董钦生:免疫疗法为结直肠癌转移患者治疗提供新途径
结直肠癌是常见的消化系恶性肿瘤,它常见和重要的远处转移部位在肝脏。肝切除术,是结直肠癌转移(CRLM)患者唯一可获得良好效果的治疗手段。,这里面存在两大问题1)切除率低;2)复发率高。现在,肿瘤免疫治疗的研究不断深入,或将为CRLM的治疗提供新的途径。
在免疫治疗中,免疫细胞是治疗作用的主体。免疫细胞的种类很多,包括T细胞、B细胞、NK细胞、树突状细胞等。当中,树突状细胞(dendritic cells,DC),是已知的功能最强的专职抗原呈递细胞(antigen presenting cell,APC),可以高效摄取和呈递抗原,并发起和调节免疫反应,在机体抗肿瘤免疫中发挥关键作用【1】。
在免疫器官中的T细胞区域,DC能有效地将抗原呈递给抗原特异性T细胞,产生特异杀伤肿瘤细胞的细胞毒性T淋巴细胞(cytotoxic T lymphocyte,CTL)【2】。
,DC还能分泌趋化因子(chemotactic cytokines,CCK)促进T细胞聚集,增强细胞免疫,以及直接活化CD4+T细胞、辅助活化CD8+T细胞,增强机体抗肿瘤免疫应答【3】。
DC功能的发挥,依赖的是其成熟状态。CD83是人体成熟DC的特征性标志,其激活淋巴细胞功能最强。DC的浸润密度一定程度上反映了机体抗肿瘤免疫能力的强度【4】。
我们研究了,57例CRLM患者手术切除或穿刺活检的肝脏肿瘤组织样本(取自中国人民解放军第二炮兵总医院2008年2月-2013年12月期间的患者样本,术前均未接受化疗、放疗、TACE、射频消融等针对肝脏肿瘤的治疗,且手术切除或穿刺活检前半年内未使用过可能影响免疫功能的药物),结果验证了以上结论
CD83在CRLM肿瘤组织中为全阴性表达(几乎找不到CD83),仅在切缘阴性正常肝组织中有2例弱阳性表达(极少量CD83)【5】。
(上图)CD83阳性表达(下图)CD83阴性表达
,Miyagawa等人对CRLM肝脏切除标本的研究,同样支持以上论述肿瘤浸润边缘的正常肝组织中大量存在CD83细胞,且若每个视野中的CD83细胞< 2个,预后较差,术后5年生存率显著低于CD83 > 2个的患者(23.1% VS.47.5%,P< 0.05)【6】。
在病例中,成熟DC(CD83)的低水平表达(低浸润密度,低含量),不能使肿瘤抗原引起机体有效的免疫应答,从而诱导T淋巴细胞的无功能状态,使得机体的免疫系统不能有效清除肿瘤细胞,是肿瘤无限制性生长的主要原因之一【7】。
肿瘤免疫疗法,正是通过诱导T细胞发挥免疫功能,实现对肿瘤细胞的清除。现在,国际上热门的CAR-T(嵌合抗原受体-T细胞)靶向(特异性)肿瘤免疫疗法,操作路径是
1)从癌症患者体内提取分离免疫T细胞;2)运用基因修饰技术,让T细胞搭载上能够识别肿瘤细胞并激活T细胞的嵌合抗体(特异性抗原受体),也即制备CAR-T细胞;3)体外大量扩增培养CAR-T细胞;4)将扩增好的CAR-T细胞,回输到病人体内,对表达这些抗原的癌细胞(靶细胞)进行攻击,杀伤、清除癌细胞。
CAR识别肿瘤抗原是以HLA(人类白细胞抗原)非依赖的方式,这就使得经过CAR改造后的T细胞,能够跨越HLA表达下调这一肿瘤细胞免疫逃逸机制,并且使得CAR的应用能够突破病人HLA分型的限制【8】。
目前,CAR-T免疫疗法已历经三代更新改进
第一代CAR-T,融合(搭载)了scFV和CD3ζ 嵌合抗体。CD3ζ抗体通过提供T细胞激活、裂解靶细胞、调节细胞因子IL-2分泌以及体内发挥抗肿瘤活性所需的信号,以对癌细胞进行清除。这一代CAR改造的T细胞,信号弱,容易导致T细胞反应无能、增殖减少,细胞因子分泌减少,最终造成改造的T细胞凋亡,抗肿瘤活性受到限制,治疗效果未达预期。
第二代CAR-T,在第一代CD3ζ信号传导受体基础上,增加了一个共刺激信号受体如CD28、4-1BB、OX4、CD27、ICOS等,实验证明,这使得原有的源自TCR/CD3复合体(第一代CAR)的“信号”扩大。与第一代CAR相比,第二代的抗原特异性不变,T细胞增殖、细胞因子分泌增加,抗细胞凋亡蛋白Bcl-xL分泌增加,细胞死亡延迟,出现疗效非常良好的临床案例。
第三代CAR-T,在第二代基础上,增加一个共刺激信号受体。一些研究表明,表达第三代CAR的重组T细胞,在抗肿瘤活性、存活周期及细胞因子释放方面均显著提高。
目前,用于临床治疗研究的主要为第二代CAR-T细胞技术,其中携带CAR的载体主要来源于逆转录病毒和慢病毒。
目前各方研究显示,影响CAR-T细胞的最终抗肿瘤效果的,可能不止来自于信号传导,还可能包括胞外的抗原结合域(scFv)、重组T细胞的转染方法(慢病毒VS逆转录病毒)、重组T细胞的回输方式(静脉回输VS腹膜VS瘤体),以及非常重要的T细胞自身的免疫能力。
