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多形性胶质母细胞瘤(GBM)是成人中最常见的原发颅脑肿瘤，约占原发性颅脑肿瘤的一半[1]。尽管应用手术、放疗、化疗等综合治疗，胶质母细胞瘤患者的预后仍不理想，中位生存期仅14.6个月，5年生存率少于10%[2,3]。近几年肿瘤免疫治疗快速发展，相关临床试验取得了令人振奋的结果，2010年靶向前列腺酸性磷酸酶的疫苗Sipuleucel–T、免疫抑制靶点CTLA–4的人源单克隆抗体ipilimumab分别获批获用于前列腺癌及进展期黑色素瘤的治疗[4,5]。同样，免疫治疗在胶质瘤的临床及临床前期研究中也显示出良好的疗效，有望成为手术、放疗、化疗等治疗之外新的治疗手段。
由于中枢神经系统(CNS)血脑屏障的存在、缺少经典抗原呈递细胞(APC)和淋巴系统、组织表达人类白细胞抗原(HLA)较低以及循环中T淋巴细胞数量少等原因，传统认为中枢神经系统是"免疫豁免区"(immune privileged organ)[6]。然而近年来发现，正常的CNS中存在多种免疫细胞。小胶质细胞来源于胚胎造血细胞，目前认为具有APC的作用，能够迁移到CNS的炎症区域并被活化，分泌多种细胞因子及趋化因子[7]，诱导其他免疫细胞迁移；单核细胞可以分化成巨噬细胞以及DC，存在于血管旁、脉络膜及脑膜之中；T淋巴细胞可以在颈部淋巴结活化后透过血脑屏障转移到CNS[8]，这些都提示CNS中免疫功能的存在。但是胶质瘤本身具有多种免疫逃避的机制，使得肿瘤能够逃过免疫系统的杀伤：(1)肿瘤因素：胶质瘤细胞能够分泌多种免疫抑制细胞因子，包括TGFβ、PGE2、IL–10以及VEGF等；(2)外部因素：如年龄、服用激素以及放化疗等会降低机体免疫力；(3)免疫细胞：肿瘤微环境中调节T细胞(Tregs)、髓系抑制细胞(MODC)等细胞增加，从而抑制免疫[9]。正是由于以上多种因素的存在，机体很难对胶质瘤细胞产生正常的免疫反应，而通过各种手段来增强免疫系统对胶质瘤细胞的靶向作用，就成为了对抗肿瘤的重要手段。
当前的免疫治疗方法主要分为主动免疫治疗和被动免疫治疗[10]。主动免疫治疗是指通过外来的肿瘤抗原激活机体自身的特异性免疫系统发挥抗肿瘤作用[11]，既可以将抗原直接输入体内激活体内的DC，进而激活效应T淋巴细胞，也可以将抗原先在体外致敏DC然后输入机体。抗原包括完全肿瘤抗原、蛋白、多肽等。被动免疫治疗是指给机体输入外源的免疫效应物质从而发挥抗肿瘤的作用，但并不直接激活体内的特异性免疫系统。被动免疫治疗包括：抗体免疫治疗、过继免疫治疗以及其他免疫调节治疗。(1)EGFRvⅢ疫苗：高级别胶质瘤中最常见的EGFR改变是EGFR扩增，存在EGFR扩增的肿瘤可以伴发其他的EGFR基因改变，最常见的是外显子2～7框内缺失形成EGFRvⅢ重排，在GBM患者的发生率为20%～30%，EGFRvⅢ重排有激活下游信号通路和磷酸化从而促进细胞增殖的能力。Rindopepimut是针对肿瘤靶向特异性分子EGFRvⅢ的试验免疫治疗疫苗，Ⅰ期和Ⅱ期临床试验都表明，Rindopepimut在EGFRvⅢ过表达GBM患者中具有高效刺激抗肿瘤免疫的功效，能延长患者的生存时间。在Rindopepimut的3个Ⅱ期临床试验中，新诊断EGFRvⅢ过表达的GBM患者同步放化疗完成后第0、14、28天皮内注射Rindopepimut 500 μg和集落刺激因子GM–CSF 150 μg，此后在每个标准辅助化疗周期的第21天注射相同剂量的Rindopepimut和GM–CSF，直到肿瘤进展或者患者不能耐受。结果发现，新诊断的GBM患者中20%～30%EGFRvⅢ过表达，未发现有严重的不良反应，患者中位总生存期(OS)及无进展生存期(PFS)明显提高，见表1[12]。针对复发胶质母细胞瘤，一项名为 "ReACT"的随机、双盲Ⅱ期临床研究正在进行(2011至2015年，NCT01498328)，这项研究旨在阐明Rindopepimut联合Bevacizumab对EGFRvⅢ过表达的复发GBM患者PFS、OS的影响。