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免疫检查点阻断治疗胶质瘤的研究进展

更新时间:2009-03-28

胶质瘤是成人中最常见的原发性恶性脑肿瘤,包括室管膜瘤、少突胶质细胞瘤和星形细胞瘤。胶质母细胞瘤(GBM)是最高级别的星形细胞瘤,预后不良,尽管经手术、放疗及化疗后,GBM患者中位生存期仍小于15个月[1]。自2005年FDA批准替莫唑胺用于胶质瘤患者标准化疗方案以来,在治疗胶质瘤方面的研究很少有进展。免疫检查点阻断是目前治疗胶质瘤的免疫疗法之一,本文就免疫检查点阻断在治疗胶质瘤的研究进展进行综述,从而提高对胶质瘤免疫治疗的认识。

1 大脑内的免疫系统

大脑受到血脑屏障的保护,血脑屏障由连接紧密的特殊内皮细胞和神经胶质细胞(星形胶质细胞脚板和基底膜的结合)组成[2]。血脑屏障可以维持中枢神经系统的稳态,并限制病原体的侵入。中枢神经系统的适应性免疫反应可通过以下免疫细胞触发:抗原呈递细胞(APCs)、靠近脑膜的树突状细胞、中枢神经系统固有的抗原呈递细胞-小胶质细胞[3]。此外,当中枢神经系统处于病理状态下,血脑屏障被破坏,更多免疫细胞进入中枢神经系统。

(4)落实完善安全交底制度以及重安全措施。在运维前、中、后期的各种影响安全的因素以及问题进行交底,通召开班前班后会和安全交底的形式告知作业人员。注重对运维作业过程中安全措施的落实是安全做好安全运维的有效保障。

以上都是可以相对固定的食物,唯一一种不固定的食物是主食,在这些食物都能固定的前提下,主食可根据体重的增长来控制,体重增重过快就减量,如果体重增重缓慢就加量,但每日不能少于200克。体重监测非常重要,是一个简便、安全、无创伤的监测营养状况的客观指标。

式(2)中ESIab表示出口产品相似度指数;a、b、k分别为a国、b国和k市场表示两国(地区)出口到k市场的第i种商品额;示两国(地区)出口到k市场的商品总额;ESIab的取值范围[0,100],数值越大,表明两国(地区)出口到k市场的商品,相似度越高,商品竞争力就越强;反之则互补性越强。

Fecci等[12]研究显示,GBM患者中T-regs分数增加与CD4+T细胞增殖缺陷存在相关性。研究通过分析GBM患者和健康志愿者的外周血样本和肿瘤样本发现,GBM患者外周血样本和肿瘤样本中CD4+T细胞数量有所减少,但是GBM组外周血样本和肿瘤样本中T-regs占CD4+T细胞的比例均为对照组的2.63倍。Jacobs等[13]实验证明,GBM浸润性T-regs具有很高的CCR4表达,而CCR4为胶质瘤细胞分泌的趋化因子CCL2和CCL22的受体,这可能解释了胶质瘤中T-regs分数增高的原因。CTLA-4组成型表达于T-regs及T-regs分数在GBM患者中的增高,说明了抗CTLA-4单克隆抗体可用于胶质瘤治疗的可能性。

2 免疫检查点

在对CTLA-4信号通路进行阻断后,CD4+T细胞的数量明显增加,而且其功能也得到了改善。尽管这种阻断并不能限制T-regs的功能,但它提高了CD4+T细胞对T-regs的抑制作用[14]。另外,当将抗CTLA-4单克隆抗体与其他治疗如IL-12、肿瘤疫苗和放射疗法结合时,也有显著的临床获益。目前FDA批准可用于临床抗肿瘤治疗的抗CTLA-4单克隆抗体主要为Ipilimumab。由于抗CTLA-4单克隆抗体在治疗黑色素瘤方面取得了较大成果,人们开始对包括GBM在内的其他几种晚期癌症进行积极的研究。Wainwright等[15]通过胶质瘤模型小鼠实验发现使用抗CTLA-4单克隆抗体的实验组小鼠生存期高于对照组。目前主要有两项临床试验在对原发性神经胶质瘤抗CTLA-4治疗进行研究,Ⅱ期临床试验:抗CTLA-4和抗PD-L1单独治疗或联合治疗复发恶性胶质瘤患者(NCT02794883);Ⅲ期临床试验:比较抗CTLA-4单独治疗或与抗PD-1联合治疗复发GBM患者的安全性与疗效(NCT02017717)。

