癌癥是一種高度復雜的疾病，其特征不僅是惡性細胞的過度生長，而且是免疫應答的改變。免疫系統(tǒng)的抑制和重新編程在腫瘤的發(fā)生和發(fā)展中起著關(guān)鍵作用。免疫治療旨在激活抗腫瘤免疫細胞并克服腫瘤的免疫逃逸機制。

　　以免疫檢查點阻斷和過繼細胞轉(zhuǎn)移為代表的腫瘤免疫治療在臨床上取得了巨大成功，能夠有效誘導對所有其他治療都無效的一些腫瘤長期消退。其中，以PD-1/PD-L1抑制劑（納武利尤單抗）和CTLA-4抑制劑（伊匹木單抗）為代表的免疫檢查點阻斷療法，在治療各種惡性腫瘤，如非小細胞肺癌、黑色素瘤等，取得令人鼓舞的治療效果。

　　此外，隨著CAR-T、CAR-M等新型免疫治療方法在血液腫瘤領(lǐng)域的出色表現(xiàn)，免疫治療進入了一個發(fā)展的新階段。

　　雖然近年來涌現(xiàn)出了多種腫瘤免疫治療的新靶點和候選藥物，但大多數(shù)仍處于非常早期的發(fā)展階段。不幸的是，臨床研究表明，這些候選藥物中的相當一部分可能無法作為單一療法發(fā)揮令人滿意的效果。

　　因此，如何有效探尋不同腫瘤治療手段的聯(lián)合治療方案，以及ICB（免疫檢查點抑制劑）和CAR-T治療的臨床療效相關(guān)的生物標記物，是當下腫瘤免疫及細胞療法的關(guān)鍵所在。

　　1891年，美國紐約紀念醫(yī)院的整形外科醫(yī)生William B Coley將活的或者滅活的釀膿鏈球菌混合物注射到腫瘤部位，刺激癌癥病人的免疫系統(tǒng)，治療骨腫瘤，這應該是第一個腫瘤免疫治療案例。在發(fā)現(xiàn)特異性免疫細胞和免疫調(diào)節(jié)分子之前，腫瘤免疫治療的應用幾乎沒有進展。

　　1974年，白細胞介素（IL）-2被發(fā)現(xiàn)在T細胞的分化和生長中起重要的作用。Steven Rosenberg團隊通過IL-2在腫瘤患者中的應用，是現(xiàn)代免疫治療的里程碑事件，并在20世紀80年代促進了其他細胞因子刺激癌癥患者的免疫反應的研究熱度。

　　然而，直接向患者注射細胞因子可能會導致嚴重的的毒副作用，這就需要發(fā)現(xiàn)能夠介導抗腫瘤反應且能夠精準定位腫瘤部位的特異性免疫細胞。

　　第一信號是抗原特異性信號，涉及T細胞表面受體（TCR）與抗原肽主要組織相容性復合體（MHC）的特異性結(jié)合。

　　第二信號由抗原呈遞細胞（APC）表面的共刺激分子提供，為非特異性協(xié)同刺激信號。

　　如何有效的促進T細胞的活化并對惡性腫瘤細胞進行清除，是腫瘤免疫治療的核心。

　　免疫檢查點（immune checkpoint ，IC）是一類在免疫細胞上表達的免疫抑制分子，可以抑制免疫細胞激活，因此在自身免疫預防中起著關(guān)鍵作用。相反，IC的過度表達抑制免疫功能和有助于腫瘤發(fā)生。因此，免疫檢查點阻斷（immune checkpoint blockade，ICB）治療通過阻斷IC，解除免疫抑制信號，繼而增強抗腫瘤T細胞活性來抑制腫瘤生長。

　　研究發(fā)現(xiàn)，PD-1（程序性死亡受體-1，programmed cell death protein-1）能夠抑制T淋巴細胞的功能，這對維持自身免疫耐受是至關(guān)重要的。PD-L1（最初被鑒定為B7-H1）在多種類型的腫瘤中高度表達，可以與PD-1結(jié)合并介導腫瘤免疫逃避。因此，抑制PD-1可以重新激活T細胞功能。

　　最近的研究還表明，PD-1不僅在T細胞上表達，而且在NK細胞、B淋巴細胞、巨噬細胞和樹突狀細胞（DC）上也表達，提示PD-1可能在重塑腫瘤免疫微環(huán)境甚至全身抗腫瘤免疫反應中發(fā)揮非常有效的作用。

