從治療領(lǐng)域看腫瘤免疫的發(fā)展

1、細(xì)胞因子
 

在腫瘤免疫治療領(lǐng)域的早期發(fā)現(xiàn)是細(xì)胞因子的作用。細(xì)胞因子治療有著輝煌的過(guò)去，它是最早的被FDA批準(zhǔn)用于腫瘤的免疫治療藥物，譬如，IFNα-2a (Roferon-A)和IFNα-2b (Intron-A)在1986年被批準(zhǔn)用于多種淋巴瘤，高劑量IL-2 (Proleukin)在1992和1998年被批準(zhǔn)用于轉(zhuǎn)移性黑色素瘤和腎癌。

 

1976年，NCI腫瘤細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室的RobertGallo，使用PHA刺激淋巴細(xì)胞產(chǎn)生條件培養(yǎng)基培養(yǎng)骨髓細(xì)胞，其中90%的T細(xì)胞長(zhǎng)達(dá)9個(gè)月的生存維持。在此之前，原代T細(xì)胞無(wú)法體外培養(yǎng)，是免疫學(xué)發(fā)展的巨大瓶頸性技術(shù)問(wèn)題。這個(gè)未被純化的成分稱之為 T細(xì)胞生長(zhǎng)因子，也就是IL-2。

 

1983年，日本癌癥研究基金會(huì)腫瘤研究中心的Junji Hamuro等人，克隆了IL-2的基因，完成了測(cè)序工作。并在小鼠模型中進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)可以促進(jìn)同基因肉瘤和黑色素瘤等轉(zhuǎn)移性惡性腫瘤消退。這最終使IL-2成為人類第一個(gè)癌癥免疫治療藥物。但是因?yàn)榘胨テ诙�，治療窗口窄，毒副作用大，且同時(shí)刺激Treg活化，限制了其臨床使用。

 

2、檢查點(diǎn)抑制劑

在IL-2批準(zhǔn)不久后，檢查點(diǎn)抑制劑脫穎而出，走到癌癥研究的前沿。

 

1987 年，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)：CD4+或 CD8+的T細(xì)胞表面存在的一種免疫球蛋白，被稱之為細(xì)胞毒性淋巴細(xì)胞抗原 4（CTLA-4），CTLA-4的發(fā)現(xiàn)為今后所有檢查點(diǎn)抑制劑的發(fā)現(xiàn)鋪平了道路。

 

James P. Allison博士是最早確定并闡明 CTLA-4 的免疫功能的科學(xué)家之一。1996 年，Allison 在小鼠中證實(shí)抗CTLA-4 的單抗可促使免疫系統(tǒng)殺傷腫瘤，于是 Ipilimumab 在Allison 博士的實(shí)驗(yàn)室誕生了。

 

1999 年，生物技術(shù)公司 Medarex 獲得了此抗體的。Allison 博士與黑色素瘤臨床專家 Jedd D. Wolchok 醫(yī)生一起，共同開(kāi)發(fā) Mederax 研發(fā)的抗 CTLA-4 抗體治療黑色素瘤。經(jīng)過(guò)不懈的努力，2011年，ipilimumab獲批用于轉(zhuǎn)移性黑色素瘤的治療，成為第一個(gè)用于臨床治療的檢查點(diǎn)抑制劑。ipilimumab通過(guò)直接阻斷CTLA-4，為下游T細(xì)胞的活化、增殖和最終的腫瘤破壞開(kāi)辟了途徑。

在CTLA-4發(fā)現(xiàn)后，Ishida等人于1992年發(fā)現(xiàn)了程序性死亡受體-1和程序性死亡配體-1（PD-1/PD-L1）。目前，PD-1/PD-L1抑制劑已經(jīng)成為腫瘤免疫治療領(lǐng)域的基石。有多款已上市的PD-1抑制劑，包括nivolumab、pembrolizumab和cemiplimab，以及PD-L1抑制劑atezolizumab、avelumab和durvalumab等。目前有超過(guò)2000項(xiàng)針對(duì)各種惡性腫瘤的PD-1/PD-L1抑制劑聯(lián)合用藥的試驗(yàn)正在進(jìn)行中。

 

