本期专家
中国医科大学附属第一医院
神经外科
吴安华
胶质瘤免疫治疗可行吗？
尽管神经外科学及神经影像学技术不断发展，胶质瘤患者的预后仍没有大的改善，这可能与胶质瘤自身的侵袭性及中枢神经系统特殊的病理生理学特点相关。因此，我们亟需发展一种有效且特异的治疗模式，进一步清除术后残余的浸润肿瘤细胞，以提高患者生存率、改善预后。免疫疗法可以通过激发自身免疫系统来定位和杀灭胶质瘤细胞，因此可能是一种比较理想的治疗策略。
中枢神经系统由于缺乏淋巴系统以及存在血脑屏障，通常被认为是免疫豁免器官，然而越来越多的证据表明免疫细胞可以穿越血脑屏障。例如，激活的T淋巴细胞通过表达特异性粘附分子穿过血脑屏障进入中枢神经系统。另外也有很多证据显示在胶质瘤患者体内存在自发的抗肿瘤免疫反应，例如，在手术切除的胶质瘤标本中我们可以看到各种不同程度的T淋巴细胞浸润，且淋巴细胞的浸润状态与胶质瘤患者预后相关。另外也有人证实在胶质母细胞瘤患者外周血中存在胶质瘤特异性CD8+ T淋巴细胞，这些证据的存在表明胶质瘤具备一定的免疫原性。
除此之外，我们在动物模型中证实免疫治疗对于胶质瘤有效，免疫因素(包括过敏和病毒感染等因素)与胶质瘤的发生相关。目前大多数的研究者均认为肿瘤免疫疗效与效应 T 淋巴细胞的激活相关，但在我们所建立的免疫疗法中，CD4+辅助 T 淋巴细胞起关键作用，CD8＋效应 T 淋巴细胞虽然也起作用，但作用有限。同时我们还证实免疫调控因素如热休克蛋白、血清白蛋白、NFAT1、SATB1、STAT5、TLR9等与胶质瘤进展和预后密切相关，并发现了一种可以预测特定亚型胶质瘤患者预后的 miRNA 组合，此miRNA组合提示免疫因素对胶质瘤预后起重要作用。
目前脑肿瘤研究迫在眉睫的问题是明确免疫疗法是否有助于控制胶质瘤的进展。我们通过研究来自CGGA数据库的297个脑瘤患者组织样本，依据恶性胶质瘤免疫状态建立了一套风险评分体系，用于判断胶质母细胞瘤病人预后，并在TCGA数据库中得到了验证。此种评分方法不仅可以预测病人存活时间，还可以用于指导相关的免疫治疗。更重要的是，此项研究提示调控局部免疫反应可能成为有效的胶质瘤治疗方式，进一步证实恰当的免疫治疗不仅有希望显著延长胶质瘤患者的生存时间，在将来甚至可以治愈胶质瘤。此研究结果发表在Neurolgy杂志上(影响因子8.3)，受到 Neurology 杂志 reviewer 的高度评价，被 Neurology 杂志选为焦点文章，并为此文章配发述评文章，进行新闻发布。美国神经病学学会会员，罗切斯特大学医学中心的Rifaat Bashir博士和Nimish Mohile博士在“Neurology”杂志的述评文章中写道“考虑到胶质母细胞瘤的高度恶性表现，免疫治疗能否有效抑制此种肿瘤是当今研究的热点之一。生物信息学和统计学模型能够帮助人们在大样本病例中研究复杂的生物学问题及遗传学问题。此项研究使我们更好的了解胶质瘤内部免疫状态在疾病发生发展中的作用，证实了免疫因素在胶质瘤预后中的重要作用，说明恰当的免疫治疗可以增强免疫系统抵抗肿瘤的战斗力。改变肿瘤的免疫微环境可能成为一种极具潜力的治疗策略，而此项研究所提及的8个基因可能成为有效的治疗靶点。”
胶质瘤免疫治疗的分类
随着人们对免疫学认识的逐渐加深，越来越多的免疫治疗策略问世。根据免疫系统的防御特点，我们将目前胶质瘤的免疫治疗策略归纳如下：
一、抗体或配体介导的免疫治疗
