周 藝，楊 莉

（1.廈門(mén)特寶生物工程股份有限公司臨床研究中心，福建 廈門(mén) 361026；2.上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬國(guó)際和平婦幼保健院乳腺科，上海 200030）

腫瘤免疫治療是通過(guò)重新啟動(dòng)并維持抗腫瘤免疫循環(huán)，恢復(fù)機(jī)體正常的抗腫瘤免疫反應(yīng)，從而控制、清除腫瘤的一種治療方法。免疫療法已經(jīng)成為癌癥治療的第五大支柱性療法，主要包括免疫檢查點(diǎn)抑制劑 （immune checkpoint inhibitor，ICI）、過(guò)繼性細(xì)胞轉(zhuǎn)移療法、腫瘤特異性疫苗、細(xì)胞因子、小分子免疫藥物等，其中獲諾貝爾獎(jiǎng)的ICI 是目前應(yīng)用最廣泛的免疫療法。ICI 中，程序性死亡受體1（programmed cell death protein-1，PD-1） 及PD1 配體 （programmed deathligand 1,PD-L1） 抑制劑已經(jīng)獲批應(yīng)用于多種腫瘤的治療，并取得了較好的療效[1]。但I(xiàn)CI 的臨床療效仍有局限性，單用PD-1 抑制劑治療非小細(xì)胞肺癌、頭頸部腫瘤、食管胃腫瘤及膀胱腫瘤等的有效率僅為15%～25%，尤其是對(duì)于一些腫瘤微環(huán)境為“冷腫瘤”類(lèi)型的患者，應(yīng)用PD-1 抑制劑的療效并不佳[2]。腫瘤微環(huán)境除了腫瘤細(xì)胞本身，還包括周?chē)某衫w維細(xì)胞、免疫細(xì)胞等各種細(xì)胞，相對(duì)于腫瘤微環(huán)境中聚集了許多免疫細(xì)胞的“熱腫瘤”而言，“冷腫瘤”類(lèi)型的腫瘤微環(huán)境中沒(méi)有或很少有免疫細(xì)胞，因此這類(lèi)患者應(yīng)用PD-1 抑制劑治療的療效較差。采用ICI 與其他藥物聯(lián)合治療可能對(duì)腫瘤微環(huán)境產(chǎn)生影響，從而起到免疫協(xié)同效應(yīng)，這是目前研究的趨勢(shì)[3]。

細(xì)胞因子是調(diào)控機(jī)體免疫的小分子多肽或糖蛋白。美國(guó)食品藥品管理局（Food and Drug Administration，F(xiàn)DA）已批準(zhǔn)了多個(gè)細(xì)胞因子藥物的腫瘤免疫治療適應(yīng)證，如高劑量的白細(xì)胞介素2（interleukin-2，IL-2）用于治療黑色素瘤和腎細(xì)胞癌，干擾素α 用于黑色素瘤的術(shù)后輔助治療等。其中，粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子（granulocyte-macrophage colony-stimulating factor，GM-CSF）是一種多功能造血生長(zhǎng)因子，同時(shí)也是重要的免疫刺激因子，研究提示其除了可以促進(jìn)恢復(fù)腫瘤化療所致的白細(xì)胞減少外，還能誘導(dǎo)骨髓樹(shù)突細(xì)胞（dendritic cells，DC）和M1 型巨噬細(xì)胞的增殖、分化，增強(qiáng)抗原提呈作用，從而誘發(fā)機(jī)體抗腫瘤的免疫效應(yīng)[4]。隨著近年來(lái)腫瘤免疫治療研究的不斷深入，GM-CSF 用于腫瘤免疫治療方面的研究已有較多新進(jìn)展。本文圍繞免疫治療時(shí)代國(guó)內(nèi)外的多項(xiàng)基礎(chǔ)研究和臨床研究進(jìn)展，探討GM-CSF 作為免疫治療的“助燃劑”，在腫瘤免疫治療中的作用機(jī)制及臨床應(yīng)用價(jià)值，為后續(xù)開(kāi)展更多大規(guī)模臨床研究提供參考信息。

