肿瘤免疫治疗是通过利用人体免疫系统激活,靶向消除体内恶性肿瘤细胞。近年,针对肿瘤免疫治疗展开的研究飞速发展,已有多种免疫治疗药物经美国食品和药物监督管理局(USFoodandDrugAdministration,FDA)批准应用于临床。然而,胶质母细胞瘤(glioblastoma,GBM)的免疫抑制和特殊免疫微环境,导致免疫治疗在GBM难以展开。本文主要综述目前GBM免疫微环境和相关免疫治疗方法
肿瘤免疫治疗是通过利用人体免疫系统激活,靶向消除体内恶性肿瘤细胞。近年,针对肿瘤免疫治疗展开的研究飞速发展,已有多种免疫治疗药物经美国食品和药物监督管理局(USFoodandDrugAdministration,FDA)批准应用于临床。然而,胶质母细胞瘤(glioblastoma,GBM)的免疫抑制和特殊免疫微环境,导致免疫治疗在GBM难以展开。本文主要综述目前GBM免疫微环境和相关免疫治疗方法,包括:树突细胞疫苗、肽疫苗、嵌合抗原受体T细胞(chimericantigenreceptor-Tcell,CAR-T)及免疫检查点抑制剂。
1.概述
GBM为颅内恶性程度最高的原发性脑肿瘤,在最大程度安全切除肿瘤,术后同步放化疗和辅助替莫唑胺化疗,其中位生存期依旧仅有14个月,预后极差且复发率高达90%。贝伐单抗是一种通过抑制血管内皮生长因子(vascularendothelialgrowthfactor,VEGF)阻断肿瘤血管生成的人源单克隆抗体,贝伐单抗仅改善GBM无进展生存期,并不延长总生存期。至今尚无新的治疗方法能够延长GBM生存期。肿瘤免疫治疗是利用自身免疫系统激活,杀灭肿瘤细胞。
近年肿瘤免疫治疗领域接连突破,FDA已批准多个免疫治疗新药应用于各类肿瘤治疗,如免疫检查点抑制剂和CAR-T。由于GBM对传统治疗的抵抗性和中枢神经系统的免疫特殊性,GBM是一种很难通过免疫途径治疗的疾病,但已有多个研究在探索GBM免疫治疗的应用效果。既往研究认为大脑具有免疫特权,然而新研究发现中枢神经系统存在适当免疫反应,且与外周免疫系统联系。
硬脑膜静脉窦旁存在功能性淋巴管,淋巴管吸收邻近蛛网膜下腔脑脊液和脑间质液,淋巴管内可见免疫细胞,并通过颅底孔与颈深淋巴结沟通。进一步研究发现GBM存在特殊免疫抑制微环境,使免疫治疗在GBM受限。因此,目前主要研究方向为确定这些免疫抑制细胞或因子在GBM发生与发展中的作用,然后通过干预其生物学功能,从而调节免疫反应促进GBM治疗。
2.GBM的免疫微环境
肿瘤微环境的免疫表型已逐渐成为关系肿瘤发生、发展,指示预后及免疫治疗成功与否的重要因素。GBM微环境中包含多种免疫细胞类型,如调节T细胞(regulatoryTcells,Tregs)、肿瘤相关巨噬细胞(Tumor-associatedmacrophages,TAM)、小胶质细胞和骨髓来源的抑制细胞。另外胶质瘤微环境中促炎细胞因子(白介素12、白介素18和γ干扰素)明显降低,而可溶性抑制分子(白介素10、VEGF和β转化生长因子)富集。
胶质瘤细胞也可通过调节免疫细胞活性,抑制抗肿瘤免疫反应。同时,胶质瘤细胞可下调自身主要组织相容性复合体I复合物,从而逃避免疫细胞识别。根据肿瘤对免疫治疗是否敏感分为“冷肿瘤”和“热肿瘤”。因免疫抑制微环境、缺乏肿瘤特异抗原表达等多因素,GBM对免疫治疗不敏感,属于“冷肿瘤”。与其他类型肿瘤相比,GBM具有相对较少肿瘤浸润淋巴细胞(tumourinfiltratinglymphocytes,TIL),这表明在免疫反应方面存在惰性。况且在GBM微环境中存在大量髓样细胞(如小胶质细胞和巨噬细胞),主要发挥免疫抑制活性。其次,抗原表达缺陷同样使肿瘤对T细胞依赖的免疫反应不敏感。
