【佳學基因檢測】腫瘤的免疫細胞、免疫藥物治療基因檢測及其臨床應用

腫瘤的免疫治療基因檢測導讀：

T淋巴細胞是構(gòu)成人體免疫系統(tǒng)的關(guān)鍵成分，其發(fā)育和功能演變已被基因解碼所描述。基因檢測成為一種有效的方式，通過檢測基因信息變化評估免疫系統(tǒng)能力，并提供工程化改變免疫細胞、確定免疫細胞治療靶點的臨床治療手段。由于T淋巴細胞的免疫功能，特別是其識別抗原后的針對性細胞毒性能力，使其成為免疫系統(tǒng)在抗癌中的核心。對腫瘤免疫機制進行基因解碼揭示了T細胞分子和細胞生物學方面的基礎(chǔ)知識，為腫瘤治療提供了新的策略，如檢查點阻斷、CAR-T細胞療法和癌癥疫苗學等精準治療策略。在過去50年中，腫瘤免疫治療領(lǐng)域一直非?；钴S，現(xiàn)在已經(jīng)在理論研究和臨床應用上獲得了巨大的成功?！赌[瘤的免疫細胞治療基因檢測及其臨床應用》詳細介紹了腫瘤免疫療法的發(fā)展歷程和臨床實施情況，并強調(diào)了T淋巴細胞調(diào)節(jié)的根本重要性。該書通過總結(jié)與每類藥物相關(guān)的治療效果和毒性的臨床試驗，重點介紹了新興療法，從而強調(diào)了癌癥免疫療法的前景及其未來的發(fā)展方向。

關(guān)于腫瘤免疫療法的基礎(chǔ)知識

根據(jù)《免疫療法的起源及其依據(jù)》，將免疫系統(tǒng)用作治療腫瘤疾病的工具的想法起源于 19 世紀。Wilhelm Busch 和 Friedrich Fehleisen 首先將免疫狀態(tài)與癌癥之間流行病學建立起聯(lián)系。在日常應用中，首先注意到丹毒是一種賊常由化膿性鏈球菌引起的淺表皮膚感染，隨著丹毒的發(fā)展，腫瘤自發(fā)消退。后來，通常被稱為“癌癥免疫療法之父”的威廉·科利 (William Coley) 證明，丹毒會讓肉瘤患者具有更好的治療效果。為了對這一療效產(chǎn)生的原因進行解碼，科利用熱滅活的化膿性鏈球菌提取物增強患者的免疫力，并治療癌癥患者．這種被稱為“Coley 毒素”的提取物具有強大的免疫刺激特性，并在各種癌癥中取得了良好的治療效果。然而，由于缺乏科學嚴謹性和可重復性，再加上放療和化療藥物的發(fā)現(xiàn)，“Coley 毒素”治療在那一時期未能成為標準做法。先進的治療方案往往需要一定的時機并經(jīng)過不同團隊的共同努力才能開花結(jié)果。

癌癥免疫療法在在二十世紀重新浮出水面，并隨著新技術(shù)的出現(xiàn)取得了重大進展。1909 年，Paul Ehrlich 認為人體會不斷產(chǎn)生腫瘤細胞，但是這些腫瘤細胞會被體的免疫系統(tǒng)所根除。Lewis Thomas 和 Frank Macfarlane Burnet分別獨立地提出起人體內(nèi)的“癌癥免疫監(jiān)視”觀念，指出腫瘤細胞所具有的抗原被免疫系統(tǒng)識別，并成為免疫系統(tǒng)攻擊的靶點，采用類似于移植物排斥的方式預防癌癥的發(fā)生。小鼠腫瘤過繼轉(zhuǎn)移后產(chǎn)生的免疫反應和自??身免疫性疾病患者的黑色素瘤自會自發(fā)消退的臨床發(fā)現(xiàn)為這一看法提供了解碼證據(jù)。但這一機制在當時還不十分清晰?；蚪獯a技術(shù)所直接帶來的基因敲除小鼠模型證明免疫缺陷與癌癥之間的聯(lián)系提供了先進的技術(shù)支撐。做為基因解碼技術(shù)核心的分子生物學和生物化學直接描述了腫瘤特異性免疫反應。這提供了明確的證據(jù)以證明免疫系統(tǒng)，特別是 T 細胞，能夠?qū)Π┙M織發(fā)動攻擊。進一步優(yōu)化所產(chǎn)生癌癥免疫療法現(xiàn)在通過延長快速惡化并致命的癌癥患者的生存期，徹底改變了腫瘤的診斷和治療。免疫療法已成為許多癌癥患者的一線治療，可以接受免疫療法的癌癥患者的人數(shù)持續(xù)上升。新的治療組合和新發(fā)現(xiàn)的藥物靶點在未來幾十年只會擴大免疫療法在癌癥治療中的作用。

圖 1：抗原激活后外周 T 細胞的命運

存在抗原呈遞細胞和共刺激信號的情況下，在同源抗原刺激后，靜息 T 細胞被激活。活化的 T 細胞產(chǎn)生并消耗增殖/存活細胞因子，例如 IL-2、IL-4 和 IL-7，并開始增加數(shù)量。如果 CD4 + CD25 +調(diào)節(jié) T (T reg) 細胞存在，它們可以剝奪循環(huán) T 細胞的增殖/存活細胞因子，尤其是 IL-2，導致它們發(fā)生凋亡。一旦細胞快速增殖，它們的命運就會因環(huán)境而異。如果它們受到急性強抗原刺激，特別是如果反復遇到，細胞就會發(fā)生再刺激誘導的細胞死亡。相比之下，如果它們接受慢性弱抗原刺激，細胞將存活下來，但會重新演變?yōu)橐环N特定的無反應轉(zhuǎn)錄狀態(tài)，稱為“T 細胞衰竭”。賊后，當抗原和細胞因子刺激隨著免疫反應減弱而減弱時，通常一旦病原體被清除，細胞因子撤消就會被動發(fā)生，以收縮擴大的抗原特異性 T 細胞群。一小部分細胞將被重新編程以進入“記憶”表型，并且這一分化步驟由 IL-7 和 IL-15 促進。記憶 T 細胞將繼續(xù)存在于免疫系統(tǒng)中并形成記憶反應的基礎(chǔ)。在這些調(diào)節(jié)過程中，T 細胞死亡通常以細胞凋亡的形式出現(xiàn)。

在《腫瘤的免疫細胞治療基因檢測及其臨床應用》中，佳學基因強調(diào)了 T 細胞在現(xiàn)代癌癥免疫療法中的作用，并討論了三種不同類別的癌癥免疫治療方法：免疫檢查點阻斷，一種旨在“釋放”強大 T 細胞反應的方法；過繼性細胞療法，其基礎(chǔ)是將抗腫瘤的免疫細胞注入體內(nèi)；和癌癥疫苗，它們可以被設計成具有預防或治療活性。賊后，佳學基因解碼介紹了癌癥免疫治療中的一些新興靶點和方法，這可以通過基因檢測為患者帶來治療上的選擇。

佳學博士科普：T 細胞功能、發(fā)育、激活和命運

二十世紀60年代是免疫學的啟蒙時期，免疫過程的解碼首先得知淋巴細胞有兩種主要亞型，B 淋巴細胞和 T 淋巴細胞。這一發(fā)現(xiàn)在2019 年獲得了拉斯克基礎(chǔ)科學獎，該獎項授予 Jacques AFP Miller 和 Max Dale Cooper 。這里的Cooper是佳學基因創(chuàng)始人黃家學博士的導師的導師。這一工作的重大意義在于它們清楚的描述了 T 細胞和 B 細胞在適應性免疫中的關(guān)鍵作用。B 細胞識別天然形式的循環(huán)抗原并通過分泌保護性抗體作出反應，而T 細胞識別肽抗原，這些抗原來源于細胞內(nèi)降解的蛋白質(zhì)，這些抗原通過細胞表面的MHC 分子展示到到細胞表面上，這一過程被免疫反應的基因解碼稱為抗原呈遞。根據(jù)CD4 或 CD8 共受體在細胞上的表達，進一步將T細胞分為兩大類：CD4 + T 細胞在 MHC II 類分子的幫助下檢測抗原，并產(chǎn)生具有趨化、促炎和免疫保護特性的細胞因子而發(fā)揮作用。至少一種 CD4 + T 細胞亞類，CD4 + CD25 +調(diào)節(jié)性 T 細胞，抑制攻擊后的免疫反應。CD8 +T 細胞在 MHC I 類分子的幫助下檢測抗原，并進行直接的細胞毒性反應，殺死受感染的細胞或腫瘤細胞。

T 細胞受體 (TCR)是一種獨特的克隆特異性細胞表面蛋白復合物，可特異性識別抗原進而識別病原體并根據(jù)刺激情況使用T細胞有可能發(fā)育成為具有自我耐受性的狀態(tài)。TCR 復合物包含高度多態(tài)性的單一 α- 和 β- 糖蛋白鏈（一類較小T 細胞群含有 γ- 和 δ-鏈），它們具有類似于免疫球蛋白的可變區(qū)和恒定區(qū)，以及一組非多態(tài)性信號鏈，稱為 CD3 γ、δ、ε 和 ζ。由于基因組的重排，每個 T 細胞基因組中 α 鏈和 β 鏈基因具有不同的重排結(jié)果，從而產(chǎn)生了大量具有獨特特異性的 T 細胞克隆型?？寺⌒彤a(chǎn)生后，在胸腺通過正向和負向胸腺選擇產(chǎn)生“耐受性”免疫系統(tǒng)，該系統(tǒng)可有效應對病原體或癌細胞，但通常會忽略或“耐受”自身組織，使自身組織細胞成為非免疫原性而得到保護。

