肿瘤免疫逃逸机制及治疗新思路

肿瘤免疫逃逸机制及治疗新思路

南方医科大学南方医院肿瘤中心（广州510515）

罗荣城 黄娜

肿瘤免疫逃逸（Tumor escape）是指肿瘤细胞通过多种机制逃避机体免疫系统识别和攻击，从而得以在体内生存和增殖的现象。机体免疫系统具有免疫监视功能，当体内出现恶变细胞时，免疫系统能够识别并通过免疫机制特异地清除这些“非己”细胞，抵御肿瘤的发生发展。然而，恶变细胞在某些情况下能通过多种机制逃避机体的免疫监视，在体内迅速增殖，形成肿瘤。也就是说：一方面，机体可通过天然和获得性免疫抵抗肿瘤的发生；另一方面，肿瘤细胞可通过多种机制逃避机体免疫的识别和攻击。肿瘤的发生与否及转归如何都取决于这两方面的总体作用。肿瘤免疫逃逸机制的深入研究，为探讨肿瘤免疫治疗提供了新思路。

目前，已有许多致力于逆转机体肿瘤免疫逃逸的免疫治疗方案正在临床试验之中，而且相当一部分已应用于临床。本文就近年来肿瘤免疫逃逸机制及免疫治疗的研究进展作一简要阐述。

一、肿瘤免疫逃逸的机制及治疗新思路

多种机制参与了肿瘤免疫逃逸。其中免疫监视的免疫“选择”也促使了肿瘤得以逃避免疫攻击。免疫监视学说的新观点认为，机体免疫系统可清除机体中对免疫应答敏感的肿瘤细胞，而对免疫应答不敏感的肿瘤细胞则被“选择性”的存留下来并得以快速增殖。因此认为免疫监视一方面也促使这些具有免疫逃逸能力的肿瘤细胞快速增殖，机体抗肿瘤免疫能力越来越弱。然而，免疫“选择”的前提是肿瘤细胞获得抵御免疫攻击和/或抑制机体免疫应答的能力，即获得免疫逃逸的能力。免疫耐受、免疫抑制和免疫衰老是肿瘤获得免疫逃逸能力的主要机制。

（一）免疫抑制

1. 分泌免疫抑制因子或激活免疫抑制细胞

研究发现，某些肿瘤细胞能通过自分泌或旁分泌形式分泌免疫抑制因子，如转化生长因子β（TGF-β）、白细胞介素-6（IL-6）和前列腺素E（PGE2）等，能抑制机体对肿瘤细胞的杀伤。

肿瘤可诱导机体产生免疫抑制细胞，对机体抗肿瘤免疫应答起着负性调节作用，是肿瘤免疫逃逸的主要机制之一。研究证实，肿瘤患者血液和肿瘤组织中存在能够抑制机体抗肿瘤免疫应答的调节性T细胞（Regulatory T cells, Treg）^[1]。Treg既可为CD4⁺T细胞，亦可为CD8⁺T细胞。Treg通过抑制效应性T细胞的增殖、活化，抑制辅助性T细胞1（Th1）细胞因子分泌，从而抑制机体抗肿瘤免疫应答^[2]。此外，有研究显示，胃癌患者体内CD4⁺CD25⁺CD127^(low/-) Treg与肿瘤分期有关^[3]。然而，Salama等研究指出，结直肠癌组织中FOXP3⁺ Treg局部浸润能改善早期患者的预后^[4]。

近年来引起重视的是，在肿瘤患者外周血和肿瘤组织中广泛存在着骨髓来源的抑制性细胞（MDSCs），包括未成熟的巨噬细胞、粒细胞、DC细胞等。这些细胞到达外周后进一步活化，可表达多种促血管形成因子，且能够抑制T细胞、NK细胞的免疫应答，进而参与抑制机体抗肿瘤免疫^[5]。诱导MDSCs分化成熟，抑制MDSCs扩增是靶向MDSCs肿瘤免疫治疗的思路。研究显示，VEGF是抑制DC分化成熟及功能正常的蛋白之一。应用VEGF-trap治疗15例复发实体瘤患者的Ⅰ期临床研究结果显示，抑制VEGF信号通路也许能诱导DC细胞的分化成熟，但并不能显著增强机体抗肿瘤免疫应答^[6]。靶向于MDSCs的免疫治疗仍有待进一步的研究。

