'百年曆史的放療,竟然是免疫治療的神助攻'

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1890年,年僅28歲的實習醫生William Coley,親眼目睹了一位花季少女因患癌症死亡。面對癌症的無力感,讓他決定尋找治療癌症的良方[1,2]。

三年之後,他發現活的化膿鏈球菌竟然可以治好部分患者的癌症,正是Coley這個發現,開啟了癌症的免疫治療,而他採用的方法,也被後世稱為“Coley毒素”療法。

1895年,德國人倫琴發現了X射線,給Coley的研究工作帶來了不小的麻煩。

因為,在X射線被發現的兩個月之後,一個和Coley一樣膽大的年輕人,用X射線進行了人類歷史上第一次有記載的癌症放射治療[3]。

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1890年,年僅28歲的實習醫生William Coley,親眼目睹了一位花季少女因患癌症死亡。面對癌症的無力感,讓他決定尋找治療癌症的良方[1,2]。

三年之後,他發現活的化膿鏈球菌竟然可以治好部分患者的癌症,正是Coley這個發現,開啟了癌症的免疫治療,而他採用的方法,也被後世稱為“Coley毒素”療法。

1895年,德國人倫琴發現了X射線,給Coley的研究工作帶來了不小的麻煩。

因為,在X射線被發現的兩個月之後,一個和Coley一樣膽大的年輕人,用X射線進行了人類歷史上第一次有記載的癌症放射治療[3]。

百年曆史的放療,竟然是免疫治療的神助攻

在那個屬於物理學家的年代裡,X射線的發現,立即在全世界範圍內的各個領域,掀起了研究熱潮。很快,居里夫人發現了鐳,解決了放射物質的來源,放射治療的劑量、時間、模式和防護措施等問題都迎刃而解。

法國放射學家Henri Coutard在1934年的“臨門一腳”,終於讓放療成為一種癌症治療手段。此後,放療與手術和化療一起,並稱抗癌的“三駕馬車”[4]。

時至今日,從理論上講,65%-75%的癌症患者在治療過程中需要用到放療,在美國等發達國家,實際接受放療的患者比例也接近了50%[5]。放療的地位可見一斑。

相比於放療的順風順水,免疫治療的發展算得上是命途多舛。

丨免疫治療之難

實際上,早在1893年,Coley公佈研究成果的時候,腫瘤學界都是抱著看“祖傳老偏方”的姿態去懷疑他的。美國癌症協會更是毫不留情面地質疑道,“我們還需要更多的研究來確定這種療法對癌症患者的可能益處,如果有的話。”[6]

當然,從今天往回看,腫瘤學界質疑Coley是完全有道理的。在那個年代,學界對人體免疫系統的認知幾乎為零,過了半個多世紀,才看到了一絲絲光亮。畢竟與簡潔優雅的物理學相比,生命系統要複雜的太多太多。

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1890年,年僅28歲的實習醫生William Coley,親眼目睹了一位花季少女因患癌症死亡。面對癌症的無力感,讓他決定尋找治療癌症的良方[1,2]。

三年之後,他發現活的化膿鏈球菌竟然可以治好部分患者的癌症,正是Coley這個發現,開啟了癌症的免疫治療,而他採用的方法,也被後世稱為“Coley毒素”療法。

1895年,德國人倫琴發現了X射線,給Coley的研究工作帶來了不小的麻煩。

因為,在X射線被發現的兩個月之後,一個和Coley一樣膽大的年輕人,用X射線進行了人類歷史上第一次有記載的癌症放射治療[3]。

百年曆史的放療,竟然是免疫治療的神助攻

在那個屬於物理學家的年代裡,X射線的發現,立即在全世界範圍內的各個領域,掀起了研究熱潮。很快,居里夫人發現了鐳,解決了放射物質的來源,放射治療的劑量、時間、模式和防護措施等問題都迎刃而解。

法國放射學家Henri Coutard在1934年的“臨門一腳”,終於讓放療成為一種癌症治療手段。此後,放療與手術和化療一起,並稱抗癌的“三駕馬車”[4]。

時至今日,從理論上講,65%-75%的癌症患者在治療過程中需要用到放療,在美國等發達國家,實際接受放療的患者比例也接近了50%[5]。放療的地位可見一斑。

相比於放療的順風順水,免疫治療的發展算得上是命途多舛。

丨免疫治療之難

實際上,早在1893年,Coley公佈研究成果的時候,腫瘤學界都是抱著看“祖傳老偏方”的姿態去懷疑他的。美國癌症協會更是毫不留情面地質疑道,“我們還需要更多的研究來確定這種療法對癌症患者的可能益處,如果有的話。”[6]

當然,從今天往回看,腫瘤學界質疑Coley是完全有道理的。在那個年代,學界對人體免疫系統的認知幾乎為零,過了半個多世紀,才看到了一絲絲光亮。畢竟與簡潔優雅的物理學相比,生命系統要複雜的太多太多。

百年曆史的放療,竟然是免疫治療的神助攻

免疫治療的曙光初現在禧龍年——2000年。科學家和醫生在轉移性黑色素瘤患者身上,第一次見識到了免疫治療的威力。十一年之後,全球第一個免疫檢查點抑制劑CTLA-4抗體獲得FDA的上市批准。真正讓免疫治療家喻戶曉的,還是靶向PD-1/PD-L1通路的免疫檢查點抑制劑。

無論是靶向CTLA-4的免疫檢查點抑制劑治療黑色素瘤,第一次讓世人見識了免疫治療的“超長待機”能力[7];還是PD-1抗體把復發/難治性非小細胞肺癌的5年生存率,從5%提升到16%[8],我們都能切實的感受到,免疫治療給癌症帶來了革命性的變化。

不過,免疫治療的不足也非常明顯,僅有10%-30%的患者響應免疫檢查點抑制劑的治療。這與癌細胞、免疫系統和腫瘤微環境的複雜性密不可分。

從癌細胞的角度來講,為了避免被殺傷性T細胞識別,它會降低主要組織相容性複合體(MHC)的表達,增加有免疫抑制作用的表面蛋白或細胞因子的表達,或者通過特殊信號招募髓源性免疫抑制細胞進入腫瘤[9]。

人體免疫系統的複雜程度讓人咋舌。殺傷性T細胞除了要面對自身的PD-1表達水平之外,它的抗癌活性還受其他輔助性免疫細胞和抑制性免疫細胞的影響[10]。

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1890年,年僅28歲的實習醫生William Coley,親眼目睹了一位花季少女因患癌症死亡。面對癌症的無力感,讓他決定尋找治療癌症的良方[1,2]。

三年之後,他發現活的化膿鏈球菌竟然可以治好部分患者的癌症,正是Coley這個發現,開啟了癌症的免疫治療,而他採用的方法,也被後世稱為“Coley毒素”療法。

1895年,德國人倫琴發現了X射線,給Coley的研究工作帶來了不小的麻煩。

因為,在X射線被發現的兩個月之後,一個和Coley一樣膽大的年輕人,用X射線進行了人類歷史上第一次有記載的癌症放射治療[3]。

百年曆史的放療,竟然是免疫治療的神助攻

在那個屬於物理學家的年代裡,X射線的發現,立即在全世界範圍內的各個領域,掀起了研究熱潮。很快,居里夫人發現了鐳,解決了放射物質的來源,放射治療的劑量、時間、模式和防護措施等問題都迎刃而解。

