張琳,平秦榕,楊萌,史云強(qiáng),王春暉
昆明醫(yī)科大學(xué)附屬延安醫(yī)院泌尿外科,昆明650051
免疫治療是一種通過改變患者的免疫系統(tǒng)或?qū)φ诎l(fā)生的癌癥防御機(jī)制進(jìn)行增強(qiáng)的方法。近年來(lái),改變免疫狀態(tài)的癌癥治療方式在腫瘤學(xué)中占有突出地位,并且得到了快速發(fā)展;尤其在膀胱癌的治療方面,免疫檢查點(diǎn)抑制劑如程序性細(xì)胞死亡因子1(PD-1)抗體、程序性細(xì)胞死亡分子配體1(PD-L1)抗體、細(xì)胞毒T淋巴細(xì)胞相關(guān)蛋白4(CTLA-4)抗體的發(fā)現(xiàn),共刺激受體激動(dòng)劑、光免疫療法、細(xì)胞因子療法、嵌合抗原受體T(CAR-T)細(xì)胞治療等治療方式的出現(xiàn),為局部進(jìn)展和轉(zhuǎn)移性膀胱癌的治療提供了新方向。本文對(duì)膀胱癌免疫治療的研究進(jìn)展作一綜述。
BCG是由牛型結(jié)核桿菌減毒制成的活疫苗,最早被用于治療結(jié)核病,于1990年在美國(guó)被批準(zhǔn)用于Ⅰ期膀胱癌的治療。在高危膀胱癌患者中,BCG誘導(dǎo)的初始完全緩解率為55%~70%[1];盡管初始成功率很高,但仍有25%~45%的患者無(wú)反應(yīng);另外40%的患者盡管初始治療成功,但仍會(huì)復(fù)發(fā)[2]。BCG治療膀胱癌的機(jī)制主要有兩種,即BCG的直接抗腫瘤作用以及BCG激活免疫系統(tǒng)發(fā)揮抗腫瘤的作用。其直接作用是BCG先黏附于膀胱壁表面黏膜,然后再發(fā)揮其細(xì)胞毒性作用。另一種是BCG附著于膀胱壁之后,引起不同免疫細(xì)胞亞群的強(qiáng)烈炎癥反應(yīng),其過程包括了以下幾個(gè)步驟:①附著卡介苗;②卡介苗向免疫細(xì)胞、正常細(xì)胞和腫瘤尿路上皮細(xì)胞的內(nèi)化;③在細(xì)胞和細(xì)胞因子環(huán)境的協(xié)同作用下,BCG介導(dǎo)的先天免疫誘導(dǎo);④BCG介導(dǎo)的腫瘤特異性免疫的啟動(dòng)[2]。BCG膀胱灌注治療與僅接受經(jīng)尿道膀胱腫瘤切除術(shù)(TURBT)的療法相比,能更好地防止腫瘤復(fù)發(fā)[3]。目前,BCG膀胱內(nèi)灌注已經(jīng)是治療非肌層浸潤(rùn)性膀胱癌(NMIBC),包括原位癌、高級(jí)別乳頭狀瘤等的標(biāo)準(zhǔn)方法[4]。但BCG膀胱內(nèi)灌注也有其相應(yīng)的禁忌證,最新的2020年歐洲泌尿外科學(xué)會(huì)(EAU)指南指出其絕對(duì)禁忌證包括:①TURBT后的前2周;②可見血尿;③創(chuàng)傷性導(dǎo)管插入術(shù)后;④有癥狀性尿路感染。
免疫檢查點(diǎn)指的是一些存在于免疫系統(tǒng)中的抑制性通路。免疫檢查點(diǎn)抑制劑則是通過阻斷T細(xì)胞活化的抑制路徑,從而能夠識(shí)別腫瘤抗原并恢復(fù)其抗腫瘤免疫反應(yīng)。20世紀(jì)90年代,免疫檢查點(diǎn)關(guān)鍵蛋白CTLA4、PD-1、PD-L1被發(fā)現(xiàn),進(jìn)一步推動(dòng)了免疫檢查點(diǎn)阻滯(ICB)在癌癥免疫治療方面的發(fā)展[5]。到目前為止,美國(guó)食品與藥品管理局批準(zhǔn)了6種抗PD-1/PD-L1 ICB免疫治療藥物,用于17種不同類型的晚期癌癥治療,其中包括3種抗PD-1(Pembrolizumab、Nivolumab、Cemiplimab)和 3 種 抗 PD-L1(Atezolizumab、Durvalumab、Avelumab)抗體[6],但Cemiplimab僅被批準(zhǔn)用于晚期皮膚鱗狀細(xì)胞癌的治療,尚未在膀胱癌的治療中見相關(guān)報(bào)道。