2. 诱导免疫细胞凋亡或自身抵抗凋亡

Fas蛋白属TNF受体家属，当与其配体（Fas Ligand, FasL）结合后，能诱导表达Fas蛋白的细胞凋亡。在机体抗肿瘤免疫应答过程中，活化的特异性T细胞、NK细胞等既表达FasL，亦表达Fas；而多种肿瘤组织细胞表面高表达FasL，因此肿瘤细胞可通过FasL/Fas途径介导免疫效应细胞凋亡，从而削弱机体抗肿瘤免疫应答能力。动物研究结果证实，下调肿瘤细胞FasL表达能抑制肿瘤的生长，增加淋巴细胞在肿瘤组织的局部浸润^[7]。研究显示，人类实体瘤细胞表面可表达Toll样受体，能促进肿瘤细胞增殖，抑制其凋亡^[8]。因此，通过下调肿瘤细胞表面异常表达的蛋白，抑制其抗凋亡效应，可能也是有效逆转肿瘤免疫逃逸的治疗思路之一。

（二）免疫耐受

1. 肿瘤抗原的免疫原性很弱

肿瘤细胞来源于自身机体细胞，只有极少部分异常表达的蛋白质具有免疫原性。且早期研究表明，自发肿瘤的免疫原性很弱，难以刺激机体产生足够强度的免疫应答。而部分免疫原性较强的肿瘤细胞在诱导机体抗肿瘤免疫应答后被清除，免疫原性较弱的肿瘤细胞在逃脱机体免疫监视后继续增殖。结果使肿瘤细胞免疫原性越来越弱。应用肿瘤抗原，通过主动免疫应答方式，激发机体抗肿瘤免疫应答，以期达到治疗肿瘤和预防复发的作用。但目前应用于临床的肿瘤抗原并不多。

2. 主要组织相容性抗原表达异常

多数肿瘤细胞表面主要组织相容性抗原-Ⅰ（MHC-Ⅰ）表达降低或缺失，影响MHC-抗原肽-TCR复合体形成，T细胞不能识别肿瘤细胞表面抗原，肿瘤细胞因此逃避免疫细胞的识别和攻击。在人类肿瘤组织和细胞株中均可发现人类白细胞Ⅰ类抗原（HLA-Ⅰ）表达有不同程度的减少，甚至缺失。HLA-Ⅰ的下降程度还与肿瘤恶性程度、转移及预后不良呈正相关。研究发现，MHC-Ⅰ表达的变化影响着肿瘤免疫治疗的疗效。对免疫治疗敏感的肿瘤患者MHC-Ⅰ表达较治疗前增加；而治疗耐受的患者MHC-Ⅰ表达依然降低^[9]。提示MHC-Ⅰ表达的恢复是肿瘤免疫治疗的关键^[10]。但可溶性HLA-Ⅰ（sHLA-Ⅰ）对机体肿瘤免疫应答作用则具有双面性。研究显示sHLA-Ⅰ不仅能诱导肿瘤细胞凋亡，还能抑制免疫效应细胞，如细胞毒性T细胞、NK细胞活性，并诱导其凋亡^{[11, 12]}。

此外，研究发现HLA-G可表达于某些肿瘤细胞表面。HLA-G属非经典HLA-Ⅰ，主要表达于胎盘绒毛外的滋养层细胞，介导母胎间的免疫逃逸，使胚胎得以在母体内种植生长。Rouas-Freiss等研究指出，肿瘤细胞异常表达HLA-G能直接抑制T细胞、抗原提呈细胞（APC）和NK细胞，使其逃避免疫细胞的杀伤；除此之外，HLA-G亦能诱导免疫抑制细胞的形成^[13]。

