主要是利用高度特异性的抗体作为载体, 将具有细胞毒作用的杀伤因子集中运到肿瘤病灶, 杀伤肿瘤细胞. 常用杀伤因子有: 放射性核素(¹³¹I)、抗肿瘤药物(氨甲蝶呤、阿霉素)、毒素(蓖麻毒素、白喉毒素、绿脓杆菌外毒素等). 其中放射性核素标记方便, 易显像和定位定量检测, 应用较多.

目前制备的单抗多是针对肿瘤相关抗原的, 而不同个体或同一个体不同组织来源的某些类型肿瘤相关抗原存在质和量的差异. 此外, 由于多为鼠源单抗, 应用于人体后会产生抗鼠源单抗的抗体, 不仅影响其疗效发挥也可能发生超敏反应. 基因工程抗体特异性较高、且穿透力强, 在未来有可能发挥更大的作用. 在结直肠癌中未见有效应用报道.

肿瘤过继免疫疗法(adoptive cell transfer therapy, ACT)是将自身或异体的抗肿瘤效应细胞的前体细胞, 在体外采用白介素-2(interleukin-2, IL-2)、抗CD3单抗, 特异性多肽等激活剂进行诱导、活化和扩增, 恢复患者自身T细胞溶解细胞的抗肿瘤活力, 然后转输给肿瘤患者, 使其在患者体内发挥抗肿瘤作用. 这种策略是充分利用T细胞高度特异性靶向性的优点. 常见的免疫效应细胞有: 细胞毒性T淋巴细胞(cytotoxic lymphocyte, CTL)、自然杀伤细胞(natural killer cell, NK)、巨噬细胞、淋巴因子激活的杀伤细胞(lymphokine activated killer cells, LAK)和肿瘤浸润性淋巴细胞(tumor infiltrating lymphocyte, TIL)等. LAK细胞不需抗原致敏且无主要组织相容性复合体(major histocompatibility complex, MHC)限制性. ACT疗法的淋巴细胞主要来源于自体肿瘤细胞, 即TIL. TIL是从实体肿瘤组织中分离得到的, 经体外IL-2培养后可获得比LAK细胞具有更强杀伤活性的细胞. CTL是TIL细胞的主要成分[6]. 这些细胞早在十年前就被认识到是肿瘤特异性细胞, 但一直被肿瘤微环境所抑制[7,8]. ACT疗法通过选择高反应性T细胞群并激活他们, 克服了抑制T细胞活性的自身耐受机制[9]. 这种方法在转移性黑色素瘤中已经显示出早期的显著的成功[8,10]. 细胞因子诱导的杀伤细胞(cytokine-induced killer, CIK)是一种CD3⁺CD56⁺的淋巴细胞. 对癌细胞具有一定的杀伤作用. 近年来国内将CIK细胞治疗视作肿瘤过继细胞免疫治疗的首选方案, 被中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会列为第三类医疗技术. 国外早在1999年曾有临床实验显示CIK对于结直肠癌的治疗是一种安全、有前途的治疗方式[11]. 实际上除了中国外, 国际上大多数国家都还没正式开展在结直肠癌临床上使用CIK进行治疗. 其效果还有待大宗数据进一步证实. 但是, ACT疗法也有一些缺点, 包括高成本, 潜在免疫记忆的缺乏. 这是因为转输过程仅活化了效应细胞, 活化的效应细胞只能在患者体内短暂存活. 1-4 mo后常需要再扩增细胞. 此外, 从几个早期试验数据显示, ACT疗法也存在严重的不良事件的潜在风险. 结直肠癌中的TILs数量少, 最近的多数试验都集中在使用设计的T细胞. Parkhurst等[12]在结肠癌进行了Ⅰ期临床试验, 采用改良的人类T细胞表达一种高亲和力癌胚抗原(carcino-embryonic antigen, CEA)-特异性鼠TCR, 3例转移性结肠癌患者采用这些设计的T细胞进行治疗后血清CEA水平降低, 观察到其中一个患者客观的临床反应. 然而, 所有的患者都发生了严重的短暂的结肠炎. 因此, ACT疗法尚未能证明在结直肠癌患者治疗上的安全性和有效性, 今后的研究需将有选择性地消灭癌细胞, 保留正常组织不受影响.

