'肝細胞肝癌的免疫治療進展'

肝癌 腫瘤 癌症 遺傳 技術 乙型肝炎 基因工程 手術兩百年 腫瘤醫學論壇精華薈 2019-09-16
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作者:鄧康健1,謝興旺2,王雪豔2,陳冬波2,陳紅松2,廖維甲1,袁晟光3

單位:1.桂林醫學院附屬醫院肝膽外科實驗室;2.北京大學人民醫院北京大學肝病研究所丙型肝炎和肝病免疫治療北京市重點實驗室;3.桂林醫學院第二附屬醫院肝膽胰外科

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作者:鄧康健1,謝興旺2,王雪豔2,陳冬波2,陳紅松2,廖維甲1,袁晟光3

單位:1.桂林醫學院附屬醫院肝膽外科實驗室;2.北京大學人民醫院北京大學肝病研究所丙型肝炎和肝病免疫治療北京市重點實驗室;3.桂林醫學院第二附屬醫院肝膽胰外科

肝細胞肝癌的免疫治療進展

2018年全球癌症統計數據顯示,原發性肝癌新發病例達841 080例,佔所有惡性腫瘤新發病例的4.7%,排第6位,死亡病例781 631例,佔當年所有惡性腫瘤死亡病例的8.2%,排第4位。而中國的形勢更為嚴重,據中國國家癌症登記中心統計,2014年我國原發性肝癌新發病例為36.5萬,發病率為26.67/100 000,居第4位,死亡病例為31.9萬,死亡率為23.31/100 000,居第2位。在原發性肝癌中,最主要的病理類型為肝細胞肝癌(HCC),約佔原發性肝癌的90%。與美國和英國相比,中國癌症發生率較低,但癌症死亡率較高,其中包括HCC在內的消化系統癌症佔癌症相關死亡的36.4%,而且預後相對較差。乙型肝炎病毒(HBV)或丙型肝炎病毒HCV)持續感染是HCC的主要病因,黃麴黴毒素暴露也是重要的危險因素,此外,大量飲酒、吸菸、肥胖、家族/遺傳因素、飲食習慣與HCC的發生發展也有關。在中國,HCC同樣主要由慢性感染引起,如HBV感染。近年來,隨著科學技術的不斷髮展,HCC的治療手段也在不斷更新。除了傳統的肝切除術、化療、放療、肝移植、經導管動脈化療栓塞、消融等治療外,靶向治療如索拉非尼、侖伐替尼、瑞格非尼也逐步應用於臨床,並可提高晚期HCC患者的生存率,但晚期HCC的治療仍缺乏很有效的方法。免疫療法的出現給HCC的治療提供了新的選擇,其中的免疫檢查點抑制劑已成為晚期HCC患者潛在的有效治療手段;嵌合抗原受體T細胞(CAR-T)、T細胞受體基因工程改造的T細胞(TCR-T)、新生抗原疫苗和溶瘤病毒等新興的免疫治療技術也逐步往臨床應用上推進。綜觀腫瘤的免疫治療發展史,早期的治療主要是通過各種策略活化擴增體內的T細胞,或者在體外擴增T細胞之後回輸到體內進行治療。無論何種方式,均以T細胞作為抗腫瘤的核心。隨著對免疫系統的認識逐步加深,自然殺傷細胞(NK細胞)、固有免疫系統和免疫微環境在抗腫瘤免疫中的作用逐漸得到重視,並衍生出一系列不依賴T細胞功能的抗腫瘤免疫療法。現從以T細胞為核心的免疫治療方法以及非T細胞的免疫治療方法兩個角度對HCC的免疫治療進展進行綜述。

1.以T細胞為核心的免疫治療方法

1.1 細胞因子介導T細胞的非特異性活化擴增

白細胞介素(IL)2是抗原刺激後活化T細胞分泌的一種多效性細胞因子,能夠刺激T細胞的增殖並增強殺傷活性,在T細胞免疫應答中發揮關鍵作用。19世紀80年代,重組IL-2的出現使得IL-2用於臨床抗腫瘤治療成為可能。IL-2單獨使用或者聯合應用的臨床試驗,在黑色素瘤等腫瘤治療中取得一定效果。近年來,IL-2已應用於治療HCC,Bertelli等發現,不能手術的HCC患者,經IL-2治療後,患者的生存率得到提高。Palmieri等發現,採用超低劑量的IL-2(1 MIU/d)(1 000 MIU=1 IU)治療,能夠一定程度控制HCC的進展。但是,直接使用IL-2進行抗腫瘤治療會產生嚴重的不良反應,患者能夠耐受的全身用藥劑量有限,因此並未取得顯著療效。

