中国上海长征医院的陈菊祥等回顾治疗胶质瘤的多种免疫疗法、新概念、新技术以及免疫疗法在胶质瘤治疗中的前景。文章发表于2020年2月的《Trends Pharmacol Sci》杂志。
——摘自文章章节
【Ref: Wang H, et al. Trends Pharmacol Sci. 2020 Feb;41(2):123-138. doi: 10.1016/j.tips.2019.12.003. Epub 2020 Jan 21.】
肿瘤免疫治疗在多种肿瘤，包括神经胶质瘤的治疗中取得一定效果。中国上海长征医院的陈菊祥等回顾治疗胶质瘤的多种免疫疗法（图1）、新概念、新技术以及免疫疗法在胶质瘤治疗中的前景。文章发表于2020年2月的《Trends Pharmacol Sci》杂志。
图1. 恶性胶质瘤的免疫治疗方案。肿瘤相关抗原（TAAs）/肿瘤特异性抗原（TSAs）的树突细胞（DCs）可直接诱导细胞毒性T淋巴细胞（CTLs）的活化。针对抑制性靶点抗体可以缓解CTL的免疫抑制状态，包括细胞毒性T淋巴细胞相关抗原-4（CTLA-4）、程序性细胞死亡蛋白1（PD-1）及其配体（PD-L1）。嵌合抗原受体（CAR）-T细胞产生一种与肿瘤特异性表面抗原具有高亲和力的人工T细胞受体。基因工程溶瘤病毒通过选择性靶向癌细胞介导肿瘤细胞裂解和随后的免疫应答。TCR：T细胞受体。
免疫靶点抑制剂（ICBs）：程序性细胞死亡蛋白（PD-1）和配体（PD-L1），以及细胞毒性T淋巴细胞相关抗原4（CTLA-4）是抑制性免疫通路中阻碍免疫反应的主要效应因子。针对PD-1、PD-L1和CTLA-4的单克隆抗体（mAbs）通过激活细胞毒性T淋巴细胞（CTLs）来增强抗肿瘤反应。治疗方法效果不佳的原因很复杂，首先可能与缺乏指导个体化免疫靶点阻断（ICB）的生物标志物有关。一个重要的预测因子是肿瘤突变负荷（TMB），它增加新抗原的数量，并诱导强大的抗肿瘤反应。胶质母细胞瘤（GBM）和种系、双等位基因DNA修复缺陷的患者对纳武单抗有较好的应答，支持这一假说。此外，与外周器官肿瘤，如黑色素瘤和乳腺癌相比，GBM是较少引起T细胞炎性反应或T细胞耗竭的肿瘤，不易对ICBs 产生反应；具有终末分化表型的CD8 +肿瘤浸润淋巴细胞（TILs）的高百分比可能是治疗结果差异的另一个原因。另外，高剂量皮质激素治疗对患者免疫治疗效果有显著干扰，部分患者ICB治疗效果不佳。多肽疫苗：抗肿瘤免疫接种，包括多肽和树突状细胞（DCs）疫苗，目的是通过增强抗原特异性效应T细胞对肿瘤部位的募集来诱导免疫应答。多肽疫苗大多使用肿瘤特异性抗原（TSAs）作为免疫原性靶点。自发性抗原丢失可能导致神经胶质瘤细胞的生长和免疫逃逸，因为神经胶质瘤细胞缺乏该单一表位，这可以通过多肽疫苗来克服。树突细胞疫苗：自体树突状细胞不需要注射肽抗原呈递细胞（APC），而是在体外注入特定的抗原或细胞裂解物，然后重新植入患者体内，可更有效地激活CTL，增强抗肿瘤反应。虽然树突细胞疫苗在抗原选择方面优于肽疫苗，但作为个性化的抗肿瘤疫苗，需要大量的时间和成本，并且如何进行优化有效利用具有挑战性。嵌合抗原受体-T细胞：嵌合抗原受体（CAR） T细胞特异性的识别不依赖于主要组织相容性复合体（MHC）暴露的肿瘤细胞；CAR-T细胞具有无限的抗原多样性，并避免肿瘤下调MHC表达的某些免疫逃避机制。基于CAR策略面临的主要挑战是，单一分子靶点可能不足以维持CAR-T细胞交叉靶点上高度异质性的肿瘤。抗原逃逸是肿瘤的主要抵抗机制，同时肿瘤微环境（TME）内出现代偿性免疫抑制压力，需要联合治疗或靶向多个抗原。溶瘤病毒：溶瘤病毒可以抑制癌细胞的复制，或改变其基因，感染或杀死肿瘤细胞；然后利用先天免疫系统，启动适应性抗肿瘤免疫反应。这种治疗策略可以打破肿瘤被微环境的束缚，使脑肿瘤由冷转热，引起强烈的免疫反应。溶瘤病毒可与ICB发挥协同作用，引起持久的治疗效果，在GBM治疗中联合治疗具有很大的潜力。胶质瘤干细胞（GSC）：可导致肿瘤复发和抵抗治疗。越来越多的证据表明，GSC可以直接调节免疫系统。因此，靶向GSC有可能根除恶性肿瘤。肿瘤微环境：肿瘤细胞的外源性成分和内在机制决定胶质瘤微环境的免疫抑制状态，是影响免疫治疗效果的最大障碍之一。与肿瘤相关的小胶质细胞和巨噬细胞（TAMs），包括大量的浸润性免疫细胞，促进免疫抑制效应，促使胶质瘤进展，分泌生长因子和血管生成因子以及免疫抑制细胞因子，增强T细胞的凋亡。与不断变异的肿瘤细胞不同，TAM在胶质瘤的微环境中稳定性强，为靶向治疗提供新的机会。