骨肉瘤的免疫治疗进展

郭中华，董爽，欧武陵

(1.武汉市东西湖区人民医院骨外科，武汉 430040；2.湖北省肿瘤医院胸部肿瘤内科，武汉 430079)

骨肉瘤(osteosarcoma，OS)是成人和儿童最常见的原发于骨的恶性肿瘤类型。OS主要发生于10～30岁，男性多于女性，20岁以下发生率约百万分之8.8，OS具有双峰年龄分布特征。在大多数患者中，OS的病因学仍然不清，少数OS由辐射暴露引起。暴露于烷化剂也可能促使OS的发生[1]。OS大致分为三种组织学亚型：髓内、表面和骨骼外。最常见的部位是股骨远端或胫骨近端的干骺端区域。几个研究小组通过全基因组和外显子组测序、基因表达的转录组评估以及表观遗传修饰来分析OS样本，发现了惊人的基因组复杂性及明显的患者间异质性。手术是早期OS的主要治疗方式，但是手术或放射治疗(放疗)后，80%～90%患者会发生复发，2年总体生存率为15%～20%[2]。伴随新辅助化疗的应用，总体生存率有所提高。但是对于晚期转移性OS，治疗手段仍十分有限。一些酪氨酸激酶抑制剂，如索拉非尼、依维莫司、RANKL抑制剂、帕唑帕尼等在小样本研究中显示出一定的疗效，需要进一步证实[3-4]。近年来，免疫治疗在多种恶性肿瘤中取得突破性进展，在OS的前期研究中同样显示了一定的疗效。笔者将从免疫治疗的方面探讨OS的免疫学特点、治疗现状和治疗潜力。

1 免疫系统的作用和免疫治疗进展

OS被认为是一个与免疫系统相关的疾病，有两个重要特点。第一，OS可能来源于成骨细胞，骨生物学与免疫系统之间存在密切的相关性。第二，癌细胞拥有所谓的肿瘤新抗原，而肿瘤细胞突变负荷与肿瘤新抗原表达之间存在联系，与免疫治疗的疗效密切相关[5]。因此，理论上讲，OS患者有可能是免疫治疗的优势群体。

1.1免疫检查点抑制剂 肿瘤细胞逃避免疫反应的主要机制是抑制性受体，如细胞毒T淋巴细胞抗原4(CTLA-4)和程序性细胞死亡蛋白1(PD-1)的上调，通过免疫检查点抑制剂对免疫检查点CTLA-4和PD-1的药理学阻断，重建肿瘤特异性T细胞免疫。事实上，抗PD-1单克隆抗体pembrozlizumab和nivolumab已经被美国食品药品管理局(FDA)批准用于治疗转移性黑色素瘤、肺癌、乳腺癌、膀胱癌和肾癌等。值得注意的是，全外显子组测序和新抗原预测已经发现了黑色素瘤、肺癌、膀胱癌和结肠癌症中有非常多的非同义突变，与疗效更好相关。与其他儿童期恶性肿瘤比较，OS具有很高的突变数(即1.2/106)，而且，在小鼠转移性OS模型中，PD-1/程序性细胞死亡蛋白配体1(PD-L1)相互作用的阻断在体外和体内显著改善了OS反应性细胞毒T细胞的功能，并导致肿瘤负荷降低和动物存活增加[6]。有研究报道OS患者中发现高表达的PD-L1，并且PD-L1的表达与肿瘤浸润淋巴细胞相关[7]。因此，免疫检查点可能是治疗OS的理想靶点，进一步的基础和临床研究将可能确定免疫检查点抑制剂的有效性。

