疫，和抗体、补体等效应分子介导的体液免疫。肿瘤细胞可以通过下调或缺失MHC-Ⅰ类分子表达、减少或缺失共刺激因子、释放可溶性肿瘤抗原、NKG2D配体和FasL、分泌免疫抑制因子、封闭或调变抗原等方式，以及通过对机体免疫抑制、免疫缺陷、感染和慢性炎症反应等因素的影响有效逃脱机体免疫系统的监视。另一方面，通过激发和提高机体免疫功能，能够增强抗肿瘤免疫反应，达到预防和治疗肿瘤的目的。
免疫治疗在临床上展现了良好的应用前景和应用价值。近年来，以免疫检查点治疗、过继性免疫治疗，肿瘤疫苗等为代表的免疫治疗迅速发展并已取得良好的临床效果，但是，免疫治疗尚存许多问题与不足之处，许多针对免疫检查点的药物还处于早期研究阶段，其中有些药物临床效果不佳，单克隆抗体易产生耐药性，CAR-T的免疫原性较强且可能发生细胞因子释放综合征（CRS）、肿瘤裂解综合征（TLS）等毒副反应，缺乏统一的预示疾病转归的临床检测指标，且由于患者个体的差异性，同种药物对不同患者的疗效不同，另外，由于肿瘤异质性和遗传不稳定性等因素存在，树突状疫苗治疗也表现出了一些局限性，此外，由于肿瘤微环境及肿瘤相关信号转导通路的复杂性，单一的免疫治疗往往难以取得令人满意的临床效果。因此，免疫治疗与手术、放疗、化疗及其他治疗手段相结合是今后免疫治疗的主要发展趋势，相信随着人们对免疫治疗的进一步了解，免疫治疗的临床应用将会更加广阔。