惡性腫瘤已成為世界性醫(yī)學難題,在人類與腫瘤疾病斗爭的上百年歷史中,醫(yī)學界曾窮盡一切辦法想要消滅腫瘤細胞。手術(shù)、放療、化療、靶向治療等所有的治療方法都把目標集中在腫瘤細胞上,然而這些治療方法均存在不同的局限性。
手術(shù)能夠直接切除肉眼所見的腫瘤組織,快速降低腫瘤負荷,但是對已經(jīng)擴散、轉(zhuǎn)移的病灶無能為力。放化療能夠大面積多點殺傷腫瘤細胞,但是同時會傷及正常組織細胞,導(dǎo)致不同程度的治療副反應(yīng)。靶向藥物治療效果明顯,但最終逃不開耐藥的結(jié)局。傳統(tǒng)治療方式不但面臨各種治療副作用的困擾,同時也無法防止腫瘤復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移。
腫瘤免疫細胞治療的不同在于,它將治療目標從腫瘤細胞轉(zhuǎn)移到免疫細胞上面,通過增強患者自身的抗腫瘤免疫能力來治療腫瘤,與傳統(tǒng)治療相比具有殺傷精準、副作用小、療效持久、個性化程度高等優(yōu)勢。此外,機體免疫系統(tǒng)具有免疫記憶的特性,因此免疫治療可以幫助患者形成記憶型免疫,在防止腫瘤復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移上具有顯著優(yōu)勢。
2011年12月,國際權(quán)威雜志《自然》及《臨床腫瘤學》發(fā)表“腫瘤免疫治療的時代已經(jīng)來臨”的評論文章,認為未來腫瘤免疫細胞治療會在腫瘤治療中占據(jù)相當重要的地位。2012年6月,《新英格蘭醫(yī)學》雜志明確提出:腫瘤治療方法已轉(zhuǎn)變成手術(shù)、放療、化療、生物免疫治療四足鼎立;2013年12月,國際權(quán)威雜志《科學》將腫瘤免疫治療列為年度十大科學突破之首。有報告預(yù)測,免疫治療很快會像當前的化療一樣,成為腫瘤治療的一線方案。未來10年,60%的晚期患者將使用免疫治療對抗腫瘤。
從1893年美國醫(yī)生威廉.科利發(fā)現(xiàn),肉瘤患者手術(shù)切除后受到化膿性鏈球菌感染,意外導(dǎo)致腫瘤消退,到今天火熱的CAR-T、PD-1技術(shù),腫瘤免疫細胞治療已歷經(jīng)一百多年的歷史,并在對精準性和長效性的追求中不斷完善,越來越接近治愈癌癥的終極目標?;仡櫰浒l(fā)展的歷史,將幫助我們徹底理解這一全新的治療策略。
一、發(fā)現(xiàn)殺傷性免疫細胞
20世紀60年代,科學家明確了是細胞免疫在抗腫瘤中發(fā)揮最主要作用,而不是體液免疫,由此奠定了腫瘤免疫細胞治療的基礎(chǔ)。研究人員發(fā)現(xiàn)人體免疫系統(tǒng)中天然存在具有殺傷能力的細胞,如LAK、NK、TIL、CIK等,可以通過外周血獲得并在體外進行誘導(dǎo)培養(yǎng)。當擴增到一定數(shù)量后回輸患者體內(nèi),以期達到治療腫瘤的目的。但由于這些細胞沒有靶向性,回輸后的細胞殺傷作用不能完全發(fā)揮在腫瘤細胞上,治療有效率很低。另外,為了保持這些細胞的活性,需要混合大量的細胞因子進行回輸,雖然消滅了部分腫瘤細胞,但也會對患者身體造成嚴重損傷。從最初的LAK細胞治療到后來的CIK細胞治療,均由于不夠精準和安全逐漸被醫(yī)學界所淘汰。
二、DC細胞為免疫細胞安裝導(dǎo)航
為了讓這些殺傷細胞能夠作用于腫瘤細胞而不殺傷其他細胞,科學家找到一類能夠給這些細胞發(fā)揮指令的細胞---樹突狀細胞(DC細胞),并且把腫瘤抗原的相關(guān)信息“交給”DC細胞,讓DC細胞帶著這群殺傷細胞回到患者體內(nèi),期待在DC細胞的指引下可以對腫瘤進行全面清除——這就是DC-CIK治療技術(shù)。由于這項技術(shù)對腫瘤細胞具有一定的靶向性,使得CIK細胞的殺傷效果顯著增強,但是臨床治療效果仍然有限。這是因為交給DC細胞的往往是腫瘤相關(guān)抗原,這些抗原不但在腫瘤細胞上存在,也同樣存在于正常細胞上,使得治療的靶向性依然不夠精準。這不但會分散殺傷細胞的“火力”,還會導(dǎo)致部分正常細胞受到損害。同時DC-CIK療法依然無法避免細胞因子的副作用。
三、基因修飾加強細胞療法的“火力”