细胞因子是由免疫细胞及其相关细胞产生的一类调节细胞功能的高活性、多功能的小分子蛋白质的总称, 其抗肿瘤作用表现为直接干扰肿瘤细胞生长, 通过激活机体免疫系统杀伤肿瘤细胞, 抑制肿瘤细胞转移. 对胃肠道恶性肿瘤确有抑制或杀伤作用的细胞因子包括IL(IL-2、IL-4、IL-12等)、干扰素(interferon, IFN)(IFN-γ、IFN-α等)及粒细胞巨噬细胞集落刺激因子(granulocyte-macrophage colony stimulating factor, GM-CSF)等. 在胃肠道肿瘤的治疗中各种细胞因子与化疗联合, 甚至与基因工程结合都已得到研究和应用.

多数情况下, 基因治疗是通过病毒或非病毒介导的方法输送基因, 包括引入外源性DNA导入宿主细胞. 其原理是克隆某些可用于肿瘤治疗的目的基因, 将目的基因在体外转染受体细胞, 然后回输体内, 或直接将目的基因体内注射, 使其在体内表达. 输送的基因可编码直接针对特定致癌蛋白的抗体. 该领域目前的努力方向在于基因靶向传输, 使基因仅在机体目标区域被激活. 端粒酶是负责永生化细胞的酶, 对癌细胞特异, 具有很好的潜能来瞄准靶细胞[13]. 目前发展的疫苗倾向于使机体免疫系统攻击表达端粒酶的癌细胞. 常用的抗肿瘤基因治疗目的基因有: 细胞因子基因、肿瘤抗原基因、MHC基因、协同刺激分子基因、肿瘤自杀基因、肿瘤抑癌基因等. 肿瘤基因疗法正从实验进入临床阶段, 目前还没有结直肠癌基因治疗的临床试验报道.

非特异性主动免疫治疗是指应用一些免疫调节剂通过非特异性地增强机体的免疫功能, 激活机体的抗肿瘤免疫应答, 以达到治疗肿瘤的目的. 在非特异性主动免疫治疗中, 常用各种细菌菌苗, 包括卡介苗(bacillus calmette-guerin, BCG)、短小棒状杆菌菌苗等; 另外还有免疫因子, 如转移因子、免疫核糖核酸等.

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, 刺激机体产生自身的抗肿瘤免疫机制, 以达到治疗肿瘤、预防肿瘤转移和复发的目的. 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(肿瘤抗原多肽、DNA疫苗等)、载体疫苗(编码肿瘤抗原的重组病毒载体等)、单抗疫苗、抗独特型抗体疫苗、基因修饰疫苗等. 目前全肿瘤细胞疫苗、抗原多肽疫苗、树突状细胞疫苗及基因疫苗都已在实验室取得了一定的成功.

2.2.1 细胞疫苗: (1)全肿瘤细胞疫苗: 是指将自身或异体同种肿瘤细胞, 经过物理因素(照射、高温)、化学因素(酶解)以及生物因素(病毒感染、基因转移等)的处理, 改变或消除其致瘤性, 保留其免疫原性, 常与佐剂(卡介苗等)联合应用, 对肿瘤治疗有一定疗效. 全肿瘤细胞疫苗是以肿瘤细胞为基础的早期细胞疫苗的一种形式. 最早用作癌症疫苗来诱导细胞毒性抗肿瘤免疫反应. 优点是疫苗的材料容易获得, 不需要在治疗前进行肿瘤抗原鉴定并可以保证相关抗原被包含在疫苗中. 然而迄今为止, 证实其疗效有限. 在结直肠癌, 自体肿瘤细胞加卡介苗疫苗随机Ⅲ期临床试验在412例Ⅱ期和Ⅲ期患者中进行, 以确定手术切除加疫苗是否比单纯手术切除更有效, 但研究显示, 没有显著的生存或无病生存获益[14]. 使用全肿瘤疫苗的另一个问题是, 在自体全肿瘤疫苗内只有一小部分的蛋白质是针对癌细胞特异的, 大多数主要的抗原都是与正常细胞共享的, 从而稀释了全肿瘤疫苗的抗原量, 同时供给刺激自体免疫反应的抗原. 此外, 全肿瘤疫苗通常免疫原性差. 因此, 临床试验证明通过全肿瘤疫苗产生的免疫应答常常不足以使患者获益[15]; (2)树突状细胞疫苗: 树突状细胞(dendritic cell, DC)是目前发现的功能最强大的抗原提呈细胞, 能激活静息T细胞, 使其增殖, 产生抗原特异性细胞毒性T淋巴细胞, 从而发挥抗肿瘤免疫效应. DC疫苗主要可分为肿瘤抗原负载的DC疫苗和基因修饰的DC疫苗2大类. 许多抗原致敏DC的临床试验已经完成不同类型肿瘤的试验, 未发现明确的不良反应, 最近的试验已初见成效[16]. 美国FDA批准DC疫苗Sipuleucel-T, 提示DC疫苗在结直肠癌也可有进一步的研究行为. 肿瘤抗原负载的DC疫苗包括肿瘤抗原多肽、肿瘤抗原蛋白和肿瘤细胞裂解产物等, 在临床研究中用于治疗结直肠癌[17-20]. CEA是被多数结直肠癌表达的肿瘤相关抗原, 有利用DC负载CEA肽疫苗[21], 或CEA表达载体的研究[18], 在这些Ⅰ期临床试验中, 大多数接种的结直肠癌患者证明了具有CEA特异性T细胞应答的诱导发生[22]. 但目前尚没有DC疫苗提高生存率的报道. 本研究组目前正在进行DC负载PLAC1/CP1多肽疫苗的结直肠癌动物模型免疫治疗效果的研究工作[23].

