肝癌免疫治疗的研究现状
与其他肿瘤一样,肝癌的免疫治疗主要包括免疫调节治疗、细胞因子治疗、过继细胞免疫治疗、疫苗治疗和抗体治疗等。
(一)免疫调节治疗
肝癌患者免疫功能低下,这可能与淋巴细胞亚群间的比例失调有关,其中NK细胞减少和活性降低尤为明显。NK细胞能迅速溶解肿瘤细胞,并分泌IFN-α、IFN-丫、IL-1和IL-2等细胞因子,后者可直接或间接影响宿主免疫效应细胞的活性。免疫调节剂具有强烈的非特异性免疫刺激作用,能改善机体免疫状态,调整免疫细胞群体比例,并促进细胞因子的释放和诱导淋巴细胞聚集,提高患者免疫效应细胞的活性和对异源细胞的杀伤作用。目前常用的免疫调节剂有卡介苗(BCG)、转移因子、核酸化合物、左旋咪哩、胸腺素等。其中研究较早的BCG可以活化巨噬细胞,增强NK细胞活性,促进IL-1、IL-2,IL-4、TNF等多种细胞因子产生,促进MHCⅡ类抗原表达,从而增强T细胞对肿瘤抗原的识别能力,激发其细胞毒作用。BCG多与其他细胞因子联合使用,但用于肝癌治疗并未见具有明显疗效的报道。最近Cosgrove等报道了基于微小棒状杆菌(CP)改良的非细胞棒状杆菌(NCPP)免疫调节剂的作用效果。CP是一种广泛应用于肿瘤治疗的免疫调节剂,但由于可引起肝内肉芽肿和结节等严重的副作用,其临床应用受到限制。而NCPP在消除CP副作用的同时保留其免疫活性,可刺激巨噬细胞产生低水平TNF-α及高水平IFN-Y,预示NCPP可能成为具有临床应用价值的免疫调节剂。
(二)细胞因子治疗
细胞因子可以介导免疫和炎症反应过程中细胞的旁分泌、自分泌和内分泌功能,通过干扰肿瘤细胞增殖和抑制新血管生成来增强机体的抗肿瘤活性,诱导肿瘤细胞凋亡。在肝癌治疗方面目前主要用于预防肝癌切除术后复发和治疗不可切除的中晚期肝癌。常用的细胞因子有TNF、IL-2、IFN,粒细胞集落刺激因子(CSF)等。IL-2在体内由活化的T细胞产生,可促进T、B淋巴细胞增殖分化,活化NK细胞和LAK细胞,激活CTL,从而增强非特异性及特异性杀伤作用。临床研究显示,将IL-2联合TACE治疗一组非切除肝癌,对照组单行TACE,可见治疗组在治疗7、14、21天后CTL细胞亚群明显升高,1,2年生存率及肿瘤缩小率均显著增高。TNF具有调节免疫效应细胞、调节机体代谢及诱导细胞分化、生长、抗病毒等多种生物学活性。TNF通过介导巨噬细胞、NK细胞、CTL和LAK细胞的细胞毒作用杀伤肿瘤细胞,但它同时也可刺激肿瘤细胞有丝分裂,通过破骨作用促进肿瘤播散。因此TNF在肝癌治疗中的作用仍在进一步评价中。目前仅限于介入治疗等局部应用。IFN是近年来使用最多的细胞因子之一。IFN-α曾被报道可显著延迟肝硬化向肝癌的发展。近来Uno等分析了2315名(其中包括112名对照和20名HCV感染者)个体17年的医疗记录,结果显示,60%HCV感染者IFN-a生成下降,而健康人群仅为17%。HCV感染的肝癌患者平均IFN-α水平偏低。可见,IFN-α分泌系统受损与肿瘤发生密切相关。随机对照实验也表明IFN-β、IFN-Y对晩期肝癌患者具有抗肿瘤活性,大剂量IFN-α(50mU/m2,3次/周)治疗肝癌的有效率可达36%,并显著延长患者的生存期。黎洪浩等应用TACE+门静脉化疗(PVQ+IFN-a治疗33例根治性切除肝癌,对照组为42例单行TACE+PVC。比较两组术后1、2、3年复发率和外周血中淋巴细胞亚群的结果显示,治疗组明显好于对照组。因此认为,以IFN-α或IL-2与化疗药物联合应用,不论经外周血途径或肝动脉栓塞途径均可提高缓解率和延长平均生存时间。