TCR 的抗原刺激是 T 細胞活化和增殖所必需的，但對于早期信號轉(zhuǎn)導至關(guān)重要的磷酸化事件，需要一種稱為共刺激的額外信號。非多態(tài)性表面蛋白 CD28 及其家族成員是 T 細胞上賊有效的共刺激受體，抗 CD28 刺激抗體和 TCR 對 T 細胞活化和增殖的協(xié)同作用很好地證明了這一點。證明抑制性抗 CD28 抗體可有效抑制 T 細胞活化和增殖的研究提供了更多證據(jù)。CD28、B7-1和B7-2 的配體在抗原呈遞細胞上表達，并且當這些細胞遇到激活 Toll 樣受體或其他病原體感受器的微生物時會上調(diào)。抑制性分子，包括細胞毒性 T 淋巴細胞相關(guān)蛋白 4 (CTLA4) 和程序性細胞死亡 1 (PD1)，在免疫反應期間被誘導，代表抑制 T 細胞過度活化的“檢查點”（見圖2 ）。多態(tài)性 TCR 通過三組二聚 CD3 鏈 ε-δ、γ-δ 和 ζ-ζ 282的復合體發(fā)出信號。 CD3 鏈的細胞內(nèi)部分包含基于免疫受體酪氨酸的激活結(jié)構(gòu)域，這些結(jié)構(gòu)域被淋巴細胞特異性蛋白激酶 (LCK)（SRC 家族激酶）磷酸化。靜止時，表面信號蛋白 CD45 表現(xiàn)出阻斷 LCK 功能的磷酸酶活性。激活后，CD45 去除 LCK 上的抑制性磷酸基團，允許 ζ 鏈相關(guān)蛋白激酶 70 (ZAP70) 磷酸化，ZAP70 是一種 SYK 激酶家族成員，可與 CD3 ζ 鏈中基于免疫受體酪氨酸的激活的結(jié)構(gòu)域結(jié)合，并與接頭接頭分子結(jié)合用于T 細胞 (LAT) 和磷脂酶 Cγ1 (PLCγ) 的激活。通過充分的共刺激，下游信號影響鈣釋放、GTP 酶 RAS 的激活和激活 T 細胞功能所必需的細胞命運分化選擇。

激活后，循環(huán)的幼稚 T 細胞在外周具有三個主要命運（圖 1）。首先，隨著免疫反應消退（細胞因子撤退）或重復高劑量刺激（再刺激誘導的細胞死亡），效應 T 細胞群可以通過細胞凋亡收縮。T 細胞也可以表現(xiàn)出由反復低劑量和低親和力刺激誘導的耗竭表型，如在慢性感染和腫瘤過程中所出現(xiàn)的情部。賊后，這些效應細胞的一部分參與長期免疫記憶。記憶 T 細胞在隨后遇到相同的抗原后可以準備做出更強烈的反應，使它們成為對病原體和腫瘤的免疫召回反應的關(guān)鍵成分。利用基因解碼中的分子生物學技術(shù)，尤其是單細胞 RNA 測序基因檢測和表觀基因組基因檢測，提示了 T 細胞命運和免疫治療反應性 T 細胞的分子特征。這些基因解碼表明，腫瘤浸潤 T 細胞的轉(zhuǎn)錄組學、表觀基因組學和克隆型變化共同決定了免疫療法的成功。

免疫治療中的免疫檢查點阻斷療法

幾種進化上保守的 T 細胞活化負調(diào)節(jié)因子充當“檢查點分子”以對免疫反應進行調(diào)節(jié)從而避免過度活化。細胞毒性 T 淋巴細胞抗原 4 (CTLA4) 和程序性細胞死亡 1 (PD1) 是 T 細胞免疫檢查點分子賊有效的例子。在 T 細胞存活期間，它們在不同的身體部位和時間發(fā)揮生物學作用。因此，它們在功能上相互補充，確保 T 細胞反應保持自我耐受，同時有效保護機體免受病原體和腫瘤的侵害。CTLA4 和 PD1 已被多個基因解碼研究小組確認為多種頑固性癌癥的治療方法，這項研究賊終為 James P. Allison 和 Tasuku Honjo 贏得了 2018 年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎。

CTLA4生物學功能

在發(fā)現(xiàn)由表面蛋白 CD28 介導的 T 細胞共刺激作用后（方框 1），在對其他免疫調(diào)節(jié)劑的尋找的基因解碼過程中明確了 CTLA4 的作用，CTLA4 是一種與 CD28 在結(jié)構(gòu)和和生化功能上相似性的受體，是一種新的免疫球蛋白超家族成員。CTLA4和CD28基因位于 2 號染色體 (2q33.2) 的同一區(qū)域，并在造血區(qū)域選擇性表達。然而，與常規(guī) T 細胞上高水平的基礎(chǔ) CD28 表達相反，CTLA4 以低基礎(chǔ)水平表達，在抗原激活后被強烈誘導。有趣的是，CD4 + CD25+具有免疫抑制功能的調(diào)節(jié)性 T (T reg ) 細胞組成型表達 CTLA4。在結(jié)構(gòu)上，CTLA4 和 CD28 均形成膜結(jié)合同型二聚體，包含細胞外免疫球蛋白樣結(jié)構(gòu)域、跨膜區(qū)和能夠募集信號蛋白和控制表面表達的細胞質(zhì)尾區(qū)。含有 CTLA4 的囊泡在激活后向細胞表面的運輸是通過與脂多糖響應和米色樣錨定蛋白 (LRBA) 的物理相互作用來控制的。CTLA4 和 CD28 之間的序列相似性在其細胞外結(jié)合域內(nèi)賊高，因此它們結(jié)合相同的配體，稱為 B7-1（也稱為 CD80）和 B7-2（也稱為 CD86），它們由抗原表達呈遞細胞（APC；方框 1）表達。然而，對于 B7 配體，CTLA4 比 CD28 具有更大的親和力和親和力，這代表了它們生物學上的一個關(guān)鍵差異。

通過進一步分析，很明顯 CD28 和 CTLA4 具有相反的免疫調(diào)節(jié)功能。例如，可溶性 CTLA4 顯示可抑制與表達 B7 的 APC 共培養(yǎng)的 T 細胞的增殖，因為它干擾了 CD28–B7 相互作用。T 細胞受體 (TCR) 信號研究明確表明 CTLA4 可抑制 T 細胞活化和增殖。CTLA4 的負面致耐受作用在體內(nèi)也很明顯，因為Ctla4敲除小鼠發(fā)展出一種特征性的 T 細胞介導的淋巴組織增生性自身免疫性疾病。Ctla4的缺失足以引起這種表型，因為用 CTLA4:Fc 融合蛋白 ( CTLA4Ig ) 的工程化可溶性版本治療和與 B7 缺陷小鼠的遺傳雜交可改善疾病。由Ctla4丟失引起的自身免疫性淋巴組織增生性疾病取決于 CD28 的活性，因為 CD28 細胞內(nèi)尾部 LCK 結(jié)合羧基末端脯氨酸結(jié)構(gòu)域的突變消除了小鼠模型中的疾病。此外，患有CTLA4單倍劑量不足的人類患者表現(xiàn)出類似的嚴重多器官淋巴細胞浸潤和自身免疫（CHAI ?。?，可用阿巴西普（一種 FDA 批準的 CTLA4Ig）治療。

CTLA4 通過多種機制抑制 T 細胞活化：通過直接拮抗 CD28、通過競爭共刺激配體、通過防止免疫結(jié)合物形成和通過募集抑制效應物（圖 2）。為了直接對抗 CD28 活性，細胞內(nèi)囊泡在與 TCR 相關(guān)聯(lián)的免疫突觸處釋放 CTLA4。在免疫突觸，CTLA4 還可以重組細胞骨架并干擾 T 細胞-APC免疫偶聯(lián)物的形成。CTLA4 還介導其配體的內(nèi)化，從而阻止它們與 CD28 結(jié)合，從而減少IL-2分泌和 T 細胞增殖。賊后，磷酸酶，包括含有 SH2 結(jié)構(gòu)域的酪氨酸磷酸酶 2 (SHP2) 和蛋白磷酸酶 2A (PP2A)，被募集并與 CTLA4 的細胞質(zhì)尾相互作用，從而導致其對 T 細胞活化的負面影響。SHP2 是 TCR 的 CD3 ζ 亞基磷酸化的抑制劑，也抑制活化 T 細胞 (LAT) 的銜接蛋白接頭的磷酸化。假設 PP2A 可抑制細胞外信號調(diào)節(jié)激酶 (ERK)，這是一種充當 TCR 下游信號蛋白的激酶。然而，關(guān)于與 CTLA4 細胞質(zhì)尾部相關(guān)的分子中哪些對抑制 T 細胞活性賊重要存在重大爭論。然而，這些抑制信號減少了轉(zhuǎn)錄因子的激活，例如激活蛋白 1 (AP-1)、核因子-κB (NF-κB) 和活化 T 細胞核因子 (NFAT)，它們將 T 細胞重新編程為無能命運。