近來的部分臨床前研究還發現,其他IL如IL-15、IL-18等也具有直接活化T細胞並介導抗HCC的作用,但是臨床療效尚未證實。

1.2 治療性腫瘤疫苗介導T細胞的特異性活化擴增

由於IL-2等細胞因子非特異性活化T細胞具有侷限性,採用特定腫瘤抗原作為治療性腫瘤疫苗,通過主動免疫擴增腫瘤特異性T細胞克隆的方法更有優勢。治療性腫瘤疫苗是指將腫瘤抗原以多種形式導入患者體內,以激活患者自身免疫系統,識別和殺傷腫瘤,從而控制或清除腫瘤。用於製備疫苗的腫瘤抗原主要包括腫瘤相關抗原和腫瘤新生抗原兩種。腫瘤相關抗原並非腫瘤細胞所特有,是指在腫瘤中異常高表達,但也少量存在於正常細胞的抗原。最主要的腫瘤相關抗原類型為癌-睪丸抗原,這類抗原在腫瘤細胞和睪丸細胞中均有表達,而在除睪丸、胎盤外的正常組織中均不表達,如黑色素瘤抗原基因-A1、黑色素瘤抗原基因-A3和紐約食管鱗狀上皮癌抗原1等。由於睪丸不表達人類白細胞抗原(HLA)Ⅰ類和Ⅱ類分子,所以睪丸細胞中的癌-睪丸抗原不能被T細胞識別,因此癌-睪丸抗原在免疫學上可考慮為具有腫瘤特異性。但是,這些抗原仍屬於自身成分,自身的T細胞在胸腺發育過程中已經建立腫瘤相關抗原的“中樞免疫耐受”,因此免疫細胞對腫瘤相關抗原的識別和反應能力有限。根據2015年的一項meta分析,單一的腫瘤相關抗原疫苗治療並不能對HCC患者產生顯著的臨床效果。

一項關於甲胎蛋白(AFP)治療性腫瘤疫苗的Ⅰ期臨床試驗前瞻性研究,對15例HCC患者皮下注射AFP衍生肽(AFP357和AFP403)發現,15例患者均未發生嚴重不良反應,其中4例患者檢測到AFP357特異性CD8+T細胞,1例患者完全緩解。提示,如果免疫表位選擇得當,腫瘤相關抗原疫苗也可能產生顯著的臨床療效。而有研究顯示,基於腫瘤新生抗原的治療性疫苗能有效阻止腫瘤進展。腫瘤新生抗原是指腫瘤中的基因突變而編碼出的新的未知蛋白質或多肽。腫瘤新生抗原不但具有良好的腫瘤特異性,還具有更高的異質性,更容易被機體的免疫系統識別。上述概念在對黑色素瘤患者的治療中得到了很好的驗證,對HCC的新抗原疫苗甚至是個體化疫苗的研發有很好的指導作用。但是,新抗原疫苗治療HCC能否取得顯著的療效,需要更多的臨床試驗給予支撐。

1.3 外源性補給非特異T細胞

無論是細胞因子刺激還是腫瘤疫苗的主動免疫,均在患者的體內直接活化和擴增T細胞;而過繼細胞治療則是在體外擴增T細胞之後,再回輸到患者體內。過繼細胞治療通過具有抗腫瘤活性的自然宿主細胞,或用CAR、TCR進行基因改造的宿主細胞,成功介導了多種腫瘤的顯著消退,包括黑色素瘤、宮頸癌、淋巴瘤、白血病、膽管癌和神經母細胞瘤。早在1988年,美國國家癌症研究所的Rosenberg等就嘗試將IL-2激活擴增後的淋巴因子激活的殺傷細胞回輸至患者體內,殺傷腫瘤細胞,隨後又出現了細胞因子誘導的殺傷細胞和樹突狀細胞活化的細胞因子誘導的殺傷細胞。細胞因子誘導的殺傷細胞是一種非特異外源性補給T細胞的細胞療法,含有由細胞因子(γ干擾素、IL-1及IL-2)和抗CD3抗體在體外培養的外周血單個核細胞中刺激產生的異質性CD8+效應T細胞群體。這種細胞治療已得到廣泛研究,並應用於包括HCC在內的癌症患者的治療。一項薈萃分析共納入了8個研究,與未經免疫治療的對照組(912例)相比,HCC細胞免疫治療組(949例)的患者生存獲益顯著,其中1年、3年和5年的無復發生存率和總生存率均得到改善。