腫瘤免疫治療的機(jī)制及研究進(jìn)展

一、腫瘤免疫治療的機(jī)制

1.免疫治療環(huán)節(jié)：腫瘤免疫治療過(guò)程中，抗腫瘤免疫循環(huán)有七大關(guān)鍵環(huán)節(jié)[5]。直接殺傷腫瘤細(xì)胞的化療、放療等，是作用于抗腫瘤免疫循環(huán)的第一環(huán)節(jié) “凋亡的腫瘤細(xì)胞釋放腫瘤相關(guān)抗原”；作用于第二環(huán)節(jié)“抗原提呈細(xì)胞攝取并處理腫瘤相關(guān)抗原”的藥物則有腫瘤疫苗、GM-CSF、CD40 抗體等；第三環(huán)節(jié)是 “抗原提呈細(xì)胞進(jìn)入淋巴結(jié)激活輔助性T細(xì)胞成為特異性的CD8+T 細(xì)胞”，作用于該環(huán)節(jié)的藥物有CTLA-4 抗體、CD137 抗體、IL-2 等；后續(xù)的4 個(gè)環(huán)節(jié)分別為CD8+T 細(xì)胞的轉(zhuǎn)運(yùn)、浸潤(rùn)、識(shí)別腫瘤及最終殺滅腫瘤細(xì)胞。PD-1、PD-L1 抑制劑是抗腫瘤免疫循環(huán)中最后一個(gè)環(huán)節(jié) “殺滅腫瘤細(xì)胞”的重要干預(yù)措施。

2.PD-1、PD-L1：PD-1 是免疫系統(tǒng)中起主要抑制作用的免疫檢查點(diǎn)關(guān)鍵調(diào)節(jié)分子，作為細(xì)胞表面受體，其配體PDL1、PD-L2 在多種腫瘤細(xì)胞、腫瘤浸潤(rùn)細(xì)胞中的表達(dá)都上調(diào)，PD-1 與PD-L1、PD-L2（主要是PD-L1）結(jié)合后可以抑制T 細(xì)胞活性，下調(diào)免疫反應(yīng)，促進(jìn)機(jī)體自我免疫耐受。在正常情況下，PD-1 信號(hào)是阻止自身免疫病理反應(yīng)的重要負(fù)調(diào)節(jié)途徑，就像機(jī)體的一道“護(hù)身符”，維持免疫系統(tǒng)的穩(wěn)定平衡。但在惡性腫瘤發(fā)生、發(fā)展過(guò)程中，腫瘤細(xì)胞及腫瘤微環(huán)境的其他細(xì)胞，可上調(diào)PD-L1 的表達(dá)，并與活化的腫瘤特異性CD8+T 細(xì)胞表達(dá)的抑制性受體PD-1 相互作用，誘導(dǎo)T 細(xì)胞功能失活、耗竭和凋亡，進(jìn)而導(dǎo)致免疫逃逸。此過(guò)程亦被稱(chēng)為腫瘤特異性的T 細(xì)胞選擇性抑制。PD-1、PD-L1 抑制劑與細(xì)胞表面的PD-1、PD-L1 蛋白結(jié)合，可阻斷腫瘤細(xì)胞表面的PD-L1、PD-L2 與T 細(xì)胞間的作用，恢復(fù)或增強(qiáng)效應(yīng)性CD8+T 細(xì)胞的功能，而活化的CD8+T 細(xì)胞可特異性地識(shí)別腫瘤細(xì)胞，并釋放穿孔素和顆粒酶以及Fas 配體來(lái)誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡，從而清除腫瘤細(xì)胞[6-7]。