法國放射學家Henri Coutard在1934年的“臨門一腳”,終於讓放療成為一種癌症治療手段。此後,放療與手術和化療一起,並稱抗癌的“三駕馬車”[4]。

時至今日,從理論上講,65%-75%的癌症患者在治療過程中需要用到放療,在美國等發達國家,實際接受放療的患者比例也接近了50%[5]。放療的地位可見一斑。

相比於放療的順風順水,免疫治療的發展算得上是命途多舛。

丨免疫治療之難

實際上,早在1893年,Coley公佈研究成果的時候,腫瘤學界都是抱著看“祖傳老偏方”的姿態去懷疑他的。美國癌症協會更是毫不留情面地質疑道,“我們還需要更多的研究來確定這種療法對癌症患者的可能益處,如果有的話。”[6]

當然,從今天往回看,腫瘤學界質疑Coley是完全有道理的。在那個年代,學界對人體免疫系統的認知幾乎為零,過了半個多世紀,才看到了一絲絲光亮。畢竟與簡潔優雅的物理學相比,生命系統要複雜的太多太多。

百年曆史的放療,竟然是免疫治療的神助攻

免疫治療的曙光初現在禧龍年——2000年。科學家和醫生在轉移性黑色素瘤患者身上,第一次見識到了免疫治療的威力。十一年之後,全球第一個免疫檢查點抑制劑CTLA-4抗體獲得FDA的上市批准。真正讓免疫治療家喻戶曉的,還是靶向PD-1/PD-L1通路的免疫檢查點抑制劑。

無論是靶向CTLA-4的免疫檢查點抑制劑治療黑色素瘤,第一次讓世人見識了免疫治療的“超長待機”能力[7];還是PD-1抗體把復發/難治性非小細胞肺癌的5年生存率,從5%提升到16%[8],我們都能切實的感受到,免疫治療給癌症帶來了革命性的變化。

不過,免疫治療的不足也非常明顯,僅有10%-30%的患者響應免疫檢查點抑制劑的治療。這與癌細胞、免疫系統和腫瘤微環境的複雜性密不可分。

從癌細胞的角度來講,為了避免被殺傷性T細胞識別,它會降低主要組織相容性複合體(MHC)的表達,增加有免疫抑制作用的表面蛋白或細胞因子的表達,或者通過特殊信號招募髓源性免疫抑制細胞進入腫瘤[9]。

人體免疫系統的複雜程度讓人咋舌。殺傷性T細胞除了要面對自身的PD-1表達水平之外,它的抗癌活性還受其他輔助性免疫細胞和抑制性免疫細胞的影響[10]。

百年曆史的放療,竟然是免疫治療的神助攻

腫瘤微環境是免疫細胞和癌細胞作戰的第一線,這裡的環境極其惡劣。不僅有各種癌細胞的代謝產物抑制免疫細胞的活性,甚至腫瘤的基質細胞,也參與到抑制免疫細胞活性的過程中[11]。

鑑於上述總總情況的複雜性,免疫治療聯合手術、放療、化療、靶向治療,甚至是免疫治療之間的聯合,成為近年來的研究熱點。

尤其是與放療的聯合。

丨放療給免疫治療插上翅膀

由於放療自身的特點,長期以來,學界都有個猜測,放療可以增強免疫治療的作用[12]。近年來,這個猜測正在被越來越多的臨床證據證實。

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1890年,年僅28歲的實習醫生William Coley,親眼目睹了一位花季少女因患癌症死亡。面對癌症的無力感,讓他決定尋找治療癌症的良方[1,2]。

三年之後,他發現活的化膿鏈球菌竟然可以治好部分患者的癌症,正是Coley這個發現,開啟了癌症的免疫治療,而他採用的方法,也被後世稱為“Coley毒素”療法。

1895年,德國人倫琴發現了X射線,給Coley的研究工作帶來了不小的麻煩。

因為,在X射線被發現的兩個月之後,一個和Coley一樣膽大的年輕人,用X射線進行了人類歷史上第一次有記載的癌症放射治療[3]。

百年曆史的放療,竟然是免疫治療的神助攻

在那個屬於物理學家的年代裡,X射線的發現,立即在全世界範圍內的各個領域,掀起了研究熱潮。很快,居里夫人發現了鐳,解決了放射物質的來源,放射治療的劑量、時間、模式和防護措施等問題都迎刃而解。

法國放射學家Henri Coutard在1934年的“臨門一腳”,終於讓放療成為一種癌症治療手段。此後,放療與手術和化療一起,並稱抗癌的“三駕馬車”[4]。

時至今日,從理論上講,65%-75%的癌症患者在治療過程中需要用到放療,在美國等發達國家,實際接受放療的患者比例也接近了50%[5]。放療的地位可見一斑。

相比於放療的順風順水,免疫治療的發展算得上是命途多舛。

丨免疫治療之難

實際上,早在1893年,Coley公佈研究成果的時候,腫瘤學界都是抱著看“祖傳老偏方”的姿態去懷疑他的。美國癌症協會更是毫不留情面地質疑道,“我們還需要更多的研究來確定這種療法對癌症患者的可能益處,如果有的話。”[6]

當然,從今天往回看,腫瘤學界質疑Coley是完全有道理的。在那個年代,學界對人體免疫系統的認知幾乎為零,過了半個多世紀,才看到了一絲絲光亮。畢竟與簡潔優雅的物理學相比,生命系統要複雜的太多太多。

百年曆史的放療,竟然是免疫治療的神助攻

免疫治療的曙光初現在禧龍年——2000年。科學家和醫生在轉移性黑色素瘤患者身上,第一次見識到了免疫治療的威力。十一年之後,全球第一個免疫檢查點抑制劑CTLA-4抗體獲得FDA的上市批准。真正讓免疫治療家喻戶曉的,還是靶向PD-1/PD-L1通路的免疫檢查點抑制劑。

無論是靶向CTLA-4的免疫檢查點抑制劑治療黑色素瘤,第一次讓世人見識了免疫治療的“超長待機”能力[7];還是PD-1抗體把復發/難治性非小細胞肺癌的5年生存率,從5%提升到16%[8],我們都能切實的感受到,免疫治療給癌症帶來了革命性的變化。

不過,免疫治療的不足也非常明顯,僅有10%-30%的患者響應免疫檢查點抑制劑的治療。這與癌細胞、免疫系統和腫瘤微環境的複雜性密不可分。

從癌細胞的角度來講,為了避免被殺傷性T細胞識別,它會降低主要組織相容性複合體(MHC)的表達,增加有免疫抑制作用的表面蛋白或細胞因子的表達,或者通過特殊信號招募髓源性免疫抑制細胞進入腫瘤[9]。

人體免疫系統的複雜程度讓人咋舌。殺傷性T細胞除了要面對自身的PD-1表達水平之外,它的抗癌活性還受其他輔助性免疫細胞和抑制性免疫細胞的影響[10]。

百年曆史的放療,竟然是免疫治療的神助攻

腫瘤微環境是免疫細胞和癌細胞作戰的第一線,這裡的環境極其惡劣。不僅有各種癌細胞的代謝產物抑制免疫細胞的活性,甚至腫瘤的基質細胞,也參與到抑制免疫細胞活性的過程中[11]。

鑑於上述總總情況的複雜性,免疫治療聯合手術、放療、化療、靶向治療,甚至是免疫治療之間的聯合,成為近年來的研究熱點。

尤其是與放療的聯合。

丨放療給免疫治療插上翅膀

由於放療自身的特點,長期以來,學界都有個猜測,放療可以增強免疫治療的作用[12]。近年來,這個猜測正在被越來越多的臨床證據證實。

百年曆史的放療,竟然是免疫治療的神助攻

例如PACIFIC這個三期臨床試驗[13]。在這個全球多中心的大型三期臨床試驗中,研究人員一共招募了來自26個國家235家醫院的713名不可手術的Ⅲ期非小細胞肺癌患者,在同步放化療後接受的PD-L1單抗Durvalumab(簡稱“I”藥)的鞏固治療。