(三)过继细胞免疫治疗
用于肝癌过继性免疫治疗的细胞主要是淋巴因子激活杀伤细胞(LAK)、肿瘤浸润性淋巴细胞(TIL)和细胞因子诱导杀伤细胞(CIK)。LAK细胞为IL-2在体外活化和扩增的淋巴细胞,在体外有广谱的抗肿瘤活性,可直接溶解、杀伤肿瘤细胞。LAK细胞半衰期短,与IL-2联合应用可保持其活性。据Sato报道,将过继细胞和免疫刺激物(如OK-432)联合应用于肝癌患者,可使患者的生存时间得以延长。采用TACE+LAK+IL-2/LAK治疗肝癌,术后3年复发率从33%降至11%~18%,而采用TACE+LAK+IL-2/LAK治疗化疗无效或禁忌的晚期肝癌,有效率为13.6%,单行TACE组有效率仅为5.9%。可见,IL-2/LAK细胞治疗对肝癌根治性切除术后预防复发有较高的价值。TIL细胞是由肿瘤病灶分离的浸润淋巴细胞,再经体外培养扩增而成的免疫活性细胞,大多数表型为CD3+。TIL的杀伤效率高于LAK细胞。随机对照实验表明,TIL可提高肝癌术后存活率,总体疗效尚可。CIK细胞为用CD3单克隆抗体、IL-2,IL-1,IFN-7、TNF和GM-CSF等可诱导的具有更强非特异性杀伤作用的效应细胞。Takayama等对76例手术切除后患者以CIK细胞进行随机治疗,随访5年。接受免疫治疗组患者复发危险性降低41%,与对照组(22%)相比,3年时首次复发率为38%,免疫治疗组无复发生存期明显优于对照组。新近研究显示,体外培养CIK细胞群,表型为96%CD3+,3%CD3+CD56+,对人肝细胞癌细胞系SNU-354的杀伤率为33%。此外,裸鼠荷瘤实验显示,以1×106/只的剂量进行CIK过继免疫治疗,可抑制60% SNU-354肝癌裸鼠的肿瘤生长。可见CIK细胞有潜力应用于肝癌等多种实体瘤的治疗。
(四)肝癌疫苗治疗
给肿瘤患者接种肿瘤疫苗,以激发患者机体对肿瘤的特异性免疫应答,最终达到有效排斥肿瘤的目的。这种主动免疫治疗方案的设计具有很大的挑战性,也具有广阔的应用前景。因此,研制和开发新型有效的肿瘤疫苗一直是肿瘤免疫治疗中的热点。用于临床的肝癌主动免疫的疫苗主要包括树突状细胞(DC)疫苗、肝癌杂交瘤细胞疫苗及异种重组甲胎蛋白疫苗等。
1.以树突状细胞为基础的肝癌疫苗
DC是目前已知体内功能最强的一类专职抗原递呈细胞,具有抗原捕获、加工和提呈功能,尤其对初次免疫应答激发具有强大的刺激活性。研究结果表明,肝癌患者外周血中的DC不仅数量明显低于正常人群,且大多处于非活化状态,细胞HLA-DR各等位基因及表达水平亦显著降低。提示DC功能异常与肝癌患者抗肿瘤免疫反应低下密切相关,可能是肿瘤细胞逃避机体免疫监视的重要原因。因此,发挥DC的功能活性,增加肿瘤抗原免疫原性,可能有助于诱导真正有效的抗肿瘤免疫反应。同时,体外培养扩增DC,并用肝癌细胞裂解物、肝癌细胞抗原肽致敏DC,制备成疫苗后回输体内,可有效提高机体对肿瘤细胞的反应性,诱发机体的抗肝癌免疫应答。前期的体外实验和动物实验表明,以适当形式的肿瘤抗原(不论是蛋白质、多肽、还是核酸)加载的DC疫苗都能够激活抗原特异性T细胞识别、杀伤肿瘤细胞,并可产生免疫记忆效应。这些结果极大地增强了人们的信心。近年来,国外已有DC治疗肝癌n期临床的报道。
目前DC疫苗的制备多采用肿瘤细胞抗原脉冲DC,使其获得相应的抗原信息。而抗原负载DC的策略主要有以下几种。(https://www.daowen.com)
