结直肠癌免疫治疗的研究进展

黎华丽，郑勇斌

(武汉大学人民医院，武汉430000)

结直肠癌是临床上最常见的消化系统恶性肿瘤，近年来其发病率和病死率在世界范围内均呈上升趋势[1]。虽然外科手术、放疗、化疗等治疗技术已有较大提高，但由于大部分患者在确诊时即处于进展期，丧失了接受标准治疗的机会，预后较差。研究发现，免疫系统在肿瘤发生、发展过程中发挥重要作用[2]。随着肿瘤学、免疫学以及分子生物学等相关学科的迅速发展和交叉渗透，肿瘤免疫治疗研究突飞猛进。免疫治疗成为继外科手术、放疗、化疗之后又一种重要的肿瘤治疗手段。目前，结直肠癌的免疫治疗方法主要包括癌症疫苗、细胞疗法、细胞因子治疗以及免疫检查点抑制剂治疗。本文结合文献就结直肠癌免疫治疗的研究进展作一综述。

1 癌症疫苗

癌症疫苗是指通过调节抗原提呈细胞和T淋巴细胞的相互作用，来增强和完善自体免疫系统对肿瘤细胞的杀伤作用[3]。目前，针对结直肠癌的癌症疫苗主要有全肿瘤细胞疫苗、肽疫苗、DNA疫苗、树突状细胞(DC)疫苗和病毒载体疫苗。这些疫苗各具特征、优势和局限，见表1。在结直肠癌临床免疫治疗中，常用的癌症疫苗有肽疫苗、DC疫苗和病毒载体疫苗，而全肿瘤细胞疫苗和DNA疫苗由于免疫原性较低逐渐淡出了临床治疗。

肽疫苗可识别肿瘤细胞表面的抗原多肽或其内部异常表达的蛋白，具有良好的修饰潜力和靶向肿瘤特异抗原的能力[4]。在治疗结直肠癌的癌症疫苗中，肽疫苗可靶向多种肿瘤相关抗原，如癌胚抗原(CEA)、p53以及EphA2等[5，6]。Speetjens等[6]将p53合成长肽疫苗用于转移性结直肠癌的临床治疗，在接受治疗的10例患者中，有9例出现了p53特异性T细胞免疫反应，且其中6例免疫反应持续至少6个月。但目前常见的肽疫苗还未能克服MHC Ⅰ/HLA Ⅰ限制以及免疫原性较低等问题。近年鲜有肽疫苗用于结直肠癌临床治疗的报道。

表1 结直肠癌不同类型癌症疫苗的特征、优势和局限

DC可为抗肿瘤免疫反应提供激活T细胞的关键信号，即通过MHC提呈抗原和合适的共同刺激受体-配体以及关键细胞因子表达[7]。DC疫苗即为负载相应肿瘤抗原的DC，可刺激机体内的肿瘤杀伤性淋巴细胞增殖。DC疫苗Sipuleucel-T已被美国食品药品管理局(FDA)批准用于前列腺癌治疗。在结直肠癌中，一项Ⅰ期临床试验显示，接种DC疫苗的结直肠癌患者虽有部分表现出较低的治疗相关毒性，但在生存获益上并未表现出明显优势[8]。目前，更多关于结直肠癌DC疫苗的临床试验正在进行，其有效性和安全性尚需进一步研究证实。

病毒载体疫苗是指利用重组病毒表达肿瘤相关抗原，通常感染抗原提呈细胞，尤其是DC[9]，以刺激并强化机体抗肿瘤免疫反应。这种疫苗是一种比强化免疫活性更有前途的方法，可在病毒载体基础上结合肿瘤抗原和共刺激分子，常见的载体病毒有腺病毒和扁豆病毒等[10]。Quiroga等[11]在研究编码重组Eimeria抗原(rEA)的腺病毒(rAd5-rEA)与针对CEA的细胞毒性反应的关系时发现，rAd5-rEA和基于CEA的腺病毒疫苗联合应用可明显增强和扩大肿瘤相关抗原特异性的获得性免疫反应，显现出病毒载体在癌症疫苗治疗中的佐剂潜力。