二、腫瘤免疫治療的研究進(jìn)展

1.細(xì)胞因子：腫瘤免疫治療主要包括免疫檢查點(diǎn)抑制劑、過(guò)繼性細(xì)胞轉(zhuǎn)移療法、腫瘤特異性疫苗、細(xì)胞因子、小分子免疫藥物等。歷史上第一個(gè)獲FDA 批準(zhǔn)的腫瘤免疫治療藥物是細(xì)胞因子干擾素α，后續(xù)有多種細(xì)胞因子藥物同樣獲批用于腫瘤的免疫治療。細(xì)胞因子在腫瘤免疫治療過(guò)程中具有重要作用，可調(diào)控免疫細(xì)胞的生長(zhǎng)、發(fā)育、分化、效應(yīng)功能。機(jī)體的細(xì)胞因子網(wǎng)絡(luò)非常復(fù)雜，細(xì)胞因子具有多能性，容易引起機(jī)體的負(fù)向免疫調(diào)控，在單獨(dú)應(yīng)用時(shí)的療效有限。近年來(lái)，關(guān)于細(xì)胞因子IL-2 和GM-CSF 聯(lián)合應(yīng)用的研究已取得了不錯(cuò)的進(jìn)展。最新一項(xiàng)針對(duì)不可切除胰腺癌患者的研究[8]發(fā)現(xiàn)，采用一線AGIG 方案（白蛋白紫杉醇、吉西他濱、IL-2、GM-CSF）治療后，患者獲得了較好的客觀緩解率（43.75%）和疾病控制率（76.6%），患者的無(wú)進(jìn)展生存（progress free survival，PFS）期為5.7 個(gè)月，總生存（overall survival，OS）期為14.2 個(gè)月，明顯優(yōu)于既往MPACT 研究中單純采用AG方案（白蛋白紫杉醇、吉西他濱）化療的患者。針對(duì)轉(zhuǎn)移性結(jié)腸直腸癌患者進(jìn)行了15年隨訪的前瞻性隨機(jī)、對(duì)照研究[9-10]顯示，采用一線化療聯(lián)合免疫細(xì)胞因子的GOLFIG-2 方案（吉西他濱、奧沙利鉑、亞葉酸鈣、5-FU、GM-CSF、IL-2）治療的患者其PFS 期達(dá)15.28 個(gè)月，顯著優(yōu)于采用FOLFOX 方案（奧沙利鉑、亞葉酸鈣、5-FU）治療的患者（P＝0.006）；應(yīng)用GOLFIG-2 方案治療患者的OS 期達(dá)24.6 個(gè)月，其中10%的患者PFS 期達(dá)10年，且出現(xiàn)自身免疫不良反應(yīng)者的OS 期更長(zhǎng)（19.17 個(gè)月比25.83 個(gè)月，P＝0.028）。研究還發(fā)現(xiàn)，該聯(lián)合方案顯著增加了患者的淋巴細(xì)胞、嗜酸性粒細(xì)胞數(shù)量，降低了抑制性T 細(xì)胞亞群CD4+CD25+調(diào)節(jié)性T （Treg） 細(xì)胞、CD95+細(xì)胞的數(shù)量，可使其恢復(fù)正常的CD4/CD8 細(xì)胞比例（P＜0.05），打破腫瘤免疫抑制狀態(tài)[11-12]。

2.PD-1/PD-L1 抑制劑：腫瘤免疫療法中目前應(yīng)用較廣的是免疫檢查點(diǎn)抑制劑（PD-1 和PD-L1 抑制劑），其已被廣泛應(yīng)用于治療惡性黑色素瘤、非小細(xì)胞肺癌和復(fù)發(fā)或難治性經(jīng)典型霍奇金淋巴瘤等多種惡性腫瘤[2-3]。值得強(qiáng)調(diào)的是，PD-1、PD-L1 負(fù)向免疫調(diào)節(jié)信號(hào)通路機(jī)制的研究進(jìn)展，推動(dòng)了腫瘤免疫治療的巨大進(jìn)步；但臨床研究表明，只有25%～30%的腫瘤可通過(guò)PD-1/PD-L1 通路來(lái)抑制免疫反應(yīng)，而其他腫瘤則通過(guò)另外的分子通路或機(jī)制來(lái)逃脫免疫反應(yīng)的攻擊。因此，僅抑制PD-1/PD-L1 通路可能不夠，尋找PD-1/PD-L1通路之外的免疫抑制通路或機(jī)制，極具臨床應(yīng)用價(jià)值[13-14]。2020年，JCO Clinical Cancer Informatics 雜志發(fā)表了一項(xiàng)入組超過(guò)10 000 例患者的大型真實(shí)世界研究[15]，由于實(shí)際臨床環(huán)境中的復(fù)雜因素影響，該研究中接受ICI 治療的晚期腫瘤患者的生存結(jié)果總體不如臨床試驗(yàn)患者，但其生存期仍比接受標(biāo)準(zhǔn)化療或靶向治療方案的患者明顯延長(zhǎng)。其中，占比最多的是非小細(xì)胞肺癌患者，約占51.1%，采用帕博利珠單抗（8.88 個(gè)月）、帕博利珠單抗+鉑類(lèi)化療（10.59 個(gè)月）作為一線治療患者的中位OS 期均長(zhǎng)于用含鉑雙藥療法治療的患者（6.38 個(gè)月），而采用帕博利珠單抗或納武利尤單抗（10.06 個(gè)月）作為二線或后線治療患者的OS 期也長(zhǎng)于應(yīng)用多西他賽的患者（6.41 個(gè)月）。用納武利尤單抗作為一線治療方案的黑色素瘤患者，其OS 期（39.29 個(gè)月）長(zhǎng)于化療患者（5.75 個(gè)月）。用納武利尤單抗聯(lián)合伊匹單抗作為一線治療方案的結(jié)腸直腸癌患者其OS 期（14.01 個(gè)月）長(zhǎng)于靶向治療患者（8.63 個(gè)月），用納武利尤單抗作為二線或后線治療患者的OS 期（12.43 個(gè)月）也長(zhǎng)于應(yīng)用依維莫司的患者（8.09 個(gè)月）。該項(xiàng)研究不僅反映了ICI 治療在不同腫瘤中的效果，更反映了實(shí)際臨床中未能參加免疫療法臨床試驗(yàn)的患者應(yīng)用ICI 的生存獲益。

