脑胶质瘤免疫治疗新进展

杨海祥，武 云

(包头市中心医院，内蒙古 包头 014040)

近些年，免疫治疗通过调节肿瘤微环境中的免疫成分来调节免疫从而抑制肿瘤的生长，目前在多种实体瘤的治疗中取得非常好的疗效。越来越多的实体瘤被获批使用免疫治疗，然而对于胶质瘤的免疫治疗尚在研究当中。胶质瘤作为中枢神经系统发病率最高的原发肿瘤，目前传统治疗(手术、放化疗)疗效有限，相关文献报道5年生存率低于10 %，所以大家急需找到一种新的治疗方法来改善目前这种治疗困局。由于胶质瘤具有免疫抑制的特点，调节免疫抑制的免疫治疗为我们提供新的治疗思路。

1 脑胶质瘤的分级

胶质瘤是脑部最常见的原发肿瘤，约占中枢神经系统恶性肿瘤的80%。它们通常起源于胶质细胞或前体细胞，发展为星形细胞瘤、少突胶质细胞瘤、室管膜瘤或少突星形细胞瘤[1-2]。根据世界卫生组织(World Health Organization，WHO)的分类，胶质瘤分为4级，其中1级和2级胶质瘤提示低级别，3级和4级胶质瘤提示高级别胶质瘤(high-grade glioma，HGG)[3]。通常，分级越高预后越差。低级别胶质瘤的10年生存率为47%，中位生存时间为11.6年。对于HGG, 3级胶质瘤患者的中位总生存期(overall survival，OS)约为3年，而4级胶质瘤的中位总生存期较差，为15个月。胶质母细胞瘤( glioblastoma，GBM)是4级胶质瘤中最常见的类型。

2 脑胶质瘤的治疗方法

最近发现，异柠檬酸脱氢酶( isocitrate dehydrogenase，IDH)突变的胶质瘤患者具有较好的生存期。此外，O-6-甲基鸟嘌呤甲基转移酶(O-6-methylguanine-DNA methyltransferase，MGMT)基因启动子甲基化被发现是多形性胶质母细胞瘤(GBM)患者强大的预后因素。尽管在过去的几十年里已经开发了许多癌症治疗药物，但是很少有药物被食品和药物管理局批准用于治疗胶质瘤。导致进展缓慢的原因之一是血脑屏障，它由内皮细胞、毛细血管和基底膜组成。中枢神经系统( central nervous system，CNS)的这种独特结构阻碍了大多数抗肿瘤药物进入大脑，给抗胶质瘤药物的开发带来了挑战。

3 脑胶质瘤与免疫的关系

多项研究表明胶质瘤具有免疫抑制的性质，调节抗肿瘤免疫反应。胶质瘤细胞表达的免疫抑制因子水平升高，如程序性细胞死亡1配体( programmed cell death 1 ligand，PD-L1)和吲哚胺2,3-双加氧酶(indolamine 2,3-dioxygenase，IDO)，限制了抗原的呈现[4-5]。胶质瘤相关巨噬细胞分泌白介素-10(interleukin 10，IL-10)和转化生长因子β (transforming growth factor β，TGF-β)，降低免疫细胞的活性[6]。此外，胶质瘤微环境中的调节性T (Treg)细胞通过吞噬细胞毒性T淋巴细胞介导免疫抑制作用，可直接破坏肿瘤细胞[7]。更好地了解胶质瘤的免疫抑制环境有助于理解免疫治疗的机制。抑制负免疫调节机制的发现，使免疫疗法在癌症治疗中处于领先地位。

4 免疫治疗脑胶质瘤的靶点

有研究表明，在胶质瘤小鼠模型中，治疗性抑制IDO、CTLA-4或PD-L1可显著减少肿瘤浸润的Treg细胞数量，显著增加的长期生存率[8]。在胶质瘤免疫治疗中，免疫检查点封锁似乎是一种有前景的治疗方法。