2 细胞疗法

细胞疗法又称过继性细胞免疫治疗(ACT)，是指通过外界修饰让普通T细胞成为能够特异性识别肿瘤细胞的效应T细胞，从而产生对肿瘤细胞的杀伤效应[12]。目前研究较为广泛的免疫效应细胞有自体淋巴因子激活的杀伤细胞(LAK)、自体肿瘤浸润性淋巴细胞(TILs)、自然杀伤细胞(NK)、细胞毒性T细胞(CTLs)以及经基因修饰改造的T细胞，如嵌合抗原受体T细胞(CAR-T)和T细胞受体嵌合型T细胞(TCR-T)等。这些效应细胞的特征、优势和局限见表2。

表2 细胞疗法免疫效应细胞的特征、优势和局限

ACT的淋巴细胞主要来源于自体肿瘤，如TILs，其在体外扩增后回输体内，能够表现出强大的抗肿瘤效应，并可诱导急性炎性反应，而这种炎性反应可诱导不依赖于抗原的免疫细胞对同一病变的二次侵袭[13]。CTLs是TILs的主要组成部分，也是免疫系统发挥抗肿瘤效应的关键细胞成分。NK是先天免疫系统的细胞毒性淋巴细胞，在缺乏体内和体外刺激的情况下可杀死多种肿瘤细胞和被感染细胞[14]。Song等[15]利用慢病毒载体转导产生的转基因NK，通过腹腔注射治疗结直肠癌，结果发现NK可在肿瘤部位积聚，浸润肿瘤组织并诱导细胞凋亡，继而延缓肿瘤生长。在一项关于LAK的研究中，研究者利用自体来源的LAK联合IL-2用于标准化治疗无效的转移性肿瘤患者，发现部分肝转移的结直肠癌患者可表现出肿瘤进展延缓甚至衰退[16]。提示LAK有可能用于实体肿瘤的辅助治疗，但仍需进一步研究，以明确其在结直肠癌临床治疗中的安全性和耐受性等。

在各种免疫效应细胞中，CAR-T是一种极具创新性的免疫治疗策略之一，是通过基因工程使细胞表面表达TAA受体，这些受体可识别并结合肿瘤抗原，进而实现对肿瘤细胞的特异性杀伤效应[17]。CAR-T可提供非MHC限制的细胞表面识别成分，并可通过病毒载体高效地引入T细胞[13]。Zhang等[18]观察了CEA-CAR-T对10例CEA阳性的转移性结直肠癌患者的治疗效果，结果发现，大多数患者血清CEA水平明显下降，2例患者肿瘤缩小，2例患者病情稳定30周以上。表明CAR-T对CEA阳性的结直肠癌患者具有较好的耐受性及一定程度的抗肿瘤效应。但截至目前CAR-T单一治疗还不足以克服肿瘤微环境中PD-1、CTLA-4等检查点所诱导的抑制性作用，其在结直肠癌中的治疗效果以及联合应用还有待于进一步研究。

3 细胞因子治疗

细胞因子是一种能有效激活肿瘤免疫细胞和对抗肿瘤免疫抑制的多效性蛋白[19]，其在先天性和特异性免疫反应的各个方面具有关键性作用，可通过激活机体免疫系统杀伤肿瘤细胞，还可直接干扰肿瘤细胞增殖[10]。有研究证实，对胃肠道恶性肿瘤具有抑制作用的细胞因子主要有白细胞介素(如IL-2、IL-15、IL-21等)、干扰素(如IFN-γ、IFN-α等)以及粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)等[20，21]。Snook等[22]将IL-2、GM-CSF用于转移性结直肠癌小鼠的辅助性治疗，结果发现二者均能明显优化抗肿瘤免疫反应，提示细胞因子联合其他治疗策略用于治疗结直肠癌的佐剂潜力。但在细胞因子治疗中应重视发生免疫不良相关事件的潜在风险。在一项评估IL-2治疗转移性黑色素瘤的有效性与安全性研究中，270例患者中有64%患者出现了低血压，17%患者出现了室上性心动过速，4%患者发生了4级呼吸事件，15%患者出现感染，且2.2%患者死于治疗相关的毒性反应[23]。这表明细胞因子治疗在肿瘤微环境中增强局部抗肿瘤免疫反应的同时，也会诱导免疫系统的广泛激活，进而诱发治疗相关的毒性反应，甚至导致死亡。近年关于结直肠癌细胞因子单一治疗的研究非常有限。