因此，MHC在肿瘤免疫逃逸中的机制和临床应用仍有待进一步深入研究。

3. 共刺激分子及粘附分子表达下降

免疫应答过程中，共刺激分子及粘附分子在T/B细胞与APC或肿瘤细胞间的粘附、识别中起着重要作用。研究发现，肿瘤患者体内的APC及肿瘤细胞由于缺乏共刺激分子或粘附分子表达减少，不能诱导机体产生免疫应答。目前通过基因治疗的方法上调细胞共刺激分子或粘附分子的研究有很多，但真正应用于临床治疗并不多见。

4. 肿瘤抗原加工、提呈障碍

主要是肿瘤患者DC抗原提呈功能障碍。DC是具有最强提呈抗原能力的专职APC，是机体免疫应答的主要启动者，在免疫应答中发挥关键作用。研究显示，肿瘤患者机体外周血中的DC抗原提呈功能出现障碍。而取其骨髓细胞在体外与粒细胞/巨噬细胞集落刺激因子（GM-CSF）培养、IL-4、肿瘤坏死因子-α（TNF-α）共同培养扩增的DC提呈抗原功能良好。说明肿瘤患者机体内的DC可能受肿瘤微环境的影响，使其从骨髓释放到外周的成熟过程受到干扰，从而削弱了对肿瘤抗原的提呈能力。研究证实，APC与细胞因子体外培养后在回输患者体内，能有效改善APC的抗原加工、提呈功能。

（三）免疫衰老

研究证实，随着年龄的增长，机体免疫系统抗肿瘤免疫应答能力逐渐下降^[14]。其机制主要包括：效应性免疫细胞的减少以及免疫耐受信号通路的活化。免疫衰老能显著降低患者免疫治疗的疗效。因此，有针对性的给予老年患者免疫增强剂辅助免疫治疗，也许能提高这部分患者的疗效。

二、逆转肿瘤免疫逃逸的新策略

（一）细胞因子

通过输注细胞因子，可调节机体免疫应答、直接杀伤肿瘤细胞、抑制肿瘤细胞增殖和促其分化成熟。临床抗肿瘤免疫治疗最常用的细胞因子包括：IL-2、干扰素（IFN）等。

IL-2可促进T细胞增殖和分化，产生多种淋巴因子如IFN-γ、IL-5、IL-6、TNF-β及CSF等；通过直接或间接作用促进B细胞增殖、分化和免疫球蛋白的分泌；能诱导细胞毒性T淋巴细胞（CTL）、NK细胞和淋巴因子激活的杀伤细胞（LAK）等多种免疫效应细胞活化，并诱导杀伤细胞产生IFN-γ、TNF-α等细胞因子；同时可刺激单核-巨噬细胞活性。IL-2处于细胞因子调节免疫应答网络的中心环节，对机体的免疫监视及抗肿瘤免疫有重要意义。目前主要用于转移性肾癌和恶性黑色素瘤的治疗，能使5%~10%的患者获得完全缓解。除此之外，通过与其它细胞因子、过继性细胞免疫疗法等的联合，在膀胱癌、乳腺癌、肝癌、淋巴瘤等恶性肿瘤中亦有应用。不良反应有寒战、发热、水潴留、体重增加伴毛细血管渗漏综合征等。治疗前或治疗过程中给予扑热息痛、消炎痛、肾皮质激素等可减轻不良反应。

IFN分为IFN-α、IFN-β、IFN-γ三类。抗肿瘤作用机制：直接抑制肿瘤细胞增殖分裂、杀伤肿瘤细胞；上调肿瘤细胞表面MHC类分子表达；增强免疫效应细胞杀瘤活性。IFN-α可用于白血病、恶性黑色素瘤、淋巴瘤、肾癌等。IFN-γ免疫调节活性较强，常与过继性细胞免疫治疗联用。IFN治疗一般无严重不良反应，少数患者可有流感样症状、发热、疲乏、头痛，与剂量有关。