最終,那些接受了Durvalumab治療的患者:無疾病進展生存期從5.6個月提升到16.8個月,患者的疾病進展或死亡風險降低了48%。生存率方面,目前Durvalumab治療組66.3%的2年生存率,也好過單純放化療的55.6%。

同步放化療+免疫治療,現在已經是美國NCCN指南推薦的III期不可手術肺癌患者一線標準方案[14]。不僅如此,歐洲ESMO和中國CSCO指南也將其作為1A類證據,推薦為III期肺癌患者的新的標準治療方案。

在剛剛閉幕的2019年ASCO年會上。PACIFIC的三年隨訪數據發佈,Durvalumab治療組的患者三年生存率高達57%,而安慰劑組只有43.5%,患者的死亡風險降低了31%。

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1890年,年僅28歲的實習醫生William Coley,親眼目睹了一位花季少女因患癌症死亡。面對癌症的無力感,讓他決定尋找治療癌症的良方[1,2]。

三年之後,他發現活的化膿鏈球菌竟然可以治好部分患者的癌症,正是Coley這個發現,開啟了癌症的免疫治療,而他採用的方法,也被後世稱為“Coley毒素”療法。

1895年,德國人倫琴發現了X射線,給Coley的研究工作帶來了不小的麻煩。

因為,在X射線被發現的兩個月之後,一個和Coley一樣膽大的年輕人,用X射線進行了人類歷史上第一次有記載的癌症放射治療[3]。

百年曆史的放療,竟然是免疫治療的神助攻

在那個屬於物理學家的年代裡,X射線的發現,立即在全世界範圍內的各個領域,掀起了研究熱潮。很快,居里夫人發現了鐳,解決了放射物質的來源,放射治療的劑量、時間、模式和防護措施等問題都迎刃而解。

法國放射學家Henri Coutard在1934年的“臨門一腳”,終於讓放療成為一種癌症治療手段。此後,放療與手術和化療一起,並稱抗癌的“三駕馬車”[4]。

時至今日,從理論上講,65%-75%的癌症患者在治療過程中需要用到放療,在美國等發達國家,實際接受放療的患者比例也接近了50%[5]。放療的地位可見一斑。

相比於放療的順風順水,免疫治療的發展算得上是命途多舛。

丨免疫治療之難

實際上,早在1893年,Coley公佈研究成果的時候,腫瘤學界都是抱著看“祖傳老偏方”的姿態去懷疑他的。美國癌症協會更是毫不留情面地質疑道,“我們還需要更多的研究來確定這種療法對癌症患者的可能益處,如果有的話。”[6]

當然,從今天往回看,腫瘤學界質疑Coley是完全有道理的。在那個年代,學界對人體免疫系統的認知幾乎為零,過了半個多世紀,才看到了一絲絲光亮。畢竟與簡潔優雅的物理學相比,生命系統要複雜的太多太多。

百年曆史的放療,竟然是免疫治療的神助攻

免疫治療的曙光初現在禧龍年——2000年。科學家和醫生在轉移性黑色素瘤患者身上,第一次見識到了免疫治療的威力。十一年之後,全球第一個免疫檢查點抑制劑CTLA-4抗體獲得FDA的上市批准。真正讓免疫治療家喻戶曉的,還是靶向PD-1/PD-L1通路的免疫檢查點抑制劑。

無論是靶向CTLA-4的免疫檢查點抑制劑治療黑色素瘤,第一次讓世人見識了免疫治療的“超長待機”能力[7];還是PD-1抗體把復發/難治性非小細胞肺癌的5年生存率,從5%提升到16%[8],我們都能切實的感受到,免疫治療給癌症帶來了革命性的變化。

不過,免疫治療的不足也非常明顯,僅有10%-30%的患者響應免疫檢查點抑制劑的治療。這與癌細胞、免疫系統和腫瘤微環境的複雜性密不可分。

從癌細胞的角度來講,為了避免被殺傷性T細胞識別,它會降低主要組織相容性複合體(MHC)的表達,增加有免疫抑制作用的表面蛋白或細胞因子的表達,或者通過特殊信號招募髓源性免疫抑制細胞進入腫瘤[9]。

人體免疫系統的複雜程度讓人咋舌。殺傷性T細胞除了要面對自身的PD-1表達水平之外,它的抗癌活性還受其他輔助性免疫細胞和抑制性免疫細胞的影響[10]。

百年曆史的放療,竟然是免疫治療的神助攻

腫瘤微環境是免疫細胞和癌細胞作戰的第一線,這裡的環境極其惡劣。不僅有各種癌細胞的代謝產物抑制免疫細胞的活性,甚至腫瘤的基質細胞,也參與到抑制免疫細胞活性的過程中[11]。

鑑於上述總總情況的複雜性,免疫治療聯合手術、放療、化療、靶向治療,甚至是免疫治療之間的聯合,成為近年來的研究熱點。

尤其是與放療的聯合。

丨放療給免疫治療插上翅膀

由於放療自身的特點,長期以來,學界都有個猜測,放療可以增強免疫治療的作用[12]。近年來,這個猜測正在被越來越多的臨床證據證實。

百年曆史的放療,竟然是免疫治療的神助攻

例如PACIFIC這個三期臨床試驗[13]。在這個全球多中心的大型三期臨床試驗中,研究人員一共招募了來自26個國家235家醫院的713名不可手術的Ⅲ期非小細胞肺癌患者,在同步放化療後接受的PD-L1單抗Durvalumab(簡稱“I”藥)的鞏固治療。

最終,那些接受了Durvalumab治療的患者:無疾病進展生存期從5.6個月提升到16.8個月,患者的疾病進展或死亡風險降低了48%。生存率方面,目前Durvalumab治療組66.3%的2年生存率,也好過單純放化療的55.6%。

同步放化療+免疫治療,現在已經是美國NCCN指南推薦的III期不可手術肺癌患者一線標準方案[14]。不僅如此,歐洲ESMO和中國CSCO指南也將其作為1A類證據,推薦為III期肺癌患者的新的標準治療方案。

在剛剛閉幕的2019年ASCO年會上。PACIFIC的三年隨訪數據發佈,Durvalumab治療組的患者三年生存率高達57%,而安慰劑組只有43.5%,患者的死亡風險降低了31%。

百年曆史的放療,竟然是免疫治療的神助攻

免疫治療和放療的發展時間線

放療聯合免疫治療之所以能起到1+1>2的效果,這與二者之間相互增益的抗癌機制有關。

首先,放療可以全面引發免疫細胞對癌細胞的識別。

放療可以直接導致癌細胞以凋亡、壞死和自噬等方式死亡[15]。上述死亡方式,促進腫瘤細胞釋放腫瘤特異性抗原,增加免疫細胞發現癌細胞的機會。射線可以直接破壞細胞的DNA,讓癌細胞產生新抗原,這也會引發免應答[16]。甚至還有研究表明,放療可以上調腫瘤MHC-I的表達,從而能夠更好地呈遞腫瘤特異性抗原,增強腫瘤對細胞毒性T細胞的可見性[17]。