　　PD-1抑制劑可以與PD-1特異結(jié)合，從而減弱T淋巴細胞的免疫抑制調(diào)節(jié)和促使T淋巴細胞殺傷腫瘤細胞功能的發(fā)揮（圖3）。臨床前研究表明，PD-1抑制劑可以抑制腫瘤細胞增殖并誘導各種腫瘤細胞的程序性細胞死亡（凋亡）。PD-1抗體還可以增強由其他細胞毒性藥物（如阿霉素）介導的腫瘤細胞凋亡。

　　在生理條件下，CTLA-4和CD80/CD86結(jié)合可以抑制T細胞激活信號并預防自身免疫性疾病的發(fā)生。阻斷CTLA-4可以直接靶向效應T細胞的抑制信號，降低Tregs的抑制作用，從而有效增強T細胞的抗腫瘤作用。

　　1996年，James Allison發(fā)現(xiàn)阻斷CTLA-4導致小鼠腫瘤消退。在隨后的人體研究中，伊匹木單抗（CTLA-4抗體）是第一個在臨床研究中應用的CTLA-4抑制劑，成功抑制了難治性轉(zhuǎn)移性黑色素瘤患者的疾病進展，這是癌癥免疫治療的里程碑。

　　有趣的是，CTLA-4在黑色素瘤、肺癌和腎癌浸潤的Treg細胞表面高度表達。雖然后來研究發(fā)現(xiàn)，Treg清除不是伊匹木單抗臨床抗腫瘤療效的主要機制，但這些結(jié)果表明，在某些情況下，CTLA-4抗體也可能抑制TME中的Treg細胞，并有助于免疫激活。

　　在抗腫瘤治療方面，以PD-1為靶點的ICB通常會導致現(xiàn)有抗腫瘤T細胞的擴張和招募，而抗CTLA-4治療會產(chǎn)生新的T細胞克隆。此外，抗CTLA-4治療可誘導Th1樣CD4+亞群的增殖，這在抗PD-1治療中未觀察到。這些結(jié)果表明，CTLA-4和PD-1可能同時具有協(xié)同抗腫瘤作用。

　　CTLA-4和PD-1 ICB的聯(lián)合治療（納武利尤單抗聯(lián)合伊匹木單抗）確實產(chǎn)生了良好的臨床反應，但比單一治療產(chǎn)生了更顯著的不良反應，期待更為有效的協(xié)同抗腫瘤方案的出現(xiàn)。

　　隨著免疫檢查點CTLA-4、PD-1，及其配體PD-L1的相繼發(fā)現(xiàn)，相關(guān)抗體藥物的研發(fā)也進入到快車道。相繼推動伊匹木單抗、納武利尤單抗、帕博利珠單抗、度伐利尤單抗等免疫檢查點抑制劑問世，將腫瘤治療由化療、靶向治療時代引進到免疫治療時代，開啟了腫瘤免疫治療的新篇章。

　　CAR-T療法屬于過繼性T細胞轉(zhuǎn)移(adoptive T-cell transfer，ACT)的一種。CAR(嵌合抗原受體)是一種基因工程技術(shù)制造的人工受體分子，它可以賦予免疫效應細胞(如T淋巴細胞)針對某個靶點抗原表位的特異性，從而增強T淋巴細胞識別抗原信號與活化的功能，繼而回輸淋巴細胞以實現(xiàn)抗腫瘤，抗病毒或抗炎作用。與免疫檢查點抑制劑一樣，也是依托于T淋巴細胞發(fā)揮主要作用。

　　這種作用機制付諸于臨床實踐，源于技術(shù)進步。經(jīng)過20年T細胞工程的精細調(diào)整，能夠通過將識別腫瘤相關(guān)抗原（TAA）的scFv和胞內(nèi)信號域“免疫受體酪氨酸活化基序”（ITAM，通常為CD3ζ）在體外進行基因重組，生成重組質(zhì)粒，再在體外通過轉(zhuǎn)染技術(shù)轉(zhuǎn)染到患者的T細胞，使患者T細胞表達腫瘤抗原受體。轉(zhuǎn)染后經(jīng)過純化和大規(guī)模擴增后的T細胞，就是所謂的CAR-T細胞。

　　完整的CAR-T結(jié)構(gòu)包括抗原結(jié)合區(qū)、跨膜鏈接區(qū)和胞內(nèi)信號區(qū)三個部分。從而使得T細胞實現(xiàn)了抗原特異性的、非MHC限制的活化及其效應的增強。