對(duì)于晚期腫瘤治療來(lái)說(shuō)，PD-1、PD-L1 抑制劑的臨床療效仍然有限，仍有大量患者無(wú)法從免疫治療中獲益。例如，不同于微衛(wèi)星高度不穩(wěn)定/錯(cuò)配修復(fù)基因缺失型或腫瘤突變負(fù)荷高的實(shí)體瘤，PD-1 抑制劑對(duì)微衛(wèi)星穩(wěn)定型或腫瘤突變負(fù)荷低的實(shí)體瘤幾乎無(wú)效。而微衛(wèi)星穩(wěn)定型或腫瘤突變負(fù)荷低的實(shí)體瘤占比較高，微衛(wèi)星穩(wěn)定型腸癌約占晚期腸癌的95%，這類(lèi)患者的免疫治療一直是難以破解的困局[2,16]。因此，對(duì)于腫瘤微環(huán)境為“冷腫瘤”類(lèi)型的患者，PD-1/PD-L1 抑制劑治療效果不佳，如何采用聯(lián)合治療將這類(lèi)腫瘤從“冷腫瘤”變?yōu)椤盁崮[瘤”，是目前研究探索的方向[3]。目前已有研究探索的聯(lián)合手段包括放療、化療、靶向治療、細(xì)胞因子等，其中與GM-CSF 的聯(lián)合方案初步取得了令人鼓舞的療效。研究發(fā)現(xiàn)，GM-CSF 可通過(guò)增強(qiáng)抗原遞呈，間接招募T 細(xì)胞進(jìn)入腫瘤微環(huán)境，將“冷腫瘤”轉(zhuǎn)變成“熱腫瘤”，提高PD-1、PD-L1抑制劑的療效[17-18]。

GM-CSF 在腫瘤免疫治療中的作用機(jī)制

GM-CSF 是一種多功能造血生長(zhǎng)因子，可以刺激造血祖細(xì)胞向單核細(xì)胞、巨核細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、嗜酸性粒細(xì)胞、嗜堿性粒細(xì)胞、紅細(xì)胞的分化，被廣泛應(yīng)用于治療患者放療、化療后的骨髓抑制，以及骨髓移植、再生障礙性貧血、骨髓增生異常綜合征等患者相關(guān)的白細(xì)胞減少癥。GM-CSF 作為免疫刺激因子的作用機(jī)制主要是促進(jìn)DC 和巨噬細(xì)胞的分化、成熟、增殖，并增強(qiáng)其功能[19]。

一、GM-CSF 可促進(jìn)抗原提呈細(xì)胞激活T 細(xì)胞免疫應(yīng)答

DC 和巨噬細(xì)胞是體內(nèi)主要的抗原提呈細(xì)胞，維持著抗腫瘤免疫循環(huán)中關(guān)鍵的第二環(huán)節(jié)，其通過(guò)識(shí)別、加工腫瘤抗原或病原體并提呈給T 細(xì)胞，來(lái)激活CD8+T 細(xì)胞，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)抗腫瘤、抗感染的免疫應(yīng)答[20]。成熟DC 在產(chǎn)生一定強(qiáng)度的抗腫瘤免疫應(yīng)答中十分關(guān)鍵，相比于未成熟DC，DC 細(xì)胞表面表達(dá)能介導(dǎo)自身攝取抗原的一些膜受體，如Fc 受體等。因而，成熟的DC 擁有更強(qiáng)的抗原攝取、加工和處理能力，并且成熟DC 表達(dá)的主要組織相容復(fù)合體（major histocompatibility complex，MHC）-Ⅱ類(lèi)分子、共刺激分子、黏附分子的水平較高，抗原提呈能力較強(qiáng)。GM-CSF 通過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活蛋白5 通路和核轉(zhuǎn)錄因子кB 通路促進(jìn)DC 的分化、成熟，上調(diào)MHC-Ⅱ和CD80/CD86 等共刺激分子表達(dá)，活化單核DC[21]。低劑量GM-CSF 會(huì)優(yōu)先促進(jìn)粒細(xì)胞增殖，而當(dāng)其劑量越高則其促進(jìn)單核DC 的作用越強(qiáng)[22]。當(dāng)采用放療或化療等手段直接殺傷腫瘤細(xì)胞時(shí)，凋亡的腫瘤細(xì)胞會(huì)釋放腫瘤相關(guān)抗原，此時(shí)加入GM-CSF 可放大機(jī)體的抗原提呈作用，激活并增強(qiáng)T 細(xì)胞的抗腫瘤免疫效應(yīng)。因此，GM-CSF 可恢復(fù)“冷腫瘤”微環(huán)境中DCs 的功能，增加腫瘤T 細(xì)胞浸潤(rùn)，使其向“熱腫瘤”轉(zhuǎn)變。Martinez 等[23]的研究顯示，結(jié)腸直腸癌患者化療后應(yīng)用GM-CSF（劑量500 μg/d，連用4 d），可促進(jìn)DC 及CD8+T 細(xì)胞數(shù)顯著增加（P＜0.05），73%的患者體內(nèi)的循環(huán)DC 數(shù)量提高為給藥前的3 倍（5.8%比13.6%），同時(shí)顯著降低了循環(huán)Treg 細(xì)胞數(shù)量（P＜0.01）。