目前初步结果令人满意，该研究还发现早期EGFRvⅢ抗体效价同生存期相关，EGFRvⅢ抗体效价较低的患者OS为10.6个月，而EGFRvⅢ抗体效价高的患者OS超过20个月，建议早期查EGFRvⅢ抗体效价作为预测标志[13]。Rindopepimut疫苗当前还有一项名为"ACT IV"的针对初治胶质母细胞瘤的Ⅲ期临床试验正在进行(2011至2016年，NCT01480479)。(2)DC疫苗：树突状细胞是体内最重要的APC，能够表达高水平的MHC分子，共刺激分子如B7–1(CD80)、B7–2(CD86)、CIM0等，是体内免疫反应的启动者，具有摄取各类抗原的能力，并能分泌白细胞介素(IL)–2，激活初始T细胞产生免疫应答。DC能够有效的介导CD8＋以及CD4＋的T淋巴细胞对肿瘤细胞的免疫反应，在诱导针对相关抗原的高效、特异性T细胞免疫应答中起到关键作用。研究人员将DC进行体外培养，并用各种类型的肿瘤抗原在体外致敏DC，然后回输体内诱导肿瘤抗原特异性免疫应答。用来致敏DC的抗原主要来源于手术切除的肿瘤细胞裂解产物以及人工合成的特异性多肽，其他特殊抗原还包括肿瘤干细胞抗原以及巨细胞病毒抗原。DC疫苗是当前肿瘤免疫治疗中的研究热点，国内外有许多DC疫苗的Ⅰ期、Ⅱ期甚至是Ⅲ期临床试验正在进行，见表2。ICT–107是由6种合成多肽(肿瘤干细胞抗原MAGE–1，her–2，AIM–2，TRP–2，gp100和IL–13Rα2)致敏的自体外周血单核细胞(PBMC)来源的DC。ICT–107的一项Ⅰ期临床试验在新诊断GBM标准方案治疗中加入ICT–107注射治疗，结果显示中位PFS 16.9个月，中位OS 38.4个月[13]。2014年6月ASCO会议Patrick发布一项关于ICT–107的Ⅱ期临床试验研究的初步研究结果。该试验旨在研究新诊断GBM患者标准治疗中加入疫苗ICT–107的疗效。结果，ICT–107组PFS增加3个月(双边检验P＝0.01，HR＝0.53)，OS提高2个月(双边检验P＝0.58，HR＝0.8)。该研究是第1个在GBM治疗中取得阳性临床结果(PFS增加有统计意义)的随机、对照免疫疗法试验。Fadul等[14]将10例新诊断GBM患者手术切除后肿瘤细胞裂解产物致敏自体DC，同步放化疗后给注射该疫苗，结果发现患者未出现不良事件，患者PFS为9.5个月，OS为28个月。目前胶质瘤疫苗DCVax用于治疗新诊断GBM的随机、对照、多中心的Ⅲ期临床研究正在进行。该研究旨在了解DCVax对新诊断GBM的治疗作用，计划招募300名新诊断的成人GBM，手术及同步放化疗后，2∶1随机分为每月TMZ＋DCvax组和TMZ＋安慰剂(PBMC)组。主要的观察终点是PFS(临床研究信息：NCT00045968)。(3)HSP疫苗：应用DC细胞作为疫苗载体需要将DC细胞在体外培养并用肿瘤抗原致敏，需要非常专业的细胞培养技术。而应用肿瘤源性热休克蛋白(HSP)作为肿瘤抗原载体，可以利用机体内DC呈递抗原，而不需要体外培养DC[15]。HSP是一个蛋白家族，主要生理功能是结合多肽，帮助多肽折叠机转运。在高热、感染、缺氧、恶性肿瘤等情况下，HSPs表达上调。此外，在肿瘤免疫治疗中，HSPs可以同机体内DC结合，并将绑定的多肽抗原转移到DC中，进而激活CD4＋和CD8＋T细胞反应。Bloch等[16]报道了一个自体肿瘤源性热休克蛋白多肽复合物疫苗(HPSC–96)治疗复发GBM的非盲、单臂、Ⅱ期临床研究。41例复发GBM患者接受行肿瘤大部切除术后平均接受HPSC–96疫苗皮内注射。结果发现有37个严重不良事件报告(3～5级)，其中17个归因于手术，只有1个3级事件与疫苗有关。患者6个月存活率为90.2%(95%可信区间：75.9～96.8)，12个月生存率为29.3%(95%可信区间：16.6～45.7)。OS是42.6周(95%可信区间：34.7～50.5)。