(1)肿瘤细胞裂解物负载疫苗:Iwashita等用GM-CSF和IL-4诱导患者自身DC,将肿瘤细胞裂解物与未成熟DC共培育,通过10例肝癌试验,表明安全、无毒副作用。Lee等用肝癌细胞Hepal-6细胞裂解物脉冲致敏GM-CSF和IL-4培育后的小鼠骨髓源DC,然后回输给荷瘤小鼠,发现58.3%的小肝癌(3mm×3mm)消退,大肝癌(5mm×5mm)生长延缓,小鼠淋巴细胞的细胞毒活性增强,肝脏组织学检查未发现自身免疫损伤。基础研究显示,用自体肝癌细胞裂解物致敏DC,致敏的DC能分泌IL-2和诱导较强的自体T细胞增殖,且能诱导特异性CTL。该CTL对自体肝癌细胞具有较强的杀伤活性,杀伤率显著高于DC、未经肝癌细胞抗原致敏的DC激活的CTL及T淋巴细胞。但对人肝癌细胞系BEL-7402细胞无明显的杀伤作用。由于目前对大多数肿瘤特异性抗原尚不明确,而这种方法无需明确肿瘤抗原,并且能激发广谱的抗肿瘤反应,因此适合临床应用。但该法也存在一些缺陷,如肿瘤细胞裂解物的抗原成分复杂,其中包括机体自身的正常抗原,刺激DC后存在诱发自身免疫性疾病的潜在危险。
(2)肿瘤抗原肽负载疫苗:用从肝癌细胞经酸洗脱下的肽混合物(含已知或未知肝癌抗原表位)脉冲DC,或用高浓度纯化的合成肽(含已知肝癌抗原表位)脉冲DC。由于包含了众多的T细胞表位,可能诱导CD4+CTL和CD8+Th应答,全面调动机体的抗肿瘤免疫活力。而且应用肿瘤抗原MHC-I类多肽冲击DC,靶向性更好,并且肿瘤抗原浓度更高,可产生“冲击致敏”效应,促进T细胞有效激活。用抗原肽脉冲DC的优点是避开了对DC加工处理过程,但此法需从每个患者肿瘤细胞上洗脱下抗原肽,或从与人白细胞抗原(HLA)匹配的肿瘤上获得抗原肽。研究显示,在体外用GM-CSF和IL-4诱导健康人外周血单核细胞,使其分化成熟为高纯度DC,用负载人肝癌细胞株SMMC-7721的可溶性抗原肽的DC诱导自身淋巴细胞,结果DC可不同程度地抑制肝癌细胞增殖。
(3)热休克蛋白负载疫苗:近来研究表明,热休克蛋白(HSP-70)与肝细胞癌的发生、发展及转归密切相关,并且具有特殊的抗肿瘤免疫功能。有研究发现,早期肝癌细胞的胞浆和细胞核中HSP-7O异常高表达,随着病情进展,癌灶增大,HSP-7。表达相应增强,与癌前病变及增生结节中不表达或极弱表达形成鲜明对照,故认为HSP-70检测可作为肝癌早期诊断及鉴别诊断的敏感指标。基于HSP-70特有的生物特性和抗肿瘤免疫作用,将HSP-70结合抗原肽,并结合DC细胞膜表面的高亲和力受体,制成的特异性DC疫苗具有普通疫苗无法比拟的优点,包括抗原多样性、个体免疫特异性、不良反应少等。研究发现,HSP70-H22抗原肽复合物能够很好地修饰体外诱导获得DC,成为一种有效的瘤苗,体外能够特异性地激活淋巴细胞,体内能够有效地抑制肝癌生长。Wang等使用人肝癌细胞来源的HSP70-PC致敏的DC作用于人T细胞,高效地激活了针对肝癌细胞的特异性免疫应答。Ren等将自杀基因与HSP-70基因重组后注射到肝癌小鼠体内,成功地诱导出强烈的抗肿瘤免疫应答。临床资料显示,应用HSP-70疫苗能明显提高患者免疫功能,且可预防肝癌术后复发,提高远期生存率,并且未发现明显的不良反应。
(4)肝癌核酸疫苗:随着分子生物学的发展,可以通过核酸扩增、差异筛选等方法获得足够的肿瘤细胞特异性mRNA或相应的cDNA文库,从而解决疫苗制备时肿瘤细胞来源困难及其特异性问题,避免诱发自身免疫性疾病的危险。同时经基因转染的DC可持续表达肿瘤抗原,解决了DC疫苗因抗原解离或降解而影响其功能的缺陷。但核酸疫苗花费高且缺乏方便性,安全性更是不容忽视的问题。因此,基因疫苗进入临床治疗试验的为数不多。