（二）过继性细胞免疫治疗

过继性细胞免疫治疗通过回输抗肿瘤免疫效应细胞，以提高机体抗肿瘤免疫能力。

1. 细胞因子诱导的杀伤细胞（CIK）

CIK疗法是将人外周血单个核细胞在体外经多种细胞因子（CD3单克隆抗体、IL-2、IFN-γ等）刺激活化后回输体内的治疗方法。其杀瘤活性强、杀瘤谱广、不良反应轻微，广泛用于肿瘤的辅助治疗。

2. LAK细胞

LAK细胞是指自体或同种异体外周血淋巴细胞经细胞因子（以IL-2为主）活化后获得的免疫杀伤细胞。其杀伤效应具有一定的非特异性，即具有较广谱的抗肿瘤作用。目前临床研究结果显示，其对肾癌、恶性黑色素瘤、肺癌、鼻咽癌、白血病以及非霍奇金淋巴瘤效果较好，而对其他实体肿瘤如肝癌、肠癌等则疗效不甚理想。当肿瘤负荷较大或出现转移时，其作用受到了限制。但对于控制复发、转移、微小残留灶以及恶性胸（腹）水的治疗效果较为显著。

3. 肿瘤浸润淋巴细胞（TIL）

TIL细胞指肿瘤组织中的具有抗肿瘤效应的浸润性淋巴细胞。目前获得TIL细胞的途径主要有三种：①手术切除或活检的肿瘤组织；②癌性胸水、腹水中的淋巴细胞；③转移淋巴结。TIL细胞分离操作复杂，易造成污染，培养时间较长，且多数肿瘤组织中TIL细胞含量很少，其培养成功率只有20%左右。因此临床应用受到一定限制。

（三）以DC载体的肿瘤疫苗

DC疫苗包括肿瘤抗原致敏的DC疫苗和基因修饰的DC疫苗。首项获得美国FDA批准的自体细胞免疫治疗——Provenge（Sipuleucel-T）属于前者。Provenge由包括APC在内的自体外周血单个核细胞组成，在体外经前列腺酸性磷酸酶（PAP）和GM-CSF激活后，回输患者体内。一项安慰剂对照的随机、双盲、多中心Ⅲ期临床研究，入组512例激素治疗无效的转移性前列腺癌患者，其中341例接受Provenge治疗（Q2 weeks ×3）^[15]。与安慰剂组比较，Provenge组中位生存时间显著延长（25.8m vs. 21.7m, P=0.03），3年生存率增高（31.7% vs. 23.0%）。两组客观疾病进展时间无统计学差异。安全性方面（Provenge组）：严重不良反应有急性输液反应（发生于细胞回输第1天）和脑血管意外；3.5%的患者出现3级急性输液反应；无4级和5级不良反应发生；最常见的不良反应为寒战、疲乏、发热、腰痛、恶心、关节疼痛以及头痛。为防治不良反应的发生，可于回输前30min口服对乙酰氨基酚类药物和抗组胺类药物（如：苯海拉明），且每次回输时间大约60min。Provenge治疗一般每两周回输1次，总共回输3次。治疗结束后，根据临床可继续其它治疗。Provenge于2010年4月29日正式获美国FDA批准用于转移性前列腺癌治疗，并写进了V.1.2011版NCCN指南，推荐用于无症状的或症状较轻的、ECOG 0-1的转移性前列腺癌。

三、问题与展望

Provenge的成功是肿瘤免疫治疗一个令人鼓舞的进步，但目前肿瘤免疫治疗的总体疗效并不十分理想，在肿瘤治疗中处于辅助地位。由于各种肿瘤免疫逃逸机制总是处于一个复杂的免疫网络中，治疗研究的思路都必须避免局限于某类抗原肽、某个因子、某种细胞。期待随着肿瘤免疫逃逸机制研究的不断深入，越来越多的新的免疫治疗思路能得以应用于临床。

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