另外,GBM缺氧坏死物理环境导致细胞外钾离子浓度升高,钾离子使肿瘤浸润T细胞失活,限制GBM免疫治疗活性。因此,GBM免疫抑制因素众多,只有深入了解各种调节因素,才有望通过外界手段改善GBM免疫抑制微环境,增强免疫治疗疗效。
3.GBM的免疫治疗方法
多种GBM免疫治疗方法,包括:疫苗、CAR-T、免疫检查点抑制剂,已进入临床实验阶段,主要理论依据为:识别肿瘤特异抗原或肿瘤突变新抗原,进行靶向治疗,增强免疫反应和改善免疫抑制环境。
3.1肿瘤疫苗
肿瘤疫苗已作为胶质瘤潜在治疗手段被广泛研究。免疫系统识别及消灭携带灭活抗原细胞、建立免疫记忆,通过免疫记忆激活T细胞诱导杀伤肿瘤细胞。树突细胞(dendriticcells,DC)作为专职抗原呈递细胞,能摄取、加工及呈递抗原,启动T细胞介导免疫反应。DC疫苗是采用病人自体单核细胞在体外培养诱导生成DC,然后负载肿瘤抗原,制备负载肿瘤抗原DC,再将这些DC细胞注入体内刺激肿瘤杀伤性淋巴细胞增殖,发挥肿瘤杀伤作用及监视作用。DCVax-L为自体肿瘤裂解液产生的DC疫苗。
LIAU等报道DCVax-L在GBM治疗的Ⅲ期临床实验早期结果,入组病人接受手术切除肿瘤并制备疫苗,术后行标准同步放化疗治疗,随后病人分为DCVax-L组和安慰剂组,早期结果显示接受DCVax-L疫苗治疗病人中位生存期明显延长,因此,DCVax-L疫苗治疗GBM确实很有希望,但最终结论仍需随访结束后才可知晓。与DC疫苗类似,肽疫苗也由肿瘤相关抗原制成,合成肽疫苗是一种仅含免疫决定簇组分的短肽,是最理想与安全的新型疫苗,相关肽疫苗治疗胶质瘤的临床实验正在进行。表皮生长因子受体(epidermalgrowthfactorreceptor,EGFR)是一种酪氨酸激酶受体,在高级别胶质瘤表达量明显增高,在GBM研究中发现EGFRⅧ频繁突变,EGFRⅧ不需要配体结合域,组成型激活促进肿瘤发生。
Rindopepimut(CDX-110)为EGFRⅧ肽疫苗,在对65例新诊断GBM病人进行Rindopepimut和替莫唑胺化疗治疗,结果显示85%病人无进展生存期和总生存期延长,血清中抗EGFRⅧ抗体滴度升高。但该疫苗在治疗新诊断GBM的Ⅲ期双盲临床实验于2016年终止,因对照组总生存期较疫苗组更长。研究人员认为EGFRⅧ在GBM异质性表达可能是导致实验失败的重要原因。除靶向EGFRⅧ外,针对多种抗原合成多肽疫苗治疗GBM的临床实验也正在进行,如IMA90其包含11种肿瘤相关蛋白,多肽疫苗很好克服单一抗原丢失所致治疗无效的问题。
3.2CAR-T
CAR-T细胞治疗被认为是最有希望攻克癌症的创新免疫疗法。CAR-T细胞治疗通过提取血液免疫T细胞,体外利用基因工程改造,令其能够识别肿瘤细胞表面抗原,然后将这些细胞回输给病人,达到识别、杀死肿瘤细胞的效果。2017年FDA批准靶向CD19CAR-T细胞治疗急性淋巴细胞白血病。目前针对GBM的CAR-T细胞治疗临床实验所选用的主要靶点为:表皮生长因子2(humanepidermalgrowthfactorreceptor-2,HER2)、白介素-13Rα2和EGFRⅧ,均为小样本实验评估CAR-T细胞治疗安全性与有效性,尚不能得到有效治疗率。
CAR-T细胞治疗GBM机制复杂,影响疗效因素包括:缺乏长期保持CAR-T细胞持久性,细胞传输系统障碍及GBM特有的免疫抑制微环境。因此,下一步研究重点在于克服以上问题,促进免疫反应活化,有效杀伤肿瘤细胞。