2014年7月Agenus公司公布了HPSC–96疫苗治疗新诊断GBM的随机、单臂、Ⅱ期临床研究结果。该研究将HPSC–96疫苗加入到标准治疗中，可使新确诊的GBM患者OS达到24个月，患者2年生存率为50%，而仅以标准方案治疗的患者中位生存期为14.6个月，2年生存率为26%[2,3]。同时该研究发现，PDL–1蛋白表达过低的患者对HPSC–96疫苗产生应答尤其明显，这表明，该疫苗今后同抗PD–1免疫治疗药物联用可能增加疗效。(4)抗体免疫治疗：抗体免疫治疗通过抗体同相关抗原的特异性结合激活机体对肿瘤的免疫反应发挥治疗作用。随着胶质瘤的病理机制，尤其是免疫抑制机制的逐渐阐明，已经找到一些适合胶质瘤免疫治疗的靶点。目前，抗体免疫治疗主要包括：针对肿瘤突变重定向免疫效应细胞，通过双向特异的重定向单克隆抗体(bispecific antibody–redirected)，将肿瘤细胞同免疫效应细胞相联系，从而发挥免疫治疗作用；靶向负性免疫调控分子的抗体药物；提供共刺激信号，以激活肿瘤细胞免疫。相关抗体治疗研究已经表现出令人信服的安全性及有效性。程序性死亡因子(PD)–1是一种Ⅰ型跨膜糖蛋白，属于免疫球蛋白超家族成员，其以单体形式存在于细胞表面，通常与配体(PD–L)1结合后，通道下游分子发生磷酸化，转导负性信号，抑制T细胞的增殖和细胞因子的产生、诱导T细胞凋亡。一些临床前期研究已经证明[17]，在动物肿瘤模型中肿瘤的微环境能够促进肿瘤表达PD–L1来诱导T淋巴细胞凋亡，而PD–1/PD–L1抗体能够通过阻断PD–1/PD–L1通路挽救T细胞，增强抗肿瘤免疫。最近的PD–1抗体临床试验[18]，在非GBM实体肿瘤中显示出良好的患者耐受性和抗肿瘤活性，2014年9月抗PD–1药物nivolumab被批准用于进展期黑色素瘤。在GBM中的临床应用方面，2014年ASCO会议报道了两项相关研究，其中的一项研究报道了胶质母细胞瘤患者中的PD–1/PD–L1表达的测定，该研究旨在了解胶质母细胞瘤和PD–1/PD–L1的表达存在相关性。在117例胶质母细胞瘤患者(平均年龄60岁，平均KPS 90)中取135例标本，用免疫组织化学方法半定量测定并分析PD–1、PD–L1、CD3、CD8＋表达情况。研究结论：PD–1或PD–L1免疫组化在大多数恶性胶质瘤样本中都检测到，而PD–1(P＝0.783)和PD–L1(P＝0.866)表达同患者存活无显著相关。大会还报道了另一个针对PD–1单克隆抗体治疗复发胶质母细胞瘤的随机、非盲、Ⅱb期临床研究计划，该研究旨在评估抗nivolumab(人源PD–1单克隆抗体)单用或同ipilimumab联用治疗复发胶质母细胞瘤的疗效和安全性。入组标准为Karnofsky评分≥70分，胶质母细胞瘤同步放化疗后第一次复发。研究分为两个队列。队列1的主要目标是评估安全性。队列2的主要目标是同Bevacizumab比较的总生存期变化，次要目标是PFS和总有效率(ORR)。细胞毒T淋巴细胞相关抗原4(CTLA–4)又名CD152，是一种白细胞分化抗原，是T细胞上的一种跨膜受体，能够通过同效应T细胞上的CD28相互竞争位于抗原呈递细胞(APC)表面的B7家族免疫分子，从而抑制效应T细胞的反应。还能通过激活Tregs途径抑制肿瘤免疫。临床前试验证实了上述途径，同时证明CTLA–4抗体可以抑制肿瘤生长。ipilimumab是一个针对CTLA–4的人源单克隆抗体，与CTLA–4结合并阻碍后者与其配体CD28的相互作用，增加T细胞的活化和增殖，从而促进其抗肿瘤作用。ipilimumab 2011年已经被FDA批准用于晚期黑色素瘤患者，是目前唯一能够改善进展期黑色素瘤患者生存期的药物。尽管ipilimumab在黑色素瘤患者中已经证明能够明显改善患者预后，在动物胶质瘤模型中也显示出良好的抗肿瘤效果，但在GBM患者中的影响尚未得到验证[19,20]。