2.1 作用機(jī)制 PD-1作為一種跨膜蛋白不僅可以在活化的T細(xì)胞上表達(dá),還可在B細(xì)胞、單核細(xì)胞、活化的自然殺傷T細(xì)胞上輕度表達(dá)。PD-L1表達(dá)于多種腫瘤細(xì)胞和免疫細(xì)胞,通過與PD-1和B7.1(CD80)結(jié)合,在阻斷腫瘤免疫循環(huán)中發(fā)揮重要作用[7]。細(xì)胞通過PD-1/PD-L1相互作用抑制T細(xì)胞受體介導(dǎo)的細(xì)胞毒作用,抑制CD8+T細(xì)胞的增殖,從而避免自身免疫和消除炎癥;也通過上調(diào)或刺激腫瘤微環(huán)境細(xì)胞中的PD-L1表達(dá)這種免疫抑制機(jī)制,來(lái)逃避免疫監(jiān)視[8]。通過阻斷PD-1/PD-L1信號(hào),減弱腫瘤誘導(dǎo)的免疫抑制,并成功地通過T細(xì)胞介導(dǎo)的抗腫瘤免疫反應(yīng)而抑制腫瘤生長(zhǎng),因此PD-1/PD-L1抑制劑可以提高抗腫瘤免疫活性,從而介導(dǎo)腫瘤消退。
2.2 PD-1抑制劑 ①Pembrolizumab:是一種通過阻斷PD-1/PD-L1相互作用來(lái)增強(qiáng)抗腫瘤免疫的單克隆抗體。在370例不適合順鉑的晚期或轉(zhuǎn)移性尿路上皮癌患者中進(jìn)行了試驗(yàn),客觀緩解率(ORR)為29%,并且有7%的患者完全緩解[9],已被批準(zhǔn)用于順鉑后的二線治療和對(duì)不適合使用順鉑的局部晚期/轉(zhuǎn)移性尿路上皮癌患者的一線治療[5]。②Nivolumab:是一種人源性IgG4抗體,選擇性阻斷活化T細(xì)胞上表達(dá)的PD-1與腫瘤細(xì)胞上表達(dá)的PD-L1和PD-L2之間的相互作用,從而通過破壞PD-L1介導(dǎo)的信號(hào)傳導(dǎo),恢復(fù)T細(xì)胞驅(qū)動(dòng)的抗腫瘤反應(yīng)[10]?;谝豁?xiàng)Ⅱ期臨床試驗(yàn)(Check Mate 275),其總體ORR為19.6%,完全緩解率為2%,中位總生存期(OS)為8.74個(gè)月,中位無(wú)進(jìn)展生存期(PFS)為2.0個(gè)月[10],現(xiàn)已被批準(zhǔn)用于鉑后局部晚期/轉(zhuǎn)移性尿路上皮癌的二線治療[5]。
2.3 PD-L1抑制劑 ①Atezolizumab:是一種抑制PD-L1的單克隆抗體,在一項(xiàng)Ⅱ期試驗(yàn)中,ORR為23%,其中9%的患者表現(xiàn)出完全緩解,中位PFS為2.7個(gè)月,中位OS為15.9個(gè)月[11]。Atezolizumab是首個(gè)被FDA批準(zhǔn)的PD-1/PD-L1檢查點(diǎn)抑制劑,在2020年的EAU指南中指出,它已被批準(zhǔn)用于治療不適合順鉑為基礎(chǔ)的一線化療的晚期或轉(zhuǎn)移性尿路上皮癌且為PD-1陽(yáng)性的患者。一項(xiàng)Ⅲ期試驗(yàn)顯示,其比化療有更長(zhǎng)的反應(yīng)時(shí)間和更少的不良反應(yīng)[12]。②Avelumab:是一種選擇性阻斷PD-1/PD-L1相互作用的抗PD-L1免疫球蛋白G1(IgG1)單克隆抗體。一項(xiàng)Ⅰ期臨床試驗(yàn)研究結(jié)果顯示,其總體ORR為18.2%,其中PD-L1陽(yáng)性患者的ORR達(dá)53.8%,中位PFS為11.6周,中位OS為13.7個(gè)月[13],說明其具有良好的耐受性和反應(yīng)的持久性。③Durvalumab:是一種通過阻斷PD-1/PD-L1的相互作用,從而使T細(xì)胞識(shí)別并殺死腫瘤細(xì)胞的IgG單克隆抗體。目前,一項(xiàng)Ⅰ/Ⅱ期臨床試驗(yàn)評(píng)估了其在晚期膀胱癌中的應(yīng)用。在該研究中,Durvalumab治療效果迅速而持久,中位有效時(shí)間僅為1.4個(gè)月,總體ORR為17.8%,而在PD-L1高度表達(dá)的患者中則達(dá)到了27.6%;中位PFS和OS分別為1.5個(gè)月和18.2個(gè)月,1年總緩解率為55.0%[14]。