2.2.2 分子疫苗: (1)肽疫苗: 是由一个或多个短的或长的氨基酸序列作为肿瘤抗原, 也能结合某些疫苗佐剂. 肽疫苗具有易合成, 安全性好, 可操作性强, 能有效地诱导T细胞反应等优点. 肽疫苗是全蛋白或是从肿瘤特异性蛋白产生的蛋白质的片段. 肽疫苗通过使用由肿瘤细胞表达的抗原而具有更特异的抗肿瘤反应的潜力. 在结直肠癌, 多个肿瘤相关抗原已被鉴定应用于疫苗并获得了不同程度的成功. 通常所用的肽是MHCⅠ类限制性, 是可由CD8⁺细胞毒性T细胞识别的MHC. 例如, 在一个Ⅱ期临床试验, β-hCG肽疫苗在77例结直肠癌患者中诱导56例患者产生抗血β-hCG抗体[24]. 重要的是, 抗β-hCG抗体诱导与较长的总体存活相关. 然而, 大多数的试验都未能证明此相关性. 由于下调某些抗原和MHCⅠ类分子, 肽疫苗有其限制性, 包括有缺陷的CD8⁺ CTL[25], 晚期癌症患者受损的DC功能[26], 和抑制性肿瘤微环境, 其中有免疫抑制细胞如调节性T细胞和活化的巨噬细胞存在[27]. 已有的肽疫苗功效较低, 目前试图提高应对肽疫苗反应的策略都集中在增加对肽疫苗反应的T细胞的数目方面. 其中一个策略是使用较大的肽以增加肽表位的数目, 可以提高对给定的抗原作出反应的T细胞数量. 在Ⅰ/Ⅱ期试验中, 10例结直肠癌患者接种两次一组由10个重叠的P53合成的长肽(synthetic long peptide, P53-SLP)[28]. P53特异性CD4⁺和CD8⁺ T细胞应答中10例患者观察到9例有反应, 6例测试患者保持P53的特异性T细胞反应至少6 mo. 新试验的尝试也集中在提供更有效的辅助剂方面, 如细胞因子. 随访P53-特异性疫苗联合α干扰素的Ⅰ/Ⅱ期试验中发现结直肠癌患者血液循环中有提高的γ-干扰素产生的细胞数量[29]. 可利用的肿瘤特异性抗原少也限制了结直肠癌的肽疫苗的应用. 已知的大多数肿瘤睾丸(cancer-testis, CT)抗原在结直肠癌肿瘤组织中表达较低[30], 在结直肠癌患者临床试验中涉及的抗原, 如MUC1、CEA、上皮细胞黏附分子等, 虽然诱导的免疫应答与临床预后指标相关, 但是总体的客观临床反应率不到1%[31]. 并且, 由于这些基因在正常组织中也有相当程度的表达, 其安全性还有待验证. 因此, 鉴定出在大肠癌中高表达的肿瘤抗原, 是进行免疫治疗的关键. 本研究组已于2008年在国际上首次鉴定和报告了新的结直肠癌肿瘤特异性抗原PLAC1/CP1[32], 前期体外研究证明该抗原可诱导大癌患者外周血特异性免疫应答反应, 杀伤结直肠癌肿瘤细胞, 与结直肠癌患者生存率的提高相关, 是结直肠癌较理想的免疫治疗靶基因, 已经鉴定了四段PLAC1/CP1 HLA-A*0201限制性CD8⁺ T淋巴细胞多肽表位, 解决了单一多肽靶点进行免疫治疗效果不佳的问题, 进一步的动物研究实验正在进行中; (2)DNA疫苗: 是指人工克隆一段编码肿瘤特异性抗原的DNA, 并通过质粒等方式注入机体, 使其在体内细胞中有效表达蛋白而成为肿瘤特异性抗原. 这种抗原模仿了病毒蛋白等内源性抗原的递呈方式, 质粒载体没有免疫原性. 可以反复使用. 具有安全、易生产和储存, 可诱导机体产生体液和细胞免疫的优点. DNA疫苗也有不足之处, 即较低的转染效率和较弱的免疫原性. 仅有很少的结直肠癌临床Ⅰ期试验研究, 没有监测到客观的临床获益情况[33].