1.4 外源性補給特異T細胞

回輸至患者體內的細胞因子誘導的殺傷細胞因缺乏對腫瘤細胞的特異性,殺傷效果較弱,雖能使患者一定程度獲益,但是療效相對有限。而腫瘤浸潤淋巴細胞(TIL)多具有腫瘤特異性,因此從TIL中擴增T細胞並回輸,相較於從外周血單個核細胞中擴增T細胞而言,所獲得T細胞克隆的腫瘤特異性更好。Rosenberg和Dudley從癌症患者的腫瘤組織中提取了TIL,經體外擴增培養後回輸到患者體內,治療轉移性黑色素瘤,應答率高達50%。但是TIL療法有很多限制,只有對於類似黑色素瘤這種結構鬆散、容易分離提取免疫細胞的腫瘤組織,才能方便獲取TIL進行體外擴增。HCC患者中,由於肝硬化等因素導致腫瘤組織質地堅硬,從腫瘤中分離和擴增培養TIL的難度很高。另外,如果腫瘤組織中的TIL數量過少,或者活力較差,均使得基於TIL的治療方式無法實施。因此TIL療法一直未能獲得廣泛應用,而CAR-T和TCR-T治療技術因為能夠克服上述的侷限性而逐漸得以推廣。

CAR-T和TCR-T技術的共同之處在於通過基因改造的手段實現T細胞受體對特異性癌症細胞抗原的識別能力和攻擊能力,因此統稱為T細胞受體重新定向技術。CAR由細胞外結合域、鉸鏈區、跨膜域和一個或多個細胞內信號域組成,其中細胞外結合域主要來源於腫瘤抗原反應性抗體的單鏈可變片段,而細胞內信號域通常包括CD28和(或)4-1BB。截至2018年3月,全球正在進行的753項抗腫瘤細胞治療開發中,404項研究為CAR-T細胞療法,其中的73項研究以CD19作為CAR-T細胞的靶點。

磷脂酰肌醇蛋白聚糖3定位於細胞膜表面,在HCC中的表達水平顯著增高,已成為HCC治療的一個CAR-T靶點。根據2017年美國臨床腫瘤協會年會公佈的Ⅰ期臨床試驗數據,13例接受磷脂酰肌醇蛋白聚糖3 CAR-T細胞治療的HCC患者,有2例患者實現了3年無瘤生存,這為之後的以磷脂酰肌醇蛋白聚糖3為靶點的CAR-T治療HCC的臨床試驗提供了依據。與CAR不同的是,TCR可識別主要組織相容性複合體分子遞呈的抗原多肽,並介導T細胞的活化和免疫反應。近年來,基於TCR的細胞療法TCR-T逐漸受到重視。在黑色素瘤、滑膜肉瘤和多發性骨髓瘤中,基於TCR-T治療的客觀緩解率(ORR)高達50%~80%。在HCC中,也有靶向HBV抗原和AFP的TCR-T的相關臨床研究正在進行。在因HBV相關HCC接受肝移植的患者中,HBV抗原在HCC轉移或者復發病灶中(但不在供體肝臟)表達,利用表達HBV抗原特異性TCR的T細胞,能夠有效控制肝移植術後HCC的轉移病灶和HBV的再次感染。另外,Adaptimmune公司針對HCC中高頻率表達AFP的特點,開發了一個高親和力的治療性TCRAFP 332 T,目前正在開展Ⅰ期臨床試驗,也是一項有前景的治療選擇。

