胰腺癌免疫治疗的现状及前景

金鑫，吴河水

0 引言

肿瘤免疫治疗是应用免疫学的原理，通过提高机体免疫系统对肿瘤细胞的敏感度，特异性杀伤肿瘤细胞，以达到抑制肿瘤生长乃至消灭肿瘤目的的一种治疗方法。目前，肿瘤免疫治疗在肺癌[1]、前列腺癌[2]和黑色素瘤[3]等恶性肿瘤中取得了令人振奋的治疗效果。胰腺癌是一种恶性程度较高、诊断和治疗都较困难的消化系统恶性肿瘤，无论是手术切除，还是放、化疗都不能明显改善胰腺癌患者的预后。随着对胰腺癌发病机制的深入了解，胰腺癌的免疫治疗已经成为近年来的研究热点，部分免疫治疗方法已经进入临床试验阶段并初步显现效果。本文主要综述胰腺癌免疫治疗的研究现状及治疗前景。

1 通过增强自身免疫反应抑制或杀死胰腺癌细胞

1.1 免疫系统调节剂

受体与抗原的结合是T细胞杀伤靶细胞的关键。除了这种特异性识别外，一系列共刺激分子（B7、LFA-3、VCAM-1、ICAMs以及4-1BB等）、免疫调节因子（IL-2和IFN-γ）的参与也极为重要，否则不但T细胞不能活化，而且T细胞增殖能力也会受到影响，从而导致T细胞无法识别肿瘤细胞，引起肿瘤免疫逃逸。因此，最为直接的方法是补充T细胞活化所必需的共刺激因子和免疫调节因子来激活免疫系统。研究发现胰腺癌形成过程中多个癌基因与抑癌基因的联合突变导致其免疫原性较弱[4]，不足以诱导机体免疫系统去杀伤肿瘤细胞，使用免疫调节剂可以增强机体免疫反应、改善肿瘤的治疗效果。有研究者构建了重组IL-2免疫细胞因子，其包含肿瘤靶向抗体（Ab）和超级突变体IL-2（sumIL-2），通过靶向肿瘤与细胞毒性T淋巴细胞（CTL）的特异性结合显著增强抗肿瘤活性。此外，术前进行sumIL-2治疗较标准辅助治疗延长了患者生存期[5]。也有研究发现重组IL-2联合大蒜素可以明显增加外周血中CD4+、CD8+T淋巴细胞和NK细胞的比例，对小鼠胰腺癌的抑制率高达90.5%，同时与对照组相比，治疗组小鼠外周血中IFN-γ明显增高，其中大蒜素组增加46.1%，重组IL-2组增加63.3%，联合治疗组增加87.2%，这表明重组IL-2和大蒜素联合治疗具有增强先天免疫和适应性免疫的作用[6]。

1.2 治疗性抗体

通过体外生物技术合成治疗性抗体后注射到胰腺癌患者体内，抗体在患者体内发挥免疫应答作用，从而达到抑制肿瘤生长的目的。其中单克隆抗体是临床治疗最常用的一种抗体。目前一些单克隆抗体已被用于胰腺癌的临床治疗，例如西妥昔单抗[7]、人-鼠嵌合的抗表皮生长因子受体单抗[8]等。一项多中心Ⅱ期试验表明西妥昔单抗和吉西他滨联合应用对表达表皮生长因子受体（EGFR）的晚期胰腺癌患者显示出较好的治疗效果，该研究共筛选61位表达EGFR的患者，其中5名患者（12.2%）部分缓解，26名患者（63.4%）病情稳定，一年无进展生存率和总生存率分别为12.0%和31.7%[9]。此外，研究发现绝大部分胰腺癌患者的癌组织中特异性表达间皮素、CD227等蛋白[10]，这些蛋白均能促进胰腺癌细胞的增殖和浸润。抗间皮素抗体和抗CD227抗体能明显抑制小鼠体内胰腺癌的生长和延长小鼠的存活时间[11]。

1.3 肿瘤疫苗治疗

肿瘤疫苗治疗分为预防性疫苗和治疗性疫苗。宫颈癌疫苗是目前应用最广泛的预防性疫苗，而Sipuleucel-T疫苗是首个用于前列腺癌的疫苗。针对胰腺癌也有多种多样的疫苗，包括树突状细胞疫苗、多肽疫苗、DNA疫苗等，其中树突状细胞疫苗被认为最有应用前景[12]，研究表明，树突状细胞疫苗可以使树突状细胞表面CD40、CD80、CD83和CD86等表面标志物增多，从而增强其抗原提呈作用，刺激T细胞活化并杀伤胰腺癌细胞。同时，如果将树突状细胞疫苗与其他治疗联合应用会取得更好的疗效，例如吉西他滨联用树突状细胞疫苗[13]不但可以增强T细胞免疫反应，还可以增强全身化疗作用；免疫调节剂TNF-α联用树突状细胞疫苗[14]可以明显增强细胞毒性T细胞对肿瘤细胞的杀伤作用。