早在2003年,Wintterle等[18]在神经胶质瘤细胞中发现了PD-1和PD-L1的表达。在对GBM样本免疫组织化学的研究中发现,PD-L1表达普遍,将近60%的样本中至少有1%或者更多的阳性细胞。除了在GBM细胞外,在淋巴细胞类细胞上也发现了PD-L1表达,占阳性细胞总数的28.6%。另外,PD-1及PD-L1高表达的GBM患者平均生存期要比低表达患者减少6.21个月[19]。Baral等[20]研究显示,PD-L1的表达水平与神经胶质瘤的等级有关。PD-L1高表达水平的胶质瘤细胞可以促进免疫逃逸,从而有利于其生长。这些研究都为阻断PD-1/PD-L1信号通路在治疗胶质瘤方面提供了可能性。

2.1 CTLA-4信号通路阻断治疗 CTLA-4是一种短暂高表达于活化T细胞表面的糖蛋白[9]。CTLA-4也可组成型表达于FoxP3+抑制调节性T细胞(T-regs),即表达FoxP3+基因的CD4+T细胞[10-11]。CTLA-4在APCs上可竞争性结合配体B7-1(CD80)和B7-2(CD86)来抑制T细胞活化,且结合力要远远强于CD28。当APCs表面的MHC-抗原复合物与TCRs结合时,T细胞的激活或抑制取决于次级信号CD28或CTLA-4。因此通过抗CTLA-4单克隆抗体结合CTLA-4的形式可阻断该免疫抑制信号通路。

CTLA-4和PD-1是最具特征的,也是首次通过单克隆抗体(被认为是第一代免疫检查点抑制剂)的形式在临床上应用并控制肿瘤的免疫检查点分子。关于CTLA-4和PD-1这两个重要免疫检查点分子在胶质瘤方面所进行的研究及临床试验如下所示。

癌细胞产生的肿瘤抗原可产生免疫反应,如在许多实体肿瘤中可以见到肿瘤浸润的淋巴细胞(TILs),包括GBM[4],而恶性肿瘤导致的机体免疫抑制主要来源于肿瘤细胞对T细胞免疫反应的影响。

免疫细胞可被抗原和共刺激信号激活,同时共抑制信号可抑制免疫细胞的激活和/或效应功能,这些免疫抑制信号即为免疫检查点。免疫检查点阻断是以单克隆抗体抑制剂的形式来阻断这些免疫抑制信号通路。T细胞表面上的共刺激分子CD28与CD80/86结合可激活T细胞,相反,如果T细胞表达了共抑制分子细胞毒性T淋巴细胞相关蛋白-4(cytotoxic T lymphocyte associated protein-4,CTLA-4)并与CD80/86结合,则会抑制T细胞激活。另外,T细胞免疫反应的持续时间由共抑制分子程序性死亡蛋白-1(programmed death protein-1,PD-1)与其配体程序性死亡配体-1(programmed death-ligand 1,PD-L1)相互作用来调控,使效应T细胞无法产生持久的免疫反应[5]。免疫系统通过免疫检查点机制来阻止免疫系统的自我免疫以及在活跃的炎症部位对健康组织的过度破坏[6]。相反,恶性肿瘤则利用该机制来逃避有效的免疫监测,产生更有利于肿瘤生长和形成的肿瘤微环境[7]。肿瘤细胞直接表达免疫检查点分子配体,或者刺激肿瘤微环境中其他细胞表达,可以有效地抑制机体免疫反应。此外,由于肿瘤内慢性抗原刺激可引起TILs多重免疫检查点分子共同表达,将会导致更严重的T细胞功能耗竭,其特点为T细胞增殖能力受损,效应细胞因子产生,以及T细胞溶解[8]。因此,免疫检查点阻断疗法可能需要一种组合方法来产生更强的抗肿瘤免疫反应。