4.1PD-L1 PD-L1是一种与程序性细胞死亡相关的免疫检查点分子。PD-L1的激活抑制T淋巴细胞的活性，介导癌细胞的免疫逃避[9]。PD-L1在人脑胶质瘤组织中的表达与胶质瘤的分级有关。这些发现表明PDL-1抑制剂在肿瘤治疗中是非常有潜力的。在一项使用原位神经胶质瘤干细胞的细胞(GSC)小鼠模型实验研究，提示阻断PD-1可提高NK细胞对GSC血脑屏障的细胞毒性。PD-1抑制剂与其他治疗方法的结合是另一个有吸引力的选择。在GL261细胞植入小鼠模型中，联合使用PD -1抑制剂免疫疗法和立体定向放射治疗可将中位生存期延长至52天，而单独使用放射疗法可延长27天，单独使用PD -1抑制剂免疫疗法可延长30天[10]。此外，PD-1抑制剂和VEGF抑制剂联合使用在动物模型和临床试验中是可耐受的，有非常好的前景[11-12]。

Nivolumab是一种人IgG4抗PD -1单克隆抗体，已获FDA批准与抗细胞毒T淋巴细胞相关蛋白4 (cytotoxic T-lymphocyte-associated protein 4，CTLA-4)单克隆抗体ipilimumab联合作为不可切除或转移性黑色素瘤的一线治疗药物。一项III期临床试验(NCT02017717)评估了nivolumab和ipilimumab治疗复发性胶质母细胞瘤的安全性和有效性。结果表明，联合使用nivolumab和ipilimumab并不能提高总生存期。与联合治疗方案(10.4个月vs 9.2个月)相比，nivolumab单药治疗耐受性最好，获得了更好的中位OS[13]。一项单臂II期临床试验测试了新辅助nivolumab在胶质母细胞瘤患者中的有效性，结果显示新辅助nivolumab诱导了局部免疫调节治疗效果[14]。Pembrolizumab是一种抗PD-1的人源化单克隆抗体，具有强大的临床活性和可接受的安全性。最近，一项随机、多中心临床试验研究结果表明，新辅助药物pembrolizumab的应用增强了肿瘤的局部和全身免疫反应。Keynote-0289临床试验研究了pembrolizumab单药治疗复发性GBM，该研究显示，入组26例患者，中位稳定疾病(SD)39.4周(7.1～85.9周)，中位无进展生存期(PFS)为2.8个月(1.9～9.1个月)，中位OS为14.4个月(10.3～未达到)[15]。2018年神经肿瘤学学会报告，复发GBM手术之前新辅助接受两次pembrolizumab与术后辅助治疗的患者对比，改善了mOS(13.7 m vs 7.5 m)[16]。近期的一些研究表明，高肿瘤突变负荷(tumor mutation burden TMB)的胶质瘤患者在使用免疫治疗后可以达到良好的疗效，联合其他药物治疗前景更为广阔[17-19]。到目前为止，已有多项研究在ClinicalTrials.gov上注册。我们相信抗PD -1免疫治疗是一种很有前途的治疗胶质瘤的方法。

4.2CTLA-4 CTLA-4也被称为CD152，是一种与B7结合并阻断免疫反应的蛋白质受体。CTLA-4的配体是CD86和CD80，它们也是共刺激受体CD28的配体。由于CTLA-4对这两种配体的亲和力都高于CD28，它竞争性抑制CD28的激活，从而抑制T细胞活性[20]。既往研究表明，胶质瘤患者的CTLA-4表达升高，且其表达与胶质瘤的进展相关[21-22]。使用抗CTLA-4单克隆抗体可降低CD4+FoxP3+ Treg细胞水平，从而根除胶质瘤，提高小鼠模型的长期生存率[23-24]。这一结果也被另一项联合使用IL-12和抗CTLA-4抗体的研究证实[25]。此外，联合使用抗CTLA-4和抗PD-1抗体已被证明能治愈75%的小鼠胶质母细胞瘤，而单独使用抗PD -1和抗CTLA-4抗体分别能治愈50%和15%的胶质母细胞瘤[26]。在抗CTLA-4免疫治疗的实际应用方面，多项I、II期临床试验正在评估ipilimumab联合其他药物如nivolumab、替莫唑胺或放疗的安全性和耐受性。期待更多的临床试验数据来指导临床用药。