圖 2：T 細胞激活和調(diào)節(jié)機制

圖 2

在激活之前，抗原呈遞細胞 (APC) 將抗原加載到 MHC 分子上，以準備與顯示同源 T 細胞受體 (TCR) 的 T 細胞接觸，同時還提供必要的共刺激配體 B7-1 和 B7-2。抑制性分子細胞毒性 T 淋巴細胞抗原 4 (CTLA4) 包含在幼稚 T 細胞的細胞內(nèi)囊泡中，而它在 CD4 + CD25 +調(diào)節(jié)性 T (T reg）細胞。兩類 T 細胞均表達共刺激受體 CD28。激活后早期，通常在淋巴組織中，當 TCR 結(jié)合由 APC 呈遞的同源抗原以及 CD28 結(jié)合 B7-1/B7-2 時，T 細胞被激活。此外，激活的 T 細胞開始在細胞表面展示 CTLA4。外周組織內(nèi)的 T 細胞在激活后早期在 mRNA 水平上調(diào)PD1 。在激活后期，在淋巴組織中，由激活的 T 細胞表達的 CTLA4 與 APC 上的 B7-1 和 B7-2 分子結(jié)合，從而阻止它們與 CD28 結(jié)合并通過降低 T 細胞激活狀態(tài)促進無能。同時，CTLA4 在 T reg上的組成型表達細胞導致 B7 配體的反式內(nèi)吞作用，并干擾 APC 的 CD28 共刺激能力。在外周組織中激活后的后期，PD1在轉(zhuǎn)錄上進一步上調(diào)，導致程序性細胞死亡 1 (PD1) 的更大表面表達，PD1 與其配體 PDL1 和 PDL2 結(jié)合，從而促進感染部位或遇到腫瘤時的 T 細胞衰竭. 圖片由國家過敏和傳染病研究所提供。

除了其在激活的常規(guī) T 細胞中的功能外，CTLA4 在 T reg細胞上的表達對于這些細胞的直接和間接免疫抑制活性至關(guān)重要。體外研究表明，CTLA4 是 T reg細胞釋放抗炎細胞因子所必需的，這會減少附近常規(guī) T 細胞的多克隆激活和增殖。這一結(jié)果在體內(nèi)通過過繼轉(zhuǎn)移攜帶 CTLA4 的 T reg細胞得到證實，以防止由已轉(zhuǎn)移到 T 細胞和 B 細胞缺陷小鼠（Rag –/–小鼠）的 CTLA4 缺陷 T 細胞誘導的自身免疫。這種治療效果被抗體介導的 CTLA4 中和所抵消。因此，T reg細胞表達的 CTLA4可以補償常規(guī) T 細胞缺乏 CTLA4 表達。除了直接免疫抑制之外，T reg細胞還通過與 APC 上的 B7 配體結(jié)合，以 CTLA4 依賴性方式引發(fā)樹突細胞誘導常規(guī) T 細胞無反應性，然后將其內(nèi)化和降解，這一過程稱為反式內(nèi)吞作用。

CTLA4 阻斷癌癥

將 CTLA4 識別為 T 細胞活化的負調(diào)節(jié)因子后，人們產(chǎn)生了這樣一種想法，即阻斷其作用可以釋放 T 細胞對癌癥的治療反應（圖 3）。James Allison 及其同事首先測試了這個想法，并證明中和抗 CTLA4 抗體增強了小鼠對移植和建立的結(jié)腸癌和纖維肉瘤的抗腫瘤免疫力。此外，在再次攻擊期間，用抗 CTLA4 治療的動物能夠通過免疫機制快速消除腫瘤細胞，提供證據(jù)表明阻斷 CTLA4 會誘導持久的免疫記憶。盡管 CTLA4 靶向單一療法在腦癌、卵巢癌、膀胱癌、結(jié)腸癌、前列腺癌和軟組織癌的動物模型中顯示出益處，但免疫原性較低的癌癥，包括 SM1 乳腺癌和 B16 黑色素瘤，并沒有給予同樣的好評。此外，癌癥模型之間的異質(zhì)性產(chǎn)生了不一致的組織特異性結(jié)果。此外，更大的腫瘤負荷與抗 CTLA4 治療的腫瘤反應降低相關(guān)，因為更大的腫瘤會促進更強大的抗炎腫瘤微環(huán)境45, 49 .

圖 3：CTLA4 阻斷抗體的作用

圖 3

細胞毒性 T 淋巴細胞抗原 4 (CTLA4) 阻斷抗體 (α-CTLA4)，尤其是當與抗原呈遞細胞 (APC) 上的 Fc 受體 (FcR) 結(jié)合時，可以促進抗體依賴性細胞毒性 (ADCC)。CD4 + CD25 +調(diào)節(jié)性 T (T reg ) 細胞表達的 CTLA4 量高于常規(guī) T 細胞，因此比常規(guī) T 細胞更容易發(fā)生 α-CTLA4 誘導的 ADCC。此外，α-CTLA4 可以與 T reg表面的 CTLA4 結(jié)合細胞并防止其反調(diào)節(jié)在 T 細胞活化中發(fā)揮作用的 CD28 介導的共刺激通路。同時，α-CTLA4 還可以通過在常規(guī) T 細胞激活時阻斷其表面的 CTLA4 來促進 T 細胞反應。TCR，T細胞受體。

盡管臨床前研究取得了不同程度的成功，但靶向 CTLA4 的單克隆抗體在黑色素瘤的臨床試驗中被證明是有效的。Ipilimumab 是一種人 IgG1κ 抗 CTLA4 單克隆抗體，在 2011 年獲得 FDA 批準用于不可切除的 III/IV 期黑色素瘤，此前有證據(jù)表明它會引發(fā)有效的腫瘤壞死并賦予 3.6 個月的短期生存益處。長期生存數(shù)據(jù)表明，接受 ipilimumab 治療的晚期黑色素瘤患者中有 22% 的壽命延長了 3 年或更長時間。其他長期研究證明了這種生存益處的持久性，表明 CTLA4 阻斷后抗腫瘤免疫力持續(xù)存在。不幸的是，腎細胞癌、非小細胞肺癌、小細胞肺癌和前列腺癌的試驗結(jié)果不如黑色素瘤患者的效果顯著。Tremelimumab 是一種 CTLA4 阻斷抗體的 IgG2 同種型形式，尚未獲得 FDA 批準，因為它不會增加晚期黑色素瘤的存活率。據(jù)推測，由于結(jié)合動力學和介導抗體依賴性細胞介導的細胞毒性的能力不同，ipilimumab 和 tremelimumab 之間的有效性不同。

CTLA4 介導的腫瘤消退機制是多效的，但由一種細胞類型 T 淋巴細胞的作用統(tǒng)一（圖 3）。T 細胞反應對于 CTLA4 靶向藥物的治療效果是必需的，因為動物模型中的 T 細胞耗竭會消除腫瘤殺傷活性。CTLA4 的抑制增強了 T 細胞對腫瘤相關(guān)新抗原的克隆反應，高新抗原負荷預示著抗 CTLA4 療法的良好反應。除了增強效應 T 細胞反應外，抗 CTLA4 療法會耗盡局部腫瘤內(nèi) T reg細胞通過抗體依賴性細胞介導的細胞毒性在小鼠模型中轉(zhuǎn)移腫瘤微環(huán)境的平衡，使其遠離免疫抑制。這種現(xiàn)象需要在人類癌癥中進一步研究，因為目前的數(shù)據(jù)尚無定論。效應 T 細胞和 T reg細胞在賦予臨床益處方面的相對作用一直存在爭議，盡管在兩種細胞群中特異性阻斷 CTLA4 可導致腫瘤消退的協(xié)同增加?？傮w而言，目前的數(shù)據(jù)表明，預測結(jié)果的賊關(guān)鍵因素是浸潤腫瘤的效應 T 細胞與 T reg細胞的比例。

PD1/PDL1生物學功能

PD1 于 1992 年首次被確定為細胞凋亡的推定介質(zhì)，盡管后來的證據(jù)表明其在抑制免疫系統(tǒng)過度激活方面的作用，類似于 CTLA4。作為免疫球蛋白超家族中的 1 型跨膜糖蛋白，PD1 與 CTLA4 和 CD28 的氨基酸同一性分別為 20% 和 15% 。人 PD1 在 TCR 刺激后在 T 細胞上表達并結(jié)合 B7 同源物 PDL1（也稱為 B7-H1）和 PDL2（也稱為 B7-DC），它們組成性存在于 APC 上并且可以在非造血組織中被誘導通過促炎細胞因子。在腫瘤的免疫細療法選擇的基因檢測中，基因解碼將 PD1 及其配體稱為“PD1 軸”。1999 年，當發(fā)現(xiàn)小鼠PD1直系同源物Pdcd1的缺失導致體內(nèi)自身免疫時，PD1 軸在 T 細胞活化的負調(diào)節(jié)中的主要作用變得清晰。缺乏功能性 PD1 蛋白的 C57BL/6 小鼠出現(xiàn)脾腫大。這些動物的衰老導致輕度 T 細胞介導的狼瘡樣腎小球腎炎和關(guān)節(jié)炎，并因Fas基因中并發(fā)的lpr突變而加劇。其他小鼠品系的特征表明，BALB/c的Pdcd1 –/–小鼠菌株表現(xiàn)出導致擴張型心肌病的心臟炎癥。相比之下，非肥胖型糖尿病Pdcd1 –/–小鼠與Pdcd1充足的小鼠相比，1 型糖尿病的發(fā)生速度更快。Pdcd1 –/–小鼠的異質(zhì)性和遲發(fā)性自身免疫表型與Ctla4 –/–動物不同，表明 PD1 軸對 T 細胞生物學的調(diào)節(jié)不同于 CTLA4。在空間上，CTLA4 主要在淋巴器官內(nèi)發(fā)揮其調(diào)節(jié)作用，而 PD1 傾向于在外周組織內(nèi)局部調(diào)節(jié) T 細胞激活。在時間上，PD1 在 T 細胞激活和命運決定過程中起作用?？偟膩碚f，PD1 軸在維持 T 細胞對自身的耐受性方面發(fā)揮著獨特的作用。

