结直肠癌免疫治疗的研究进展

文摘   2024-09-20 00:16   新加坡  


结直肠癌(colorectal cancer,CRC)是临床上最常见的消化系统恶性肿瘤,在全球发病率居癌症第4位,死亡率居第2位。CRC治疗主要以手术为主,放化疗为辅,但超过50%的患者确诊或后续治疗中发生转移,失去标准治疗的机会,预后较差。近年来,随着分子生物学、肿瘤免疫学的迅速发展,免疫治疗已成为一种新的肿瘤治疗手段。目前,CRC的免疫治疗主要分为特异性主动免疫治疗、非特异性主动免疫治疗和被动免疫治疗,在部分亚型患者中已取得良好疗效。本文就CRC免疫治疗的研究进展作一综述。


01

特异性主动免疫治疗


特异性主动免疫治疗是指给机体输入具有抗原性的肿瘤疫苗,刺激机体增强或激活免疫系统,使机体产生抗肿瘤免疫应答反应,从而达到杀伤肿瘤的目的。肿瘤抗原疫苗主要分为细胞疫苗(肿瘤细胞或细胞裂解物、树突状细胞疫苗等)、分子疫苗(肽疫苗、DNA疫苗等)、载体疫苗(编码肿瘤抗原的重组病毒载体等)等。

1.1 细胞疫苗 
1.1.1  全肿瘤细胞疫苗  将自体或异体肿瘤细胞及细胞裂解物作为疫苗,其含有全系列的肿瘤相关抗原(tumor-associated antigen,TAA),可消除其致瘤性但保留免疫原性,一般联合免疫佐剂如卡介苗使用,即全肿瘤细胞疫苗。UYL-DE GROOT等报道OncoVAX疫苗(一种结合卡介苗的自体肿瘤细胞疫苗)可明显延长Ⅱ期CRC患者的无复发间期、总生存期(OS)和无复发生存期,但Ⅲ期患者获益并不明显。一项纳入2 993例CRC患者的荟萃分析也表明,手术联合OncoVAX疫苗较单纯手术可延长患者总生存时间,提高无复发生存率。此外,还可通过基因修饰使肿瘤细胞表达相关蛋白,诱发T细胞免疫反应,从而提高免疫原性 。但是,全肿瘤细胞疫苗只有一部分蛋白质对癌细胞特异,而大多数与正常细胞共享,因此特异性不高,免疫原性也较低。因此,未来通过寻找特定的佐剂与全肿瘤细胞疫苗结合,从而产生更高的免疫原性或改变免疫反应类型,以增强抗原特异性免疫反应来杀伤肿瘤细胞,可能是潜在的研究方向。
1.1.2  树突状细胞疫苗  树突状细胞(dendritic cell,DC)是功能最强的抗原提呈细胞,可诱导特异性T细胞反应。将肿瘤细胞裂解物、抗原肽或蛋白、DNA或mRNA产物等装载在DC上,即为DC疫苗。其中DC疫苗Provenge/sipuleucel-T已被美国FDA批准用于治疗前列腺癌,在CRC治疗中也表现了一定应用前景。一项Ⅱ期临床试验将负载自体肿瘤裂解物的DC疫苗接种至CRC肝转移患者,结果疫苗组表现为更少及延迟复发趋势,较观察组的中位无病生存期明显延长(25.26个月vs 9.53个月)。一项Ⅰ期临床试验在转移性结直肠癌(metastatic CRC,mCRC)且标准化疗失败的患者皮下注射癌胚抗原(CEA)致敏的DC疫苗及作为佐剂的破伤风类毒素,同样在小部分患者中观察到抗CEA免疫反应增强和临床获益。还有研究发现,PD-L1抗体可促进DC成熟并增强DC1亚型功能,还可能增加被激活的细胞毒T淋巴细胞(cytotoxic T lymphocyte,CTL)的数量,并产生具有更强抗肿瘤活性的CTL。因此,靶向内源性DC疫苗(负载免疫检查点抑制剂的DC)或与过继细胞疗法等免疫治疗联合也可能是值得研究的方向。