隨著研究的深入發(fā)現(xiàn)在一群殺傷細胞中,T細胞才是主要參與殺傷腫瘤細胞的作用細胞,于是科學家開始把T細胞當作抗擊腫瘤最重要的武器,這可以避免大量細胞因子的使用,極大的減少患者的治療副作用。隨著基因技術(shù)的出現(xiàn),科學家又想到用基因改造技術(shù)幫助T細胞直接獲得對腫瘤細胞的識別能力,于是TCR-T技術(shù)和CAR-T技術(shù)誕生。前者是將T細胞上專門與腫瘤細胞發(fā)生接觸,進而識別腫瘤細胞的蛋白做了基因修飾。后者是將B細胞上的一段相關(guān)抗原(CD19)的配體基因片段通過基因技術(shù)加到了T細胞上。雖然改造后的T細胞識別和攻擊能力非常強,但是受到腫瘤相關(guān)抗原的限制,只能在血液腫瘤領(lǐng)域發(fā)揮作用。另一方面,由于這兩種技術(shù)都對自體T細胞做了基因改造,而基因改造需要病毒的參與,除了容易引發(fā)危險的免疫因子風暴外,也埋下了外源基因的隱患。因此長久以來,TCR-T技術(shù)和CAR-T技術(shù)的安全性一直備受爭議。
四、發(fā)現(xiàn)阻斷腫瘤“逃生”通道的方法
隨著免疫細胞治療技術(shù)在臨床上的應(yīng)用和發(fā)展,科學家發(fā)現(xiàn)除了需要解決人體免疫系統(tǒng)抗腫瘤的戰(zhàn)斗力不足以外,還要解決腫瘤對免疫細胞的抑制問題。腫瘤細胞會利用激活免疫檢查點通路的方式,來抑制免疫細胞對其的識別和殺傷能力,進而實現(xiàn)免疫逃逸。其中一個最主要的途徑就是PD-1/PD-L1通路,于是PD-1/PD-L1的單抗藥物應(yīng)運而生。單抗藥物的作用就是通過阻斷腫瘤發(fā)生免疫逃逸的通路,解除免疫抑制,恢復(fù)免疫系統(tǒng)對腫瘤細胞的識別和殺傷能力。雖然藥物的療效顯著,但由于是外源性物質(zhì)補充,依然存在無法建立長期免疫、耐藥性出現(xiàn)和容易引起治療副反應(yīng)等問題。
五、安全+長效+精準的免疫細胞治療方向
PD-1/PD-L1單抗類藥物的成功,為腫瘤免疫細胞治療打開全新思路。在免疫檢查點思路的指導(dǎo)下,美國南加州大學Noris綜合癌癥中心與貝勒醫(yī)學院研發(fā)出一種新的腫瘤疫苗(iPD-L1-Vax)。這種疫苗在體外將PD-L1抗原蛋白負載到DC細胞上,回輸患者體內(nèi),利用DC細胞強大的抗原信號傳導(dǎo)能力,激活B細胞產(chǎn)生抗PD-L1抗體,阻斷腫瘤細胞的逃逸通路(效果同PD-L1的單抗藥物),另外DC細胞傳遞的信號還可激活T細胞增殖,產(chǎn)生更多有腫瘤殺傷能力的T細胞。與此同時,B細胞和T細胞在活化過程還會分別產(chǎn)生記憶B細胞和記憶T細胞,讓這兩種細胞記住腫瘤的信息,一旦有新的腫瘤細胞蠢蠢欲動,它們便會立即活化將腫瘤細胞消滅在萌芽狀態(tài)。DC細胞技術(shù)與免疫檢查點技術(shù)聯(lián)合使用,可以幫助機體更加安全、長效的恢復(fù)抗腫瘤免疫能力。
為了進一步增強疫苗的殺傷能力,研究人員還從外周血中分離提取了一類非常“珍貴”的T細胞,這些T細胞是被腫瘤特異性抗原活化后自體免疫細胞,具有直接識別和清除腫瘤的能力。由于是被腫瘤特異性抗原(只存在于腫瘤細胞表面,而正常細胞不表達)活化的,所以這些T細胞的靶向性非常強,只會特異性攻擊腫瘤細胞,對人體正常細胞組織沒有任何傷害。
iPD-L1-Vax強效腫瘤疫苗同時兼具增強人體抗腫瘤免疫能力和建立長期腫瘤監(jiān)視和清除能力的優(yōu)勢。一方面,由于強效腫瘤疫苗全部使用的是未經(jīng)改造的自體免疫細胞,極大保障了治療的安全性。另一方面,因為利用腫瘤特異性抗原而非相關(guān)抗原作為治療靶點,不但使強效腫瘤疫苗的治療更為精準,更極大拓寬了細胞免疫治療在不同癌種上的應(yīng)用范圍。
六、展望未來
一個多世紀以來的發(fā)展,讓生物免疫細胞治療展現(xiàn)出令人鼓舞的臨床療效,給治愈晚期癌癥、攻克腫瘤帶來了希望。免疫系統(tǒng)在腫瘤發(fā)生中的積極作用得到醫(yī)學界廣泛認可,而更多對腫瘤細胞特性和不同免疫反應(yīng)機制的發(fā)現(xiàn),將為生物免疫細胞治療帶來更多機遇與挑戰(zhàn)。接下來,免疫細胞治療將會繼續(xù)朝著安全、精準、長效三個方面邁進,我們期待更多創(chuàng)新技術(shù)的出現(xiàn),幫助人類更快實現(xiàn)治愈腫瘤的終極目標。
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