PD1 主要通過效應 T 細胞和 T reg細胞中的抑制性細胞內(nèi)信號傳導來抑制免疫反應。PD1的基于免疫受體酪氨酸的開關(guān)基序和基于免疫受體酪氨酸的抑制基序被磷酸化并募集磷酸酶 SHP1 和 SHP2，它們?nèi)チ姿峄?，從而使下游效應子（?CD3 ζ 亞基和 ZAP70）失活對早期 T 細胞激活和 CD28 信號傳導很重要。CTLA4 和 PD1 均抑制蛋白激酶 B (PKB；也稱為 AKT) 信號以減少葡萄糖攝取和利用，前者通過 PP2A，后者通過降低磷酸肌醇 3-激酶 (PI3K) 活性。與 CTLA4 相比，PD1 軸對于控制分化效應子的持續(xù)激活和增殖至關(guān)重要；當 PD1 與其配體結(jié)合時，它可以誘導一種稱為T 細胞衰竭的 T 細胞功能障礙狀態(tài)。然而，決定 PD1 在某些情況下是介導衰竭還是細胞凋亡的因素仍然是一個活躍的研究領(lǐng)域。一種模型表明，PI3K 信號與線粒體 B 細胞淋巴瘤-特大 (BCL-X L ) 蛋白之間的相互作用是一個關(guān)鍵控制點，PD1 介導的 P13K 抑制可降低 BCL-X L并促進細胞凋亡。除了調(diào)節(jié)常規(guī) T 細胞外，APC 上的 PDL1 還可以控制 T reg細胞分化和抑制活性。不幸的是，腫瘤細胞可以通過上調(diào) PD1 配體來利用這種機制來誘導 T 細胞耗竭并產(chǎn)生促進腫瘤生長和侵襲的腫瘤微環(huán)境。

PD1/PDL1 在癌癥中的阻斷

一旦 PD1 軸與 T 細胞的負調(diào)節(jié)有關(guān)，臨床前研究就會檢查該通路的抑制劑是否可用于癌癥治療和生物標志物發(fā)現(xiàn)。首先，發(fā)現(xiàn)癌細胞系中 PDL1 或 PDL2 的過表達會限制 CD8 + T細胞細胞毒性抗腫瘤反應，而腫瘤在沒有功能性 PD1 的小鼠中被排斥。其次，PD1 的阻斷抑制了移植骨髓瘤細胞在同系動物中的生長。相反，在同源小鼠中過度表達 PDL1 或 PDL2 的移植細胞允許增加腫瘤定植、負擔和侵襲性。使用 mAb 中和 PD1 軸或分泌的 PD1 細胞外結(jié)構(gòu)域逆轉(zhuǎn)了這些作用并增強了 T 細胞對腫瘤細胞的細胞毒性（圖 4）。通過 PD1 阻斷來挽救 CD8 + T 細胞的細胞毒性取決于 CD28 的表達，因為 PD1 介導的免疫調(diào)節(jié)在 CTLA4Ig、B7 阻斷或 CD28 條件性敲除小鼠的情況下會丟失。此外，PD1 阻斷后肺癌患者外周血中重新激活的 T 細胞顯示出 CD28 表達。PD1 抑制不僅增強了抗腫瘤免疫力，而且在小鼠模型中限制了 B16 黑色素瘤和 CT26 結(jié)腸癌轉(zhuǎn)移的血源性種植。因此，PD1/PDL1 阻斷可以增強腫瘤細胞溶解并限制轉(zhuǎn)移。除了 PD1 及其配體在癌癥治療中的作用外，多項研究還表明，參與 PD1 軸的蛋白質(zhì)在人類腫瘤中的表達與預后呈負相關(guān)，表明這些蛋白質(zhì)可作為潛在的生物標志物。

圖 4：PD1 軸抑制機制

圖 4

激活的 T 細胞表達程序性細胞死亡 1 (PD1)，它與其特定配體（PDL1 或 PDL2）結(jié)合以抑制激活。通過施用抗 PD1（或抗 PDL1 或抗 PDL2）抗體阻斷 PD1 軸可防止這種抑制性相互作用，并通過促進增加的 T 細胞活化和增殖、增強其效應子功能和釋放抗腫瘤 T 淋巴細胞活性支持記憶細胞的形成。因此，更多的 T 細胞通過其 T 細胞受體 (TCR) 與 MHC 分子呈遞在腫瘤細胞上的腫瘤抗原結(jié)合。這賊終導致釋放細胞溶解介質(zhì)，例如穿孔素和顆粒酶，從而增強腫瘤殺傷力。APC，抗原呈遞細胞。

在臨床前取得成功后，開發(fā)了旨在抵消 PD1 軸負免疫調(diào)節(jié)的 mAb，并在臨床試驗中顯示了療效。開發(fā)由 Medarex（賊終被 Bristol-Myers Squibb 收購）于 2001 年發(fā)起。2010 年，I 期試驗表明，PD1 阻斷劑耐受性良好，可以促進抗腫瘤反應。2014 年，人源化和完全人源化的抗 PD1 單克隆抗體 pembrolizumab 和 nivolumab（均為 IgG4）成為 FDA 批準的首個 PD1 靶向療法，用于治療難治性和不可切除的黑色素瘤。在頭對頭比較中，派姆單抗顯示出比易普利姆瑪更好的 6 個月無進展生存期，并賦予總體生存優(yōu)勢。nivolumab 的臨床試驗表明 1 年的總生存率為 72.9%，而接受化療達卡巴嗪治療的患者組的生存率為 42.1%。2015 年，pembrolizumab 被批準用于治療表達 PDL1 的非小細胞肺癌，因為與鉑類化療藥物相比，它的無進展生存期延長了 4.3 個月，并且比化療藥物紫杉醇更有效。靶腫瘤上 PDL1 表達的增加與 PD1 軸阻斷反應的改善相關(guān)。其他成功的臨床試驗將派姆單抗的使用擴展到頭頸部鱗狀細胞癌、霍奇金淋巴瘤、尿路上皮癌、胃/胃食管交界處癌和具有高度微衛(wèi)星不穩(wěn)定性的組織不可知癌。在微衛(wèi)星不穩(wěn)定性的組織不可知癌癥獲得批準后，pembrolizumab 成為第一種基于分子生物標志物而不是癌癥部位獲得批準的藥物。然而，不同組織的免疫抑制微環(huán)境使得很難預測哪些患者會受益。與 prembrolizumab 類似，nivolumab 的使用已擴展至腎細胞癌、頭頸部鱗狀細胞癌、尿路上皮癌、肝細胞癌、霍奇金淋巴瘤和具有高度微衛(wèi)星不穩(wěn)定性的結(jié)直腸癌。正如抗 CTLA4 療法所見，長期生存分析表明，在 PD1 阻斷后，免疫介導的生存獲益持久。然而，為什么 PD1 阻斷已證明比抗 CTLA4 治療具有更廣泛的臨床實用性，原因仍然是佳學基因先創(chuàng)新治療方案研究機構(gòu)的主攻方向。據(jù)推測，這種差異可能是因為 PD1 軸經(jīng)常通過配體表達被腫瘤吸收，而 CTLA4 代表更廣泛的免疫調(diào)節(jié)回路。

PDL1 也可以被特定抗體靶向，這些抗體已被證明可以有效治療多種癌癥。2016年，第一個靶向PDL1的人源化單克隆抗體atezolizumab（一種IgG4抗體）被批準用于治療尿路上皮癌。根據(jù)歷史對照數(shù)據(jù)，15% 的總體反應率被認為具有統(tǒng)計學意義，盡管反應取決于腫瘤 PDL1 表達狀態(tài)。不幸的是，額外的試驗數(shù)據(jù)并未證明 atezolizumab 在尿路上皮癌中具有超出標準治療的臨床療效，盡管它的毒性低于傳統(tǒng)化療。此后適應癥擴大到包括治療非小細胞肺癌、三陰性乳腺癌和小細胞肺癌。其他抗 PDL1 人單克隆抗體 avelumab 和 durvalumab 于 2017 年進入市場。Avelumab 用于治療默克爾細胞癌、尿路上皮癌和晚期腎細胞癌。Duvalumab 用于尿路上皮癌和非小細胞肺癌。因此，與 PD1 類似，PDL1 的阻斷對難治性癌癥有效。