　　目前，CAR-T細胞療法已經(jīng)實現(xiàn)了5次技術(shù)迭代（圖7）。技術(shù)的進步，也促進了產(chǎn)品的不斷獲批上市。

　　2017年8月30日，F(xiàn)DA批準了諾華的第一款CAR-T產(chǎn)品Kymriah，治療3~25歲復發(fā)或難治性急性淋巴細胞白血?。ˋLL）的患者。之后，又批準了其他六種針對白血病、淋巴瘤和多發(fā)性骨髓瘤的產(chǎn)品。

　　目前，約1000項注冊臨床研究正在進行中，涉及的癌種包括白血病、淋巴瘤、黑色素瘤、膠質(zhì)瘤和其他惡性腫瘤等。

　　盡管取得了上述臨床成功，但CAR-T細胞治療的廣泛應用仍然受到來自不同方面的挑戰(zhàn)。

　　首先，當攻擊腫瘤細胞時，CAR-T細胞可能會引起嚴重的副作用和毒性，這些副作用甚至是致命的。

　　其次，一些CAR-T細胞的細胞毒性不是腫瘤特異性的，可能會對正常組織造成損害。

　　第三，大多數(shù)CAR-T細胞產(chǎn)品的制造過程很耗時，這可能導致一些患者在細胞生成窗口期腫瘤進一步惡化。

　　此外，CAR-T治療血癌的長期療效仍需長期隨訪觀察，而CAR-T細胞治療實體腫瘤的應用尚需進一步研究。

　　細胞因子釋放綜合征（CRS），也稱為“細胞因子風暴”，是CAR-T治療最常見的不良反應。CAR-T細胞輸注后，IL-6和IL-13的快速升高可引發(fā)全身炎癥反應。臨床表現(xiàn)主要包括發(fā)熱、疲勞、頭痛、癲癇、惡心、寒戰(zhàn)和呼吸困難。嚴重CRS患者可能會出現(xiàn)急性呼吸窘迫綜合征、低血壓、心動過速、肝損傷、腎衰竭和暴發(fā)型噬血細胞性淋巴組織細胞增多癥（HLH），這些都可能致命。

　　值得注意的是，在CRS的病理生理過程中，除了活化的CAR-T細胞外，內(nèi)源性免疫細胞，如單核細胞、巨噬細胞和/或樹突狀細胞，也參與各種細胞因子的合成和釋放以及加重臨床CRS癥狀。

　　2016年，中國四川大學啟動了首次使用CRISPR工程化T細胞的臨床研究；

　　2020年，一項臨床研究使用PD-1敲除T細胞治療放療和化療無效的非小細胞肺癌患者；

　　這表明CRISPR工程在T細胞中是安全的，這為將CRISRP技術(shù)與其他T細胞修飾方法相結(jié)合鋪平了道路。利用CRISPR介導的TCR和PD-1基因敲除進行的NY-ESO-1 TCR-T細胞治療是臨床上第一個經(jīng)過進一步基因修飾測試的腫瘤特異性T細胞。

　　此外，CRISPR基因編輯系統(tǒng)允許異體T細胞治療的更廣泛應用。能夠有效降低CAR-T的生產(chǎn)成本，價格能夠得到有效降低，未來應用前景廣闊。

　　ICB雖然已經(jīng)獲批諸多實體瘤適應癥，然而，并非所有患者都能從ICB治療中受益，因此，確定生物標記物（Biomarker）用于療效預測至關(guān)重要。

　　為了讓患者得到準確有效的治療，以生物標記物進行患者篩選，準確識別有藥物反應的患者，并讓他們盡快接受最佳治療，防止不適當?shù)膽每赡軐е碌募膊∵M展，是精準腫瘤治療時代下的必然選擇。

　　在ICB治療中涉及的Biomarker包括PD-L1、TMB（腫瘤突變負荷）、MSI-H/dMMR（微衛(wèi)星高度不穩(wěn)定性/錯配修復缺陷），這些Biomarker的探索，也源于伴隨診斷技術(shù)的進步。

　　伴隨診斷（panion diagnostic，CD）屬于體外診斷范疇，應用于：一是確定最有可能從某種治療產(chǎn)品中獲益的患者；二是確定因使用特定治療產(chǎn)品而可能增加嚴重副作用風險的患者；三是監(jiān)測特定治療產(chǎn)品對治療的反應。包括：聚合酶鏈式反應(PCR)、熒光原位雜交（FISH）、免疫組化（IHC）、高通量測序（NGS）。伴隨診斷技術(shù)的進步促進了更多Biomarker 的探索，包括ctDNA，TILs等。