二、GM-CSF 促進(jìn)巨噬細(xì)胞增強(qiáng)抗體依賴細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒作用

腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞（tumor-associated macrophage，TAM）是浸潤(rùn)或鄰近腫瘤組織區(qū)域內(nèi)的一類(lèi)腫瘤相關(guān)免疫細(xì)胞，從屬巨噬細(xì)胞系，其數(shù)量約為腫瘤微環(huán)境內(nèi)T 細(xì)胞的2 倍。作為免疫環(huán)境中的 “兩面派”，TAM 發(fā)揮著雙向作用，其中M1 巨噬細(xì)胞具有抗腫瘤作用，而M2 巨噬細(xì)胞具有促腫瘤生長(zhǎng)作用[24]。M2 巨噬細(xì)胞是一種重要的腫瘤相關(guān)免疫抑制性細(xì)胞，是抗腫瘤免疫的“叛徒”，非但不能清除腫瘤，反而主動(dòng)抑制機(jī)體抗腫瘤免疫應(yīng)答，在腫瘤發(fā)生、發(fā)展和轉(zhuǎn)移中起到了“幫兇”的作用[25]。TAM 群體處在M1、M2 這2 種形態(tài)功能間不斷轉(zhuǎn)變的狀態(tài)，稱(chēng)為極化作用[24]。研究表明，GMCSF 可促進(jìn)M1 型巨噬細(xì)胞的數(shù)量及其表面Fc 受體的表達(dá)，并增強(qiáng)其活性，從而逆轉(zhuǎn)腫瘤微環(huán)境的免疫抑制，恢復(fù)CD8+細(xì)胞毒性T 細(xì)胞的活性[26]。GM-CSF 還可促進(jìn)巨噬細(xì)胞的數(shù)量和活性，增強(qiáng)抗體依賴的細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒作用。Cabanillas 等[27]應(yīng)用一線化療R-CHOP-14 聯(lián)合GM-CSF 及Peg-G-CSF 的方案治療侵襲性非霍奇金淋巴瘤患者，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，其中86%的患者達(dá)到完全緩解，3年OS 率為76%，無(wú)失敗生存率為73%，隨訪18 個(gè)月，無(wú)一例患者出現(xiàn)腫瘤復(fù)發(fā)。值得注意的是，年齡因素作為一個(gè)重要的不良預(yù)后因素似乎對(duì)結(jié)果影響并不是很大，年齡＜60 歲和≥60 歲的無(wú)失敗生存率分別為77%和69%（P＝0.29），提示GM-CSF 可增強(qiáng)利妥昔單抗抗體依賴的細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒作用，提高非霍奇金淋巴瘤的療效[28]。

GM-CSF 的作用機(jī)制見(jiàn)圖1，其可通過(guò)非特異的免疫增強(qiáng)來(lái)實(shí)現(xiàn)細(xì)胞免疫和體液免疫的特異性免疫激活。