采用小鼠研究OS中检查点抑制剂的活性[8]。DHUPKAR等[9]报道了抗PD-1治疗将M2巨噬细胞(免疫抑制和肿瘤促进)导向M1(抗肿瘤)导致OS小鼠模型肺转移的消退。有研究者在OS小鼠模型中研究了nivolumab的有效性，并报告nivolumab治疗的小鼠转移性肺部病变明显减少，尽管nivolumab对原发肿瘤体积和生长没有影响[10]。HINGORANI等[11]报道，儿童肉瘤患者T细胞中CTLA-4表达增加，免疫抑制性单核细胞增多。研究显示OS患者外周CD+4和CD+8T细胞中存在高水平的PD-1表达，转移患者CD+4T细胞中的PD-1表达水平明显高于无转移患者[12]。LUSSIER等[8]报道，T细胞注入抗PD-L1抗体的肿瘤可上调CTLA-4等抑制受体。此外，在鼠OS模型中，抗CTLA-4和抗PD-L1抗体的联合治疗提高了OS小鼠模型的整体存活率，而单独使用抗CTLA-4抗体治疗后未观察到疗效[8]。

在一项Ⅰ期研究(NCT01445379)中，包括小儿难治性/复发性OS患者，通过ipilimumab治疗，活化和循环T细胞数量增加，而不是Treg，表明耐受性被打破[13]。另有研究再次提示免疫检查点对OS患者有较好的治疗效果。抗PD-1单克隆抗体pembrolizumab的多中心Ⅱ期试验表明，40例骨和软组织肉瘤患者中7例(18%)达到客观缓解[14]；治疗相关的严重不良事件发生在11%患者中。TE研究包括22例OS患者，其中1例患者(5%)有部分缓解，6例(27%)疾病稳定，15例(68%)出现疾病进展。

另外，OS患者中，PD-1和PD-L1水平与预后呈负相关[12]。在研究中，PD-L1低表达患者的中位总生存期为89个月，而PD-L1高表达患者的中位总生存期为28个月。

1.2T细胞工程 基因转移技术的发展使T细胞受体(T cell receptor，TCR)或嵌合抗原受体(chimeric antigen receptor，CAR)的基因转化成为传统的T细胞。

将编码TCRα和β链的基因导入T细胞以产生肿瘤相关抗原(tumor-associated antigen，TAA)特异性TCR T细胞[15]。能够识别包括g MART-1，gp100，MAGE-A3和NY-ESO-1在内多种抗原的HLAA2限制性TCR已经被克隆[16-19]。TCR细胞治疗在黑色素瘤和滑膜肉瘤患者中显示出良好的结果[20-21]。18例(61%)NY-ESO-1阳性滑膜肉瘤患者中，有11例接受NY-ESO-1反应性TCR转导的自体T细胞治疗，显示出一定疗效，5年生存率为14%。

CAR-T疗法是一种利用T淋巴细胞与嵌合抗原受体结合的过继免疫疗法。CAR-T细胞能够以一种与MHC无关的方式识别肿瘤抗原。嵌合抗原受体由细胞外抗原识别域(单链可变片段)和细胞内信号域组成。CAR-T细胞治疗已广泛应用于白血病患者，这种免疫治疗方法在肉瘤治疗中具有广阔的应用前景。一项1/2期临床研究，使用Her-2特异性CAR-T治疗复发/难治性肉瘤，结果显示17例患者中有4例在12周至14个月内病情稳定，没有严重毒性[22]。另一方面，CAR-T细胞治疗也有特异性不良反应，包括细胞因子释放综合征和“靶向/脱靶”毒性，其中一些不良反应危及生命。细胞因子释放综合征是由激活淋巴细胞介导的对肿瘤细胞清除的强烈反应引起的[23]。患者体内细胞因子水平过高，包括C反应蛋白、白细胞介素(IL)-6和IFN-γ，高水平会引起包括低血压、发热和神经系统变化在内的临床综合征。靶向/脱靶毒性是由于在正常细胞表面识别出肿瘤相关抗原而引起的，淋巴细胞随后攻击，对正常组织造成损伤。即使靶抗原的表达水平较低，CAR-T细胞也能用靶抗原杀死正常细胞。因此，CAR-T细胞疗法可以应用于具有特异性抗原表达的癌症。