1.5 免疫檢查點抑制劑恢復T細胞殺傷活性

近年來,人們發現了抗腫瘤免疫應答中的抑制性檢查點,最引人關注的是細胞毒性T淋巴細胞相關抗原4、程序性細胞死亡蛋白1(PD-1)和程序性細胞死亡配體1(PD-L1)。腫瘤細胞中PD-L1表達水平上調是腫瘤限制宿主免疫攻擊的關鍵機制,通過結合腫瘤特異性CD8+T細胞上的受體PD-1,可以抑制T細胞的殺傷功能。若能夠阻斷HCC細胞表面的抑制性配體與T細胞表面的抑制性受體結合,就可以逆轉T細胞的耗竭功能,恢復免疫識別和免疫攻擊,從而增強抗腫瘤免疫反應。在黑色素瘤、肺癌、淋巴瘤等部分晚期癌症中,免疫檢查點抑制劑已成為目前最有效的治療方法。以非小細胞肺癌為例,PD-1/PD-L1單抗治療使得晚期非小細胞肺癌患者的5年生存率由過去的不到5%提高到了16%,大大提高了腫瘤患者的生存預期。目前美國食品藥品管理局批准上市銷售的細胞毒性T淋巴細胞相關抗原4單抗有伊匹單抗,PD-1/PD-L1單抗有納武單抗、帕博利珠單抗、阿特珠單抗、Avelumab、度伐魯單抗;中國國家食品藥品監督管理總局批准上市銷售的單抗除了納武單抗、帕博利珠單抗外,還有特瑞普利單抗和信迪利單抗。目前,已在晚期HCC領域進行了多項免疫檢查點抑制劑臨床試驗探索,HCC中單一PD-1/PD-L1抗體的ORR達10%~20%,為PD-1抑制劑納入晚期HCC治療指南,並推薦作為二線治療提供了有力依據。其中,最先開展並完成的CheckMate 040研究發揮了至關重要的作用,該研究的結果顯示:未接受索拉非尼治療的初治患者,使用納武單抗治療後ORR在20%~23%,中位總生存期達28.6個月;而接受過索拉非尼治療的患者,使用納武單抗治療後ORR為16%~19%,中位總生存期約為15個月,表明PD-1單抗具有治療晚期HCC患者的潛力。基於此項臨床試驗,納武單抗於2017年9月獲得美國食品藥品管理局快速審批批准用於HCC患者的二線治療,用藥前無須進行PD-L1表達檢測。

KEYNOTE-224顯示,104例曾接受索拉非尼治療的HCC患者接受帕博利珠單抗治療後,1%的患者達到完全緩解,16%的患者達到部分緩解,ORR為17%,另有44%的患者病情穩定,可見,PD-1單抗用於治療晚期HCC患者的效果顯著,這也進一步支持了在HCC患者中使用帕博利珠單抗進行二線治療。

2019年美國臨床腫瘤協會年會發布了納武單抗聯合伊匹單抗治療晚期HCC的臨床數據,結果顯示ORR可達31%,最長中位生存期達23個月,證實免疫檢查點抑制劑聯合使用的優越性。我國研發的PD-1單抗SHR-1210聯合阿帕替尼治療晚期HCC、胃癌和食管胃結合部癌的NCT02942329研究顯示,在8例可評價療效的HCC患者中,ORR和疾病控制率分別為50%和93.8%,認為PD-1單抗聯合抗血管生成靶向藥物有治療晚期HCC的潛力。更優的單藥或者聯用方案正在探索中,以明確免疫檢查點抑制劑在HCC治療中的價值,並逐步走向大規模的HCC臨床治療應用。

1.6 增強T細胞功能的免疫調節劑

吲哚胺2,3-雙加氧酶能夠催化腫瘤微環境中的色氨酸代謝,造成色氨酸短缺,進而影響T細胞的活性。使用免疫檢查點抑制劑治療,會誘導HCC微環境中的吲哚胺2,3-雙加氧酶表達上調,導致免疫檢查點抑制劑的適應性抵抗。一項Ⅰ/Ⅱ期臨床研究KEYNOTE-037發現,吲哚胺2,3-雙加氧酶抑制劑與帕博利珠單抗聯用,能夠使55%的晚期實體瘤(包括黑色素瘤、非小細胞肺癌、腎母細胞癌、子宮內膜癌、尿路上皮癌和鱗狀細胞癌)患者出現客觀反應,這種聯合治療方法給HCC的治療提供了有力的依據。

2.非T細胞的免疫治療方法

以T細胞為核心的免疫治療能使一些HCC患者從中獲益,但是部分治療應答的患者最終還是會出現免疫逃逸和耐藥。如HLA或β2-微球蛋白編碼基因突變或缺失導致抗原呈遞受阻、編碼干擾素相關受體的Janus激酶1或Janus激酶2基因的突變會阻礙干擾素受體信號轉導,從而抵抗PD-1抗體的治療。另外,HLA-Ⅰ類分子的基因型也會影響免疫檢查點抑制劑的療效,如HLA-B*15:01基因型可能會削弱T細胞受體的作用強度,從而影響對新抗原的有效識別,導致腫瘤發生免疫逃逸。而非T細胞依賴的免疫治療方法,可作為腫瘤發生免疫逃逸後的替代選擇。