圖1 GM-CSF 在腫瘤免疫治療中的作用

GM-CSF 在腫瘤免疫治療中的應(yīng)用進(jìn)展

腫瘤患者手術(shù)后的免疫功能抑制和隱匿性微小轉(zhuǎn)移是術(shù)后腫瘤復(fù)發(fā)的重要原因之一。早期關(guān)于GM-CSF 免疫治療腫瘤的臨床研究發(fā)現(xiàn)，GM-CSF 可能通過(guò)促進(jìn)DC 等免疫細(xì)胞激活機(jī)體免疫，清除患者術(shù)后殘留的腫瘤細(xì)胞，降低復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移率，從而改善生存。Oosterling 等[29]的研究入組了肝功能正常的結(jié)腸直腸癌患者，在其手術(shù)前3 d 至手術(shù)后4 d 期間隨機(jī)予GM-CSF 或安慰劑治療，結(jié)果發(fā)現(xiàn)GM-CSF 治療可改善患者術(shù)后5年的無(wú)病生存率（63%比50%，P＝0.46）和OS率（75%比50%，P＝0.28）。肝組織活檢結(jié)果發(fā)現(xiàn)，GM-CSF 組的DC 及CD8+T 細(xì)胞數(shù)量均比對(duì)照組顯著增加。Spitler 等[30]發(fā)起的一項(xiàng)多中心臨床研究入組了Ⅲ、Ⅳ期的惡性黑色素瘤患者，術(shù)后予GM-CSF 治療14 d，28 d 為1 個(gè)療程，連續(xù)使用至少1年或疾病進(jìn)展。結(jié)果顯示，對(duì)比歷史對(duì)照組，GMCSF 組的中位生存期延長(zhǎng)3 倍 （37.5 個(gè)月比12.2 個(gè)月），OS率顯著提高（P＜0.001）（1年OS 率，89%比45%；2年OS 率，64%比15%）。

然而，單獨(dú)應(yīng)用GM-CSF 免疫治療腫瘤在臨床上取得顯著療效的研究并不多，這可能由于GM-CSF 單獨(dú)應(yīng)用時(shí)激活抗腫瘤免疫應(yīng)答的強(qiáng)度仍不足。目前更多研究將GM-CSF 與放射治療（放療）、ICI、腫瘤治療性疫苗等治療手段聯(lián)合應(yīng)用，從而達(dá)到更強(qiáng)的抗腫瘤免疫療效。

一、GM-CSF 聯(lián)合放療的研究進(jìn)展

1.放療的原位疫苗效應(yīng)：早在1953年，Mole 等[31]就觀察到了放療后在放射野外的腫瘤細(xì)胞退縮，并將其稱(chēng)之為遠(yuǎn)隔效應(yīng)。這種放療對(duì)靶區(qū)以外腫瘤灶發(fā)揮類(lèi)似的免疫效應(yīng)與腫瘤疫苗在體內(nèi)發(fā)揮抗腫瘤免疫反應(yīng)的過(guò)程高度相似，被稱(chēng)為放療的原位疫苗效應(yīng)。放療的過(guò)程類(lèi)似腫瘤原位疫苗的產(chǎn)生及自主接種過(guò)程，能夠刺激機(jī)體產(chǎn)生特異性的抗腫瘤免疫，從而對(duì)照射野外的腫瘤產(chǎn)生殺傷作用[32]。

放療可直接殺傷腫瘤細(xì)胞，壞死的腫瘤細(xì)胞和凋亡細(xì)胞釋放大量腫瘤相關(guān)抗原（尤其是腫瘤新生抗原）入血，誘發(fā)了免疫原性細(xì)胞死亡，從而刺激DC 成熟，而成熟的DC 將腫瘤抗原呈遞給T 細(xì)胞，T 細(xì)胞被激活，繼而成熟、分化為腫瘤特異性T 細(xì)胞，從而產(chǎn)生抗腫瘤免疫效應(yīng)。放療還可以誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞膜上腫瘤相關(guān)抗原的表達(dá)上調(diào)，其與表達(dá)上調(diào)的MHC-Ⅰ類(lèi)分子相結(jié)合，將使免疫系統(tǒng)能夠更有效地識(shí)別出腫瘤細(xì)胞[33]。

然而，放療同時(shí)也會(huì)抑制機(jī)體免疫。放療會(huì)損傷腫瘤血管導(dǎo)致腫瘤乏氧增加，從而激活核轉(zhuǎn)錄因子-кB 等途徑，誘導(dǎo)髓源性抑制細(xì)胞等免疫抑制細(xì)胞聚集[34]，免疫抑制細(xì)胞分泌細(xì)胞因子抑制DC，同時(shí)激活Treg 細(xì)胞，并擴(kuò)大腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞對(duì)免疫的抑制作用[35]。因此，放療產(chǎn)生的遠(yuǎn)隔效應(yīng)是非常罕見(jiàn)的[36]。