然而，PD-1的治療仍然只有10-30%的患者表現(xiàn)出長(zhǎng)期，持久的反應(yīng)，大多數(shù)人群缺乏響應(yīng)，還有獲得性耐藥以及免疫相關(guān)不良事件（IRAE）也是巨大的障礙�？朔�PD-1治療局限性的機(jī)制之一是針對(duì)與腫瘤微環(huán)境相關(guān)的其他免疫檢查點(diǎn)，如LAG-3、TIGIT、TIM-3、VISTA、B7-H3、ICOS和BTLA，這些新型的免疫檢查點(diǎn)是治療實(shí)體瘤可行且有前景的選擇，目前多項(xiàng)臨床試驗(yàn)正在積極研究中。

 

此外，檢查點(diǎn)抑制劑的聯(lián)合治療，如CTLA-4和PD-1的同時(shí)阻斷，可以通過(guò)不同的機(jī)制抑制腫瘤的發(fā)展。目前FDA已批準(zhǔn)了ipilimumab和nivolumab聯(lián)合治療多種惡性腫瘤。然而，毒性增加仍然是許多聯(lián)合療法的障礙。

 

3、抗腫瘤單克隆抗體

Kohler和Milsten憑借雜交瘤技術(shù)于1984年獲得諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。這一突破促進(jìn)了許多抗腫瘤單克隆抗體的發(fā)展，極大地影響了過(guò)去幾十年的癌癥治療。自1986年第一個(gè)治療性抗體進(jìn)入臨床以來(lái)，治療性抗體得到了迅速的發(fā)展，到目前為止，F(xiàn)DA共批準(zhǔn)了近百個(gè)治療性抗體藥物，其已成為現(xiàn)代生物醫(yī)藥的重要組成部分。

 

抗體可以通過(guò)抗體的Fc結(jié)構(gòu)域與免疫細(xì)胞相互作用，靶向并破壞表達(dá)特定抗原的腫瘤。根據(jù)抗體類別的不同，這種免疫細(xì)胞-抗體相互作用可通過(guò)多種方式導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞死亡，包括補(bǔ)體依賴性細(xì)胞毒性（CDC）、抗體依賴性細(xì)胞毒性（ADCC）和抗體依賴性細(xì)胞吞噬作用（ADCP）。

 

雖然單克隆抗體是目前癌癥治療的主流，但仍然存在許多挑戰(zhàn)。由于癌細(xì)胞的動(dòng)態(tài)特性及其持續(xù)的突變，任何獲得性抗單克隆抗體的耐藥性都會(huì)導(dǎo)致治療失敗。

 

抗體偶聯(lián)藥物（ADC）是一種非常有效的策略，它通過(guò)一個(gè)合理構(gòu)建的連接子將細(xì)胞毒性小分子藥物偶聯(lián)到單克隆抗體上，可以向腫瘤內(nèi)選擇性地輸送有效的細(xì)胞毒性藥物。

 

2009年gemtuzumab ozogamicin（Mylotarg) 是FDA批準(zhǔn)的第一個(gè)ADC藥物。目前，F(xiàn)DA已經(jīng)批準(zhǔn)上市了14個(gè)ADC藥物，還有上百個(gè)ADC藥物正處于臨床研究階段。

 

2009年，卡利霉素、金盞花素和美登素類藥物是用于ADC開(kāi)發(fā)的主要細(xì)胞毒素。十年來(lái)，這些分子仍然被用作有效載荷進(jìn)行優(yōu)化，以獲得更好的穩(wěn)定性和親水性。新的細(xì)胞毒性物質(zhì)也被開(kāi)發(fā)出來(lái)，如PBDs、杜卡霉素和喜樹(shù)堿衍生物等。

 

抗體工程在10年間也已經(jīng)取得了相當(dāng)大的進(jìn)展，允許更多的位點(diǎn)特異性偶聯(lián)，提高了ADC的均一性和穩(wěn)定性。新的第二代和第三代ADC已經(jīng)進(jìn)入臨床，以期獲得更好的治療效果和安全性。幾十種基于半胱氨酸殘基、非天然氨基酸或分子工程模式的生物偶聯(lián)技術(shù)也已經(jīng)在臨床前研究獲得了驗(yàn)證。此外，更多的腫瘤特異性抗原靶點(diǎn)和腫瘤內(nèi)細(xì)胞毒性藥物的釋放機(jī)制使ADC獲得了爆炸式的發(fā)展，ADC藥物進(jìn)入了黃金時(shí)代。