胶质瘤特异性表面抗原可以作为免疫治疗的候选靶点。由于抗体或配体能够与细胞表面抗原特异性结合，因此可以作为免疫治疗的有利工具。部分抗体可以用来直接抑制胶质瘤细胞生长，例如抗EGFRvⅢ抗体。有研究者证实抗EGFRvⅢ单抗 mAb 806 可以显著抑制EGFRvⅢ转染的U87异体移植瘤的生长，而且这种抑制表现为剂量依赖关系，当与其他抗EGFR抗体(mAb 528)联用时其抗肿瘤活性可以得到加强。
为提高治疗效率，胶质瘤特异性抗体或配体可以与效应分子形成靶向免疫毒素制剂，靶向免疫毒素制剂是一种重组蛋白分子，由两部分组成：一个是可以识别肿瘤特异性抗原用以靶向肿瘤细胞的载体蛋白，另一个是具有潜在细胞毒性的效应分子，与细胞结合后效应分子可以杀灭肿瘤细胞。载体可以是抗原特异性抗体，或配体(ligands)，如，IL-13、IL-4、TNF-α、转铁蛋白等。目前，由于受体配体的分子量与完整抗体相比要小很多，可以克服抗体蛋白组织分布较慢等弊端，因此受体配体作为免疫毒素制剂载体得到了广泛应用。免疫毒素制剂除了可以抑制蛋白合成之外，还可以在不同细胞周期阶段靶向和杀灭胶质瘤。成功的抗体或配体介导的免疫治疗取决于胶质瘤细胞特异性表面抗原的鉴定和识别，目前被广泛使用的胶质瘤靶向抗原有tenascin、EGFR、IL-13Rα2，EGFRvⅢ等。
由于胶质瘤细胞的高度侵袭性，少量肿瘤细胞常浸润入正常脑组织中，因此术中难以清除所有的肿瘤细胞，这常常会导致术后肿瘤复发甚至于难以再次手术。常规放射治疗由于缺乏肿瘤特异性通常难以完全清除这些残留肿瘤细胞；放射免疫治疗利用胶质瘤特异性抗体或配体作为载体输送放射性核素进入细胞内部，放射性核素物质包括释放高能β射线的90Y，131I及低能射线的125I等，放射免疫治疗的靶点包括EGFR，NCAM和tenascin。
二、以抗原递呈细胞(APC)为基础的免疫治疗
DC细胞介导的肿瘤疫苗技术为胶质瘤的治疗提供了另外一条发展之路。
大多数胶质瘤细胞表达各种免疫抑制因子如PEG2、TGF-β，不表达或极少表达Ⅱ型MHC分子和共刺激分子，使得胶质瘤细胞的抗原递呈作用微弱，因此治疗效果不佳。随着胶质瘤特异性抗原方面研究的进展，人们通过各种已知或未知胶质瘤抗原致敏DC细胞，诱导肿瘤抗原特异性免疫反应；这些致敏原包括应用酸洗脱的肿瘤细胞表面肽片断、肿瘤裂解液、肿瘤细胞总RNA、胶质瘤细胞特异性抗原等，还有治疗策略是将肿瘤特异性抗原编码基因转染入DC细胞将其致敏等。在临床试验中，研究者应用自体肿瘤细胞表面来源肽片断，或肿瘤细胞裂解液致敏DC细胞后，进行疫苗皮下接种，该疫苗可以诱导产生肿瘤抗原特异性T细胞，使患者生存期延长。这些治疗策略相对安全，患者耐受力良好，并没有发现明显的毒副作用和严重的自身免疫反应。我们研究也证实肿瘤细胞提取物致敏的DC细胞疫苗可以延长颅内原位荷瘤鼠的生存期。
胶质瘤细胞基因组的不稳定以及免疫治疗选择压力的存在，使得胶质瘤抗原逐渐发生变化，新生抗原会随着胶质瘤发展不断改变，因此人们开发出DC细胞原位摄取肿瘤相关抗原的治疗策略，包括肿瘤组织内直接注射DC细胞，或通过细胞因子及相应配体于肿瘤组织局部募集DC细胞等。在鼠胶质瘤模型中，将新鲜的未成熟DC细胞接种入肿瘤组织中可以激发抗肿瘤免疫反应，另外有报道将转染INF-α的DC细胞注入中枢神经系统肿瘤内部可以增强外周肽疫苗介导的抗肿瘤活性。此外，在其他一些免疫治疗策略中，研究者应用GM-CSF、Flt3L，CpG ODN等作为免疫佐剂募集更多量的APC细胞来到疫苗注射部位以增强治疗效果。然而，这些治疗方法的治疗效果有限，安全性和有效性也有待进一步验证。