2.DC 在放療誘導(dǎo)原位疫苗效應(yīng)中起關(guān)鍵作用：腫瘤灶內(nèi)的DC 在參與放療的原位疫苗效應(yīng)中具有重要作用。黑色素瘤細(xì)胞系和Lewis 肺癌細(xì)胞系移植瘤模型表明[37]，接受劑量為8 Gy 的放療后，在瘤體內(nèi)注射GM-CSF 誘導(dǎo)生成的骨髓來(lái)源的DC，與單純放療相比其可顯著抑制瘤體生長(zhǎng)，其抑制腫瘤生長(zhǎng)的效應(yīng)甚至高于放療聯(lián)合PD-1 抑制劑。而且，骨髓DC 聯(lián)合放療處理腫瘤細(xì)胞后，與脾臟T 細(xì)胞共培養(yǎng)，可進(jìn)一步促進(jìn)CD4+T 細(xì)胞擴(kuò)增和干擾素γ 分泌。研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，受照射凋亡的腫瘤細(xì)胞氧化線粒體DNA（mtDNA） 被攝入DC 細(xì)胞質(zhì)，可激活DC 內(nèi)STING-TBK1-IRF3 通路，誘導(dǎo)CD8+T 細(xì)胞擴(kuò)增并阻滯腫瘤生長(zhǎng)。

3.GM-CSF 增強(qiáng)放療的原位疫苗效應(yīng)：GM-CSF 可通過(guò)增強(qiáng)DC 的抗原提呈作用放大放療的原位疫苗效應(yīng)。臨床前研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)照射的惡性黑色素瘤細(xì)胞系不足以產(chǎn)生抗腫瘤免疫效應(yīng)，而利用逆轉(zhuǎn)錄病毒，使惡性黑色素細(xì)胞系能夠自分泌GM-CSF，則發(fā)現(xiàn)該惡性黑色素細(xì)胞系在接受放射后能夠產(chǎn)生強(qiáng)力且持久的抗腫瘤免疫效應(yīng)[38]。一項(xiàng)研究統(tǒng)計(jì)了126 例肺癌或食管癌患者（其中72 例肺癌患者）接受放療前及放療期間的血清GM-CSF 水平與其預(yù)后間的關(guān)系，3 組患者（肺癌組、食管癌組、全體入組患者）均發(fā)現(xiàn)接受放療后血清GM-CSF 水平升高患者的OS 期、PFS 期相較GM-CSF 下降的患者均顯著延長(zhǎng)（P＜0.001），推測(cè)放療聯(lián)合GM-CSF 治療可能給患者帶來(lái)生存獲益[39]。2015年發(fā)表在Lancet Oncology上的研究[40]提出了GM-CSF 增強(qiáng)放療原位疫苗效應(yīng)的基礎(chǔ)理論。該研究共入組41 例轉(zhuǎn)移性惡性腫瘤患者，均采用放療聯(lián)合GM-CSF 免疫治療的方式，其中11 例患者（26.8%）出現(xiàn)了遠(yuǎn)隔效應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn)，更強(qiáng)的遠(yuǎn)隔效應(yīng)與更優(yōu)的OS相關(guān)，發(fā)生遠(yuǎn)隔效應(yīng)者的中位生存期較未發(fā)生遠(yuǎn)隔效應(yīng)者延長(zhǎng)12 個(gè)月（20.98 個(gè)月比8.33 個(gè)月），死亡風(fēng)險(xiǎn)降低約2 倍。這種聯(lián)合治療中，患者并未出現(xiàn)因?yàn)镚M-CSF 或放療的毒性需要?jiǎng)┝繙p低或者治療中斷的情況，因此聯(lián)合治療被認(rèn)為是一種較為安全的誘導(dǎo)抗腫瘤免疫效應(yīng)的手段。該研究還發(fā)現(xiàn)，治療前中性粒細(xì)胞/淋巴細(xì)胞比值較低的患者療效更佳（P＝0.015），提示治療前中性粒細(xì)胞/淋巴細(xì)胞比值可作為放療聯(lián)合GM-CSF 免疫治療的療效預(yù)測(cè)生物標(biāo)志物[36]。2019年，在復(fù)旦大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院報(bào)道的10 例胸腺腫瘤患者中，有3 例接受放療聯(lián)合GM-CSF 治療的患者出現(xiàn)遠(yuǎn)隔效應(yīng)，并且生存期顯著延長(zhǎng)。上海市胸科醫(yī)院也報(bào)道了30 例晚期胸部腫瘤患者應(yīng)用GM-CSF 聯(lián)合放療，最終有4 例成功誘導(dǎo)出遠(yuǎn)隔效應(yīng)[41]?？梢?jiàn)，放療釋放腫瘤抗原，可引發(fā)T 細(xì)胞免疫應(yīng)答，而聯(lián)合應(yīng)用GM-CSF，可增強(qiáng)DC 抗原提呈作用，放大機(jī)體特異性免疫效應(yīng)，提高腫瘤治療有效率，延長(zhǎng)患者的生存期。

