膀胱癌免疫治疗的研究进展

张琳，平秦榕，杨萌，史云强，王春晖

昆明医科大学附属延安医院泌尿外科，昆明650051

免疫治疗是一种通过改变患者的免疫系统或对正在发生的癌症防御机制进行增强的方法。近年来，改变免疫状态的癌症治疗方式在肿瘤学中占有突出地位，并且得到了快速发展；尤其在膀胱癌的治疗方面，免疫检查点抑制剂如程序性细胞死亡因子1（PD-1）抗体、程序性细胞死亡分子配体1（PD-L1）抗体、细胞毒T淋巴细胞相关蛋白4（CTLA-4）抗体的发现，共刺激受体激动剂、光免疫疗法、细胞因子疗法、嵌合抗原受体T（CAR-T）细胞治疗等治疗方式的出现，为局部进展和转移性膀胱癌的治疗提供了新方向。本文对膀胱癌免疫治疗的研究进展作一综述。

1 卡介苗（BCG）膀胱灌注

BCG是由牛型结核杆菌减毒制成的活疫苗，最早被用于治疗结核病，于1990年在美国被批准用于Ⅰ期膀胱癌的治疗。在高危膀胱癌患者中，BCG诱导的初始完全缓解率为55%～70%［1］；尽管初始成功率很高，但仍有25%～45%的患者无反应；另外40%的患者尽管初始治疗成功，但仍会复发［2］。BCG治疗膀胱癌的机制主要有两种，即BCG的直接抗肿瘤作用以及BCG激活免疫系统发挥抗肿瘤的作用。其直接作用是BCG先黏附于膀胱壁表面黏膜，然后再发挥其细胞毒性作用。另一种是BCG附着于膀胱壁之后，引起不同免疫细胞亚群的强烈炎症反应，其过程包括了以下几个步骤：①附着卡介苗；②卡介苗向免疫细胞、正常细胞和肿瘤尿路上皮细胞的内化；③在细胞和细胞因子环境的协同作用下，BCG介导的先天免疫诱导；④BCG介导的肿瘤特异性免疫的启动［2］。BCG膀胱灌注治疗与仅接受经尿道膀胱肿瘤切除术（TURBT）的疗法相比，能更好地防止肿瘤复发［3］。目前，BCG膀胱内灌注已经是治疗非肌层浸润性膀胱癌（NMIBC），包括原位癌、高级别乳头状瘤等的标准方法［4］。但BCG膀胱内灌注也有其相应的禁忌证，最新的2020年欧洲泌尿外科学会（EAU）指南指出其绝对禁忌证包括：①TURBT后的前2周；②可见血尿；③创伤性导管插入术后；④有症状性尿路感染。

2 免疫检查点抑制剂

免疫检查点指的是一些存在于免疫系统中的抑制性通路。免疫检查点抑制剂则是通过阻断T细胞活化的抑制路径，从而能够识别肿瘤抗原并恢复其抗肿瘤免疫反应。20世纪90年代，免疫检查点关键蛋白CTLA4、PD-1、PD-L1被发现，进一步推动了免疫检查点阻滞（ICB）在癌症免疫治疗方面的发展［5］。到目前为止，美国食品与药品管理局批准了6种抗PD-1/PD-L1 ICB免疫治疗药物，用于17种不同类型的晚期癌症治疗，其中包括3种抗PD-1（Pembrolizumab、Nivolumab、Cemiplimab）和 3 种 抗 PD-L1（Atezolizumab、Durvalumab、Avelumab）抗体［6］，但Cemiplimab仅被批准用于晚期皮肤鳞状细胞癌的治疗，尚未在膀胱癌的治疗中见相关报道。