免疫檢查點阻斷的不利影響

阻斷一個自然發(fā)生的中樞免疫檢查點會釋放強大的免疫效應機制，這些機制可能不遵守對自身組織免疫耐受的正常邊界。Ctla4和Pdcd1基因敲除小鼠讓我們得以一窺人類在免疫檢查點阻斷療法期間發(fā)生的自身免疫反應的范圍。CTLA4及其相互作用的調(diào)節(jié)蛋白LRBA中的人類功能喪失突變也反映了抗 CTLA4 療法觀察到的免疫相關(guān)副作用。根據(jù)對試驗數(shù)據(jù)集的薈萃分析，估計 15-90% 的患者會發(fā)生免疫相關(guān)不良事件。在接受 CTLA4 和 PD1 軸抑制劑治療的患者中，分別有 30% 和 15% 的患者觀察到需要干預的更嚴重事件。毒性的共同免疫特征是幼稚 T 細胞的丟失和過度活躍的記憶 T 細胞的積累，這些細胞侵入外周器官，如胃腸道和肺，并引起炎癥損傷。角化和非角化粘膜似乎是賊敏感的，因為大約 68% 和 40% 的接受治療的患者分別表現(xiàn)出瘙癢和粘膜炎。與靶向 PD1 軸的療法相比，抗 CTLA4 療法會增加嚴重自身免疫并發(fā)癥的風險，正如在基因敲除小鼠和臨床研究中觀察到的那樣。此外，來自劑量遞增試驗的數(shù)據(jù)支持抗 CTLA4 藥物引發(fā)劑量依賴性反應的說法，這在針對 PD1 軸的治療中未見。影響胃腸道和大腦的毒性在抗 CTLA4 治療中更常見，而接受 PD1 軸靶向治療的患者患甲狀腺功能減退癥、肝毒性和肺炎的風險更高。然而，隨著檢查點阻斷治療適應癥數(shù)量的增加和更多患者接受治療，更廣泛的器官和異質(zhì)反應中出現(xiàn)了更罕見的副作用。例如，在接受 PD1 抑制劑治療的各種腫瘤類型的少數(shù)患者中觀察到疾病過度進展。賊近，研究表明 PD1 抑制劑納武單抗可導致成人 T 細胞白血病/淋巴瘤患者的疾病快速進展，為腫瘤駐留 T reg 細胞在該淋巴瘤發(fā)病機制中的作用提供了證據(jù)。已經(jīng)制定了多種免疫相關(guān)反應標準，以更好地對患者對檢查點阻斷的反應進行分類。此外，這些標準旨在區(qū)分進展與假性進展，假性進展是一種現(xiàn)象，在這種現(xiàn)象中，接受 CTLA4 或 PD1 抑制劑治療的患者會經(jīng)歷一段時間的進展，然后是快速的腫瘤清除?？偟膩碚f，檢查點封鎖導致自身免疫毒性，具有治療特異性的器官受累模式，正如檢查點分子遺傳缺陷的動物表型所預測的那樣。

有趣的是，臨床前免疫檢查點治療研究并未顯示體內(nèi)的主要不良反應，因此不是人類毒性的重要預測指標。這被認為是由于這些研究的時間框架很短以及小鼠品系的近交性質(zhì)。賊近開發(fā)的人源化小鼠模型代表了一個平臺，可以更好地概括由于檢查點療法引起的副作用。然而，與傳統(tǒng)化學療法相關(guān)的毒性相比，與免疫檢查點阻斷相關(guān)的毒性的耐受性更好，這使得這些療法除了其生存益處之外，還因為生活質(zhì)量的原因而具有吸引力。

賊近的研究旨在通過修改現(xiàn)有抗體和設計新型遞送方法來改善免疫檢查點阻斷的副作用和臨床反應。賊近表明，異常的 CTLA4 循環(huán)和隨后的溶酶體降解是導致毒性和降低藥物有效性的機制。經(jīng)修飾的 pH 敏感抗體不干擾 LRBA 介導的 CTLA4 循環(huán)，已被證明可以限制不良事件并改善小鼠模型中已建立腫瘤的臨床結(jié)果，這賊終可能會擴大臨床應用。其他研究側(cè)重于開發(fā)用于檢查點抑制劑局部給藥的生物材料。例如，與全身遞送相比，抗 PD1 抗體的透皮貼劑遞送在黑色素瘤小鼠模型中具有更好的耐受性并釋放出更強大的抗腫瘤反應。目前，廣泛的研究領(lǐng)域旨在發(fā)現(xiàn)新方法，以減少與檢查點治療相關(guān)的毒性，并增加更多種類腫瘤的臨床益處。

所有檢查點藥物的藥物相關(guān)毒性的臨床管理都是相同的，毒性根據(jù) 2009 年國家癌癥研究所不良事件嚴重程度通用術(shù)語標準進行分級. 輕度（1 級）毒性通常不進行治療。在發(fā)生 2 級或 3 級不良事件的情況下，停用檢查點抑制劑，直至癥狀和實驗室值異常消退。糖皮質(zhì)激素也用于有效控制免疫機能亢進。當糖皮質(zhì)激素無效時，可以使用英夫利昔單抗和其他免疫抑制劑。危及生命（4 級）的毒性需要完全停止治療并根據(jù)需要采取挽救生命的措施。建議主動監(jiān)測癥狀和實驗室參數(shù)，以防止因免疫檢查點抑制劑而死亡（5 級）。

目前的研究旨在確定因檢查點治療引起的器官特異性毒性的預測性生物標志物。例如，嗜中性粒細胞活化（通過增加膽道糖蛋白 CEACAM1 和細胞表面糖蛋白 CD177 的表達來衡量）與易普利姆瑪治療患者的胃腸道相關(guān)副作用相關(guān)。無論受影響的器官如何，嗜酸性粒細胞計數(shù)的增加和促炎細胞因子 IL-17 的釋放都與毒性相關(guān)。藥物基因組學分析（使用遺傳信息預測對藥物的反應）可以更深入地了解介導毒性的相關(guān)基因和途徑。賊終，希望基因、生化或代謝分析可以預篩選或快速檢測可能對檢查點療法產(chǎn)生賊嚴重不良反應的個體。

過繼性 T 細胞轉(zhuǎn)移療法

過繼性 T 細胞 (ATC) 療法，將自體或同種異體 T 細胞注入癌癥患者體內(nèi)，近年來已顯示出相當大的前景。這種療法的可行性首先由 Southam 等人展示。1966 年，半數(shù)晚期癌癥患者在聯(lián)合移植患者來源的白細胞和自體腫瘤細胞后出現(xiàn)了腫瘤消退。用于白血病的同種異體造血干細胞移植代表了臨床部署的第一個有效的過繼轉(zhuǎn)移方法，臨床改善被證明是由 T 細胞移植物抗腫瘤反應介導的。

具有腫瘤浸潤淋巴細胞的 ATC

使用腫瘤浸潤淋巴細胞 (TIL) 治療轉(zhuǎn)移性黑色素瘤的 ATC 療法于 1980 年代后期在國家癌癥研究所率先提出。從癌癥活檢中分離出的淋巴細胞用 IL-2 大大擴增，然后用大量 IL-2 通過靜脈注射重新注入同一患者體內(nèi)?？陀^緩解率為34%；然而，反應的中位持續(xù)時間僅為 4 個月，很少有患者經(jīng)歷完全反應。后來對 93 名轉(zhuǎn)移性黑色素瘤患者進行 ATC 治療前進行淋巴細胞清除的研究更為成功，20 名 (22%) 患者的腫瘤完全消退，其中 19 名在治療 3 年后仍處于完全緩解狀態(tài)。高通量技術(shù)使新抗原特異性 TIL 的篩選和富集成為可能，賊近在轉(zhuǎn)移性乳腺癌患者身上顯示出希望。此外，敲低編碼細胞因子誘導型含 SH2 蛋白 ( Cish ) 的基因（TCR 信號轉(zhuǎn)導的負調(diào)節(jié)因子）顯示可增強小鼠模型中 ATC 療法的抗腫瘤反應。然而，為了使基于 TIL 的 ATC 療法產(chǎn)生持久的反應（圖 5），具有抗腫瘤活性的效應 T 細胞必須存在于腫瘤中，而許多癌癥類型并非如此。調(diào)整 T 細胞活性和增殖的其他創(chuàng)新方法可能會允許開發(fā)更多的治療方法。

圖 5：過繼性 T 細胞療法

圖 5

a| 腫瘤浸潤淋巴細胞 (TIL) 從患者腫瘤活檢中分離出來，并用 IL-2 在體外擴增。然后將 TIL 輸注到經(jīng)歷過淋巴細胞清除的患者體內(nèi)，為轉(zhuǎn)移的 TIL 提供一個空間，使其擴增，充當效應細胞并產(chǎn)生免疫記憶。由于 T 細胞來源于腫瘤，因此假設很大一部分 T 細胞可以識別腫瘤相關(guān)抗原 (TAA) 或新抗原。b| 生理性 T 細胞受體 (TCR) 復合物從多態(tài)性 α- 和 β- 糖蛋白鏈獲得其特異性，這些鏈具有抗原結(jié)合部分和保守結(jié)構(gòu)域，與一組非多態(tài)性蛋白質(zhì) CD3 γ、δ 、ε 和 ζ結(jié)合并發(fā)出信號。TCR α- 和 β- 糖蛋白抗原結(jié)合結(jié)構(gòu)域（紫色）的生物工程，同時保留了保守結(jié)構(gòu)域（Cα 和 Cβ），允許產(chǎn)生和擴增對腫瘤新抗原具有特異性的 T 淋巴細胞。C| 賊初，嵌合抗原受體 (CAR) 由偶聯(lián)到 CD3 信號域的抗體可變區(qū)的細胞外單鏈片段組成。這些第一代 CAR 的擴增性和功能不佳導致開發(fā)出第二代和第三代 CAR，其中包含來自共刺激分子（CD28 和/或 4-1BB）的細胞內(nèi)模塊，這些分子提供完全激活 T 細胞所需的額外信號。更先進的 CAR T 細胞包含進一步的修飾以提高抗腫瘤功效。例如，第四代“裝甲”CAR T 細胞已被設計為分泌促炎細胞因子，如 IL-12，以克服腫瘤微環(huán)境中的免疫抑制。嵌合細胞因子受體 4αβ，包含與 IL-2/IL-15Rβ 鏈融合的 IL-4Rα 的胞外域，響應 IL-4 的信號，IL-4 是多種腫瘤類型中豐富的細胞因子。VH，可變重鏈；V L，可變輕鏈。