4 免疫检查点抑制剂治疗

免疫检查点是指表达于肿瘤细胞和(或)免疫细胞上的蛋白分子，它们能够调控T细胞的启动/激活过程。目前，已发现的抑制性检查点有PD-1、PD-L1/2、CTLA-4、淋巴细胞活化基因3、B/T淋巴细胞弱化因子以及T细胞免疫球蛋白和黏蛋白3等[24，25]。这些共抑制分子可诱导T细胞凋亡、抑制活化T细胞的功能，而肿瘤细胞则可利用这种对免疫系统的抑制作用来逃避肿瘤微环境中免疫细胞的特异性杀伤效应[26]。目前，已被FDA批准用于恶性肿瘤治疗的免疫检查点抑制剂有抗PD-1抗体(如Nivolumab、Pembrolizumab)、抗PD-L1抗体(如Atezolizumab、Avelumab、Durvalumab)及抗CTLA-4抗体(如Ipilimumab)，但可用于结直肠癌治疗或在临床试验中表现出有效性的免疫检查点抑制剂却很少。在一项Ⅱ期临床试验中，Nivolumab被用于治疗化疗效果不佳的结直肠癌患者，结果发现有31%患者表现出有效的免疫反应[27]。Pembrolizumab也被证实在部分结直肠癌亚型患者中具有较高的免疫应答率[28]。Le等[29]评估了Pembrolizumab在41例进展性转移癌或不伴错配修复缺陷(dMMR)患者中的临床活性，结果发现，在dMMR的结直肠癌患者中免疫应答率为40%，而在错配修复良好(pMMR)的结直肠癌患者中为0，显示出免疫检查点抑制剂在部分结直肠癌患者中的高反应性。但到目前为止，仅有PD-1/PD-L1阻滞剂单一治疗的早期临床试验，虽在dMMR的结直肠癌治疗中显示出了可观的免疫反应，但未能在pMMR的结直肠癌患者中诱导出有效的免疫反应。这可能是由高微卫星不稳定性(MSI-H)肿瘤特点所决定的。在免疫组化上，MSI-H肿瘤有90%以上的病灶显示出至少一种DNA MMR蛋白表达缺失[30]。dMMR的肿瘤浸润淋巴细胞水平高，肿瘤突变负荷也较高。有研究发现，dMMR亚型结直肠癌队列中每个肿瘤平均有1 782个体细胞突变，而pMMR亚型队列中每个肿瘤仅73个体细胞突变，表现出更低的免疫原性[31]。此外，dMMR/MSI-H结直肠癌患者亚群仅占结直肠癌的一小部分(不足5%)，大部分为pMMR/non-MSI-H亚型[32]，这种亚型差异限制了免疫检查点抑制剂治疗结直肠癌的有效性。

随着现代医学的发展，免疫治疗逐渐成为肿瘤治疗的热点，也是结直肠癌治疗的一个新方向，在一定程度上改善了部分结直肠癌患者预后。但现有的结直肠癌免疫治疗方法仅对部分亚型表现出良好的免疫应答率，大部分患者免疫应答率仍然较低，仍需多中心、大样本量研究，以满足其在多数结直肠癌患者中的有效性与安全性，从而使更多患者获益。结直肠癌免疫治疗是一个非常有前景性的治疗选择，值得进一步研究探索。