2.1 作用机制 PD-1作为一种跨膜蛋白不仅可以在活化的T细胞上表达，还可在B细胞、单核细胞、活化的自然杀伤T细胞上轻度表达。PD-L1表达于多种肿瘤细胞和免疫细胞，通过与PD-1和B7.1（CD80）结合，在阻断肿瘤免疫循环中发挥重要作用［7］。细胞通过PD-1/PD-L1相互作用抑制T细胞受体介导的细胞毒作用，抑制CD8+T细胞的增殖，从而避免自身免疫和消除炎症；也通过上调或刺激肿瘤微环境细胞中的PD-L1表达这种免疫抑制机制，来逃避免疫监视［8］。通过阻断PD-1/PD-L1信号，减弱肿瘤诱导的免疫抑制，并成功地通过T细胞介导的抗肿瘤免疫反应而抑制肿瘤生长，因此PD-1/PD-L1抑制剂可以提高抗肿瘤免疫活性，从而介导肿瘤消退。

2.2 PD-1抑制剂 ①Pembrolizumab：是一种通过阻断PD-1/PD-L1相互作用来增强抗肿瘤免疫的单克隆抗体。在370例不适合顺铂的晚期或转移性尿路上皮癌患者中进行了试验，客观缓解率（ORR）为29%，并且有7%的患者完全缓解［9］，已被批准用于顺铂后的二线治疗和对不适合使用顺铂的局部晚期/转移性尿路上皮癌患者的一线治疗［5］。②Nivolumab：是一种人源性IgG4抗体，选择性阻断活化T细胞上表达的PD-1与肿瘤细胞上表达的PD-L1和PD-L2之间的相互作用，从而通过破坏PD-L1介导的信号传导，恢复T细胞驱动的抗肿瘤反应［10］。基于一项Ⅱ期临床试验（Check Mate 275），其总体ORR为19.6%，完全缓解率为2%，中位总生存期（OS）为8.74个月，中位无进展生存期（PFS）为2.0个月［10］，现已被批准用于铂后局部晚期/转移性尿路上皮癌的二线治疗［5］。

2.3 PD-L1抑制剂 ①Atezolizumab：是一种抑制PD-L1的单克隆抗体，在一项Ⅱ期试验中，ORR为23%，其中9%的患者表现出完全缓解，中位PFS为2.7个月，中位OS为15.9个月［11］。Atezolizumab是首个被FDA批准的PD-1/PD-L1检查点抑制剂，在2020年的EAU指南中指出，它已被批准用于治疗不适合顺铂为基础的一线化疗的晚期或转移性尿路上皮癌且为PD-1阳性的患者。一项Ⅲ期试验显示，其比化疗有更长的反应时间和更少的不良反应［12］。②Avelumab：是一种选择性阻断PD-1/PD-L1相互作用的抗PD-L1免疫球蛋白G1（IgG1）单克隆抗体。一项Ⅰ期临床试验研究结果显示，其总体ORR为18.2%，其中PD-L1阳性患者的ORR达53.8%，中位PFS为11.6周，中位OS为13.7个月［13］，说明其具有良好的耐受性和反应的持久性。③Durvalumab：是一种通过阻断PD-1/PD-L1的相互作用，从而使T细胞识别并杀死肿瘤细胞的IgG单克隆抗体。目前，一项Ⅰ/Ⅱ期临床试验评估了其在晚期膀胱癌中的应用。在该研究中，Durvalumab治疗效果迅速而持久，中位有效时间仅为1.4个月，总体ORR为17.8%，而在PD-L1高度表达的患者中则达到了27.6%；中位PFS和OS分别为1.5个月和18.2个月，1年总缓解率为55.0%［14］。

2.4 CTLA-4抑制剂 CTLA-4是活化T细胞表面表达的分子，通过结合B7.1和B7.2配体，在B淋巴细胞、巨噬细胞和DC上均有表达［15］。CTLA-4由抗原呈递细胞（APC）呈递，是协同刺激的负调节因子，在识别特异性肿瘤抗原后，需要激活初始淋巴结内的抗肿瘤T细胞；且它的激活可被抗CTLA-4抗体所抑制［16］。①Ipilimumab：是一种针对CTLA-4的IgG1单克隆抗体，作为单一疗法已被批准用于治疗晚期黑色素瘤，目前正在其他类型的癌症中进行试验，包括非小细胞肺癌、尿路上皮癌、前列腺癌和肾细胞癌等［17］，尚需进一步研究该药物对BC患者的作用。②Tremelimumab：是一种抗CTLA-4的单克隆IgG2抗体，有研究表明，单药Tremelimumab在已进展、不适合或拒绝铂类治疗的转移性尿路上皮癌患者中获得了良好且持久的效果［18］。