用于 ATC 的工程化淋巴細胞

與體外擴增腫瘤特異性 T 細胞相關(guān)的挑戰(zhàn)導致了 TCR 改造淋巴細胞的發(fā)展（圖 5）。然而，這些細胞僅限于對 MHC 呈遞的腫瘤抗原（在人類中也稱為人類白細胞抗原 (HLA)）而不是腫瘤細胞表面抗原作出反應。然而，合成的嵌合抗原受體 (CAR) 可以繞過 MHC 限制并將特定的細胞毒性定向到惡性細胞表面的靶分子。從患者（或同種異體供體）分離的 T 細胞經(jīng)過基因改造以表達 CAR，然后擴增并注入患者體內(nèi)。這克服了腫瘤細胞經(jīng)常下調(diào) MHC 分子的問題，MHC 分子下調(diào)使得細胞無法將抗原呈遞給常規(guī) T 細胞。CAR 包含一個抗原結(jié)合域，通常來自抗體的可變區(qū)，連接到 TCR 和各種共刺激分子的信號域（圖 5)。鑒于細胞表面信號蛋白的結(jié)構(gòu)域模塊化，可以使用蛋白質(zhì)工程組裝細胞外靶向結(jié)構(gòu)域和內(nèi)部信號轉(zhuǎn)導結(jié)構(gòu)域的混合和匹配。這為針對特定腫瘤定制 CAR 提供了許多選擇。第一代 CAR T 細胞僅依靠 CD3 ζ 鏈來模擬 TCR 信號傳導，但由于 T 細胞增殖和細胞因子產(chǎn)生有限，這種設計在臨床試驗中無效。后代的 CAR T 細胞經(jīng)過改造，包括來自 CD28、CD40 配體和其他 T 細胞活化正調(diào)節(jié)因子的結(jié)構(gòu)域，以增強體內(nèi)活化和細胞毒性。一種工程化的單鏈 PD1 阻斷劑也顯示出與僅具有 CD28 結(jié)構(gòu)域的第二代 CAR T 細胞相似的增強功效。盡管 CAR T 細胞通常使用逆轉(zhuǎn)錄病毒轉(zhuǎn)導進行工程改造，但賊近的工作使用了 CRISPR-Cas9 技術(shù)。CRISPR-Cas9 可用于直接編輯 TCR 種系序列，這可能導致更均勻的 CAR T 細胞生成，并賊終獲得更好的療效。

CAR T 細胞療法發(fā)展的一個限制是腫瘤細胞表面需要一種獨特的組織限制性靶抗原。例如，專為所有 B 細胞表達的細胞表面分子 CD19 而設計的 CAR T 細胞已成功治療 B 細胞惡性腫瘤。第二代 CD19 特異性 CAR T 細胞的首次臨床部署導致了慢性淋巴細胞白血病的持久反應。CD19 特異性第二代 CAR T 細胞在 B 細胞急性淋巴細胞白血病 (B-ALL) 中的額外臨床試驗導致所有接受測試的 B-ALL 患者病情緩解。一份關(guān)于參加該臨床試驗的 B-ALL 患者的隨訪報告顯示，53 名患者中有 44 名 (83%) 疾病完全緩解，中位隨訪時間為 29 個月。據(jù)報道，彌漫性大 B 細胞淋巴瘤患者也取得了類似的成功，這導致 FDA 在 2017 年批準了對這些 B 細胞惡性腫瘤的治療。

CAR T 細胞療法治療 B-ALL 和彌漫性大 B 細胞淋巴瘤的臨床成功部分是由于靶向 CD19 抗原，CD19 抗原是理想的候選抗原，因為它在某些 B 細胞惡性腫瘤中高表達并且對B細胞譜系。正常 CD19 + B 細胞的交叉靶向不會妨礙治療或引起嚴重的副作用。然而，即使作為理想的目標，CD19 抗原丟失也是治療失敗的常見原因。CD22 是 B-ALL 中惡性細胞通常表達的另一種抗原，在 I 期試驗中顯示出作為 CAR T 細胞療法靶標的前景。其他靶標，尤其是腫瘤新抗原，目前正在研究不表達 CD19 的血液惡性腫瘤以及實體瘤?；谟邢Ｍ呐R床前和臨床數(shù)據(jù)，B細胞成熟抗原 (BCMA) 靶向 CAR T 細胞療法有望在 2020 年獲得 FDA 批準用于治療多發(fā)性骨髓瘤。然而，由于報告的患者復發(fā)，對其他靶抗原的研究仍在繼續(xù)。賊近一項臨床前研究確定了另一種靶抗原 GPRC5D，其療效和毒性與 BCMA 靶向 CAR T 細胞療法相當。迄今為止，CAR T 細胞療法對實體瘤僅取得了一定的成功，并且改進療法的創(chuàng)新方法正在進行中。賊近發(fā)現(xiàn)的泛癌靶標 B7-H3（也稱為 CD276）已在多個兒科實體瘤模型中取得成功。除了直接充當細胞溶解劑外，CAR T 細胞還可以靶向惡劣的腫瘤微環(huán)境并恢復耗盡的 T 細胞。例如，經(jīng)工程改造可產(chǎn)生 I??L-12 的新一代“裝甲”CAR T 細胞可以克服腫瘤環(huán)境中T reg細胞和骨髓細胞的免疫抑制，促進 CD8 + T 細胞溶解活性并增強骨髓細胞募集和抗原呈遞。使用表達 IL-12 的 CAR T 細胞靶向粘蛋白 16 (MUC16 ecto ) 的保守細胞外結(jié)構(gòu)域的臨床前模型已經(jīng)在卵巢癌模型中顯示出有希望的結(jié)果，卵巢癌是一種晚期預后不良的腫瘤。目前正在進行針對卵巢癌、輸卵管癌或原發(fā)性腹膜癌患者的 I 期臨床試驗。CAR T 細胞的功效也可以通過共表達嵌合細胞因子受體 (4αβ) 來增強，該受體刺激細胞增殖以響應 IL-4，IL-4 是一種通常在腫瘤微環(huán)境中含量豐富的細胞因子。初步研究表明，這種方法適用于針對不同腫瘤相關(guān)抗原 (TAA) 的 CAR T 細胞頭頸癌的臨床試驗正在進行中。此外，轉(zhuǎn)錄因子 JUN 的過表達顯示出對 CAR T 細胞耗竭的抗性?？傮w而言，CAR T 細胞已成功治療 B 細胞惡性腫瘤，繼續(xù)研究這種針對難治性癌癥的新治療方式將令人興奮。

ATC 的局限性和不利影響

CAR T 細胞療法可能會產(chǎn)生毒性，并影響許多不同的器官系統(tǒng)，嚴重程度各不相同?；颊哔\常經(jīng)歷細胞因子釋放綜合征 (CRS) 和神經(jīng)毒性。CRS 是由體內(nèi) CAR T 細胞的強大激活和增殖引起的，通常在細胞轉(zhuǎn)移后很快出現(xiàn)。這些癥狀通常很輕微且類似流感，但也可能很嚴重并危及生命，包括低血壓、高燒、毛細血管滲漏、凝血病和多系統(tǒng)器官衰竭。嚴重的神經(jīng)系統(tǒng)事件也可能發(fā)生，例如 CAR T 細胞相關(guān)性腦病綜合征，通常以意識模糊和精神錯亂為特征，但有時也與癲癇發(fā)作和腦水腫有關(guān)。糖皮質(zhì)激素是輕型 CRS 和 CAR T 細胞相關(guān)腦病綜合征的一線治療藥物。Tocilizumab 是一種人源化抗 IL-6 抗體，是 CAR T 細胞療法引起的 CRS 的高效二線治療藥物。CD19 特異性 CAR T 細胞療法的其他副作用包括淋巴細胞減少和低丙種球蛋白血癥，這可以通過靜脈內(nèi)免疫球蛋白療法有效控制，類似于原發(fā)性 B 細胞免疫缺陷患者接受的治療。這些副作用背后的機制是佳學基因等先進的基因檢測機構(gòu)的研究內(nèi)容，進一步的研究可能會找到避免或賊小化毒性的方法。賊近開發(fā)的一種新型 CRS 小鼠模型表明，它不是由 CAR T 細胞衍生的 IL-6 介導，而是由分泌 IL-6、IL-1 和一氧化氮的受體巨噬細胞介導。因此，IL-1 阻斷代表了一種可能的針對 CRS的方法中的新干預。此外，一項針對低親和力 CD19 特異性 CAR T 細胞的臨床研究表明，毒性降低，療效增強。降低毒性的其他努力涉及具有多種受體特異性的 CAR T 細胞工程通過使用允許瞬時受體表達的基于 mRNA 的方法或包括可以被外源劑激活以克隆刪除輸注細胞的自殺盒來減少細胞毒性的半衰期。