2.4 CTLA-4抑制劑 CTLA-4是活化T細(xì)胞表面表達(dá)的分子,通過結(jié)合B7.1和B7.2配體,在B淋巴細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和DC上均有表達(dá)[15]。CTLA-4由抗原呈遞細(xì)胞(APC)呈遞,是協(xié)同刺激的負(fù)調(diào)節(jié)因子,在識(shí)別特異性腫瘤抗原后,需要激活初始淋巴結(jié)內(nèi)的抗腫瘤T細(xì)胞;且它的激活可被抗CTLA-4抗體所抑制[16]。①Ipilimumab:是一種針對(duì)CTLA-4的IgG1單克隆抗體,作為單一療法已被批準(zhǔn)用于治療晚期黑色素瘤,目前正在其他類型的癌癥中進(jìn)行試驗(yàn),包括非小細(xì)胞肺癌、尿路上皮癌、前列腺癌和腎細(xì)胞癌等[17],尚需進(jìn)一步研究該藥物對(duì)BC患者的作用。②Tremelimumab:是一種抗CTLA-4的單克隆IgG2抗體,有研究表明,單藥Tremelimumab在已進(jìn)展、不適合或拒絕鉑類治療的轉(zhuǎn)移性尿路上皮癌患者中獲得了良好且持久的效果[18]。
3.1 共刺激受體激動(dòng)劑 由于共刺激受體在調(diào)節(jié)T細(xì)胞的效應(yīng)功能中起關(guān)鍵作用,因此激活共刺激途徑可能會(huì)改善檢查點(diǎn)抑制功效,并導(dǎo)致持久的抗腫瘤反應(yīng)。Toll樣受體(TLR)在免疫細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞上均有表達(dá),并在癌癥進(jìn)展和治療中驅(qū)動(dòng)免疫反應(yīng)[19]。TLR的激活在腫瘤細(xì)胞中發(fā)揮雙重作用,包括致瘤作用和抗腫瘤作用。TLR的抗腫瘤作用(腫瘤的負(fù)調(diào)控作用):配體與TLR結(jié)合,導(dǎo)致APC成熟,釋放細(xì)胞因子和趨化因子(如TNFα、IL-6、IL-12、干擾素、主要組織相容性復(fù)合體等),隨后NK細(xì)胞和多種細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞的激活,導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞的殺傷[19]。TLR在腫瘤細(xì)胞上的表達(dá)也具有致瘤作用(腫瘤的正調(diào)控作用):TLR在腫瘤細(xì)胞上的表達(dá)可以上調(diào)NF-κB信號(hào)級(jí)聯(lián)、促炎因子和抗凋亡蛋白的產(chǎn)生、促進(jìn)腫瘤生長(zhǎng)和癌細(xì)胞免疫逃避和增殖。此外,更多的免疫細(xì)胞被招募來(lái)增強(qiáng)腫瘤微環(huán)境中的免疫能力[19]。近年來(lái),TLR激動(dòng)劑(TLR2、TLR4、TLR7和TLR9)因其能夠刺激膀胱癌的抗腫瘤免疫反應(yīng)而受到廣泛關(guān)注,通過增強(qiáng)對(duì)抗原的免疫反應(yīng)來(lái)提高化療、電離輻射和單克隆抗體的有效性。之前的動(dòng)物模型研究表明,TLR2/4激動(dòng)劑可以通過抑制TNF-α和誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(iNOS),誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡來(lái)提高化療的效果[20]。