3 其他免疫疗法

3.1 共刺激受体激动剂 由于共刺激受体在调节T细胞的效应功能中起关键作用，因此激活共刺激途径可能会改善检查点抑制功效，并导致持久的抗肿瘤反应。Toll样受体（TLR）在免疫细胞和肿瘤细胞上均有表达，并在癌症进展和治疗中驱动免疫反应［19］。TLR的激活在肿瘤细胞中发挥双重作用，包括致瘤作用和抗肿瘤作用。TLR的抗肿瘤作用（肿瘤的负调控作用）：配体与TLR结合，导致APC成熟，释放细胞因子和趋化因子（如TNFα、IL-6、IL-12、干扰素、主要组织相容性复合体等），随后NK细胞和多种细胞毒性T淋巴细胞的激活，导致肿瘤细胞的杀伤［19］。TLR在肿瘤细胞上的表达也具有致瘤作用（肿瘤的正调控作用）：TLR在肿瘤细胞上的表达可以上调NF-κB信号级联、促炎因子和抗凋亡蛋白的产生、促进肿瘤生长和癌细胞免疫逃避和增殖。此外，更多的免疫细胞被招募来增强肿瘤微环境中的免疫能力［19］。近年来，TLR激动剂（TLR2、TLR4、TLR7和TLR9）因其能够刺激膀胱癌的抗肿瘤免疫反应而受到广泛关注，通过增强对抗原的免疫反应来提高化疗、电离辐射和单克隆抗体的有效性。之前的动物模型研究表明，TLR2/4激动剂可以通过抑制TNF-α和诱导型一氧化氮合酶（iNOS），诱导肿瘤细胞凋亡来提高化疗的效果［20］。TLR7的激活驱动I型IFNs和炎症反应，使其成为抗肿瘤治疗的潜在靶点［19］。咪喹莫特（R-837）为TLR7激动剂，其新型液体制剂TMX-101已被优化用于膀胱内治疗，一项二期研究结果显示其安全性和耐受性良好［21］。目前，TLR9激动剂（CpG-ODN）和TLR2激动剂（HP-NAP）对MB49膀胱癌小鼠模型肿瘤生长的抑制作用也已得到证实［19］，但临床疗效仍有待进一步观察。

3.2 光免疫疗法 单克隆抗体—光吸收结合疗法是一种新的选择性光治疗膀胱癌免疫应答的方法。调节性T细胞（Treg）可以抑制免疫系统对癌症的反应，导致肿瘤免疫逃逸［22］。光免疫治疗可通过全身清除肿瘤微环境中的Treg而产生良好的免疫应答，其直接细胞毒性作用是由于自由基的释放［22］。近红外光免疫疗法（NIR-PIT）是一种结合光敏剂共轭单克隆抗体和光能的局部分子癌症治疗方法［23］，其在体外选择性杀伤表皮生长因子受体（EGFR）表达的膀胱癌细胞［24］。在此基础上使用单轮靶向CD47的NIR-PIT可以减弱EGFR表达的肿瘤细胞系异种移植物中肿瘤生长，而在非EGFR表达的膀胱癌细胞异种移植模型中，靶向EGFR的NIR-PIT与对照组的肿瘤生长没有差异［24］。CD47是一种细胞表面糖蛋白，属于免疫球蛋白（IG）超家族，广泛表达于膀胱癌细胞，但在正常尿道上皮中无表达［23］。该蛋白对癌症患者的免疫系统具有三大作用［25］：①CD47在肿瘤细胞的质膜上高水平表达，并通过激活其自身配体信号调节蛋白α（SIRPα）-CD47轴来保护它们免受巨噬细胞的吞噬；②CD47在嗜中性粒细胞、DCs细胞和T细胞的表面表达，并且通过反向信号通路激活和灭活针对肿瘤的免疫应答；③CD47与其配体血小板反应蛋白1（TSP-1）的结合具有直接的抗癌和抗血管生成作用。因此，CD47靶向的NIR-PIT可能会有效抑制人膀胱癌肿瘤的体内生长。目前，CD47被认为是癌症治疗中较为有效的靶点，临床前景较好，其抗癌的主要作用机制是通过抑制CD47-SIRPα轴来增强癌细胞的吞噬作用，而不依赖于Fc介导的功能。因此，可以将这种作用与刺激Fc介导靶向肿瘤的功能相结合，以提高肿瘤细胞的死亡率。