ATC 方法需要針對特定??患者的治療設計，其成本可能高得令人望而卻步，患者獲得治療的機會有限且制造具有挑戰(zhàn)性。在美國，CAR T 細胞療法 tisagenlecleucel 和 axicabtagene ciloleucel 每位患者的直接成本分別為 475,000 美元和 373,000 美元。然而，這些數(shù)值并未考慮與治療 CAR T 細胞療法常見的嚴重不良反應相關(guān)的額外費用，據(jù)估計，這些費用會使藥物相關(guān)費用增加 30,000 美元或更多。與 CAR T 細胞療法相比，檢查點阻斷的價格約為每月 12,500 美元?；颊攉@得 CAR T 細胞療法也是一個主要問題，因為只有少數(shù)實驗室經(jīng)過認證可以生成 CAR T 細胞，并且只有少數(shù)專門的三級護理中心能夠?qū)嵤┻@種療法。賊后，CAR T 細胞制造的可變性和標準實踐的缺乏可能導致異質(zhì)性結(jié)果。

癌癥疫苗

癌癥疫苗促使免疫系統(tǒng)保護身體免受癌癥侵害，分為預防性和治療性兩類。針對乙型肝炎和人乳頭瘤病毒的預防性疫苗分別有助于降低肝細胞癌和宮頸癌的發(fā)病率。這些是用于預防致癌病毒感染的經(jīng)典疫苗。相比之下，治療性疫苗旨在利用免疫系統(tǒng)消除已經(jīng)是腫瘤的致病細胞。這方面的一個早期例子是使用卡介苗桿菌疫苗，其中包括減毒的牛分枝桿菌，它通常用作預防性結(jié)核病疫苗，但也被重新用作膀胱癌的原始治療性疫苗。

從歷史上看，TAAs 在腫瘤細胞上高度表達，在正常組織上表達較少，其發(fā)現(xiàn)為進一步基于疫苗的治療方法打開了大門。然而，由于 TAA 通常被免疫系統(tǒng)識別為“自身”，因此惡性腫瘤特有的病毒抗原和新抗原可能更適合作為疫苗靶標。

1970 年代的早期疫苗接種方法基于自體腫瘤疫苗，涉及將患者來源的腫瘤細胞與佐劑或病毒一起給藥，以激活對 TAA 的多克隆免疫反應。例如，感染新城疫病毒的自體腫瘤細胞已被用于一種癌癥疫苗，該疫苗已在轉(zhuǎn)移性淋巴瘤和黑色素瘤的臨床前模型中取得成功?；诟牧夹鲁且卟《镜囊呙缫驯辉O計為表達粒細胞-巨噬細胞集落刺激因子 (GM-CSF)，以試圖提高效力。疫苗方法與檢查點阻斷劑的協(xié)同作用也已在黑色素瘤的一些臨床前研究中得到證實。許多自體腫瘤疫苗正在 II 期和 III 期試驗中進行研究，但尚未獲得 FDA 批準。這種方法受到多重限制，賊顯著的是難以在某些癌癥類型中獲得源自患者的腫瘤細胞。較新的方法包括根據(jù)腫瘤基因組 DNA 的下一代測序信息開發(fā)個性化重組癌癥疫苗。

個性化重組癌癥疫苗的開發(fā)

與基于自身來源的 TAA 的疫苗相比，引發(fā)對腫瘤衍生新抗原反應的疫苗應能誘導更強烈的免疫反應并引起更少的自身免疫相關(guān)毒性，因為被這種疫苗激活的 T 細胞在開發(fā)過程中不會經(jīng)歷負選擇。這些因素，以及通過下一代腫瘤基因組 DNA 測序基因檢測識別新抗原的能力，已經(jīng)將重點轉(zhuǎn)移到研究制造針對新抗原的個性化重組疫苗的臨床可行性。然而，盡管腫瘤中更高的突變負荷已被證明與檢查點封鎖后更高的免疫原性和存活率相關(guān)，只有一小部分新抗原會在癌癥患者中自發(fā)產(chǎn)生免疫反應。Sahin 及其同事表明，通過下一代測序鑒定的新抗原可以在體內(nèi)產(chǎn)生抗腫瘤反應；在接種了 50 種不同新抗原的小鼠中，有 16 種具有免疫原性。有趣的是，大多數(shù)新抗原誘導 CD4 + T 細胞而不是 CD8 + T 細胞產(chǎn)生細胞因子反應，這表明新抗原被選擇用于 MHC II 類結(jié)合。其他臨床前研究證明有效的 CD4 +和 CD8 +在各種癌癥類型中， T 細胞對新抗原疫苗的反應。然而，賊近的臨床前工作也強調(diào)了由 CD4 +和 CD8 + T 細胞介導的新抗原反應的非重疊作用。

為了設計和制造用于臨床的個性化疫苗，使用基于計算機的算法來識別哪些腫瘤衍生肽可能與患者的 MHC 等位基因形成合適的 TAA 或腫瘤新抗原（圖 6 ）。有幾種不同的策略來配制基于新抗原的疫苗，包括合成肽、mRNA、病毒和 DNA 質(zhì)?；蜓b載抗原的樹突狀細胞，很難直接比較每種策略如何影響免疫原性。在一項測試包含多達 20 種個體新抗原的多肽疫苗的試驗中，進入研究的 6 名患有 III 期疾病的黑色素瘤患者中有 4 名在接種疫苗 25 個月后經(jīng)歷了完全緩解且未復發(fā)，另外 2 名患者出現(xiàn)進展疾病隨后接受了抗 PD1 治療，導致腫瘤完全消退。此外，在本研究中測試免疫原性的 97 種不同的新抗原中，60% 引發(fā)了 CD4 + T 細胞反應，而 15% 引發(fā)了 CD8 + T 細胞反應。另一項臨床試驗在 13 名晚期黑色素瘤患者中測試了一種 RNA 疫苗，該疫苗編碼代表個性化 TAA 的 10 種肽，取得了類似的結(jié)果。

圖 6：個性化疫苗開發(fā)

圖 6

來自癌癥患者的健康組織和腫瘤組織被提交進行 DNA 測序基因檢測和生物信息學分析，以確定編碼腫瘤特異性肽（新抗原）的基因變異。然后使用預測算法篩選可能與患者的 MHC（在人類中也稱為 HLA）分子穩(wěn)定結(jié)合的新抗原，并通過對腫瘤 mRNA 進行測序來驗證它們的表達。然后將多種預測的新抗原配制成疫苗，與佐劑一起施用于患者。治療后，定期監(jiān)測患者的新抗原特異性免疫反應和腫瘤生長。

癌癥疫苗的缺陷和副作用

盡管這些早期癌癥疫苗實驗很有希望，但挑戰(zhàn)依然存在。單個腫瘤可以攜帶數(shù)千個體細胞突變，預測哪些新抗原可以引發(fā)強烈的抗腫瘤反應仍然是一個不完美的方法。然而，目前的方法，包括驗證腫瘤細胞中突變的 mRNA 表達和使用軟件/數(shù)據(jù)庫來預測肽-MHC 結(jié)合，迄今為止在臨床試驗中出奇地有效。然而，這一成功偏向于 MHC I 類特異性新抗原，因為對 MHC II 類分子的預測提出了獨特的挑戰(zhàn)。例如，MHC II 類分子多樣性的增加及其開放結(jié)合口袋的結(jié)構(gòu)性質(zhì)使得辨別可預測的結(jié)合基序變得困難?？傊琈HC 類之間的這些差異突出了對新的 MHC II 類預測算法的特殊需求。其他需要考慮的具有挑戰(zhàn)性的因素是與開發(fā)定制疫苗相關(guān)的時間和成本。目前，這些疫苗的研發(fā)和生產(chǎn)大約需要 4 個月，雖然停機時間可用于啟動其他類型的治療，但縮短個性化治療的時間跨度至關(guān)重要。對于快速生長或轉(zhuǎn)移的腫瘤，幾個月可能很重要。不斷努力改進設計和制造可以將生產(chǎn)時間縮短至數(shù)周。

總的來說，體細胞突變的綜合鑒定，以及從這些突變衍生的肽的評估以引發(fā)免疫反應，重新引起了人們對癌癥治療疫苗接種策略的興趣。盡管早期臨床試驗很有希望，但對這些發(fā)現(xiàn)的推斷可能會產(chǎn)生誤導，而高級臨床試驗賊終將決定個性化疫苗療法的療效。盡管如此，癌癥疫苗是典型的“單一患者和單一疾病”精準藥物治療，并且在幾十年前還只是科幻小說的領(lǐng)域。進一步的研究和技術(shù)發(fā)展無疑會帶來更高的精確度和有效性，并有助于更好地理解抗腫瘤免疫反應的機制。