4.3IDO 吲哚胺2,3-双加氧酶(IDO)是色氨酸分解代谢的一种诱导型限速酶，具有降低T细胞活性的免疫调节功能。新的证据表明，IDO的激活通过帮助肿瘤细胞逃避免疫监视参与了癌症的发展[27]。一项系统综述和荟萃分析显示，IDO1高表达与包括脑胶质瘤在内的多种癌症的不良预后相关[28]。先前的研究表明，IDO抑制联合放化疗可以延长胶质母细胞瘤小鼠的生存时间。抑制IDO使放化疗在肿瘤部位触发补体C3数量的增加，导致免疫介导的肿瘤破坏[29]。替莫唑胺是目前应用于胶质母细胞瘤一线治疗的烷基化剂。替莫唑胺和一种IDO抑制剂的联合应用被证明可以提高患胶质母细胞瘤小鼠的存活率和减少肿瘤生长[30]。此外，这种抗肿瘤活性可能来源于CD3+、CD4+、CD8+T细胞的促进作用，抑制肿瘤细胞的增殖[31]。IDO抑制剂在临床前研究中似乎有很好的疗效。然而，一项针对黑色素瘤患者的III期试验的阴性结果显示，与单药治疗pembrolizumab相比，IDO抑制剂没有改善PFS或OS，这表明IDO不是大多数黑色素瘤患者的合适靶点[32]。其他IDO抑制剂，如indoximod，在临床用于癌症治疗中没有显示出有希望的疗效。因此，需要进一步的研究来探索利用IDO抑制剂治疗癌症的新策略。

4.4CAR-T 嵌合抗原受体(CARs)是基因合成的免疫球蛋白T细胞受体分子，可以识别特定的抗原并激活T细胞。CARs通常由外膜结构域和内膜结构域组成，由间隔区和跨膜结构域连接。外模结构域识别肿瘤治疗中癌细胞表面表达的肿瘤相关抗原。内膜结构域包含一个来自CD3和共刺激分子如CD28、OX40、CD137和CD27的细胞内T细胞信号传导域[33]。抗原与外结构域结合后，活化信号通过CD3结构域传递，信号通过共刺激分子结构域传导[34]。自CAR-T细胞治疗开启了癌症治疗的新时代以来，已经开发了多种靶向胶质瘤的CARs，包括靶向IL13Rα2、EGFRvIII、HER2和CD70的CARs[35]。这些CAR-T细胞的抗肿瘤功效和持久性都有所提高[36]。在CAR-T细胞治疗过程中，抗原逃逸变异可能导致治疗后肿瘤复发。然而，串联的CAR-T细胞，包括靶向HER2和IL13Rα2的CAR-T细胞，可以减少抗原逃逸，提高抗肿瘤疗效，并提高胶质母细胞瘤小鼠模型的生存率[37]。CAR-T细胞的使用可以精确靶向肿瘤细胞，从而不仅提高了疗效，而且减少了并发毒性。然而，CAR-T细胞治疗的疗效仍然是温和的，因为肿瘤部位的异质抗原表达和有限的T细胞功能。改进CAR-T细胞功能的新策略已经被开发出来，如前T细胞活性细胞因子的转基因表达和遗传方法来避免检查点的封锁[38-39]。

5 小结与展望

由于胶质瘤具有特殊的免疫抑制性，所以免疫治疗可能在胶质瘤治疗上存在很好前景，目前大量肿瘤免疫治疗的基础研究以及临床研究正在进行中。免疫治疗在安全性及耐受性优于传统放化疗，但目前肿瘤免疫治疗也存在一些免疫耐药(原发耐药及继发耐药)的情况，所以这需要我们进一步通过研究来寻找生物标记物来筛选优势人群，针对耐药患者耐药机制的研究，为探索进一步治疗提供新的方法。