3.3 细胞因子疗法 细胞因子是一种分子量通常低于30 kDa的普通糖蛋白或多肽，通过促进免疫细胞之间的相互作用，对外来抗原产生强效的免疫应答。到目前为止，已被研究用于肿瘤免疫治疗的四种主要细胞因子包括白介素、干扰素、粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子（GM-CSF）和趋化因子。许多IL，包括IL-2、IL-10、IL-12、IL-15、IL-21，都已通过临床试验在尿路上皮癌中得到了广泛的研究［26］，尽管IL在临床前研究中的结果尚可，但临床研究的结果并不令人满意［27］。干扰素（IFN）通常在有微生物病原体时由免疫细胞产生，并通过诱导多种免疫细胞而引发免疫反应根除病原体［27］。研究显示IFN-α和IFN-λ作为一种单一疗法或联合疗法已进入膀胱癌患者的临床试验［26］。GM-CSF由巨噬细胞、内皮细胞、T细胞和肿瘤细胞等多种细胞分泌，可刺激造血祖细胞产生单核细胞和粒细胞［27］。其增强免疫应答的抗肿瘤机制主要包括两种：①促进T淋巴细胞增殖和稳态稳定；②通过支持DC分化，提高肿瘤相关抗原的处理和呈递效果［28］。然而，GM-CSF也可以作为一种免疫抑制剂，扩大未成熟的骨髓亚群，引起抗肿瘤反应的阴性信号。尽管临床试验正在研究将其应用于膀胱癌的治疗，但相关证据还不充足［27］。CXCR为趋化因子亚家族中CXC的受体，研究结果表明，高表达CXCR4及其配体CXCL12与膀胱癌的发生、侵袭和转移密切相关，提示它们高表达的膀胱癌细胞具有高度侵袭性；而且体内研究也显示，阻断CXCR4表达可抑制膀胱癌细胞的生长［29］，这为预防和治疗膀胱癌提供了一个潜在的分子靶点。

3.4 CAR-T细胞治疗 CAR-T细胞是通过基因工程表达肿瘤靶向受体的自体多克隆T淋巴细胞，引导T细胞与特定的肿瘤相关抗原结合。其由细胞外单链可变片段和细胞内信号域组成，使T细胞发挥独立于MHC抗原的功能，因其直接与癌细胞表面相结合，导致肿瘤细胞死亡，因此绕过了MHC的下调。CAR-T细胞在膀胱癌治疗中的临床结果尚不清楚［27］。基于其绕过MHC下调的机制以及使用自体细胞降低排异反应风险而言，CAR-T细胞在未来膀胱癌的治疗中将会有很大发展前景。

免疫治疗与传统化疗相比具有靶向性好、不良反应小、疗效更佳等优势。但目前在临床上还面临着一系列尚未攻克的难题，如缺乏可靠的生物标志物来预测其抗肿瘤的能力以及免疫治疗不仅对许多患者缺乏敏感性，而且可能会产生其他不良反应。因此，需要寻找多维生物标记的预测模型（如基于临床特点的生物标记物、血液标记物、肿瘤组织的标记物等），准确预测患者对免疫疗法的敏感性，并指导临床治疗。同时，为避免出现免疫相关不良事件，可研发一种药物递送系统，改善药物在靶细胞和靶组织中的积累和滞留。此外，直接针对免疫细胞和免疫相关器官的局部传递技术，如注射水凝胶、植入式生物材料等也正在探索中［27］。