2.肝癌杂交瘤细胞疫苗
肝癌杂交瘤细胞主要是将自体肝癌细胞与淋巴细胞在电刺激或化学物质介导下融合,在细胞因子作用下扩增。经静脉灌注回输体内,有效地激发肿瘤特异性CTL产生对肝癌细胞的杀伤作用。目前,肝癌细胞主要与肝癌宿主的抗原递呈细胞(主要为DC)在体外进行杂交,融合的杂交瘤细胞直接将肿瘤细胞提供的相关抗原递呈给宿主免疫系统,而不必融合细胞形成克隆后可产生永生但是这种方法要求对每个患者都然后体外筛选、克隆,由于工作难以用于临床。为此,可从具有共同HLA亚群的DC入手,将其与表达共同抗原的肿瘤细胞融合,得到同种异体DC肿瘤细胞株。Zhang等发现,肝癌细胞与DC融合的细胞具有诱导杀死肿瘤细胞的功能。后来用脾单核细胞释放的细胞因子诱导产生DC,与肝癌细胞株H22经聚乙二醇融合,形成的H22-DC融合细胞能激发特异细胞毒性T淋巴细胞免疫应答,抑制H22在小鼠体内增殖,并预防H22细胞在体内成瘤。然而,尽管肿瘤细胞疫苗在消除术后残余肿瘤方面效果明显,如何找到足够的同源肿瘤供体则限制了这一方法的大规模应用。
3.异种重组甲胎蛋白疫苗
多年来AFP一直被作为肝癌抗原的靶点进行抗肿瘤药物的研究,最近在临床中已得到初步验证。有研究者通过基因工程纯化得到异种同源的重组AFP蛋白疫苗rAFP,在荷瘤小鼠模型体内可诱导出明显的抗肿瘤效应,是一种有效的特异性主动免疫方法。
(五)抗体治疗
肿瘤相关抗原的抗体可以与抗原直接结合,通过细胞毒效应ADCC/CDC导致肿瘤细胞溶解,获得治疗效果。亦可通过抗体封闭肿瘤细胞表面与肿瘤生长、增殖有关的各种受体,如转铁蛋白、EGFE受体、PDGF受体、TGF-ft等,抑制肿瘤组织生长。由于很多单克隆抗体没有直接杀伤肿瘤细胞的能力,通常通过偶联的方式,将单克隆抗体偶联一个杀伤介质定向作用于肿瘤细胞,来提高抗癌的特异性和活性,并减少对正常细胞的损伤,也即所谓的抗体靶向治疗。肝癌单抗的制备已有大量报道,其数目已超过60种。但目前实际用于肝癌治疗的尚不多。有些广谱性抗肿瘤抗体也被用于肝癌治疗。其中,抗血管内皮生长因子抗体贝伐单抗、抗表皮生长因子单抗西妥苷单抗、抗肝细胞生长因子抗体等在肝癌免疫治疗中效果明显。
贝伐单抗是一种针对VEGF的人源化单克隆抗体,能选择性抑制VEGF,阻止VEGF与VEGFR-1、VEGFR-2受体结合而激活下游信号,进而阻止肿瘤新生血管发生。贝伐单抗还可使肿瘤及其周围组织的血管分布正常化,因此可通过降低肿瘤组织间质压而有利于化疗药物的传递。近年来,有学者将贝伐单抗用于不能手术、介入治疗的晩期肝癌患者的治疗,取得了较好的效果。Schwartz等在2005年ASCO年会上报道,应用贝伐单抗(5mg/kg或10mg/kg)治疗不能手术的晚期肝癌,在所有25例可评价疗效的患者中,有2例症状缓解,18例病情稳定,另有5例在16周内疾病进展。总的肿瘤控制率达80%,中位疾病进展时间为6.5个月(3.9~24.2个月),首次将晚期肝癌患者生存期延长至6个月以上。Malka等在2007年ASCO年会上也报告了一项II期临床研究,24例可评估的患者中3例缓解,13例稳定(其中7例稳定期超过16周)。在2008年ASC。年会上则报道了一项通过肝动脉给予贝伐单抗(5mg/kg)治疗晚期肝癌的临床研究,疗效令人鼓舞。