TLR7的激活驅(qū)動(dòng)I型IFNs和炎癥反應(yīng),使其成為抗腫瘤治療的潛在靶點(diǎn)[19]。咪喹莫特(R-837)為TLR7激動(dòng)劑,其新型液體制劑TMX-101已被優(yōu)化用于膀胱內(nèi)治療,一項(xiàng)二期研究結(jié)果顯示其安全性和耐受性良好[21]。目前,TLR9激動(dòng)劑(CpG-ODN)和TLR2激動(dòng)劑(HP-NAP)對(duì)MB49膀胱癌小鼠模型腫瘤生長(zhǎng)的抑制作用也已得到證實(shí)[19],但臨床療效仍有待進(jìn)一步觀察。
3.2 光免疫療法 單克隆抗體—光吸收結(jié)合療法是一種新的選擇性光治療膀胱癌免疫應(yīng)答的方法。調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Treg)可以抑制免疫系統(tǒng)對(duì)癌癥的反應(yīng),導(dǎo)致腫瘤免疫逃逸[22]。光免疫治療可通過全身清除腫瘤微環(huán)境中的Treg而產(chǎn)生良好的免疫應(yīng)答,其直接細(xì)胞毒性作用是由于自由基的釋放[22]。近紅外光免疫療法(NIR-PIT)是一種結(jié)合光敏劑共軛單克隆抗體和光能的局部分子癌癥治療方法[23],其在體外選擇性殺傷表皮生長(zhǎng)因子受體(EGFR)表達(dá)的膀胱癌細(xì)胞[24]。在此基礎(chǔ)上使用單輪靶向CD47的NIR-PIT可以減弱EGFR表達(dá)的腫瘤細(xì)胞系異種移植物中腫瘤生長(zhǎng),而在非EGFR表達(dá)的膀胱癌細(xì)胞異種移植模型中,靶向EGFR的NIR-PIT與對(duì)照組的腫瘤生長(zhǎng)沒有差異[24]。CD47是一種細(xì)胞表面糖蛋白,屬于免疫球蛋白(IG)超家族,廣泛表達(dá)于膀胱癌細(xì)胞,但在正常尿道上皮中無(wú)表達(dá)[23]。該蛋白對(duì)癌癥患者的免疫系統(tǒng)具有三大作用[25]:①CD47在腫瘤細(xì)胞的質(zhì)膜上高水平表達(dá),并通過激活其自身配體信號(hào)調(diào)節(jié)蛋白α(SIRPα)-CD47軸來(lái)保護(hù)它們免受巨噬細(xì)胞的吞噬;②CD47在嗜中性粒細(xì)胞、DCs細(xì)胞和T細(xì)胞的表面表達(dá),并且通過反向信號(hào)通路激活和滅活針對(duì)腫瘤的免疫應(yīng)答;③CD47與其配體血小板反應(yīng)蛋白1(TSP-1)的結(jié)合具有直接的抗癌和抗血管生成作用。因此,CD47靶向的NIR-PIT可能會(huì)有效抑制人膀胱癌腫瘤的體內(nèi)生長(zhǎng)。目前,CD47被認(rèn)為是癌癥治療中較為有效的靶點(diǎn),臨床前景較好,其抗癌的主要作用機(jī)制是通過抑制CD47-SIRPα軸來(lái)增強(qiáng)癌細(xì)胞的吞噬作用,而不依賴于Fc介導(dǎo)的功能。因此,可以將這種作用與刺激Fc介導(dǎo)靶向腫瘤的功能相結(jié)合,以提高腫瘤細(xì)胞的死亡率。
3.3 細(xì)胞因子療法 細(xì)胞因子是一種分子量通常低于30 kDa的普通糖蛋白或多肽,通過促進(jìn)免疫細(xì)胞之間的相互作用,對(duì)外來(lái)抗原產(chǎn)生強(qiáng)效的免疫應(yīng)答。到目前為止,已被研究用于腫瘤免疫治療的四種主要細(xì)胞因子包括白介素、干擾素、粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子(GM-CSF)和趨化因子。許多IL,包括IL-2、IL-10、IL-12、IL-15、IL-21,都已通過臨床試驗(yàn)在尿路上皮癌中得到了廣泛的研究[26],盡管IL在臨床前研究中的結(jié)果尚可,但臨床研究的結(jié)果并不令人滿意[27]。