其次,一些先天免疫通路可以在放療的過程中被激活,進而調節T細胞免疫活性。

我們都知道,雖然免疫系統對腫瘤的抵抗,主要依賴於獲得性免疫,但先天性免疫在其中也起到一定的作用。尤其是cGAS-STING這條重要的通路。

之前有研究表明,在接受放療時,如果阻斷樹突細胞的cGAS-STING通路,T細胞的抗癌活性就會被削弱[18]。這應該主要是因為,放療導致癌細胞DNA斷裂,被cGAS-STING通路發現,上調I型干擾素的表達,促進了T細胞的抗癌活性。

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1890年,年僅28歲的實習醫生William Coley,親眼目睹了一位花季少女因患癌症死亡。面對癌症的無力感,讓他決定尋找治療癌症的良方[1,2]。

三年之後,他發現活的化膿鏈球菌竟然可以治好部分患者的癌症,正是Coley這個發現,開啟了癌症的免疫治療,而他採用的方法,也被後世稱為“Coley毒素”療法。

1895年,德國人倫琴發現了X射線,給Coley的研究工作帶來了不小的麻煩。

因為,在X射線被發現的兩個月之後,一個和Coley一樣膽大的年輕人,用X射線進行了人類歷史上第一次有記載的癌症放射治療[3]。

百年曆史的放療,竟然是免疫治療的神助攻

在那個屬於物理學家的年代裡,X射線的發現,立即在全世界範圍內的各個領域,掀起了研究熱潮。很快,居里夫人發現了鐳,解決了放射物質的來源,放射治療的劑量、時間、模式和防護措施等問題都迎刃而解。

法國放射學家Henri Coutard在1934年的“臨門一腳”,終於讓放療成為一種癌症治療手段。此後,放療與手術和化療一起,並稱抗癌的“三駕馬車”[4]。

時至今日,從理論上講,65%-75%的癌症患者在治療過程中需要用到放療,在美國等發達國家,實際接受放療的患者比例也接近了50%[5]。放療的地位可見一斑。

相比於放療的順風順水,免疫治療的發展算得上是命途多舛。

丨免疫治療之難

實際上,早在1893年,Coley公佈研究成果的時候,腫瘤學界都是抱著看“祖傳老偏方”的姿態去懷疑他的。美國癌症協會更是毫不留情面地質疑道,“我們還需要更多的研究來確定這種療法對癌症患者的可能益處,如果有的話。”[6]

當然,從今天往回看,腫瘤學界質疑Coley是完全有道理的。在那個年代,學界對人體免疫系統的認知幾乎為零,過了半個多世紀,才看到了一絲絲光亮。畢竟與簡潔優雅的物理學相比,生命系統要複雜的太多太多。

百年曆史的放療,竟然是免疫治療的神助攻

免疫治療的曙光初現在禧龍年——2000年。科學家和醫生在轉移性黑色素瘤患者身上,第一次見識到了免疫治療的威力。十一年之後,全球第一個免疫檢查點抑制劑CTLA-4抗體獲得FDA的上市批准。真正讓免疫治療家喻戶曉的,還是靶向PD-1/PD-L1通路的免疫檢查點抑制劑。

無論是靶向CTLA-4的免疫檢查點抑制劑治療黑色素瘤,第一次讓世人見識了免疫治療的“超長待機”能力[7];還是PD-1抗體把復發/難治性非小細胞肺癌的5年生存率,從5%提升到16%[8],我們都能切實的感受到,免疫治療給癌症帶來了革命性的變化。

不過,免疫治療的不足也非常明顯,僅有10%-30%的患者響應免疫檢查點抑制劑的治療。這與癌細胞、免疫系統和腫瘤微環境的複雜性密不可分。

從癌細胞的角度來講,為了避免被殺傷性T細胞識別,它會降低主要組織相容性複合體(MHC)的表達,增加有免疫抑制作用的表面蛋白或細胞因子的表達,或者通過特殊信號招募髓源性免疫抑制細胞進入腫瘤[9]。

人體免疫系統的複雜程度讓人咋舌。殺傷性T細胞除了要面對自身的PD-1表達水平之外,它的抗癌活性還受其他輔助性免疫細胞和抑制性免疫細胞的影響[10]。

百年曆史的放療,竟然是免疫治療的神助攻

腫瘤微環境是免疫細胞和癌細胞作戰的第一線,這裡的環境極其惡劣。不僅有各種癌細胞的代謝產物抑制免疫細胞的活性,甚至腫瘤的基質細胞,也參與到抑制免疫細胞活性的過程中[11]。

鑑於上述總總情況的複雜性,免疫治療聯合手術、放療、化療、靶向治療,甚至是免疫治療之間的聯合,成為近年來的研究熱點。

尤其是與放療的聯合。

丨放療給免疫治療插上翅膀

由於放療自身的特點,長期以來,學界都有個猜測,放療可以增強免疫治療的作用[12]。近年來,這個猜測正在被越來越多的臨床證據證實。

百年曆史的放療,竟然是免疫治療的神助攻

例如PACIFIC這個三期臨床試驗[13]。在這個全球多中心的大型三期臨床試驗中,研究人員一共招募了來自26個國家235家醫院的713名不可手術的Ⅲ期非小細胞肺癌患者,在同步放化療後接受的PD-L1單抗Durvalumab(簡稱“I”藥)的鞏固治療。

最終,那些接受了Durvalumab治療的患者:無疾病進展生存期從5.6個月提升到16.8個月,患者的疾病進展或死亡風險降低了48%。生存率方面,目前Durvalumab治療組66.3%的2年生存率,也好過單純放化療的55.6%。

同步放化療+免疫治療,現在已經是美國NCCN指南推薦的III期不可手術肺癌患者一線標準方案[14]。不僅如此,歐洲ESMO和中國CSCO指南也將其作為1A類證據,推薦為III期肺癌患者的新的標準治療方案。

在剛剛閉幕的2019年ASCO年會上。PACIFIC的三年隨訪數據發佈,Durvalumab治療組的患者三年生存率高達57%,而安慰劑組只有43.5%,患者的死亡風險降低了31%。

百年曆史的放療,竟然是免疫治療的神助攻

免疫治療和放療的發展時間線

放療聯合免疫治療之所以能起到1+1>2的效果,這與二者之間相互增益的抗癌機制有關。

首先,放療可以全面引發免疫細胞對癌細胞的識別。

放療可以直接導致癌細胞以凋亡、壞死和自噬等方式死亡[15]。上述死亡方式,促進腫瘤細胞釋放腫瘤特異性抗原,增加免疫細胞發現癌細胞的機會。射線可以直接破壞細胞的DNA,讓癌細胞產生新抗原,這也會引發免應答[16]。甚至還有研究表明,放療可以上調腫瘤MHC-I的表達,從而能夠更好地呈遞腫瘤特異性抗原,增強腫瘤對細胞毒性T細胞的可見性[17]。

其次,一些先天免疫通路可以在放療的過程中被激活,進而調節T細胞免疫活性。

我們都知道,雖然免疫系統對腫瘤的抵抗,主要依賴於獲得性免疫,但先天性免疫在其中也起到一定的作用。尤其是cGAS-STING這條重要的通路。

之前有研究表明,在接受放療時,如果阻斷樹突細胞的cGAS-STING通路,T細胞的抗癌活性就會被削弱[18]。這應該主要是因為,放療導致癌細胞DNA斷裂,被cGAS-STING通路發現,上調I型干擾素的表達,促進了T細胞的抗癌活性。

百年曆史的放療,竟然是免疫治療的神助攻

免疫治療+放療治療肺癌的機制

第三,放療可以調節腫瘤微環境,增加腫瘤微環境中趨化因子CXCL10和CXCL16的水平[20],促進殺傷T細胞往腫瘤遷移。在放療的過程中,癌細胞表面的PD-L1表達水平會上升[21],進而增強PD-L1抗體的治療效果[22]。

