T淋巴细胞对抗原的细胞毒性作用已经被用来攻克癌症，在肿瘤治疗中已经成为了研究热点。T细胞相关的基础科学知识已经从分子和细胞生物学角度被越来越多的研究所发现，也因此而产生了很多新的方法学与肿瘤作斗争，其中包括免疫检查点，过继细胞疗法和癌症疫苗。
在2020年5月20日一篇发表在 Nature ReviewsImmunology（IF：44.02）期刊的综述中，着重强调了T细胞在现代癌症免疫治疗中的作用，并讨论了三种不同的肿瘤免疫疗法：免疫检查点抑制剂，过继性细胞疗法和癌症疫苗。在上一篇文章中我们已经了解了免疫检查点抑制剂的相关内容。在本篇文章中，我们将会详细介绍过继细胞疗法，一种基于将抗肿瘤免疫细胞重新注入患者体内的方法；以及癌症疫苗，一种可以设计成具有预防或治疗肿瘤的方法。
近年来，将自体或同种异体T细胞注入癌症患者的过继T细胞（ATC）治疗已经显示出了可观的前景。这种疗法的可行性，在1966年首先是由Southam等人证明的。当时的研究发现，一半的晚期癌症患者在进行自身来源的白细胞和自体肿瘤细胞共移植后，可以表现出肿瘤消退的现象。另外，我们所熟知的白血病的同种异体造血干细胞的移植也代表了临床上第一个有效的过继转移疗法，而且研究发现这种方法主要是通过T细胞移植介导的肿瘤反应进而改善了临床的结局。
美国国家癌症研究所在1980年代后期率先使用肿瘤浸润淋巴细胞（TIL）进行ATC疗法，以治疗转移性黑色素瘤。从癌症活检中分离出来的淋巴细胞在IL-2的作用下大大扩增，然后通过静脉内大剂量再次注入同一名患者中。这种治疗癌症的方式客观缓解率可以达到34%，但是，中位缓解时间仅有4个月，几乎没有患者可以达到完全缓解。在随后的研究中显示，如果在ATC治疗之前先采用淋巴清扫术可以获得更佳的疗效，在93例转移性黑色素瘤患者。中，其中有20例（22%）患者完全消退了肿瘤，19例在治疗3年之后仍然处于完全缓解状态。随着科技的进步，高通量技术使新抗原特异性的肿瘤浸润性淋巴细胞（TIL）的筛选和富集成为了可能。但是，为了使基于肿瘤浸润淋巴细胞的ATC疗法能够引起持久的应答，肿瘤中必须存在具有抗肿瘤活性的效应T细胞，遗憾的是有很多癌症类型并非如此。因此，调整T细胞的活性和增殖成为了研究的热点。
由于在体外扩增肿瘤特异性T细胞带来的难度和挑战，使得TCR（T细胞抗原受体）工程化淋巴细胞得到了很好的发展。但是，这些细胞仅限于对由MHC（主要组织相容性复合物）呈递的肿瘤抗原做出反应，而不是对肿瘤细胞上的表面抗原做出反应。因此，嵌合抗原受体T细胞疗法（CAR-T）应运而生。这种方法可以绕过MHC的限制，并将特异性细胞毒性引向肿瘤细胞表面的靶分子。首先从患者体内分离出T细，随后经过基因的修饰以表达嵌合抗原（即CAR），再扩增后回输入患者体内。这种方式克服了肿瘤细胞经常下调MHC分子以躲过免疫系统攻击的问题。CARs包含一个抗原结合域，一般来自抗体的可变区，并与TCR的信号域和共刺激分子相连。通过蛋白质工程技术组装细胞外靶向结构域和内部信号转导结构域的混合和匹配，可以为CARs适应特定的肿瘤提供多种选择。
目前，CAR-T疗法的局限性是对肿瘤细胞表面上特异的靶抗原的选择。当前的研究显示，针对B细胞恶性肿瘤中，B细胞表面表达的CD19分子设计的CAR-T疗法已经获得了成功。有关CD19靶点的二代CAR-T疗法在B细胞急性淋巴细胞白血病（B-ALL）中使得所有接受治疗的患者都获得了临床缓解。在该临床结果中显示，中位随访时间为29个月，53例患者中有44例（83%）发生了疾病完全缓解。据报道，在弥漫性大B细胞淋巴瘤患者中也同样取得了类似的成功。这使得在2017年FDA批准了该疗法对这些B细胞恶性肿瘤的治疗。CAR-T疗法在治疗B-ALL和弥漫性大B细胞淋巴瘤方面取得的临床成功，这主要归因于靶向的CD19抗原，其在某些B细胞恶性肿瘤中高表达并在B细胞中具有特异性表达，因此是理想的候选靶点。