干擾素(IFN)通常在有微生物病原體時(shí)由免疫細(xì)胞產(chǎn)生,并通過誘導(dǎo)多種免疫細(xì)胞而引發(fā)免疫反應(yīng)根除病原體[27]。研究顯示IFN-α和IFN-λ作為一種單一療法或聯(lián)合療法已進(jìn)入膀胱癌患者的臨床試驗(yàn)[26]。GM-CSF由巨噬細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、T細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞等多種細(xì)胞分泌,可刺激造血祖細(xì)胞產(chǎn)生單核細(xì)胞和粒細(xì)胞[27]。其增強(qiáng)免疫應(yīng)答的抗腫瘤機(jī)制主要包括兩種:①促進(jìn)T淋巴細(xì)胞增殖和穩(wěn)態(tài)穩(wěn)定;②通過支持DC分化,提高腫瘤相關(guān)抗原的處理和呈遞效果[28]。然而,GM-CSF也可以作為一種免疫抑制劑,擴(kuò)大未成熟的骨髓亞群,引起抗腫瘤反應(yīng)的陰性信號(hào)。盡管臨床試驗(yàn)正在研究將其應(yīng)用于膀胱癌的治療,但相關(guān)證據(jù)還不充足[27]。CXCR為趨化因子亞家族中CXC的受體,研究結(jié)果表明,高表達(dá)CXCR4及其配體CXCL12與膀胱癌的發(fā)生、侵襲和轉(zhuǎn)移密切相關(guān),提示它們高表達(dá)的膀胱癌細(xì)胞具有高度侵襲性;而且體內(nèi)研究也顯示,阻斷CXCR4表達(dá)可抑制膀胱癌細(xì)胞的生長(zhǎng)[29],這為預(yù)防和治療膀胱癌提供了一個(gè)潛在的分子靶點(diǎn)。
3.4 CAR-T細(xì)胞治療 CAR-T細(xì)胞是通過基因工程表達(dá)腫瘤靶向受體的自體多克隆T淋巴細(xì)胞,引導(dǎo)T細(xì)胞與特定的腫瘤相關(guān)抗原結(jié)合。其由細(xì)胞外單鏈可變片段和細(xì)胞內(nèi)信號(hào)域組成,使T細(xì)胞發(fā)揮獨(dú)立于MHC抗原的功能,因其直接與癌細(xì)胞表面相結(jié)合,導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞死亡,因此繞過了MHC的下調(diào)。CAR-T細(xì)胞在膀胱癌治療中的臨床結(jié)果尚不清楚[27]?;谄淅@過MHC下調(diào)的機(jī)制以及使用自體細(xì)胞降低排異反應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)而言,CAR-T細(xì)胞在未來(lái)膀胱癌的治療中將會(huì)有很大發(fā)展前景。
免疫治療與傳統(tǒng)化療相比具有靶向性好、不良反應(yīng)小、療效更佳等優(yōu)勢(shì)。但目前在臨床上還面臨著一系列尚未攻克的難題,如缺乏可靠的生物標(biāo)志物來(lái)預(yù)測(cè)其抗腫瘤的能力以及免疫治療不僅對(duì)許多患者缺乏敏感性,而且可能會(huì)產(chǎn)生其他不良反應(yīng)。因此,需要尋找多維生物標(biāo)記的預(yù)測(cè)模型(如基于臨床特點(diǎn)的生物標(biāo)記物、血液標(biāo)記物、腫瘤組織的標(biāo)記物等),準(zhǔn)確預(yù)測(cè)患者對(duì)免疫療法的敏感性,并指導(dǎo)臨床治療。同時(shí),為避免出現(xiàn)免疫相關(guān)不良事件,可研發(fā)一種藥物遞送系統(tǒng),改善藥物在靶細(xì)胞和靶組織中的積累和滯留。此外,直接針對(duì)免疫細(xì)胞和免疫相關(guān)器官的局部傳遞技術(shù),如注射水凝膠、植入式生物材料等也正在探索中[27]。