此外,之前有早期研究表明,放療誘導的免疫響應效果可能依賴於放療的劑量[23,24]。在這個基礎上美國MD Anderson癌症中心立體放射外科中心主任張玉蛟教授等人,提出了免疫治療聯合立體定向消融放療(I-SABR)治療不能手術的早期肺癌患者[25]。2019年,張教授又升級了I-SABR概念,主張同時對多個腫瘤病灶開火,全面提升免疫響應水平[26]。

"

1890年,年僅28歲的實習醫生William Coley,親眼目睹了一位花季少女因患癌症死亡。面對癌症的無力感,讓他決定尋找治療癌症的良方[1,2]。

三年之後,他發現活的化膿鏈球菌竟然可以治好部分患者的癌症,正是Coley這個發現,開啟了癌症的免疫治療,而他採用的方法,也被後世稱為“Coley毒素”療法。

1895年,德國人倫琴發現了X射線,給Coley的研究工作帶來了不小的麻煩。

因為,在X射線被發現的兩個月之後,一個和Coley一樣膽大的年輕人,用X射線進行了人類歷史上第一次有記載的癌症放射治療[3]。

百年曆史的放療,竟然是免疫治療的神助攻

在那個屬於物理學家的年代裡,X射線的發現,立即在全世界範圍內的各個領域,掀起了研究熱潮。很快,居里夫人發現了鐳,解決了放射物質的來源,放射治療的劑量、時間、模式和防護措施等問題都迎刃而解。

法國放射學家Henri Coutard在1934年的“臨門一腳”,終於讓放療成為一種癌症治療手段。此後,放療與手術和化療一起,並稱抗癌的“三駕馬車”[4]。

時至今日,從理論上講,65%-75%的癌症患者在治療過程中需要用到放療,在美國等發達國家,實際接受放療的患者比例也接近了50%[5]。放療的地位可見一斑。

相比於放療的順風順水,免疫治療的發展算得上是命途多舛。

丨免疫治療之難

實際上,早在1893年,Coley公佈研究成果的時候,腫瘤學界都是抱著看“祖傳老偏方”的姿態去懷疑他的。美國癌症協會更是毫不留情面地質疑道,“我們還需要更多的研究來確定這種療法對癌症患者的可能益處,如果有的話。”[6]

當然,從今天往回看,腫瘤學界質疑Coley是完全有道理的。在那個年代,學界對人體免疫系統的認知幾乎為零,過了半個多世紀,才看到了一絲絲光亮。畢竟與簡潔優雅的物理學相比,生命系統要複雜的太多太多。

百年曆史的放療,竟然是免疫治療的神助攻

免疫治療的曙光初現在禧龍年——2000年。科學家和醫生在轉移性黑色素瘤患者身上,第一次見識到了免疫治療的威力。十一年之後,全球第一個免疫檢查點抑制劑CTLA-4抗體獲得FDA的上市批准。真正讓免疫治療家喻戶曉的,還是靶向PD-1/PD-L1通路的免疫檢查點抑制劑。

無論是靶向CTLA-4的免疫檢查點抑制劑治療黑色素瘤,第一次讓世人見識了免疫治療的“超長待機”能力[7];還是PD-1抗體把復發/難治性非小細胞肺癌的5年生存率,從5%提升到16%[8],我們都能切實的感受到,免疫治療給癌症帶來了革命性的變化。

不過,免疫治療的不足也非常明顯,僅有10%-30%的患者響應免疫檢查點抑制劑的治療。這與癌細胞、免疫系統和腫瘤微環境的複雜性密不可分。

從癌細胞的角度來講,為了避免被殺傷性T細胞識別,它會降低主要組織相容性複合體(MHC)的表達,增加有免疫抑制作用的表面蛋白或細胞因子的表達,或者通過特殊信號招募髓源性免疫抑制細胞進入腫瘤[9]。

人體免疫系統的複雜程度讓人咋舌。殺傷性T細胞除了要面對自身的PD-1表達水平之外,它的抗癌活性還受其他輔助性免疫細胞和抑制性免疫細胞的影響[10]。

百年曆史的放療,竟然是免疫治療的神助攻

腫瘤微環境是免疫細胞和癌細胞作戰的第一線,這裡的環境極其惡劣。不僅有各種癌細胞的代謝產物抑制免疫細胞的活性,甚至腫瘤的基質細胞,也參與到抑制免疫細胞活性的過程中[11]。

鑑於上述總總情況的複雜性,免疫治療聯合手術、放療、化療、靶向治療,甚至是免疫治療之間的聯合,成為近年來的研究熱點。

尤其是與放療的聯合。

丨放療給免疫治療插上翅膀

由於放療自身的特點,長期以來,學界都有個猜測,放療可以增強免疫治療的作用[12]。近年來,這個猜測正在被越來越多的臨床證據證實。

百年曆史的放療,竟然是免疫治療的神助攻

例如PACIFIC這個三期臨床試驗[13]。在這個全球多中心的大型三期臨床試驗中,研究人員一共招募了來自26個國家235家醫院的713名不可手術的Ⅲ期非小細胞肺癌患者,在同步放化療後接受的PD-L1單抗Durvalumab(簡稱“I”藥)的鞏固治療。

最終,那些接受了Durvalumab治療的患者:無疾病進展生存期從5.6個月提升到16.8個月,患者的疾病進展或死亡風險降低了48%。生存率方面,目前Durvalumab治療組66.3%的2年生存率,也好過單純放化療的55.6%。

同步放化療+免疫治療,現在已經是美國NCCN指南推薦的III期不可手術肺癌患者一線標準方案[14]。不僅如此,歐洲ESMO和中國CSCO指南也將其作為1A類證據,推薦為III期肺癌患者的新的標準治療方案。

在剛剛閉幕的2019年ASCO年會上。PACIFIC的三年隨訪數據發佈,Durvalumab治療組的患者三年生存率高達57%,而安慰劑組只有43.5%,患者的死亡風險降低了31%。

百年曆史的放療,竟然是免疫治療的神助攻

免疫治療和放療的發展時間線

放療聯合免疫治療之所以能起到1+1>2的效果,這與二者之間相互增益的抗癌機制有關。

首先,放療可以全面引發免疫細胞對癌細胞的識別。

放療可以直接導致癌細胞以凋亡、壞死和自噬等方式死亡[15]。上述死亡方式,促進腫瘤細胞釋放腫瘤特異性抗原,增加免疫細胞發現癌細胞的機會。射線可以直接破壞細胞的DNA,讓癌細胞產生新抗原,這也會引發免應答[16]。甚至還有研究表明,放療可以上調腫瘤MHC-I的表達,從而能夠更好地呈遞腫瘤特異性抗原,增強腫瘤對細胞毒性T細胞的可見性[17]。

其次,一些先天免疫通路可以在放療的過程中被激活,進而調節T細胞免疫活性。

我們都知道,雖然免疫系統對腫瘤的抵抗,主要依賴於獲得性免疫,但先天性免疫在其中也起到一定的作用。尤其是cGAS-STING這條重要的通路。

之前有研究表明,在接受放療時,如果阻斷樹突細胞的cGAS-STING通路,T細胞的抗癌活性就會被削弱[18]。這應該主要是因為,放療導致癌細胞DNA斷裂,被cGAS-STING通路發現,上調I型干擾素的表達,促進了T細胞的抗癌活性。