尽管肿瘤特异性免疫治疗需要进一步研究具有高特异性的TAAs，但采用TCR或CAR靶向TAAs的过继细胞治疗是治疗OS一种新的有前景的治疗方法。但是，仍需要进一步随机临床试验评估其有效性和安全性。

此外，在OS和Ewing肉瘤的I/II期临床试验中，也正在评估免疫细胞如树突状细胞和自然杀伤(natural killer，NK)细胞的作用[24-25]。这些研究的主要目标是改善局部免疫耐受性，并重新激活针对癌细胞的免疫反应。目前一项在20例肉瘤患者中进行激活的单倍体相合的NK细胞的初步研究正在进行中(NCT02409576)。

1.3其他免疫治疗 免疫治疗在OS中的早期应用，包括免疫调节剂、巨噬细胞活化剂、树突状细胞等，疗效甚微。伴随免疫治疗的发展，细胞因子、肽疫苗也随之应用于OS，其中一些治疗显示出一定的治疗前景。有研究显示IFN-α在体外和小鼠模型中抑制高级别OS细胞生长。然而，在EURAMOS组的前瞻性随机试验(即EURAMOS-1，NCT00134030)中，聚乙二醇IFN-α-2b加入MAP标准治疗不能改善肿瘤新辅助治疗反应良好的患者(即切除标本中<10%的肿瘤)意向治疗分析的结果，原因很可能是一些患者由于副作用而降低剂量或依从性差而提早停止治疗[26]。1型干扰素或低毒性模式识别受体激动剂的研究正在进行中，以充分确立1型干扰素在高级别OS治疗中的潜在作用。

巨噬细胞有助于控制OS的生长，已经开发了几种治疗策略。其中具有“争论性”的药物是Mifamurtide(L-MTP-PE)，一种细菌壁成分的合成类似物，能够激活巨噬细胞，使化疗的总生存期提高约10%[27]。一项北美随机Ⅲ期对照研究(INT-0133)旨在探讨在OS标准治疗(多柔比星、顺铂和大剂量MTX)的基础上加异环磷酰胺和胞壁酰三肽磷脂酰乙醇胺(MTP-PE)能否改善无病生存时间[27]。但INT-0133试验的结果表明，异环磷酰胺或MTP-PE治疗均不具有统计学生存优势。所以美国FDA未批准这种药物。然而，MTP-PE获得EMA在欧盟上市的授权，用于2～30岁的新诊断的非转移性OS患者。需要进一步的国际前瞻性试验以更好地确定MTP-PE对OS的疗效，正在进行II/Ⅲ期临床试验(NCT01459484)。该试验将招募200多例患者，给予Mifamurtide 2 mg·(m2)-1，第1个3个月，每周2次；接下来6个月每周1次，总共治疗44周，作为术后方案与化疗联合使用。根据P-糖蛋白的表达水平，患者将被确定为好的或坏的反应者，估计的初级完成日期是2020年初。

2 讨论

根据近年来对肿瘤微环境、肿瘤侵袭转移机制、抗肿瘤免疫系统和恶性肿瘤免疫检查点的研究，一些恶性肿瘤的预后有显著改善。因此，对于OS患者，免疫治疗是一种越来越有吸引力的治疗选择。OS治疗缺乏发展的主要原因包括这类癌症的罕见性、异质性和缺乏发现肿瘤特异性抗原。为了成功地进行OS免疫治疗，必须阐明免疫监测的条件，发现OS的肿瘤特异性抗原，并进行多中心协作研究。

癌症精准医学研究的主要目标是确定预后因素和治疗靶点。未来需要研究OS的遗传改变，基因和蛋白质表达阵列数据可能提供关于肿瘤预后和转移潜能的信息，以及可能用于治疗的靶点。对于组织学反应差的患者，强化治疗并不能改善预后，而且判断预后的因素有限，所以需要努力开发预测性生物学因素。