 

4、CAR-T細(xì)胞療法

 

嵌合抗原受體（CAR）T細(xì)胞治療為血液系統(tǒng)惡性腫瘤的治療帶來(lái)革命性的改變。

 

在20世紀(jì)90年代早期，以色列科學(xué)家Eshhar與Rosenberg實(shí)驗(yàn)室的Hwu合作，運(yùn)用來(lái)源于抗體的單鏈抗體片段scFv成功構(gòu)建了3個(gè)不同癌癥標(biāo)靶的嵌合抗原受體，第一代CAR-T由此誕生。隨后CAR-T技術(shù)經(jīng)歷了一代二代的發(fā)展，解決了規(guī)�；�和生產(chǎn)工藝問(wèn)題，CAR-T終于開(kāi)始走向市場(chǎng)。第一個(gè)CD19靶向的CAR-T細(xì)胞（Kymriah）在2017年被批準(zhǔn)用于復(fù)發(fā)性難治性急性淋巴細(xì)胞白血病。

 

在過(guò)去的七年里，中國(guó)出現(xiàn)越來(lái)越多的臨床試驗(yàn)旨在評(píng)估CAR-T療法的安全性和有效性。僅次于美國(guó)，中國(guó)是CAR-T療法研究的主要力量，在全球臨床試驗(yàn)中貢獻(xiàn)了約33%。迄今為止，中國(guó)國(guó)家藥品監(jiān)督管理局（CNDA）已批準(zhǔn)10余種CAR-Ts產(chǎn)品進(jìn)行臨床試驗(yàn)，其中包括靶向CD19、BCMA和glypican3（GPC3）的CAR-Ts。目前已有2種針對(duì)CD19的CAR-T療法在中國(guó)獲批上市。

 

CAR-T細(xì)胞治療雖然在血液腫瘤獲得了成功，但是在實(shí)體瘤仍然有許多局限性，這種限制的一個(gè)關(guān)鍵因素是實(shí)體腫瘤細(xì)胞的腫瘤相關(guān)抗原異質(zhì)性。實(shí)體瘤的另一個(gè)困難是CAR-T細(xì)胞滲透穿過(guò)血管系統(tǒng)并最終到達(dá)靶腫瘤的能力。

 

此外，盡管CAR-T細(xì)胞具有很高的潛能，但它也具有明顯的毒性，包括嚴(yán)重的細(xì)胞因子釋放綜合征（CRS）和嚴(yán)重的神經(jīng)毒性。另外包括高昂的治療成本，也限制了CAR-T細(xì)胞的廣泛應(yīng)用。

 

目前，針對(duì)實(shí)體瘤CAR-T細(xì)胞治療的新概念和策略正在出現(xiàn)。這些進(jìn)展包括通過(guò)從腫瘤相關(guān)抗原轉(zhuǎn)移到個(gè)性化的腫瘤特異性新抗原來(lái)更好地選擇靶點(diǎn)，通過(guò)打破基質(zhì)屏障來(lái)增強(qiáng)T細(xì)胞的運(yùn)輸，以及通過(guò)靶向TME中的免疫抑制機(jī)制使耗竭的T細(xì)胞再生。此外，CAR-NK細(xì)胞療法也是一個(gè)很有前途的研究領(lǐng)域，與CAR-T細(xì)胞相比，CAR-NK細(xì)胞具有自己獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，有望提供更好的療效和安全性。

 

5、雙特異性抗體

 

雖然單克隆抗體已經(jīng)成為癌癥治療的支柱，但雙特異性抗體由于能夠同時(shí)針對(duì)腫瘤細(xì)胞或腫瘤微環(huán)境中的兩個(gè)表位，逐漸成為下一代治療性抗體的一個(gè)重要而富有前景的組成部分。

 