百年曆史的放療,竟然是免疫治療的神助攻

免疫治療+放療治療肺癌的機制

第三,放療可以調節腫瘤微環境,增加腫瘤微環境中趨化因子CXCL10和CXCL16的水平[20],促進殺傷T細胞往腫瘤遷移。在放療的過程中,癌細胞表面的PD-L1表達水平會上升[21],進而增強PD-L1抗體的治療效果[22]。

此外,之前有早期研究表明,放療誘導的免疫響應效果可能依賴於放療的劑量[23,24]。在這個基礎上美國MD Anderson癌症中心立體放射外科中心主任張玉蛟教授等人,提出了免疫治療聯合立體定向消融放療(I-SABR)治療不能手術的早期肺癌患者[25]。2019年,張教授又升級了I-SABR概念,主張同時對多個腫瘤病灶開火,全面提升免疫響應水平[26]。

百年曆史的放療,竟然是免疫治療的神助攻

作為兩種互相增益的治療方式,免疫治療也給放療帶來有利的影響。

實際上,有很多腫瘤對放療耐藥,其中一個重要原因是腫瘤內部因血管異常或功能失調而缺氧。這種缺氧的狀態,會導致,在相同輻射劑量的情況下,DNA的損傷更少[27]。不僅如此,缺氧還會通過積累和穩定缺氧誘導因子-1(HIF1)來驅動對放療的抗性[28]。

近來已經有研究表明,免疫檢查點抑制劑不僅可以激活殺傷性T細胞,還可以使腫瘤血管正常化[29,30],減輕腫瘤缺氧的狀態,增加腫瘤對放療敏感的可能性。

也正是因為放療和免疫治療互相增益,因此,目前放療聯合免疫治療在臨床上的使用,有三種形式[10]:先放療再免疫治療的序貫治療(Sequential therapy),幾輪免疫治療之後再同時放療的誘導治療(Induction therapy),同時開展放療和免疫治療的同步治療(Concurrent

therapy)。

"

1890年,年僅28歲的實習醫生William Coley,親眼目睹了一位花季少女因患癌症死亡。面對癌症的無力感,讓他決定尋找治療癌症的良方[1,2]。

三年之後,他發現活的化膿鏈球菌竟然可以治好部分患者的癌症,正是Coley這個發現,開啟了癌症的免疫治療,而他採用的方法,也被後世稱為“Coley毒素”療法。

1895年,德國人倫琴發現了X射線,給Coley的研究工作帶來了不小的麻煩。

因為,在X射線被發現的兩個月之後,一個和Coley一樣膽大的年輕人,用X射線進行了人類歷史上第一次有記載的癌症放射治療[3]。

百年曆史的放療,竟然是免疫治療的神助攻

在那個屬於物理學家的年代裡,X射線的發現,立即在全世界範圍內的各個領域,掀起了研究熱潮。很快,居里夫人發現了鐳,解決了放射物質的來源,放射治療的劑量、時間、模式和防護措施等問題都迎刃而解。

法國放射學家Henri Coutard在1934年的“臨門一腳”,終於讓放療成為一種癌症治療手段。此後,放療與手術和化療一起,並稱抗癌的“三駕馬車”[4]。

時至今日,從理論上講,65%-75%的癌症患者在治療過程中需要用到放療,在美國等發達國家,實際接受放療的患者比例也接近了50%[5]。放療的地位可見一斑。

相比於放療的順風順水,免疫治療的發展算得上是命途多舛。

丨免疫治療之難

實際上,早在1893年,Coley公佈研究成果的時候,腫瘤學界都是抱著看“祖傳老偏方”的姿態去懷疑他的。美國癌症協會更是毫不留情面地質疑道,“我們還需要更多的研究來確定這種療法對癌症患者的可能益處,如果有的話。”[6]

當然,從今天往回看,腫瘤學界質疑Coley是完全有道理的。在那個年代,學界對人體免疫系統的認知幾乎為零,過了半個多世紀,才看到了一絲絲光亮。畢竟與簡潔優雅的物理學相比,生命系統要複雜的太多太多。

百年曆史的放療,竟然是免疫治療的神助攻

免疫治療的曙光初現在禧龍年——2000年。科學家和醫生在轉移性黑色素瘤患者身上,第一次見識到了免疫治療的威力。十一年之後,全球第一個免疫檢查點抑制劑CTLA-4抗體獲得FDA的上市批准。真正讓免疫治療家喻戶曉的,還是靶向PD-1/PD-L1通路的免疫檢查點抑制劑。

無論是靶向CTLA-4的免疫檢查點抑制劑治療黑色素瘤,第一次讓世人見識了免疫治療的“超長待機”能力[7];還是PD-1抗體把復發/難治性非小細胞肺癌的5年生存率,從5%提升到16%[8],我們都能切實的感受到,免疫治療給癌症帶來了革命性的變化。

不過,免疫治療的不足也非常明顯,僅有10%-30%的患者響應免疫檢查點抑制劑的治療。這與癌細胞、免疫系統和腫瘤微環境的複雜性密不可分。

從癌細胞的角度來講,為了避免被殺傷性T細胞識別,它會降低主要組織相容性複合體(MHC)的表達,增加有免疫抑制作用的表面蛋白或細胞因子的表達,或者通過特殊信號招募髓源性免疫抑制細胞進入腫瘤[9]。

人體免疫系統的複雜程度讓人咋舌。殺傷性T細胞除了要面對自身的PD-1表達水平之外,它的抗癌活性還受其他輔助性免疫細胞和抑制性免疫細胞的影響[10]。

百年曆史的放療,竟然是免疫治療的神助攻

腫瘤微環境是免疫細胞和癌細胞作戰的第一線,這裡的環境極其惡劣。不僅有各種癌細胞的代謝產物抑制免疫細胞的活性,甚至腫瘤的基質細胞,也參與到抑制免疫細胞活性的過程中[11]。

鑑於上述總總情況的複雜性,免疫治療聯合手術、放療、化療、靶向治療,甚至是免疫治療之間的聯合,成為近年來的研究熱點。

尤其是與放療的聯合。

丨放療給免疫治療插上翅膀

由於放療自身的特點,長期以來,學界都有個猜測,放療可以增強免疫治療的作用[12]。近年來,這個猜測正在被越來越多的臨床證據證實。

百年曆史的放療,竟然是免疫治療的神助攻

例如PACIFIC這個三期臨床試驗[13]。在這個全球多中心的大型三期臨床試驗中,研究人員一共招募了來自26個國家235家醫院的713名不可手術的Ⅲ期非小細胞肺癌患者,在同步放化療後接受的PD-L1單抗Durvalumab(簡稱“I”藥)的鞏固治療。

最終,那些接受了Durvalumab治療的患者:無疾病進展生存期從5.6個月提升到16.8個月,患者的疾病進展或死亡風險降低了48%。生存率方面,目前Durvalumab治療組66.3%的2年生存率,也好過單純放化療的55.6%。

同步放化療+免疫治療,現在已經是美國NCCN指南推薦的III期不可手術肺癌患者一線標準方案[14]。不僅如此,歐洲ESMO和中國CSCO指南也將其作為1A類證據,推薦為III期肺癌患者的新的標準治療方案。

在剛剛閉幕的2019年ASCO年會上。PACIFIC的三年隨訪數據發佈,Durvalumab治療組的患者三年生存率高達57%,而安慰劑組只有43.5%,患者的死亡風險降低了31%。