2.2.3 病毒载体疫苗: 以病毒为载体与其他肿瘤抗原或多肽组成的重组病毒疫苗(如重组痘苗病毒)正在研制和Ⅰ期临床试验中. 病毒载体疫苗是一种增强免疫激活更有前途的方法, 是在病毒载体内用疫苗结合肿瘤抗原加共刺激分子, 常用的有扁豆病毒和腺病毒. 一组研究发表了Ⅱ期临床试验治疗转移性结直肠癌, 检测了联合疫苗和化疗的有效性, 使用表达CEA的非复制金丝雀痘病毒(canary-pox virus, ALVAC)和T细胞共刺激分子B7.1(ALVAC-CEA/B7.1). 在50%接受化疗和加强疫苗的患者中观察到抗CEA特异性T细胞应答, 观察到有40%的患者呈现客观的临床反应[34,35], 目前的试验正在进行中, 试图通过用破伤风类毒素传递该病毒来进一步增强反应, 未来的Ⅱ期和Ⅲ期临床研究将进一步鉴定对于结直肠癌治疗的有效性.

2.2.4 单克隆与多克隆抗体治疗: 单克隆抗体简称单抗(mAb), 指由一个识别单一抗原表位的B细胞克隆所分泌的特异性抗体, 与抗原高亲和力、高特异性的相互作用可抑制细胞增殖、促进细胞凋亡、改变免疫系统功能等. 事实上, 早期单靶点的靶向药物在应用一段时间后, 肿瘤细胞通过突变等途径极易出现耐药, 这使得多靶点多克隆抗体药物的研制在近年成为热点. 最近的研究显示, KRAS野生型结直肠癌患者从抗EGFR、Cetuximab和Panitumumab免疫治疗中有所获益[36].

结直肠癌是最常见的消化系恶性肿瘤之一. 患者术后5年总体存活率不高. 常规手术切除加术后放、化疗很难达到彻底清除残留肿瘤细胞的目的. 近年, 肿瘤免疫治疗已成为继手术、放疗和化疗之后的第四大肿瘤治疗方式. 本文主要介绍了免疫治疗在结直肠癌中的研究和应用.

王良静, 副主任医师, 研究员, 浙江大学医学院附属第二医院消化内科

免疫治疗是近年来临床研究关注的热点. 美国《科学》(Science)杂志将肿瘤免疫疗法作为2013年值得关注的六大科学领域之一. 2010年后, 我国一些单位已开始将免疫治疗应用于临床. 但免疫疗法的方式较多, 在应用过程中仍有一些亟待研究和解决的问题.

美国食品药品管理局(Food and Drug Administration, FDA)2010年通过Provenge自体细胞免疫疗法治疗转移性去势难治性前列腺癌, 这是首个获批准的治疗性肿瘤疫苗. 2011-03-26 FDA再次批准ipilimumab上市, 用于治疗晚期的黑色素瘤. 免疫治疗已进入了一个崭新的时代. 免疫治疗必将在结直肠癌综合治疗中发挥越来越大的作用, 也必将带来生命科学领域的巨大飞跃, 对提高患者生存质量具有实际意义.

尽管免疫治疗是近年研究的热点. 但免疫治疗包括的方法、方式较多. 名词概念较多. 本文对免疫治疗不同类型的相关概念及其作用分别论述. 同时指出每种疗法的优点和不足. 特别关注了他们在结直肠癌中的应用情况. 此外. 与其他免疫治疗综述不同. 本文还倾力介绍了与免疫治疗密切相关的炎症性病变和调节性T细胞的作用以及放化疗与免疫治疗的关系. 提示读者,仅仅了解免疫治疗是不够的, 还要关注影响免疫治疗的相关问题.

本文便于读者了解免疫治疗的概念, 分类及在结直肠癌中的研究应用状况. 对于在结直肠癌中选择应用不同方式的免疫治疗具有指导意义. 文中对影响免疫治疗的相关问题做了说明和分析, 帮助读者更好的找到运用免疫治疗的最佳途径. 对于提高治疗效果,提高结直肠癌患者生存质量具有实际意义.

免疫治疗作为结直肠癌继手术、化疗和放疗之后的第4种治疗的选择, 是目前重要的研究方向之一. 文章综述了该领域的最新研究进展, 具有一定的指导意义.