1.2 分子疫苗

1.2.1  肽疫苗  肽疫苗是由一个或多个短或长的氨基酸序列作为肿瘤抗原制备而成的疫苗,可结合一些疫苗佐剂。肽疫苗可识别肿瘤细胞表面的抗原多肽或其内部异常表达的蛋白,修饰潜力及靶向肿瘤的特异抗原能力较强。在CRC中,肽疫苗可靶向CRC细胞表达的多种TAA,如CEA、抑癌基因 p53 、热休克蛋白等。一项Ⅰ期临床试验将表达CEA蛋白的肽疫苗接种至25例表达CEA的转移性癌症患者(包括CRC 22例),其中5例患者病情稳定超过3个月以上且研究期间CEA稳定,而部分患者接种后抗原特异性CD8+T细胞和CD4+T淋巴细胞增加,调节性T细胞减少。也有研究将p53合成长肽疫苗接种至10例mCRC患者,结果9例诱导出p53特异性T细胞反应,其中6例持续反应6个月,且联合干扰素IFN-α可进一步提高疗效。由此可见,免疫治疗联合应用可能是解决TAA免疫原性弱的方法之一。此外,一项Ⅰ期临床试验发现热休克蛋白105肽疫苗可诱导CRC及食管癌患者产生抗肿瘤特异性免疫反应,并改善预后。因此认为,通过修饰肿瘤细胞中的抗原肽或将完整的抗原肽引入抗原提呈细胞(如DC)中,有望增加免疫原性和疫苗的抗肿瘤效果。
1.2.2  DNA疫苗  DNA疫苗是将一段编码肿瘤特异性抗原的DNA与质粒等重组并导入机体,在体内表达特异性抗原蛋白而产生相应的特异性免疫应答。其中质粒载体无免疫原性,本身可作为佐剂。通过选择和优化要插入质粒DNA的最佳抗原可提高其免疫原性,或将DNA疫苗与其他补充疗法结合,可以减弱肿瘤免疫抑制作用或增加免疫细胞活性或数量,从而提高其活性。但是有关DNA疫苗用于CRC的临床研究有限。

1.3 病毒载体疫苗

病毒载体疫苗是以病毒为载体结合某种肿瘤抗原和共刺激分子的重组病毒疫苗,病毒载体具有天然免疫原性,可充当佐剂,从而更好地诱导抗肿瘤免疫反应。目前常见的载体病毒有腺病毒、禽痘病毒和牛痘病毒等。鸟苷酸环化酶C(guanylyl cyclase C,GUCY2C)是一种跨膜受体,在CRC中普遍过表达,一项Ⅰ期临床试验在Ⅰ期、Ⅱ期CRC患者接种基于GUCY2C的腺病毒疫苗,结果所有患者均未发生1级以上不良事件,10%的患者对GUCY2C有抗体应答,而40%的患者表现出GUCY2C特异性的T细胞应答,但GUCY2C特异的T细胞反应仅是CD8+T细胞。可见,该疫苗的局限是对媒介的免疫反应不强,有致病及插入突变可能,未来或可通过优化载体及改善接种方式提高免疫原性。 


02

非特异性主动免疫治疗 


非特异性主动免疫治疗是通过增强机体总的免疫功能,激活机体的抗肿瘤免疫反应,从而达到杀伤肿瘤的目的。主要的免疫反应调节剂有细菌菌苗,如卡介苗、短小棒状杆菌菌苗;免疫因子,如转移因子、免疫核糖核酸等。胸腺肽α1是一种非特异性免疫增强剂,一项研究 采用胸腺肽α1联合化疗治疗晚期CRC患者,对照组采用XELOX方案治疗,结果治疗后两组辅助性T细胞17百分比、调节性T细胞百分比及两者比值均降低,且治疗组较对照组降低幅度更大,提示胸腺肽α1联合化疗治疗可改善患者免疫功能,增强机体免疫监视。近期也有研究发现霍乱毒素可作为免疫反应调节剂,可发挥抗炎作用,减少结肠息肉的发生。该研究纳入175例CRC患者,确诊后接种了霍乱疫苗(由灭活的霍乱弧菌O1全细胞和霍乱毒素B亚基组成),与未接种的对照组相比,癌症相关死亡率降低了47%,全因死亡率降低了41%,且降低的死亡风险很大程度与CRC诊断时的年龄、性别和诊断阶段无关。因此,通过联合非特异性和特异性免疫治疗,或联合应用不同的免疫系统调节剂是有价值的探索方向之一。