T细胞作为免疫细胞的一种,它的免疫能力与人体生命一样,存在年青衰老周期。据统计研究,免疫细胞的免疫力,从出生开始迅速攀升,在20岁前后达到顶峰,随后开始下降,年龄越大衰减越厉害,到40岁时,免疫力只有顶峰时的1/2,到了70岁,更是只剩下顶峰时期的1/10。
由此可见,免疫疗法将成为结直肠癌转移(CRLM)患者治疗的重要手段及趋势,而对于结直肠癌或者其他癌症的高风险人群,为了未来可能使用的免疫疗法获得理想疗效,在年青时期提取免疫细胞进行冻存,可以作为一个远期健康管理的有效预案。
董钦生,医学博士,副主任医师。中国肿瘤基因组协作组(CCGC)重要成员,北京干细胞学会会员,中国再生医学与分子生物学会会员,多次受邀参加ASCO GI等世界性肿瘤学术会议,并在国际期刊发表文章超过10篇,包括以共同第一作者身份发表在顶尖科学杂志《Nature》、《Science》上2篇。
拥有中国人民解放军火箭军总医院(原中国人民解放军第二炮兵总医院)11年肿瘤外科临床医疗经验,多次参与北京大学肿瘤医院的交流指导,擅长肺癌、肠癌、胃癌、肝癌、乳腺癌等癌症的遗传基因咨询、早期筛查和综合治疗,以及高血压、糖尿病、高脂血症、慢性阻塞性肺疾病等慢性病的健康管理。
参考文献
1)Kunitani H,Shimizu Y,Murata H,et al.Phenotypic analysis of circulating and intrahepatic dendritic cell subsets in patients with chronic liver diseases[J].J Hepatol,2002,36(6):734-741.
2)Feng F, Wang YC, Hu XB, et al. The transcription factor RBP-J-mediated signaling is essential for dendritic cells to evoke efficient anti-tumor immune responses in mice[J].Mol Cancer,2010,9:90.doi:10.1186/1476-4598-9-90.
3)Sun JC, Pan K, Chen MS, et al. Dendritic cells-mediated CTLs targeting hepatocellular carcinoma stem cells[J].Cancer Biol Ther, 2010,10(4):368-375.
4)van Duivenvoorde LM, van Mierlo GJ, Boonman ZF, et al. Dendritic cells: vehicles for tolerance induction and prevention of autoimmune diseases[J].Immunobiology,2006,211(6/8):627-632.
5)刘贤伟、曹俊达、熊功友、余昌达、张建华、董钦生、周丁华等,TGF-β、Smad7与树突状细胞在结直肠癌肝转移中的初步研究,中国普通外科杂志,2015,24(1):63-69.
6)Miyagawa S,Soeda J,Takagi S, et al. Prognostic significance of mature dendritic cells and factors associated with their accumulation in metastatic liver tumor from colorectal cancer[J].Hum Pathol,2004,35(11):1392-1396.
7)Rouard H, Leon A, Klonjkowski B, et al. Adenoviral transduction of human′clinical grade′immature dendritic cells enhances costimulatory molecule expression and T-cell stimulatory capacity[J].J lmmunol Method B, 2000,241(1/2):69-81.
8)深度完整版CAR-T的现状和未来,生物谷.2015-051-15
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