但是，尽管如此，CD19抗原的丢失却是治疗失败的常见原因。除了CD19抗原靶点，CD22是B-ALL肿瘤细胞通常表达的另一种抗原，并已在I期临床试验中显示出了作为CAR-T疗法靶点的希望。迄今为止，CAR-T疗法在多个血液瘤中已经取得了不错的成果，但在实体瘤方面还需要进一步的深入研究，创新的疗法还在进行中。最近确定的全癌种靶点B7-H3（也称CD276）已在多种儿科实体瘤模型中获得了成功。CAR-T疗法除了直接的对肿瘤细胞进行杀伤以外，还可以靶向的调控肿瘤微环境以恢复耗竭的T细胞功能。例如，经过改造后可以产生IL-12的新一代CAR-T细胞可以克服肿瘤微环境中Treg细胞和骨髓来源的抑制性细胞的免疫抑制作用，并促进CD8+T细胞的杀伤活性，增强骨髓细胞的募集和抗原呈递。临床前的模型显示，在晚期卵巢癌中，表达IL-12的CAR-T疗法靶向粘蛋白16（MUC16ecto）显示出了喜人的结果。目前，针对卵巢癌，输卵管癌或是原发性腹膜癌的患者正在进行I期的临床试验中。另外一些研究显示，还可以通过表达嵌合细胞因子受体（4αβ）来增强CAR-T疗法的功效，该嵌合细胞因子受体可以响应IL-4而被刺激增殖。初步的研究表明，这种方法可以适用于不同瘤种的相关抗原（TAA），目前使用该方法的头颈癌的临床实验正在进行中。总而言之，CAR-T疗法已经成功的治疗了B细胞相关的恶性肿瘤，继续探索该疗法对其它难治性癌症有待进一步的研究和探索。
CAR-T疗法同样会产生毒性，并对不同的器官具有不同程度的影响。患者最常见的毒性是细胞因子释放综合征（CRS）和神经毒性。CRS主要是由于CAR-T疗法强大的细胞活性以及增殖所引起的，通常在细胞转导后迅速发生。症状通常为轻度的流感样症状，但也可能是很严重甚至危及生命的毒性，如低血压，高烧，毛细血管渗漏，凝血病和多器官系统的衰竭。严重的神经系统毒性也可能发生，例如与CAR-T疗法相关的脑病综合征，通常表现为神经错乱和神智失常，但有时也会与癫痫发作和脑水肿有关。糖皮质激素是轻度的CRS和CAR-T疗法相关性脑病综合征的首选治疗措施。Tocilizumab一款人源化的抗IL-6抗体，是针对CAR-T疗法引起的CRS高效治疗的二线药物。另外，有关CD19特异性的CAR-T疗法的其他副作用还包括淋巴细胞减少症和低丙种球蛋白血症，可以通过静脉内注射免疫球蛋白疗法进行有效的治疗。这些副作用背后的机制尚不清楚，进一步的深入研究可能会找到避免或是减弱毒性的方法。目前，减弱毒性的方式主要是对具有多种靶向特异性受体的CAR-T细胞进行改造，并通过基于调控mRNA的方法来降低细胞毒性的半衰期。通过上面的介绍我们可以发现：ATC疗法需要针对患者的治疗进行设计，导致成本很高，制造的难度很大，使得患者获得治疗的机会受到了限制。另外，CAR-T细胞制造过程中的变异性和缺乏标准做法的流程都可能会引起临床结果的不确定性。因此，无论从经济角度或是技术角度都限制了ATC疗法在肿瘤治疗中的发展，对此还有待进一步提高和完善。
癌症疫苗是一种促进免疫系统保护人体免受癌症的侵害的治疗方式，分为预防性和治疗性两大类。乙型肝炎和人乳头瘤病毒的预防性疫苗已经分别降低了肝细胞肝癌和宫颈癌的发病率。这两种疫苗是预防致癌病毒中的经典。相比之下，治疗性疫苗旨在利用自身免疫系统消除肿瘤细胞，通过增强自身的免疫能力，阻止肿瘤的生长、转移和复发，进而达到清除或控制肿瘤的目的。早期的卡介苗通常被用于预防结核病，但现在也被重新用作膀胱癌的原始治疗手段。从历史上看，肿瘤相关抗原（TAA）的发现为肿瘤疫苗的治疗方法打开了新的大门。什么是肿瘤相关抗原呢（TAA）？这是一种在肿瘤细胞上高表达而在正常组织中表达程度较低的抗原蛋白，也是由于这个特质，导致TAA有时会被免疫系统识别为“自身”物质而躲过免疫系统的攻击。因此，恶性肿瘤特有的病毒抗原和新生抗原成为了肿瘤疫苗研究的重点。