2014年ASCO会议的两项研究，分别回顾了10例及5例应用ipilimumab治疗的复发GBM病例，旨在探索ipilimumab的用法、安全性及有效性。两项研究都表明ipilimumab应用于复发GBM中安全性较好，只有1例患者疑似出现3级毒性反应(癫痫发作)。有关ipilimumab治疗GBM的临床试验不久将开始进行。(5)过继免疫治疗：过继免疫治疗是指将已激活的免疫效应细胞输注给肿瘤患者，使其在体内直接发挥免疫抗肿瘤作用。免疫效应细胞包括淋巴因子激活的杀伤(LAK)细胞、自然杀伤(NK)细胞、τδT细胞、肿瘤浸润淋巴细胞(TILs)、细胞毒T性淋巴细胞(CTL)、肿瘤抗原特异性TCR转基因T细胞和嵌合抗原受体T细胞(CART)。前3种细胞肿瘤抗原特异性，可能攻击正常细胞，神经毒性大；TILs很可能具有肿瘤特异性，但需要从肿瘤组织中提取，而且难以扩增；TCR转基因T细胞和CART是目前国际上肿瘤过继免疫治疗的热点。基因修饰T细胞以及延长T细胞生存时间等方法可以增强特异性T细胞的功能[21,22]，而体外扩增T细胞回输能改变纠正GBM患者体内淋巴细胞减少、并改善免疫抑制环境[23,24]，从而增强肿瘤免疫。过继T细胞免疫治疗在其他一些肿瘤中取得了显著的效果，据2014年2月美国斯隆–凯特林癌症研究所报道[25]，利用过继基因修饰的T细胞治疗共16例复发或难治性B细胞急性淋巴性白血病患者，结果其中14例病情完全缓解。在胶质瘤的治疗中，EGFRvⅢ特异性CART对胶质瘤动物模型也显示出良好的治疗作用[26,27]。目前已经有多项中枢神经系统肿瘤的过继免疫治疗临床试验正在进行中，目前正在进行的中枢神经系统肿瘤过继免疫治疗临床试验，见表3。
3个Ⅱ期Rindopepimut研究中EGFRvⅢ阳性成人胶质母细胞瘤患者的PFS和OS(月)
以DC为载体的Ⅱ期、Ⅲ期临床试验
以DC为载体的Ⅱ期、Ⅲ期临床试验
| 疫苗类型 | 试验阶段 | 试验设计 |
|---|---|---|
| DCVax–Brain | Ⅲ | 疫苗组及对照组2∶1随机分组 |
| 肿瘤裂解产物 | Ⅱ | 疫苗＋标准治疗组同标准治疗组对照 |
| 肿瘤裂解产物 | Ⅱ | DC在PGE2、TNF–α中培养；颈淋巴结注入 |
| ICT–107 | Ⅱ | 6种肿瘤干细胞抗原致敏DC；安慰剂对照 |
| 肿瘤干细胞疫苗 | Ⅱ | 由辐照GBM致敏自体DC；安慰剂对照 |
| α–Ⅰ型DC肽疫苗 | Ⅰ/Ⅱ | 4种多肽致敏DC；含间变型胶质瘤 |
CNS肿瘤过继免疫治疗临床试验
CNS肿瘤过继免疫治疗临床试验
| 肿瘤类型 | 试验阶段 | 试验设计 |
|---|---|---|
| GBM | Ⅰ | 巨细胞病毒激活的T细胞单独或同DC疫苗联合治疗 |
| 恶性胶质瘤 | Ⅰ | 表达诱导自杀融合蛋白和IL–13嵌合免疫受体的自体CD8＋ T细胞过继治疗 |
| 髓母细胞瘤及PNET | Ⅰ/Ⅱ | 肿瘤特异性T细胞单独或者同疫苗联用 |
注：PNET.原始神经外胚层肿瘤
多形性胶质母细胞瘤尽管经过手术、放疗、化疗等综合资料，预后仍然欠佳，迫切需要找到新的替代或是辅助治疗方法。随着近些年对CNS免疫系统的重新认识以及肿瘤免疫治疗在其他肿瘤领域取得重大成果，免疫治疗已经成为GBM极具潜力的一种治疗方式。免疫治疗的特异性，以及免疫细胞的记忆特性，可能对抑制肿瘤的复发作用重大。在疫苗治疗方面，多个Ⅱ期临床试验取得令人振奋的结果，而Rindopepimut和DCVax–Brain两种疫苗的Ⅲ期临床试验更是值得期待。抗体治疗方面，ipilimumab已经在黑色素瘤中证明可明显改善生存期并被批准用于临床，ipilimumab、nivolumab等CTLA–4、PD–1/PD–L1抗体在GBM中的应用已经进入临床试验阶段。利用生物工程技术，将肿瘤特异性T细胞修饰后回输机体内，较主动免疫治疗具有独特优势，过继性T细胞回输也已经成为肿瘤免疫治疗的又一个新型领域。毫无疑问，随着这些免疫治疗方面的发展，胶质母细胞瘤的治疗有望产生新的突破。