百年曆史的放療,竟然是免疫治療的神助攻

免疫治療和放療的發展時間線

放療聯合免疫治療之所以能起到1+1>2的效果,這與二者之間相互增益的抗癌機制有關。

首先,放療可以全面引發免疫細胞對癌細胞的識別。

放療可以直接導致癌細胞以凋亡、壞死和自噬等方式死亡[15]。上述死亡方式,促進腫瘤細胞釋放腫瘤特異性抗原,增加免疫細胞發現癌細胞的機會。射線可以直接破壞細胞的DNA,讓癌細胞產生新抗原,這也會引發免應答[16]。甚至還有研究表明,放療可以上調腫瘤MHC-I的表達,從而能夠更好地呈遞腫瘤特異性抗原,增強腫瘤對細胞毒性T細胞的可見性[17]。

其次,一些先天免疫通路可以在放療的過程中被激活,進而調節T細胞免疫活性。

我們都知道,雖然免疫系統對腫瘤的抵抗,主要依賴於獲得性免疫,但先天性免疫在其中也起到一定的作用。尤其是cGAS-STING這條重要的通路。

之前有研究表明,在接受放療時,如果阻斷樹突細胞的cGAS-STING通路,T細胞的抗癌活性就會被削弱[18]。這應該主要是因為,放療導致癌細胞DNA斷裂,被cGAS-STING通路發現,上調I型干擾素的表達,促進了T細胞的抗癌活性。

百年曆史的放療,竟然是免疫治療的神助攻

免疫治療+放療治療肺癌的機制

第三,放療可以調節腫瘤微環境,增加腫瘤微環境中趨化因子CXCL10和CXCL16的水平[20],促進殺傷T細胞往腫瘤遷移。在放療的過程中,癌細胞表面的PD-L1表達水平會上升[21],進而增強PD-L1抗體的治療效果[22]。

此外,之前有早期研究表明,放療誘導的免疫響應效果可能依賴於放療的劑量[23,24]。在這個基礎上美國MD Anderson癌症中心立體放射外科中心主任張玉蛟教授等人,提出了免疫治療聯合立體定向消融放療(I-SABR)治療不能手術的早期肺癌患者[25]。2019年,張教授又升級了I-SABR概念,主張同時對多個腫瘤病灶開火,全面提升免疫響應水平[26]。

百年曆史的放療,竟然是免疫治療的神助攻

作為兩種互相增益的治療方式,免疫治療也給放療帶來有利的影響。

實際上,有很多腫瘤對放療耐藥,其中一個重要原因是腫瘤內部因血管異常或功能失調而缺氧。這種缺氧的狀態,會導致,在相同輻射劑量的情況下,DNA的損傷更少[27]。不僅如此,缺氧還會通過積累和穩定缺氧誘導因子-1(HIF1)來驅動對放療的抗性[28]。

近來已經有研究表明,免疫檢查點抑制劑不僅可以激活殺傷性T細胞,還可以使腫瘤血管正常化[29,30],減輕腫瘤缺氧的狀態,增加腫瘤對放療敏感的可能性。

也正是因為放療和免疫治療互相增益,因此,目前放療聯合免疫治療在臨床上的使用,有三種形式[10]:先放療再免疫治療的序貫治療(Sequential therapy),幾輪免疫治療之後再同時放療的誘導治療(Induction therapy),同時開展放療和免疫治療的同步治療(Concurrent

therapy)。

百年曆史的放療,竟然是免疫治療的神助攻

三種不同的免疫治療+放療方案

至於上面的三種形式哪種更好,目前沒有確切答案[10]。這主要是因為免疫檢查點抑制劑的作用靶點有差異,患者的臨床分期也存在差異。所以,需要根據藥物和患者自身的情況,探索最合適的聯合治療方式。

丨放療+免疫,現狀和未來

自James Allison於1996年發現CTLA-4可以作為抗腫瘤的免疫治療靶點以來,積攢了100年力量的免疫腫瘤學,終於迎來全面爆發。

在過去的一二十年中,科學家和臨床醫生已經開展數百個臨床試驗,來研究免疫療法在多種癌症類型中的效果。

2018年年初,來自內布拉斯加大學醫學中心和德州大學MD安德森癌症中心的科學家,分析了近10年放療聯合免疫治療的臨床研究[31]。截止文章成文時,累計有161個臨床研究正在開展,或者即將開展。

"

1890年,年僅28歲的實習醫生William Coley,親眼目睹了一位花季少女因患癌症死亡。面對癌症的無力感,讓他決定尋找治療癌症的良方[1,2]。

三年之後,他發現活的化膿鏈球菌竟然可以治好部分患者的癌症,正是Coley這個發現,開啟了癌症的免疫治療,而他採用的方法,也被後世稱為“Coley毒素”療法。

1895年,德國人倫琴發現了X射線,給Coley的研究工作帶來了不小的麻煩。

因為,在X射線被發現的兩個月之後,一個和Coley一樣膽大的年輕人,用X射線進行了人類歷史上第一次有記載的癌症放射治療[3]。

百年曆史的放療,竟然是免疫治療的神助攻

在那個屬於物理學家的年代裡,X射線的發現,立即在全世界範圍內的各個領域,掀起了研究熱潮。很快,居里夫人發現了鐳,解決了放射物質的來源,放射治療的劑量、時間、模式和防護措施等問題都迎刃而解。

法國放射學家Henri Coutard在1934年的“臨門一腳”,終於讓放療成為一種癌症治療手段。此後,放療與手術和化療一起,並稱抗癌的“三駕馬車”[4]。

時至今日,從理論上講,65%-75%的癌症患者在治療過程中需要用到放療,在美國等發達國家,實際接受放療的患者比例也接近了50%[5]。放療的地位可見一斑。

相比於放療的順風順水,免疫治療的發展算得上是命途多舛。

丨免疫治療之難

實際上,早在1893年,Coley公佈研究成果的時候,腫瘤學界都是抱著看“祖傳老偏方”的姿態去懷疑他的。美國癌症協會更是毫不留情面地質疑道,“我們還需要更多的研究來確定這種療法對癌症患者的可能益處,如果有的話。”[6]

當然,從今天往回看,腫瘤學界質疑Coley是完全有道理的。在那個年代,學界對人體免疫系統的認知幾乎為零,過了半個多世紀,才看到了一絲絲光亮。畢竟與簡潔優雅的物理學相比,生命系統要複雜的太多太多。

百年曆史的放療,竟然是免疫治療的神助攻

免疫治療的曙光初現在禧龍年——2000年。科學家和醫生在轉移性黑色素瘤患者身上,第一次見識到了免疫治療的威力。十一年之後,全球第一個免疫檢查點抑制劑CTLA-4抗體獲得FDA的上市批准。真正讓免疫治療家喻戶曉的,還是靶向PD-1/PD-L1通路的免疫檢查點抑制劑。

無論是靶向CTLA-4的免疫檢查點抑制劑治療黑色素瘤,第一次讓世人見識了免疫治療的“超長待機”能力[7];還是PD-1抗體把復發/難治性非小細胞肺癌的5年生存率,從5%提升到16%[8],我們都能切實的感受到,免疫治療給癌症帶來了革命性的變化。

不過,免疫治療的不足也非常明顯,僅有10%-30%的患者響應免疫檢查點抑制劑的治療。這與癌細胞、免疫系統和腫瘤微環境的複雜性密不可分。

從癌細胞的角度來講,為了避免被殺傷性T細胞識別,它會降低主要組織相容性複合體(MHC)的表達,增加有免疫抑制作用的表面蛋白或細胞因子的表達,或者通過特殊信號招募髓源性免疫抑制細胞進入腫瘤[9]。