小胶质细胞是中枢神经系统中具有潜在抗原递呈功能的细胞。组织学分析表明在胶质瘤组织中存在大量的小胶质细胞浸润，目前已证实在体外环境下小胶质细胞具有一定的递呈肿瘤抗原的能力，而在体内环境下却如未成熟DC细胞一样，小胶质细胞仅表达非常低水平的Ⅰ型Ⅱ型MHC分子及共刺激因子，这可能致使胶质瘤产生免疫耐受。研究者发现胶质瘤中浸润的小胶质细胞是PGE、IL10和Fas配体的主要来源，在胶质瘤中这些免疫抑制细胞因子及淋巴细胞毒性配体的表达可能是造成胶质瘤局部免疫抑制微环境的主要原因之一。IFN-γ或CpG寡核苷酸能够激活体内包括小胶质细胞在内的抗原递呈细胞，激活后小胶质细胞可以具备抗原递呈能力，在免疫防御和杀伤肿瘤中起到相应作用。但某些细胞因子如GBM-CSF虽然能够激活小胶质细胞，但同时它也可以增加胶质瘤细胞的迁移能力，导致疾病诊治更加困难。
三、以效应细胞为基础的免疫治疗
在胶质瘤患者中可以发现广泛的免疫系统缺陷，包括T细胞数量下降，T细胞反应能力缺损，早期T细胞受体跨膜信号传导受损等。因此在高级别胶质瘤患者体内激发强力有效的抗肿瘤免疫反应具有一定的难度，而过继性免疫治疗则是可行方案之一。有研究者报道过继性输送肿瘤致敏的淋巴细胞后，该细胞可以向颅内肿瘤移行并且产生抗肿瘤效应。目前一些免疫效应细胞包括NK细胞、LAK细胞、NKT细胞、CTL细胞、TIL细胞和ATTL细胞等均已被用于胶质瘤的治疗。
NK细胞、LAK细胞及NKT细胞是抗原非依赖性自然杀伤细胞，LAK细胞是NK细胞或淋巴细胞体外培养时，在高剂量IL-2等细胞因子诱导下成为能够杀伤NK不敏感肿瘤细胞的杀伤细胞，主要由CD3- CD56+NK细胞组成。NKT细胞是一群细胞表面既有T细胞受体，又有NK细胞受体的特殊T细胞亚群，具有桥接固有免疫和获得性免疫的能力。这些自然杀伤细胞可以发挥杀伤作用而不受MHC类型的限制。在安全性方面，有人报道注射体外培养扩增的NK细胞是安全的，且在复发胶质瘤患者中具有一定的治疗效果。然而，由于NK细胞作用的非特异性、低效性及杀伤作用时间短等原因，临床上应用自然杀伤细胞治疗的效果有限。虽然如此，NK细胞可以与肿瘤特异性过继性免疫治疗联合应用而发挥疗效。
CTL细胞，TIL细胞及ATTLs细胞属于肿瘤抗原特异性淋巴细胞，CTLs是CD8+T淋巴细胞，可以特异性杀伤肿瘤，受MHC I类型限制。TILs主要由CTLs组成，它可以识别肿瘤细胞表面特异性抗原/MHC I 复合物，且能够从患者肿瘤组织中加以分离和扩增。CTLs在肿瘤的排斥反应中扮演了至关重要的角色，很多实验证实CTLs的抗胶质瘤治疗具有效果。然而，CD8+CTLs单独并不能治疗胶质瘤，需要CD4+T细胞加以辅助。我们的研究显示，当缺乏CD4淋巴细胞时，抗肿瘤免疫治疗的效果完全丧失，这说明CD4+ T淋巴细胞在胶质瘤的免疫治疗中起到了重要的作用。
T淋巴细胞对应肿瘤的杀伤需要肿瘤细胞表达MHC分子，而胶质瘤细胞通常会降低细胞表面MHC分子的表达以逃避免疫。在免疫治疗时我们可以对T淋巴细胞进行改造，制备嵌合抗原受体(CAR)-T淋巴细胞，此种T淋巴细胞通过基因工程的方法将肿瘤抗原单链抗体与T淋巴细胞激活信号通路相连接，可以有效增加T淋巴细胞的抗肿瘤活性，并避免了肿瘤下调MHC分子而导致的免疫逃逸。