03

被动免疫治疗

被动免疫治疗不是刺激机体产生免疫应答,而是通过给机体输注外源性免疫效应物质来获得特异性的免疫能力。其优点是效应快,输入即可获得免疫力;缺点是维持时间短。目前被动免疫治疗主要包括输注抗体、杀伤性细胞和细胞因子等。

3.1 单克隆抗体类免疫检查点抑制剂

免疫应答过程受多种共刺激分子和抑制性分子调节,其中抑制性分子称为免疫检查点。目前的免疫检查点主要有PD-1及其配体PD-L1、CTLA-4、淋巴细胞活化基因3(LAG3)、T细胞免疫球蛋白黏蛋白3(TIM-3)等,被FDA批准用于临床应用的免疫检查点抑制剂有抗PD-1抗体(如Pembrolizumab、Nivolumab)、抗PD-L1抗体(如Atezolizumab、Avelumab、Durvalumab)及抗CTLA-4抗体(如Ipilimumab)等。

肿瘤微环境的发现促进了CRC免疫治疗的发展。一般认为错配修复功能缺陷(dMMR)等同于微卫星高度不稳定(MSI-H),而错配修复功能完整(pMMR)等同于微卫星低度不稳定(MSI-L)或(和)微卫星稳定(MSS)。目前在dMMR/MSI-H mCRC患者中进行了两项Ⅱ期Pembrolizumab试验(KEYNOTE-016和KEYNOTE-164)和一项Ⅱ期Nivolumab试验(CheckMate 142)。在KEYNOTE-016试验中,dMMR CRC患者免疫相关容观缓解率(ORR)和20周无进展生存(PFS)率分别为40%和78%;pMMR CRC患者相应的发生率则分别为0和11%;dMMR非CRC患者相应的发生率为71%和67%。在KEYNOTE-164队列A的61例患者中(先前至少接受两种治疗),ORR为28%(中位随访时间≥54周),12个月的PFS为34%,12个月的OS为72%。而在KEYNOTE-164队列B的63例患者中(先前至少一种治疗),ORR为32%(中位随访时间为12.6个月),12个月PFS为41%,12个月OS为76% 。CheckMate 142研究一共包含3个队列,包括晚期后线治疗的2个队列(Nivolumab单药组和Nivolumab+Ipilimumab联合组)和晚期一线治疗的1个队列,后线治疗的2个队列中单药组ORR为31%,≥12周疾病控率(DCR)为69%,12个月PFS率和OS率分别为50%和73%;联合组患者相应的数据明显优于单药组,ORR为55%,≥12周DCR为80%,12个月PFS率为71%,12个月OS率为85%,但联合组患者3~4级治疗相关毒性从20%增加到32%,严重不良事件也从12%增加到20%。队列3中未经治疗的患者接受Nivolumab加低剂量的Ipilimumab,ORR为60%,DCR为84%,12个月PFS率为77%。综合以上研究结果认为,两种PD-1单抗在dMMR型CRC患者后线单药治疗中的疗效相当,扩展至dMMR型泛实体瘤同样获得类似的疗效,且与单药治疗相比,联合CTLA-4 单抗的双免疫疗法疗效更好,但增加了毒副作用。最近,一项Ⅲ期研究KEYNOTE-177 ,评估了Pembrolizumab对比标准治疗(化疗±贝伐珠单抗或西妥昔单抗)一线治疗307例dMMR/MSI-H mCRC患者的疗效和安全性,结果发现Pembrolizumab一线治疗MSI-H/dMMR mCRC PFS明显改善,治疗相关不良事件更少,有望成为该类患者新的治疗标准。此外,CHALABI研究首次将免疫治疗用于早期结肠癌的新辅助治疗,以Nivolumab+Ipilimumab作为Ⅰ~Ⅲ期CRC患者的新辅助免疫治疗方案,dMMR和pMMR各7例,均6周内手术,结果显示新辅助免疫治疗安全性良好,手术无延迟;4例dMMR患者表现为病理重大缓解,而pMMR几乎没有病理应答,说明与传统放化疗相比,新辅助免疫治疗也拥有优势。来自日本的一项Ⅰb期研究REGONIVO以Regorafenib(多激酶抑制剂)联合Nivolumab治疗既往曾接受治疗的晚期胃癌和CRC患者,发现PFS获益且安全性可控,为MSS CRC患者带来新的曙光。综上可见,dMMR型患者CRC免疫治疗疗效优于pMMR型,但是CRC大部分为pMMR型,dMMR型患者仅占其中一小部分(不足5%)。因此,如何诱导占多数的pMMR型患者表现出与dMMR型相似的免疫学特性或对免疫疗法的反应性,以及联合治疗的选择及筛选优势群体成为目前面临巨大挑战。