目前正在開(kāi)發(fā)中的大多數(shù)雙抗被設(shè)計(jì)成通過(guò)免疫細(xì)胞，特別是細(xì)胞毒性T細(xì)胞，與腫瘤細(xì)胞緊密連接，從而形成一個(gè)人工免疫突觸，最終導(dǎo)致靶向腫瘤細(xì)胞的選擇性攻擊和裂解。Blinatumomab是第一個(gè)被批準(zhǔn)的雙特異性抗體，同時(shí)靶向CD3和CD19, 于2014年被批準(zhǔn)用于Ph陰性復(fù)發(fā)或難治性B細(xì)胞急性淋巴細(xì)胞白血病。

 

從1997年到2020年，全球共有272項(xiàng)關(guān)于bsAbs研究的臨床試驗(yàn)。其中29%的研究由中國(guó)的制藥公司和機(jī)構(gòu)發(fā)起，緊隨美國(guó)之后，排名第二。全球bsAbs臨床試驗(yàn)主要集中在I期（n=161）、I/II期、II期和III期試驗(yàn)仍然很少。BsAbs的作用機(jī)制包括不同類型。目前國(guó)際上bsAb研究的機(jī)制主要基于T細(xì)胞導(dǎo)向療法，而中國(guó)發(fā)起或參與的主要是基于雙重免疫檢查點(diǎn)阻斷。

 

雙特異性抗體和CAR-T細(xì)胞都被用于T細(xì)胞導(dǎo)向的免疫治療，這兩種方法各有利弊。雖然CAR-T細(xì)胞對(duì)血液系統(tǒng)惡性腫瘤有更好的治療效果，但它們治療費(fèi)用高昂，而且還需要額外的培訓(xùn)。與CAR-T相比，雙特異性抗體是“現(xiàn)成的”，因此降低了成本，增加了許多患者的治療機(jī)會(huì)。CAR-T細(xì)胞和雙抗都有副作用，包括細(xì)胞因子釋放綜合征和神經(jīng)毒性。

 

6、腫瘤疫苗

 

隨著對(duì)腫瘤抗原宿主免疫的進(jìn)一步了解，疫苗誘導(dǎo)免疫治療理論上成為一種理想的治療方法。美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院（NIH）將腫瘤疫苗定義為一系列生物修飾物，通過(guò)激活患者體內(nèi)的免疫系統(tǒng)的能力來(lái)控制感染以及抵御疾病，并將其分為兩類，一類為預(yù)防型，原理類似小時(shí)候注射的小兒麻痹癥的疫苗，用于健康群體的預(yù)防；另一類則為治療型，通過(guò)強(qiáng)化患者的免疫系統(tǒng)來(lái)抵抗腫瘤，直接對(duì)患者的腫瘤細(xì)胞開(kāi)火，實(shí)則為免疫療法的一種形式。

 

預(yù)防性疫苗

 

目前有兩種被批準(zhǔn)的癌癥預(yù)防疫苗：人乳頭瘤病毒（HPV）疫苗和乙型肝炎病毒（HBV）疫苗。這兩種疫苗都以具有致癌潛力的HPV16和HPV18病毒為靶點(diǎn)。

 

治療性疫苗

 

利用疫苗進(jìn)行治療而不是預(yù)防在腫瘤學(xué)領(lǐng)域是相當(dāng)獨(dú)特的，卡介苗（BCG）廣泛用于治療非肌層浸潤(rùn)性膀胱癌（NMIBC），已有40年的歷史。

 

FDA已批準(zhǔn)的治療性癌癥疫苗包括Sipuleucel-T，一種樹(shù)突狀細(xì)胞為基礎(chǔ)的疫苗，用于癥狀輕微的轉(zhuǎn)移性去勢(shì)抵抗前列腺癌；以及T-VEC，一種病變內(nèi)HSV-1衍生的溶瘤病毒疫苗，用于不可切除的復(fù)發(fā)性黑色素瘤。

 