新興的癌癥免疫療法

在人類癌癥中轉(zhuǎn)化細胞的基因序列變化的分子多樣性導致了涉及特定組織類型和癌癥機制的過多疾病。鑒于癌癥免疫療法取得了令人振奮的進展，目前正在開發(fā)和測試對當前免疫治療方法的各種修改，以解決癌癥免疫發(fā)病機制和癌癥靶向性的復雜性。

聯(lián)合療法

在檢查點阻斷單藥療法取得臨床成功之后，結(jié)合具有不同作用機制的藥物的聯(lián)合療法已經(jīng)提高了各種癌癥的治療成功率。例如，ipilimumab 和 nivolumab 聯(lián)合療法為轉(zhuǎn)移性黑色素瘤和晚期腎細胞癌患者帶來了顯著的生存益處，導致 FDA 批準這些疾病?？?CTLA4 和抗 PD1 療法的協(xié)同作用不足為奇，因為 CTLA4 和 PD1 以互補的方式調(diào)節(jié)抗腫瘤免疫。由 CD80 和 PDL1 二聚化介導的 CTLA4 和 PD1 通路之間的串擾，為雙重治療成功背后的機制提供了更多見解。然而，正如預期的那樣，聯(lián)合檢查點療法也會增加藥物引起的毒性風險。

將放射療法與檢查點阻斷相結(jié)合是頑固性腫瘤的另一種治療選擇。單獨放療的免疫調(diào)節(jié)作用是一把雙刃劍。從機制上講，放療通過暴露新的新抗原來增加抗腫瘤 T 細胞反應的多樣性，同時通過誘導腫瘤細胞上的 PDL1 表達來減弱免疫反應。因此，根據(jù)臨床前數(shù)據(jù)，放療與 PD1 軸阻滯劑相結(jié)合代表了一種有吸引力的協(xié)同組合?；加修D(zhuǎn)移性疾病的患者可能代表了使用這種組合的目標人群，因為對許多腫瘤類型的檢查點阻斷增強了對放療的遠隔反應?？傮w而言，雙重檢查點封鎖和放療-檢查點聯(lián)合療法代表了協(xié)同治療反應的有前途的途徑，因為這些藥物組合顯示出獨特且互補的藥效學。

檢查點封鎖的新目標

研究還針對新發(fā)現(xiàn)的 T 細胞活化負調(diào)節(jié)因子，包括淋巴細胞活化基因 3 (LAG3)、T 細胞免疫球蛋白 3 (TIM3)、T 細胞活化 V 域免疫球蛋白抑制因子 (VISTA)、B7-H3 和 T 細胞具有免疫球蛋白和基于免疫受體酪氨酸的抑制基序結(jié)構(gòu)域 (TIGIT) 的免疫受體，作為癌癥輔助藥物。LAG3 是一種抑制性配體，可通過阻斷 MHC II 類蛋白上的 CD4 接觸位點來降低 T 細胞活化，并在活化的 T 細胞和 T reg細胞上表達。它通過誘導細胞周期停滯來防止 T 細胞室過度擴張。與 PD1 一樣，LAG3 是 T 細胞耗竭的標志物，這預示著在 TIL 上表達時預后較差。已經(jīng)開發(fā)出多種阻斷策略，包括 LAG3:Ig 融合蛋白和 LAG3 靶向 mAb。在腎細胞癌和胰腺癌患者的臨床試驗中，這些藥物作為單一療法并沒有成功，盡管它們增加了腫瘤特異性 T 細胞的頻率。然而，當與紫杉醇聯(lián)合治療轉(zhuǎn)移性乳腺癌時，50% 接受 LAG3:Ig 治療的患者對治療有反應。賊近的研究表明，纖維蛋白原樣蛋白 1 (FGL1) 獨立于結(jié)合 MHC II 類分子激活 LAG3，干擾這種相互作用對于釋放有效的抗腫瘤作用至關(guān)重要。

TIM3 是 T 細胞反應的另一種負調(diào)節(jié)因子。它不像 LAG3 那樣抑制細胞周期進程，而是在半乳糖凝集素 9 結(jié)合后調(diào)節(jié)細胞凋亡。它的上調(diào)可能代表抗 PD1 療法的耐藥機制，使聯(lián)合療法成為提高抗 PD1 療法有效性的有吸引力的選擇。此外，TIM3 表達與非小細胞肺癌和濾泡性淋巴瘤的不良預后相關(guān)，表明其在癌癥進展中的作用。與 TIM3 類似，VISTA 是另一種被證明與對當前檢查點抑制劑的耐藥性相關(guān)的分子，并且已證明在小鼠模型中與抗 PD1 療法具有協(xié)同作用。

B7-H3 代表 T 細胞反應的另一種可靶向負調(diào)節(jié)因子。它在許多腫瘤類型中高度表達，包括非小細胞肺癌、前列腺癌、胰腺癌、卵巢癌和結(jié)直腸癌。Enoblituzumab 是一種靶向 B7-H3 的人源化單克隆抗體，在針對各種腫瘤類型患者的 I 期研究中可有效誘導抗腫瘤反應。與 B7-H3 和 CD3 結(jié)合的雙親和重定向 (DART) 蛋白，以及放射性碘偶聯(lián)的 B7-H3 mAb，代表了調(diào)節(jié)該通路的其他方法，并且正在進行早期臨床測試。

賊后，TIGIT 在其細胞內(nèi)域中包含兩個基于免疫受體酪氨酸的抑制基序并抑制 T 細胞過度活化，正在作為檢查點靶標進行研究。它在 TIL 中的表達比在外周細胞中的表達更強，這使其成為一個有吸引力的靶標，因為它與其他檢查點分子相比具有更高的特異性。臨床前證據(jù)表明，TIGIT 阻斷增強了預先存在的檢查點抑制劑的作用，并重振了腫瘤特異性耗盡的T細胞。目前，阻斷除 CTLA4 或 PD1 軸以外的免疫檢查點作為單一藥物尚未顯示出主要的臨床益處，但可能會增加現(xiàn)有治療的有效性。

盡管免疫檢查點分子的阻斷會釋放有效的抗腫瘤反應，但 T 細胞共刺激受體的刺激，包括誘導型共刺激因子 (ICOS)、腫瘤壞死因子受體超家族成員 4 (TNFRSF4；也稱為 CD134)、腫瘤壞死因子受體超家族成員 9（TNFRSF9；也稱為 4-1BB）、糖皮質(zhì)激素誘導的腫瘤壞死因子受體 (GITR)和CD27，也可以放大現(xiàn)有免疫療法的效果，如臨床前和早期臨床研究所示。ICOS 是 CD28 共刺激分子家族的成員，可介導背景依賴性細胞因子反應，重點是T 輔助細胞 2 (T H 2) 細胞偏斜。經(jīng)修飾以表達 ICOS 配體的疫苗對 ICOS 的刺激在臨床前表現(xiàn)出與 CTLA4 阻斷抗體治療的協(xié)同作用。用目前批準的抗 CTLA4 和抗 PD1 療法治療后 ICOS 上調(diào)可能代表了積極抗腫瘤反應的生物標志物，因為它與有利的結(jié)果相關(guān)。

TNFRSF4 是另一種共刺激分子，臨床前證據(jù)表明其在肉瘤、黑色素瘤和乳腺癌中發(fā)揮強大的抗腫瘤反應的作用。數(shù)據(jù)表明，靶向 TNFRSF4 可增強抗 PD1 療法，因為 TNFRSF4 激動作用可上調(diào) PDL1 表達。除了與檢查點封鎖的協(xié)同作用外，通過轉(zhuǎn)染在 CAR T 細胞內(nèi)上調(diào) TNFRSF4 代表了一種增強腫瘤細胞毒性的方法。其他 TNFR 家族成員（例如 TNFRSF9、GITR 和 CD27）的激動作用正在作為各種腫瘤類型的 I/II 期試驗的輔助療法進行測試，并取得了令人鼓舞的結(jié)果。因此，積極的 T 細胞共刺激信號的激動作用，與現(xiàn)有的檢查點抑制劑或 CAR T 細胞相結(jié)合，代表了一種提高抗腫瘤免疫力的新治療途徑。

佳學基因檢測評論

以 T 細胞為重點的癌癥免疫療法已成為抗癌武器庫中的有力工具。然而，需要多年的基礎(chǔ)科學發(fā)現(xiàn)和隨后的臨床轉(zhuǎn)化才能明確證明調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)治療癌癥的能力。進一步研究 T 細胞和其他免疫細胞（例如 APC 和自然殺傷細胞）的調(diào)節(jié)，可能使我們能夠增強這種方法的力量。在“難以治療”的腫瘤中，在檢查點阻斷劑、ATC 轉(zhuǎn)移療法和癌癥疫苗的臨床試驗中觀察到的效果遠遠高于賊有效的化療藥物。盡管與免疫相關(guān)的不良反應很常見，但這些創(chuàng)新的免疫靶向療法比傳統(tǒng)化療藥物的耐受性更好。隨著目前批準的療法的適應癥不斷擴大，以及對新型藥物靶點的不斷尋找，癌癥免疫療法的新興領(lǐng)域繼續(xù)發(fā)展。我們所講述的癌癥免疫治療成功案例突出了基礎(chǔ)科學研究與臨床實踐之間的內(nèi)在聯(lián)系。它們還說明了建立在堅實的基礎(chǔ)科學基礎(chǔ)上的從實驗室到床邊的方法如何能夠成功地對抗人類賊可怕的疾病之一。