2.2 PD-1/PD-L1信号通路阻断治疗 PD-1作为重要的免疫检查点分子之一,主要表达于活化状态下的T、B淋巴细胞。PD-1尤其高表达于病毒感染或恶性肿瘤时慢性抗原刺激所致的耗竭型T细胞[16]。PD-1可通过抑制TCR信号,减少T细胞扩增,降低T细胞生存率以及限制T细胞效应功能,来抑制T细胞的免疫反应。PD-L1(B7-H1)作为PD-1的配体在多种肿瘤类型上都有很高的表达,其中包括GBM[17]。PD-1通过与其配体PD-L1结合,激活免疫抑制信号通路,从而抑制T细胞活化。PD-1以及其他免疫检查点在TILs上共同表达将会导致T细胞耗竭。因此通过阻断PD-1/PD-L1信号通路,可以提高机体对肿瘤免疫反应,同时也可避免T细胞耗竭的生成。

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在对PD-1/PD-L1信号通路阻断后,可以引发机体有效地抗肿瘤T细胞适应性免疫反应。经FDA批准用于临床阻断该信号通路的单克隆抗体药物有Nivolumab、Pembrolizumab及Durvalumab等。由于PD-1/PD-L1信号通路阻断治疗在黑色素瘤和非小细胞肺癌临床试验中获得显著临床疗效,关于其在胶质瘤相关方面的治疗研究也在进行中。越来越多的临床前研究表明,在GBM的小鼠模型实验中,抗PD-1或抗PD-L1治疗可以有效治疗肿瘤[21]。目前,关于阻断PD-1/PD-L1信号通路治疗胶质瘤的临床试验也在进展中,包括抗PD-1、抗PD-L1单独治疗或联合其他方案治疗恶性胶质瘤等Ⅲ期临床试验。

2.3 联合阻断治疗 与单一疗法比较,联合使用抗CTLA-4以及抗PD-1具有协同作用[22],同时可以增加患者对药物的反应率。在一项对未行治疗晚期黑素瘤患者进行的Ⅲ期临床试验中,使用抗CTLA-4及抗PD-1双重免疫检查点抑制剂患者的无进展生存期长于单一疗法患者[23]。吲哚胺2,3-双加氧酶(IDO)同为肿瘤免疫逃逸的免疫检查点之一。在树突状细胞和巨噬细胞中激活的IDO酶有助于创造一个有利于免疫抑制和免疫耐受的微环境。Wainwright等[15]在神经胶质瘤的小鼠模型实验中发现,给予CTLA-4、PD-L1及IDO三联免疫检查点阻断治疗后,可以最大限度地减少肿瘤浸润的T-regs数量,同时小鼠生存期也显著延长。事实上,经过CTLA-4、PD-L1及IDO三联免疫检查点阻断治疗后,几乎100%的胶质瘤模型小鼠都可达到长期生存。

目前正在进行的多重免疫检查点阻断治疗胶质瘤的临床试验主要有:Ⅲ期临床试验,抗CTLA-4联合抗PD-1在治疗复发GBM患者中的安全性和疗效(NCT02017717);Ⅱ期临床试验:IDO1抑制剂联合抗PD-1在治疗复发GBM患者中的安全性、耐受性及疗效(NCT02327078)。

3 小结与展望

在过去的10 a中,许多研究都在试图寻找延长GBM患者的总体生存期的治疗方法,但其延长时间均相对较短。免疫检查点抑制剂在黑色素瘤、非小细胞肺癌等临床治疗中取得了巨大成果,而且大多数临床前研究表明该方法对GBM可能具有同样治疗前景,这为临床治疗GBM带来了新的方向。同时GBM存在多种免疫反应机制,因此使用多重免疫检查点抑制剂或者联合其他免疫治疗方案可能是产生最有效抗肿瘤免疫反应的方法。

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魏震,张智峰
《河南医学研究》 2018年第09期
《河南医学研究》2018年第09期文献

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