嵌合抗原受体-自然杀伤细胞（CAR-NKs）：自然杀伤（NK）细胞是一种寿命较短的先天免疫效应器，它不需要人类白细胞抗原（HLA）的匹配就能杀死目标，同时表达与目标细胞配体相互作用的同类细胞编码受体，从而诱导细胞毒性功能。双重靶向CAR-NK细胞可延长患者的生存期，但不发生快速免疫逃逸，提示具有获得性免疫治疗潜力。此外，NK细胞的原代分离、纯化和转导非常困难。激活及杀死：多种因素导致恶性胶质瘤成为冷肿瘤。目前的处理策略主要集中在减轻肿瘤环境中的免疫抑制和识别肿瘤特异性抗原（TSAs）或肿瘤相关抗原（TAAs）以提高免疫治疗效果。然而，一种结合toll样受体7（TLR7）的激动剂GS-9620和用于治疗HIV-1感染的中和抗体PGT121新疗法可能提供将胶质瘤由冷变热的途径。GS-9620激活潜伏的感染HIV-1的CD4+ T细胞，促使其接受PGT121结合和免疫效应细胞的影响，促进抗体介导的消灭受感染的CD4+ T细胞。激活胶质瘤细胞或上调特异性表位，结合增强免疫激活，可在肿瘤诱发有效的免疫应答。光遗传学免疫调节：光遗传学是近年来在神经科学领域广泛应用的一项新技术，用于研究可兴奋细胞的行为，具有较高的时空精度。基于微生物视蛋白的光遗传学方法已扩展到免疫系统，以调节淋巴细胞运输、炎性小体激活和树突细胞成熟。将光遗传学与抗肿瘤免疫治疗相结合是一种具有潜力的治疗方案。类器官：类器官是由自身组织干细胞构建的三维结构。它们几乎完全再现肿瘤的异质性和体外TME，超越已建立的细胞系的能力。因此，类器官技术成功地为胶质瘤的发生和发展提供独特的模型平台。建立一种气液界面（ALI）方法，利用内源性和同基因TIL将患者来源的肿瘤细胞器作为肿瘤上皮细胞进行增殖，完全保留原肿瘤T细胞受体谱。至关重要的是，ALI类器官重新表达了依赖PD-1的免疫靶点，并阻断PD-1激活的肿瘤抗原特异性TIL，引起肿瘤细胞毒性。这种基于ALI的方法使抗PD-1疗法在个体可行性得以检测，并且对于个性化PD-1抑制的胶质瘤治疗至关重要。与此同时，将匹配的肿瘤细胞器和外周血淋巴细胞共培养是获得肿瘤反应性T细胞的一种策略。T细胞不识别自体健康的细胞器或组织，但对肿瘤细胞有很强的细胞毒性作用。来源于外周血的肿瘤特异性T细胞产物的产生为获得性T细胞转移提供一种临床可行的治疗途径。该技术还可用于评估肿瘤细胞对T细胞介导杀伤的敏感性，可扩展到分析免疫治疗过程中不同时间点的疗效。脑脊液活检：通过测序循环肿瘤DNA（ctDNA），获得液体活检是检测肿瘤基因型的侵袭小、成本低的方法。使用CSF ctDNA检测胶质瘤的分子结构比从血液中检测ctDNA更敏感。更重要的是，脑脊液中胶质瘤的基因组结构，包括广泛的遗传改变与肿瘤活检的基因组非常相似，可以跟踪EGFR信号通路的演变。
免疫治疗进展一定程度上与临床前模型的不准确性与有关，临床前研究不能始终如一地展示对患者具有治疗活性的药物反应，并且缺乏人类胶质瘤的严格特征。迫切需要免疫小鼠模型、基因工程小鼠模型以及患者来源的异种移植胶质瘤的动物模型。实施临床前研究的治疗建议方案（图2），还需了解胶质瘤免疫相互作用参数，以评估单个肿瘤的免疫状态，探索不同治疗和反应阶段的耐药机制，寻找能穿透血脑屏障的药物，诱导肿瘤内血管正常化和高表达的内皮小静脉形成，提高免疫细胞的转运和免疫调节治疗的敏感性。在治疗前识别胶质瘤患者的关键特征，对患者进行分层并预测治疗效果。建议设计免疫治疗、分子靶向治疗、放化疗在内的联合治疗策略，以达到最大的治疗效率，缓解获得性免疫治疗的耐药现象。
图2. 恶性胶质瘤免疫治疗蓝图。导入树突细胞（DC）产生DC疫苗裂解新鲜的肿瘤组织来源的胶质瘤干细胞；基因改良的溶瘤病毒具有专门攻击肿瘤干细胞的潜力。胶质瘤干细胞也可诱导患者来源的类器官形成，胶质瘤PDO与外周血淋巴细胞的体外共培养可产生肿瘤特异性的T细胞产物。具有嵌合抗原受体的自然杀伤细胞特异性地识别胶质瘤细胞表面抗原，不引起严重的不良反应。药物诱导与原核细胞M2样肿瘤相关的小胶质细胞和巨噬细胞（TAM）直至抗肿瘤M1样TAM表型分化和增加钾排出的细胞毒性T淋巴细胞有助于减轻肿瘤微环境中免疫抑制和增强免疫疗法的抗肿瘤活性。利用趋化因子受体和光激活蛋白设计T细胞，如CAR-T细胞，可以通过特定波长的光刺激募集并在肿瘤部位，从而有效地控制胶质瘤的进展。腰椎穿刺获得脑脊液中循环肿瘤DNA测序的活检手段，是检测和监测基因组改变的一种方法，有助于设计个性化的免疫治疗方案。μLED：微尺度发光二极管。
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