2.1 NK細胞治療

肝臟內NK細胞數量龐大,佔肝臟淋巴細胞總數的30%以上,同時肝臟駐留的NK細胞的分化和功能狀態也異於外周血和脾臟中的NK細胞,對腫瘤的殺傷能力更強。有研究在HCC肝移植治療後,通過靜脈注射來自供肝的活化NK細胞,Ⅰ期臨床試驗結果顯示安全有效。另外,永生化的NK細胞系NK-92細胞對包括HCC在內的各種惡性腫瘤均具有高度毒性,已成功進入臨床試驗階段,NK-92細胞具有持續和無限的增殖能力,臨床試驗也證明NK-92細胞具有安全性,並已取得一定的臨床療效。

NK細胞對腫瘤的殺傷能力雖弱於T細胞,但能夠識別和殺傷因HLA分子缺失而逃避T細胞殺傷的腫瘤細胞,是對以T細胞為核心治療策略的一個很好的補充。

2.2 溶瘤病毒

溶瘤病毒具有可選擇性破壞腫瘤細胞而不損傷正常細胞的特性,可通過多種機制促進抗腫瘤T細胞應答,包括刺激促炎細胞因子的產生和破壞免疫抑制細胞類型,如腫瘤微環境中的癌相關成纖維細胞;此外,溶瘤病毒感染產生的促炎環境可以將免疫抑制細胞類型(如M2型巨噬細胞)轉化為更強的抗腫瘤表型;最後,溶瘤病毒可以通過上調參與抗原的加工和遞呈的通路,包括增加腫瘤細胞的主要組織相容性複合體的表達,提高免疫系統對腫瘤細胞的識別。

JX-594是一種溶瘤牛痘病毒,選擇性地在表皮生長因子受體-大鼠肉瘤病毒通路異常活化、胸苷激酶過度表達的腫瘤細胞中複製,從而保證該病毒特異性侵染HCC細胞,避免損害正常細胞。另外,JX-594還能表達人粒細胞巨噬細胞集落刺激因子,通過裂解腫瘤細胞釋放抗原、分泌細胞因子調控免疫微環境等機制促進抗腫瘤免疫應答,對晚期HCC患者療效顯著。目前已有溶瘤病毒和免疫檢查點抑制劑聯合治療的臨床試驗,這些組合療法可能提高免疫敏感腫瘤(如黑色素瘤)的應答率,也可能增加對免疫檢查點抑制劑耐藥腫瘤治療的敏感性。

應用於HCC的新的免疫治療手段和聯合治療策略逐漸增多,特定的患者如何選擇最適合的治療方式逐步成為迫切需要解決的問題。PD-L1的表達水平、腫瘤突變負荷和微衛星不穩定等指標對免疫檢查點抑制劑療效的預測價值,提供了基於生物標誌物對患者進行分型並指導治療方案選擇的理論依據。基於腫瘤中心和浸潤邊緣T淋巴細胞浸潤頻率和分佈模式而建立免疫評分系統,可以將腫瘤分為熱腫瘤、免疫排斥、免疫抑制、冷腫瘤四種類型,併為免疫治療策略的選擇提供有益參考。如對於熱腫瘤,因有一定數量的腫瘤特異性T細胞能夠抵達中心,利用免疫檢查點抑制劑恢復T細胞的殺傷活性,即能取得顯著的抗腫瘤療效;冷腫瘤因缺乏腫瘤特異性T細胞,需要通過放療、溶瘤病毒等方法促進T細胞反應和浸潤,或者通過過繼細胞療法直接輸注大量腫瘤特異性T細胞殺傷腫瘤;免疫排斥和免疫抑制性腫瘤則重點通過促進T細胞歸巢、打破T細胞浸潤屏障的治療策略提升抗腫瘤免疫反應。

HCC屬於高度免疫抑制型腫瘤,突變負荷和免疫原性較高,腫瘤邊緣存在一定數量的T細胞浸潤,但是腫瘤中心T細胞的數量一般較少;另外,浸潤T細胞常常處於功能耗竭狀態。腫瘤微環境處於高度免疫抑制狀態,提示HCC的免疫治療可選用溶瘤病毒等方法促進T細胞歸巢、打破T細胞浸潤屏障;使用免疫檢查點抑制劑或其他能夠增強T細胞功能的免疫調節劑恢復T細胞的殺傷活性;聯合使用多種免疫治療策略以獲得更為顯著的治療效果。若因HLA缺失突變等,導致以T細胞為核心的治療方法耐藥,也可選擇NK細胞等治療策略,以再次實現對腫瘤的殺傷和控制。

綜上,HCC的高度免疫抑制性提示HCC具有複雜性及難治性,而免疫治療和聯合治療策略不斷取得的進步,將使越來越多的晚期HCC患者從聯合免疫治療中獲益。

節選自:醫學綜述2019年8月第25卷第15期

腫瘤醫學論壇綜合整理

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