与自身来源的TAA肿瘤疫苗相比，针对肿瘤来源的新生抗原产生的疫苗应该能诱导更强的免疫反应，并引起较少的自身免疫相关毒性。基于上述因素，通过对肿瘤基因组DNA进行测序来鉴定新生抗原，从而制备靶向新生抗原个性化重组疫苗，目前已经在临床研究中开始进行探索。Sahin及其同事的研究表明，通过二代测序技术鉴定出的新生抗原可以在体内产生抗肿瘤反应。有趣的是，研究发现大多数新生抗原诱导的是CD4+T细胞的应答，而不是CD8+T细胞，这表明新生抗原主要选择与MHCII类分子进行结合。另一些临床前的研究显示，CD4+T细胞和CD8+T细胞可以在不同的癌肿中对新生抗原肿瘤疫苗产生应答。在最近的一些临床前研究中也强调了由CD4+T细胞和CD8+T细胞介导的对新生抗原肿瘤疫苗应答的非重叠作用。为了设计和制造用于临床的个性化疫苗，可以通过计算机的算法来识别哪些肿瘤衍生肽可能作为TAA或是肿瘤新生抗原与患者的MHC等位基因具有潜在的结合能力。目前基于肿瘤新生抗原的疫苗主要包含几种不同的制定策略，包括合成肽，mRNA，病毒，DNA质粒或者是抗原加载的树突细胞，但是这些策略各自间免疫原性的影响还无法进行直接的比较。
在一项测试包含了多达20种个性化肿瘤新生抗原的多肽疫苗的实验中，其中在6名III期黑色素瘤患者中有4名在接种疫苗后25个月内发生了完全缓解且无复发，而另外2例患者在发生进展后接受了抗PD-1治疗，也同样使肿瘤发生了完全缓解。此外，在这项研究中还进行了97种不同新生抗原免疫原性的检测，其中有60%引起的是CD4+T细胞的反应应答，15%引起的是CD8+T细胞的反应应答。在另一项临床研究中，对13名晚期黑色素瘤患者测试了一种基于RNA的疫苗，该疫苗可以编码10种个性化的TAA肽段，也同样取得了相似的结果。这说明个性化肿瘤疫苗已经在抗肿瘤的治疗中初显成效。
尽管早期的癌症疫苗研究展现了很好的结果，但是仍然具有诸多挑战。单个肿瘤细胞可以拥有成千上万个体细胞突变，预测哪种新抗原可以引起强烈的抗肿瘤反应仍然是一个难题。目前的方法主要包括验证肿瘤细胞中突变的mRNA表达，再通过使用软件/数据库来预测蛋白肽与MHC的结合，该方法已经在临床试验中取得了令人欣喜的结果。然而，这种方法的成功更偏向于针对MHC I类分子的特异性新抗原，对于MHC II类分子的特异性抗原仍然存在着挑战。这种挑战主要是由于不同MHC分子对抗原具有不同的结合特点所导致的。此外，这些疫苗的开发和生产大约需要4个月的时间，尽管在此期间可以尝试其它类型的疗法，但是缩短个性化治疗的时间，对于迅速生长和转移的肿瘤而言还是非常重要的。这也是当前研究中的一个难点。总体而言，对于肿瘤细胞中发生的体细胞突变以及这些突变所带来的新生抗原引起的免疫反应，已经引起了众多研究学者针对癌症疫苗开发的兴趣。进一步的深入研究和技术的飞速发展无疑将引起精确度更高和更有效的肿瘤疫苗的治疗，并且还会对抗肿瘤的免疫反应机制进行更好的阐述和理解。
本期文章中主要介绍了过继性细胞疗法和癌症疫苗两种方式在抗肿瘤治疗中的概况。随着免疫检查点抑制剂在肿瘤治疗中的兴起，越来越多的学者开始关注通过提高自身免疫系统来达到抗肿瘤的治疗方式。经过多年的基础科学的发现和临床转化，目前的研究已经证明人类自身的免疫系统在治疗肿瘤的过程中有着重要的作用。而现如今火热的免疫检查点抑制剂，过继性细胞疗法以及癌症疫苗，恰恰是建立在坚实的基础学科之上衍生出的临床转化疗法。这说明专注于免疫系统尤其是T细胞的癌症疗法已经成为了抗癌武器中的强大工具。
参考文献
1. WaldmanA D, Fritz J M, Lenardo M J. A guide to cancer immunotherapy: from T cell basicscience to clinical practice [J]. Nature Reviews Immunology, 2020.
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