目前腫瘤免疫治療疫苗的研究主要是基于新抗原的個(gè)性化疫苗�；�于新抗原而非傳統(tǒng)TAA的疫苗有幾個(gè)有點(diǎn)。首先，新抗原僅由腫瘤細(xì)胞表達(dá)，因此可以引發(fā)真正的腫瘤特異性T細(xì)胞反應(yīng)，從而防止對(duì)非腫瘤細(xì)胞的損傷；其次，新抗原是源于體細(xì)胞突變的新表位，它有可能繞過(guò)T細(xì)胞對(duì)自身表位的中心耐受，從而誘導(dǎo)對(duì)腫瘤的免疫反應(yīng)；此外，這些疫苗增強(qiáng)的新抗原特異性T細(xì)胞反應(yīng)持續(xù)存在并產(chǎn)生免疫記憶，這為長(zhǎng)期預(yù)防疾病復(fù)發(fā)提供了可能性。

 

7、溶瘤病毒

 

溶瘤病毒（OV）治療一種相當(dāng)新穎的免疫療法，其利用實(shí)驗(yàn)室改造的病毒攻擊和滲透惡性細(xì)胞，這些溶瘤病毒通過(guò)直接溶解腫瘤細(xì)胞以及激活先天性和適應(yīng)性免疫機(jī)制發(fā)揮作用。

 

從1949年開(kāi)始，人們使用不同類型的野生型非減毒病毒進(jìn)行了許多臨床試驗(yàn)。此后不久，OV領(lǐng)域的趨勢(shì)演變?yōu)殚_(kāi)發(fā)對(duì)人類致病性較小的基因修飾病毒，如減毒活疫苗。在過(guò)去的20-30年中，這一轉(zhuǎn)變一直延續(xù)到使用轉(zhuǎn)基因病毒進(jìn)行癌癥治療的時(shí)代，包括利用病毒基因敲除和/或治療性轉(zhuǎn)基因敲入。

 

進(jìn)入21世紀(jì)，在許多臨床試驗(yàn)得到積極結(jié)果之后，OV領(lǐng)域獲得了相當(dāng)大的關(guān)注。到目前為止，已經(jīng)在全球批準(zhǔn)了四項(xiàng)OV藥物。

 

第一種OV是一種被稱為Rigvir的小核糖核酸病毒，在拉脫維亞被批準(zhǔn)用于治療黑色素瘤，但未得到廣泛應(yīng)用。其次，2005年中國(guó)批準(zhǔn)了一種名為H101的工程腺病毒，用于治療頭頸癌。第三，2015年，美國(guó)和歐洲批準(zhǔn)了另一種名為T(mén)alimogene Laherparepvec（T-VEC）的工程單純皰疹病毒（HSV-1）OV，用于治療不可切除的轉(zhuǎn)移性黑色素瘤。最后，在2021年，日本批準(zhǔn)了一種改良的單純皰疹病毒，名為DELYTACT，用于治療膠質(zhì)母細(xì)胞瘤等腦癌。

 

8、小結(jié)

癌癥治療領(lǐng)域的快速變化凸顯了免疫療法所產(chǎn)生的影響，目前的努力方向包括以新的方式重新研究已知的治療方法，例如將檢查點(diǎn)抑制劑與治療性癌癥疫苗相結(jié)合。在個(gè)性化醫(yī)療時(shí)代，關(guān)鍵的生物標(biāo)志物和個(gè)體化的基因組測(cè)序?qū)⒁�領(lǐng)腫瘤免疫治療的個(gè)性化發(fā)展。

 

過(guò)繼性細(xì)胞治療，包括CAR-T，CAR-NK等，目前正在實(shí)體瘤中進(jìn)行研究。然而，由于實(shí)體腫瘤微環(huán)境的特殊特征，這一點(diǎn)是極具挑戰(zhàn)性的。將檢查點(diǎn)抑制（如PD-1/PDL-1阻斷）與CAR-T治療相結(jié)合，可能證明是有益的，也正在研究中。

 

腫瘤免疫治療領(lǐng)域的演變伴隨著新型藥物的實(shí)現(xiàn)和利用的不斷擴(kuò)展，鑒于在這一領(lǐng)域所取得的成就和突破，未來(lái)依然有無(wú)限可能。

 

來(lái)源：小藥說(shuō)藥

* 推文用于傳遞知識(shí)，如有版權(quán)等疑問(wèn)，請(qǐng)聯(lián)系我們。