3.3免疫检查点抑制剂
通过干预免疫检查点分子受体、配体相互作用,调节肿瘤免疫反应,从而发挥抗肿瘤作用。重要的免疫检查点细胞毒性T淋巴细胞相关蛋白4(cytotoxicT-lymphocyteassociatedproteintype4,CTLA-4)和程序性细胞凋亡蛋白1/配体1(Programmedcelldeath-1,PD-1/programmedcelldeathligand-1,PD-L1)抗体已应用于治疗肿瘤性疾病,且效果显著。PD-L1在GBM表达程度仍存争议,但研究发现高表达PD-L1GBM病人预后更差,这可能与其参与免疫抑制机制相关。已有个案报道PD-1抗体nivolunab可延缓成人和儿童复发GBM进展。
由约翰霍普金斯综合癌症中心组织研究的LAG3检查点抑制、PD-1和CD137抗体联合阻滞在复发GBM治疗的Ⅰ期临床实验正在进行,结果尚未公布(NCT02658981)。针对免疫检查点抑制抗体疗效差的潜在原因,可能为GBM特殊免疫抑制微环境、全身免疫抑制及抗体无法通过血-脑脊液屏障等诸多因素造成。
4.GBM的综合治疗
免疫治疗结合传统放化疗可能会增强治疗效果。随着放化疗后肿瘤细胞坏死,肿瘤抗原暴露更有利于免疫系统活化反应。KIM等通过对小鼠胶质瘤模型加以不同干预措施,包括单独立体定向放射外科、PD-1单抗、T细胞免疫球蛋白和黏蛋白结合域-3单抗、二联及三联联合治疗等多种方式,与其他治疗组对比,三联疗法可显著延长总生存期。在对20名GBM病人行ipilimumab联合贝伐单抗治疗,联合治疗耐受性良好,31%病人表现出反应良好,31%病人病情稳定,而38%病人肿瘤进展。
当前多项联合免疫治疗临床实验正在进行,如:nivolumab联合CMVpp65DC疫苗治疗复发WHOⅢ~Ⅳ级胶质瘤的Ⅰ期研究(NCT02529072)。转化生长因子-β受体Ⅰ激酶抑制剂联合nivolumab治疗复发GBM和其他实体肿瘤的Ⅱ期研究(NCT02423343);结合溶瘤腺病毒和pembrolizumab治疗复发GBM或胶质肉瘤Ⅱ期研究(NCT02798406)。免疫治疗在GBM中显示出一定前景,将免疫治疗与目前标准手术治疗和同步放化疗方案结合,有望改善GBM预后。
5.展望
GBM恶性程度高,对放化疗具有抵抗性,因此,需要新的治疗策略改善其生物学行为。近年对系统免疫功能和肿瘤微环境的深入研究,为肿瘤治疗提供新的方向。目前肿瘤免疫治疗仅对一小部分病人效果显著,说明肿瘤特异性抗原和免疫微环境表型可作为评估免疫治疗效果的预测指标。应用外显子和RNA测序技术发现GBM肿瘤新抗原,为免疫治疗提供基础依据。
了解GBM免疫微环境表型可能有助于对病人进行免疫分层,从而确定最佳新疗法。如今尚无合适的辅助检查手段评估GBM免疫治疗反应,颅脑MRI影像不能区分肿瘤进展与炎性反应,立体定向脑内病变活检术反复活检存在风险。已有研究报道监测血清中可溶性PD-L1、细胞因子和外周单核细胞评估非中枢神经系统肿瘤免疫治疗反应,类似研究并未在GBM开展,同样可监测血清和(或)脑脊液的上述因子,来评估中枢神经系统肿瘤免疫治疗反应。综合多种免疫治疗策略,治疗GBM的研究已开展,希望能为胶质瘤治疗提供新方法。
来源:杨帆,张剑宁.胶质母细胞瘤免疫治疗的研究现状及进展[J].中国微侵袭神经外科杂志,2020,25(08):376-378.
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