　　最初探索ICB療效的Biomarker是PD-L1，近年來研究的熱點聚焦在MSI-H/dMMR上，因為MSI-H/dMMR腫瘤患者本身體內(nèi)的腫瘤新抗原數(shù)量較多，理論上免疫是更為獲益的。所謂的腫瘤新抗原，又稱腫瘤特異性抗原（Tumor-specific antigen，TSA） ，是由腫瘤細胞產(chǎn)生的體細胞突變，且僅表達于腫瘤細胞，有比較強的腫瘤特異性和較高的免疫原性。能夠產(chǎn)生新抗原的突變即為具有免疫原性的突變（immunogenic mutation）。

　　但由于MSI-H/dMMR整體患者的陽性率較低，在泛癌種領(lǐng)域的應用又缺乏大規(guī)模循證研究數(shù)據(jù)佐證，進展較為緩慢。

　　循環(huán)腫瘤基因（循環(huán)腫瘤DNA），即ctDNA（ circulating tumor DNA），是近年來新發(fā)掘的一種預測免疫療效的biomarker, ctDNA是指腫瘤細胞體細胞DNA經(jīng)脫落或者當細胞凋亡后釋放進入循環(huán)系統(tǒng)，是一種特征性的腫瘤生物標記。通過ctDNA檢測，能夠檢出血液中的腫瘤蹤跡。

　　加拿大癌癥中心進行的一項前瞻性二期臨床研究，涉及5種不同類型晚期實體瘤患者接受帕博利珠單抗治療后，ctDNA水平變化與免疫效力之間的關(guān)系。結(jié)果顯示，ctDNA水平與ICB的療效是相關(guān)的。

　　盡管CAR-T細胞治療B淋巴細胞白血病的初始CR率可能高達90%，但很大一部分患者會出現(xiàn)腫瘤復發(fā)。此外，并非所有淋巴瘤或多發(fā)性骨髓瘤患者都能通過CAR-T細胞治療獲得滿意的療效，這就促進了與CAR-T細胞療法相關(guān)的Biomarker的研究。

　　最為相關(guān)的Biomarker應該是腫瘤抗原的表達，作為靶向治療，CAR-T細胞的性質(zhì)要求腫瘤細胞表達TAA以激發(fā)T細胞活性，這確實是CAR-T細胞治療療效的最關(guān)鍵的Biomarker。由于腫瘤抗原逃逸是CAR-T細胞治療后腫瘤復發(fā)的主要機制，一些研究還表明，下調(diào)而不是完全喪失TAA，會抑制CAR-T細胞功能。

　　雖然可以設(shè)計CAR-T細胞來提高其對低水平TAA的敏感性，但TAA表達密度可能成為預測性Biomarker。

　　其次，不同CAR-T的產(chǎn)品特征也可作為預測性的Biomarker。治療產(chǎn)品質(zhì)量的不一致一直是自體CAR-T細胞治療的主要挑戰(zhàn)。患者提供的初始材料，經(jīng)過多次治療后，相關(guān)的特征一定會發(fā)生改變。因此，與健康獻血者相比，腫瘤患者的T細胞亞群組成表現(xiàn)出更多的差異性。因此，產(chǎn)品質(zhì)量的差異是影響臨床結(jié)果的重要因素。

　　2018年，Kite Pharma評估了自家的多功能性CAR-T細胞產(chǎn)品，能夠有效的在單細胞水平上產(chǎn)生多種細胞因子釋放的能力，并與淋巴瘤的治療效果相關(guān)。

　　其他一些研究，對輸液產(chǎn)品的表型和轉(zhuǎn)錄組進行了分析，隨著大規(guī)模研究的不斷驗證，這些產(chǎn)品特性可以作為有用的生物標記物，用于預測輸液前的臨床療效。

　　免疫治療已成為繼手術(shù)、化療和放療之后抗腫瘤治療的第四種途徑，以ICB和CAR-T為代表的新型治療手段，已經(jīng)改寫了諸多瘤種的治療標準，但也存在一定的局限性，如ICB單藥治療患者響應人群數(shù)量較低，免疫耐藥現(xiàn)象同樣較高，雙免疫聯(lián)合治療方案毒性較大，限制其在臨床大規(guī)模的應用等。

　　CAR-T細胞療法存在生產(chǎn)成本高昂，CRS等毒副反應難以摒除等缺點。隨著腫瘤精準治療時代的到來，基于生物標記物對人群進行細分，更為有效的使用ICB和CAR-T產(chǎn)品，是未來研發(fā)的主流方向。期待更為有效的生物標記物在臨床中得到驗證，相關(guān)治療毒副反應能夠有效降低，受益患者數(shù)量進一步增加。kaiyun官方開云kaiyun官方開云