1.4 细胞治疗

细胞治疗是通过体外改造T细胞，使之能够特异性识别并杀伤肿瘤细胞。目前最具代表性的细胞治疗策略是嵌合抗原受体（CAR）T细胞治疗，其机制是利用基因工程技术，针对肿瘤细胞高表达的肿瘤相关抗原靶点（例如间皮素、CD227、CEA和PSCA等）设计特异性的CAR-T细胞，使CAR-T细胞只识别并杀伤肿瘤细胞[15]。CAR-T细胞不受HLA限制，可以直接识别胰腺癌细胞，这种特异性细胞疗法效果显著且不会产生过度的免疫反应，在肿瘤免疫治疗中具有广阔的应用前景。

2 抑制肿瘤免疫逃逸

强化/提高自身免疫反应的治疗策略虽然已经被广泛研究并应用到临床治疗胰腺癌，但是其疗效远没有达到预期效果，同时这些治疗策略可能会引起机体过度的免疫反应而产生严重的不良反应。由此，减弱胰腺癌细胞的免疫逃逸从另一免疫学角度为胰腺癌治疗提供了新思路。胰腺癌细胞的免疫逃逸主要归咎于其特殊的肿瘤微环境[16]，即胰腺癌的肿瘤微环境中存在大量致密的基质成分，在肿瘤周围形成屏障，阻止免疫细胞浸润，为胰腺癌细胞的生长提供了有利环境。同时胰腺癌的肿瘤微环境中还存在TGF-β、IL-10、PD-L1等免疫抑制分子以及Treg细胞[17]，这都为胰腺癌的免疫逃逸提供了基础。

2.1 PD-1/PD-L1信号通路和抑制剂

表达于T细胞、B细胞、单核细胞及其髓系细胞表面的程序性细胞死亡蛋白1（programmed cell death protein 1,PD-1）在正常的生理条件下处于低表达的状态，当T细胞受到刺激活化时，PD-1表达水平明显增高，同时，活化的T细胞分泌IFN-γ等细胞因子诱导抗原提呈细胞或肿瘤细胞过度表达程序性细胞死亡蛋白1相关配体（PD-L1）。PD-1与PD-L1结合后，使T淋巴细胞内PD-1胞内结构域的免疫受体酪氨酸抑制基序（ITIM）和免疫受体酪氨酸转换基序（ITSM）发生磷酸化，从而募集酪氨酸磷酸酶SHP-1和SHP-2[18]。这些磷酸酶通过其去磷酸化作用抑制T细胞内多条促进细胞增殖的信号通路，例如RAS/MEK/ERK和PI3K/AKT/MTOR等，从而抑制T细胞的增殖[19-20]。表达于淋巴细胞表面的PD-1与肿瘤细胞表面高表达的PD-L1结合，传递调控T细胞活化的共抑制信号[21]，最终导致了肿瘤细胞的免疫逃逸。因此，选择有效的PD-1/PD-L1抑制剂来阻断PD-1和PD-L1的结合能有效逆转肿瘤细胞免疫逃逸，有助于增强肿瘤杀伤T细胞的功能，抑制肿瘤生长。

目前PD-1/PD-L1抑制剂已被批准用于多种肿瘤的临床治疗，其中PD-1抑制剂主要有尼泊洛美Nivolumab（Opdivo）和彭博罗珠单抗Pembrolizumab（Keytruda）[22-23]，PD-L1抑制剂主要有Atezolizumab、Avelumab和Durvalumab等[24]。这些抑制剂也已经在多种肿瘤中取得了显著的疗效，例如黑色素瘤、尿路上皮癌、霍奇金淋巴瘤、肾癌、非小细胞肺癌和头颈癌等[24]。

研究发现，30%左右的胰腺癌患者具有PD-L1的阳性表达[25]。此外，前期通过基础研究，我们提出HDAC3/STAT3[25]、RB/NF-kB[26]、HAT1/BRD4[27]等信号通路参与促进PD-L1在胰腺癌细胞中的高表达。所以理论上，至少三分之一的胰腺癌患者会对PD-L1抑制剂有较好的临床反应。散在的临床证据表明，PD-1/PD-L1单药治疗几乎对胰腺癌患者无效[28]。基于报道的胰腺癌PD-1/PD-L1单药治疗的临床病例数较少，后期还需大样本的临床证据支持。目前PD-1/PD-L1单药治疗失败的原因主要归咎于胰腺癌的肿瘤微环境中缺乏T细胞浸润。因此，增加T细胞在胰腺癌肿瘤微环境中的比例，例如已有研究报道将IL-6与PD-L1联用可明显抑制小鼠胰腺癌肿瘤生长[29]，或许能改善PD-1/PD-L1单药治疗的效果。此外，最近研究发现，PD-1/PD-L1抑制剂联合其他免疫治疗，例如PD-1与galectin-9抗体联用[30]，能明显抑制胰腺癌细胞的生长。总之，针对如何增强胰腺癌PD-1/PD-L1抑制剂治疗效果的研究，将是未来胰腺癌研究的热点之一。