人體免疫系統的複雜程度讓人咋舌。殺傷性T細胞除了要面對自身的PD-1表達水平之外,它的抗癌活性還受其他輔助性免疫細胞和抑制性免疫細胞的影響[10]。

百年曆史的放療,竟然是免疫治療的神助攻

腫瘤微環境是免疫細胞和癌細胞作戰的第一線,這裡的環境極其惡劣。不僅有各種癌細胞的代謝產物抑制免疫細胞的活性,甚至腫瘤的基質細胞,也參與到抑制免疫細胞活性的過程中[11]。

鑑於上述總總情況的複雜性,免疫治療聯合手術、放療、化療、靶向治療,甚至是免疫治療之間的聯合,成為近年來的研究熱點。

尤其是與放療的聯合。

丨放療給免疫治療插上翅膀

由於放療自身的特點,長期以來,學界都有個猜測,放療可以增強免疫治療的作用[12]。近年來,這個猜測正在被越來越多的臨床證據證實。

百年曆史的放療,竟然是免疫治療的神助攻

例如PACIFIC這個三期臨床試驗[13]。在這個全球多中心的大型三期臨床試驗中,研究人員一共招募了來自26個國家235家醫院的713名不可手術的Ⅲ期非小細胞肺癌患者,在同步放化療後接受的PD-L1單抗Durvalumab(簡稱“I”藥)的鞏固治療。

最終,那些接受了Durvalumab治療的患者:無疾病進展生存期從5.6個月提升到16.8個月,患者的疾病進展或死亡風險降低了48%。生存率方面,目前Durvalumab治療組66.3%的2年生存率,也好過單純放化療的55.6%。

同步放化療+免疫治療,現在已經是美國NCCN指南推薦的III期不可手術肺癌患者一線標準方案[14]。不僅如此,歐洲ESMO和中國CSCO指南也將其作為1A類證據,推薦為III期肺癌患者的新的標準治療方案。

在剛剛閉幕的2019年ASCO年會上。PACIFIC的三年隨訪數據發佈,Durvalumab治療組的患者三年生存率高達57%,而安慰劑組只有43.5%,患者的死亡風險降低了31%。

百年曆史的放療,竟然是免疫治療的神助攻

免疫治療和放療的發展時間線

放療聯合免疫治療之所以能起到1+1>2的效果,這與二者之間相互增益的抗癌機制有關。

首先,放療可以全面引發免疫細胞對癌細胞的識別。

放療可以直接導致癌細胞以凋亡、壞死和自噬等方式死亡[15]。上述死亡方式,促進腫瘤細胞釋放腫瘤特異性抗原,增加免疫細胞發現癌細胞的機會。射線可以直接破壞細胞的DNA,讓癌細胞產生新抗原,這也會引發免應答[16]。甚至還有研究表明,放療可以上調腫瘤MHC-I的表達,從而能夠更好地呈遞腫瘤特異性抗原,增強腫瘤對細胞毒性T細胞的可見性[17]。

其次,一些先天免疫通路可以在放療的過程中被激活,進而調節T細胞免疫活性。

我們都知道,雖然免疫系統對腫瘤的抵抗,主要依賴於獲得性免疫,但先天性免疫在其中也起到一定的作用。尤其是cGAS-STING這條重要的通路。

之前有研究表明,在接受放療時,如果阻斷樹突細胞的cGAS-STING通路,T細胞的抗癌活性就會被削弱[18]。這應該主要是因為,放療導致癌細胞DNA斷裂,被cGAS-STING通路發現,上調I型干擾素的表達,促進了T細胞的抗癌活性。

百年曆史的放療,竟然是免疫治療的神助攻

免疫治療+放療治療肺癌的機制

第三,放療可以調節腫瘤微環境,增加腫瘤微環境中趨化因子CXCL10和CXCL16的水平[20],促進殺傷T細胞往腫瘤遷移。在放療的過程中,癌細胞表面的PD-L1表達水平會上升[21],進而增強PD-L1抗體的治療效果[22]。

此外,之前有早期研究表明,放療誘導的免疫響應效果可能依賴於放療的劑量[23,24]。在這個基礎上美國MD Anderson癌症中心立體放射外科中心主任張玉蛟教授等人,提出了免疫治療聯合立體定向消融放療(I-SABR)治療不能手術的早期肺癌患者[25]。2019年,張教授又升級了I-SABR概念,主張同時對多個腫瘤病灶開火,全面提升免疫響應水平[26]。

百年曆史的放療,竟然是免疫治療的神助攻

作為兩種互相增益的治療方式,免疫治療也給放療帶來有利的影響。

實際上,有很多腫瘤對放療耐藥,其中一個重要原因是腫瘤內部因血管異常或功能失調而缺氧。這種缺氧的狀態,會導致,在相同輻射劑量的情況下,DNA的損傷更少[27]。不僅如此,缺氧還會通過積累和穩定缺氧誘導因子-1(HIF1)來驅動對放療的抗性[28]。

近來已經有研究表明,免疫檢查點抑制劑不僅可以激活殺傷性T細胞,還可以使腫瘤血管正常化[29,30],減輕腫瘤缺氧的狀態,增加腫瘤對放療敏感的可能性。

也正是因為放療和免疫治療互相增益,因此,目前放療聯合免疫治療在臨床上的使用,有三種形式[10]:先放療再免疫治療的序貫治療(Sequential therapy),幾輪免疫治療之後再同時放療的誘導治療(Induction therapy),同時開展放療和免疫治療的同步治療(Concurrent

therapy)。

百年曆史的放療,竟然是免疫治療的神助攻

三種不同的免疫治療+放療方案

至於上面的三種形式哪種更好,目前沒有確切答案[10]。這主要是因為免疫檢查點抑制劑的作用靶點有差異,患者的臨床分期也存在差異。所以,需要根據藥物和患者自身的情況,探索最合適的聯合治療方式。

丨放療+免疫,現狀和未來

自James Allison於1996年發現CTLA-4可以作為抗腫瘤的免疫治療靶點以來,積攢了100年力量的免疫腫瘤學,終於迎來全面爆發。

在過去的一二十年中,科學家和臨床醫生已經開展數百個臨床試驗,來研究免疫療法在多種癌症類型中的效果。

2018年年初,來自內布拉斯加大學醫學中心和德州大學MD安德森癌症中心的科學家,分析了近10年放療聯合免疫治療的臨床研究[31]。截止文章成文時,累計有161個臨床研究正在開展,或者即將開展。

百年曆史的放療,竟然是免疫治療的神助攻

不同年份免疫治療+放療臨床試驗數量,及不同癌種的分佈

從數據來看,作者認為免疫治療聯合放療是全世界腫瘤治療的主要前沿。自2015年以來,Pembrolizumab一直主導著免疫+放療臨床試驗。但是受PACIFIC試驗結果的影響,在一系列即將進行的臨床試驗中,PD-L1單抗Durvalumab已成為新的研發基石,是開展臨床研究最多的免疫治療藥物。

不過在這之前,科學家和臨床醫師們還需要針對不同的癌種,不同的分期,在結合不用的免疫檢查點抑制劑,更深入地探索放療的劑量、次數、時間,以及先後順序,還有更好的控制聯合治療的副作用,才能讓患者從放療和免疫治療的聯合中獲益更大。

總而言之,看現在,PACIFIC方案(放化療+Durvalumab單抗)雖然只是唯一的放療聯合免疫治療的成功探索,但看未來,免疫治療聯合放療,必然會成為抗擊癌症的重要治療手段。

參考資料:

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