3.2 细胞疗法

细胞疗法又称过继细胞免疫治疗(adoptive cell transfer therapy,ACT),是通过外界修饰让免疫细胞成为能够识别肿瘤细胞的T细胞,从而引发对肿瘤细胞的免疫作用。常见的免疫效应细胞有CTL、自体肿瘤浸润性淋巴细胞(tumor infiltrating lymphocyte,TIL)、自然杀伤细胞、自体淋巴因子激活的杀伤细胞、细胞因子诱导的杀伤细胞及经基因修饰改造的T细胞,如嵌合抗原受体T细胞 (chimeric antigen receptor T cell,CAR-T) 和T细胞受体嵌合型T细胞等。ACT的淋巴细胞主要来源于自体肿瘤细胞,如TIL,是从实体肿瘤分离出的淋巴细胞,经体外扩增后回输体内,能表现出更强的抗肿瘤效应。TRAN等在mCRC患者TIL中发现针对KRAS突变的CD8+T细胞应答,将这种CD8+T细胞扩增后输回患者体内,结果肺转移瘤均缩小,其中1个病变治疗后9个月进展,但切除后3个月内病变无进展。

CAR-T疗法是一种更精准的细胞免疫治疗,是通过基因工程使T细胞表面表达能识别特异性肿瘤抗原的受体(该受体称为CAR),再在受体胞内段加上引起T细胞活化的信号传递区域,这种表达CAR的T细胞,可特异性杀伤肿瘤细胞。ZHANG等使用CEA靶向的CAR-T治疗10例CEA(+) mCRC患者,7例4周内病情平稳,其中2例病情稳定30周以上,2例肿瘤缩小,且均未发现与CAR-T治疗相关的严重不良事件,长期观察发现大多患者血清CEA水平明显下降,且即使在高剂量下治疗耐受性仍良好并有一定疗效。CD19靶向的CAR-T治疗白血病和淋巴瘤也显示了良好的疗效,但CAR-T疗法在CRC等实体瘤中仍有待进一步研究,寻找CAR特异性靶点、靶向多靶点的CAR-T疗法以及联合免疫检查点抑制剂等免疫治疗是未来研究的重点。

3.3 细胞因子疗法

细胞因子是由多种组织细胞(主要为免疫细胞)产生的一种多效性小分子蛋白,可通过激活机体免疫系统间接增强抗肿瘤活性,部分细胞因子也可直接抑制肿瘤细胞生长。目前,对胃肠道恶性肿瘤有抑制或杀伤作用的细胞因子有白介素(interleukin,IL)、干扰素(interferon,IFN)及粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(granulocyte-macrophage colony stimulating factor,GM-CSF)等。一项回顾性研究分析了接受GOLFIG方案(奥沙利铂+吉西他滨+亚叶酸钙+5-氟尿嘧啶联合IL-2和GM-CSF)治疗的179例mCRC患者,中位PFS和OS分别为15.28个月和24.61个月,其中14例患者10年以上无进展,且预处理的患者抗肿瘤活性更显著,与单纯FOLFOX方案(奥沙利铂+亚叶酸钙+5-氟尿嘧啶)相比,PFS更长且OS有延长趋势,进一步证实细胞因子与化疗联合治疗CRC患者具有积极意义。


04

小结


免疫治疗在一定程度上改善了CRC患者的预后,是一种有前景的治疗选择。但是目前也仅有部分CRC亚型对免疫治疗具有较好的免疫应答,未来如何进一步筛选获益人群,选择最优方案等仍需深入探索,才能使更多患者获益。



作者:曾家兴 丁杰 夏宇 李翔宇 张媛玲 黄锐 陈俊豪 张林 樊斐 李显

作者单位:贵州医科大学;贵州省人民医院胃肠外科;贵州省人民医院口腔科;贵州大学医学院

来源:中国癌症防治杂志,2020年12月第12卷第6期


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