2.2 CTLA-4抑制剂

肿瘤细胞能够激活细胞毒性T淋巴细胞抗原4（cytotoxic T-lymphocyte antigen 4,CTLA-4），活化的CTLA-4可以抑制T细胞免疫反应的启动，从而使T细胞活化减少并阻止记忆性T细胞的生成，从而导致肿瘤细胞的免疫逃逸[31]。CTLA-4抑制剂阻断CTLA-4的激活能迅速启动免疫应答，机体的T细胞活化恢复并产生记忆T细胞，从而抑制肿瘤的生长[32]。目前，针对恶性黑色素瘤、肾癌、前列腺癌和肺癌等的CTLA-4抑制剂伊匹单抗（Ipilimumab）和替西木单抗（Tremelimumab）已在临床治疗中取得了令人满意的效果[33]。伊匹单抗是美国FDA批准的首个被应用于黑色素瘤临床治疗的CTLA-4抑制剂，伊匹单抗的应用成功地将转移性黑色素瘤患者的总体生存期延长了10月[34]。鉴于伊匹单抗治疗黑色素瘤的成功，研究者也将其应用于膀胱癌等多种肿瘤中，并发现吉西他滨联合应用伊匹单抗，患者的总缓解率可达69%，1年的总体生存率可达61%[35]。研究者们也发现替西木单抗对于恶性间皮瘤也有较好的疗效，大约52%的患者总体生存期可延长至10.9月[36]。然而，单独使用CTLA-4抑制剂治疗胰腺癌效果不佳。研究发现如果将CTLA-4抑制剂和其他治疗方法联合应用可能会有更大意义，使用CD40/吉西他滨/紫杉醇联合αCTLA-4治疗小鼠胰腺癌模型，发现肿瘤体积明显比单用CD40/吉西他滨/紫杉醇缩小，如果使用CD40/吉西他滨/紫杉醇+CTLA4抑制剂+PD-1抑制剂，可以观察到其肿瘤消退率最高[37]。目前联合使用PD-1抗体和CTLA-4抗体的进一步临床试验仍在进行中。

3 肿瘤微环境

独特的肿瘤微环境是胰腺癌恶性程度远远高于其他肿瘤的重要原因之一，也是导致胰腺癌患者对放化疗和免疫治疗不敏感以及预后差的主要原因之一[17]。胰腺癌的肿瘤微环境中存在大量致密的基质成分，一方面为胰腺癌细胞的生长提供了有利条件，另一方面致密的纤维组织压迫胰腺癌组织内的血管，使抗肿瘤药物无法进入癌组织发挥作用，同时致密的纤维组织阻止了CD8+T细胞、NK细胞等免疫效应细胞在肿瘤组织内的浸润，使肿瘤组织逃避免疫系统的监视。除此之外，胰腺癌肿瘤微环境中还存在各种可溶性免疫抑制分子（例如TGF-β、IL-10、IL-23、IDO和VEGF-A等）和免疫抑制细胞（Tregs、MDSCs和TAMs等）导致免疫效应细胞处于失衡状态，形成胰腺癌独特的免疫抑制环境。因此，从胰腺癌肿瘤微环境的特点出发，设计新的免疫治疗策略来消除胰腺癌免疫抑制环境，对于治疗胰腺癌具有重要意义。在以往的研究中，肿瘤微环境中的透明质酸一直被人们所忽略，基质中透明质酸的累积与前列腺癌、卵巢癌和乳腺原发癌[38-40]等恶性肿瘤的侵袭性相关。聚乙二醇化的重组人透明质酸酶PH20（PEGPH20）可以消耗肿瘤内透明质酸，增加肿瘤内血管通畅和通透性[41]。将聚乙二醇化重组人透明质酸酶与吉西他滨联合应用，可以明显提升化疗药物向胰腺癌组织中的渗透作用，增强吉西他滨的抗胰腺癌效果[42]。关于PEGPH20的Ⅲ期试验还在研究中，如果试验成功，说明肿瘤微环境中的透明质酸对于胰腺癌至关重要，PEGPH20将会成为治疗胰腺癌抑制免疫逃逸的重要手段。

4 胰腺癌免疫治疗前景

近年来，免疫治疗成为胰腺癌继手术、放疗、化疗之后的重要辅助治疗方法。对于胰腺癌免疫治疗的基础研究已经取得了一些成果，并且部分已经开始应用到临床试验中，但是目前的免疫治疗无法达到令人满意的效果，因此非常有必要针对胰腺癌的肿瘤微环境和免疫逃逸机制开展更加深入的研究，从而为降低胰腺癌免疫治疗耐受提供新的理论基础。同时研究发现单独使用免疫治疗不能明显改善胰腺癌的预后，但是如果将免疫治疗和其他治疗方式联合应用或者将不同的免疫治疗方式联用[43]，例如吉西他滨联合肿瘤疫苗、TNF-α和树突状细胞疫苗、PD-1抗体联合CTLA-4抗体，可能会产生较好的治疗效果，这在胰腺癌动物模型中已经得到验证，期待在临床试验中进一步验证。相信随着分子生物学和分子免疫学的不断发展，在不久的将来会形成一套完整可行的综合治疗体系，在胰腺癌的治疗中取得重大突破，为胰腺癌患者带来福音。