四、免疫微环境调控为基础的免疫治疗
免疫微环境对于免疫细胞的抗肿瘤作用影响巨大，这包括细胞因子的调节，免疫调控点的调节等。有人通过基因工程技术使鼠胶质瘤细胞表达B7.1后可以诱导肿瘤细胞产生细胞毒性反应。这实际上是针对免疫调控点的免疫疗法。在正常情况下，为了避免免疫系统的过度激活产生自身免疫性疾病，免疫系统存在调控点，如CTLA4, PD1等，与相应配体结合后，可以抑制T淋巴细胞的激活或增殖。肿瘤细胞往往利用这些调控点进而抑制T淋巴细胞的功能，增加Treg细胞的功能。目前我们可以通过免疫调控点抑制剂如CTLA4 抗体或PD1抗体改善局部免疫微环境，增强T淋巴细胞的功能。CTLA4抗肿瘤免疫疗法已经通过FDA的认证。将调控点抑制剂与其他免疫疗法或常规疗法共同应用是将来免疫治疗的趋势。
细胞因子如：IL-2、IL-4、IL-12、IFN和GM-CSF在抗胶质瘤免疫反应起到了重要作用，可以活化细胞毒性T淋巴细胞和自然杀伤细胞，GM-CSF还能够使APC类细胞向肿瘤区域募集。有研究者报道大鼠胶质瘤移植瘤模型中，予以大鼠皮下接种转染INF-γ的肿瘤细胞后，颅内肿瘤体积缩小。目前细胞因子已经被广泛用于胶质瘤的治疗中，这些细胞因子可以调节胶质瘤免疫微环境，抑制肿瘤生长，促进抗肿瘤免疫应答，改变胶质瘤细胞生物学行为等。全身应用细胞因子通常会导致严重的毒副作用，因此为了克服此缺陷有研究者尝试经颅内注射给药。研究证实颅内局部直接应用细胞因子可以不同程度抑制动物模型中颅脑肿瘤的生长。
胶质瘤免疫治疗的展望与梦想
目前在胶质瘤免疫治疗方面虽然取得了一些进展，但所有的免疫治疗方案在临床实验中均不能完全清除肿瘤，包括一些在动物实验中取得极佳疗效的方法。这可能有如下几方面的原因：1、我们尚没有阐明胶质瘤细胞的免疫学特性，比如其调节免疫系统，逃避免疫监控的机制等。2、没有直接针对胶质瘤干细胞，目前的理论认为胶质瘤干细胞是胶质瘤发生发作的基础。3、我们尚没有阐明胶质瘤局部免疫微环境在胶质瘤发生发展中的作用，比如小胶质细胞的作用等。4、没有良好的可以模拟胶质瘤免疫特性及免疫微环境的动物模型。
尽管有各种不足，由于免疫治疗可以调动人体自身的免疫系统，产生特异性抗肿瘤免疫反应，理论上是最理想的胶质瘤治疗方法，具有其他治疗方法不可逾越的优势。随着免疫治疗领域理论和技术的进步，我们确信免疫治疗会成为最终治愈胶质瘤的最佳或许是唯一的手段。
吴安华
主任医师、三级教授、博士生导师
中国医科大学附属第一医院神经外科副主任
百千万人才工程国家级人选，国家有突出贡献中青年专家，教育部新世纪优秀人才，辽宁省高等学校优秀人才，辽宁省百千万人才工程百人层次，辽宁省特聘教授，辽宁省科技创新领军人才。
中华医学会神经外科学分会青年委员会副主任委员，辽宁省医学会神经外科学分会副主任委员兼秘书长，中国神经科学学会神经肿瘤分会常委(国家二级学会)，中国抗癌协会神经肿瘤专业委员会委员(国家二级学会)，中国医促会颅底分会委员(国家二级学会)，中国卒中协会（国家一级协会）理事，中国医师协会创伤分会(国家二级协会)委员，辽宁省抗癌协会神经肿瘤分会副主任委员。中华创伤杂志英文版编委。
曾获得2009年度王忠诚中国神经外科青年医师奖，发表SCI文章71篇，其中以第一作者和通讯作者发表SCI文章51篇，被他引710余次。