二、GM-CSF 聯(lián)合ICI 治療的研究進(jìn)展

1.GM-CSF 增強(qiáng)ICI 療效的機(jī)制：GM-CSF 增強(qiáng)ICI 療效的機(jī)制在于提升成熟DC 數(shù)量及改善腫瘤微環(huán)境。2020年的一項(xiàng)研究[42]首次闡明了DC 在PD-L1 抑制劑抗腫瘤治療中的關(guān)鍵作用和機(jī)制。該研究發(fā)現(xiàn)，腫瘤組織中成熟DC 的數(shù)量與患者的預(yù)后呈正相關(guān)，DC 數(shù)量高的患者預(yù)后普遍優(yōu)于DC 數(shù)量低的患者，證實(shí)了DC 對(duì)于免疫治療（尤其PD-L1抑制劑治療）的關(guān)鍵性作用。DC 數(shù)量對(duì)臨床篩選患者和指導(dǎo)聯(lián)合用藥具有積極意義。成熟DC 有潛力成為PD-1、PD-L1抑制劑治療腫瘤的預(yù)后生物標(biāo)志物。PD-1、PD-L1 抑制劑治療腫瘤往往由于患者自身免疫能力低下而收效較差，而GMCSF 的使用能夠提升成熟DC 水平，促進(jìn)T 淋巴細(xì)胞向腫瘤微環(huán)境浸潤(rùn)[43]，從而增強(qiáng)PD-1、PD-L1 抑制劑治療的效果。

有研究在表皮生長(zhǎng)因子受體基因突變的肺癌小鼠模型中發(fā)現(xiàn)，采用吉非替尼聯(lián)合GM-CSF 治療可恢復(fù)DC 功能，從而增加腫瘤T 細(xì)胞浸潤(rùn)，進(jìn)而提高了PD-L1 抑制劑治療的療效。GM-CSF 聯(lián)合吉非替尼、PD-L1 抑制劑組的腫瘤體積較吉非替尼聯(lián)合PD-L1 抑制劑組顯著縮?。≒＜0.001）[44]。一項(xiàng)采用化療聯(lián)合PD-L1 抑制劑、GM-CSF 治療的方案 （吉西他濱、順鉑、PD-L1 單抗、GM-CSF），對(duì)膀胱癌動(dòng)物模型進(jìn)行新輔助治療的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，相較于單用PD-L1 抑制劑治療，采用聯(lián)合方案治的模型動(dòng)物病灶的手術(shù)切緣陽(yáng)性率顯著降低（75%比12.5%，P＝0.05），無(wú)局部復(fù)發(fā)生存期顯著延長(zhǎng)（P＜0.000 1）[45]。有研究在動(dòng)物模型中驗(yàn)證了GM-CSF 聯(lián)合PD-L1、CTLA-4 抑制劑治療的療效，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，GM-CSF 可增強(qiáng)抗原遞呈，間接招募T 細(xì)胞進(jìn)入腫瘤微環(huán)境，將冷腫瘤轉(zhuǎn)變成熱腫瘤，激活免疫抗腫瘤效應(yīng)，提高免疫檢查點(diǎn)抑制劑的療效。即使CTLA-4 抑制劑和PD-1 抑制劑的劑量各減少三分之一時(shí)，聯(lián)合GM-CSF 組的抗腫瘤作用仍然最強(qiáng)，可明顯縮小腫瘤體積（P＜0.000 1），延長(zhǎng)患者的生存期（P＝0.037 7）[18]。

2.GM-CSF 改善ICI 的治療療效：一項(xiàng)納入245 例轉(zhuǎn)移性黑色素瘤患者的前瞻性、隨機(jī)對(duì)照研究[46]顯示，與單用伊匹單抗治療相比，GM-CSF 聯(lián)合伊匹單抗治療可顯著提高患者的1年總生存率（68.9% 比52.9%，P＝0.01），死亡風(fēng)險(xiǎn)降低35%（危險(xiǎn)比為0.64，P＝0.014），3～5 級(jí)不良反應(yīng)發(fā)生率明顯較少（44.9%比58.3%，P＝0.04）。這可能是GM-CSF 對(duì)胃腸黏膜的保護(hù)作用，使伊匹單抗治療的胃腸道毒性反應(yīng)顯著降低。

此外，聯(lián)合GM-CSF 治療也降低了伊匹單抗的肺部毒性反應(yīng)，這可能對(duì)其他ICI 聯(lián)合GM-CSF 的使用有提示意義，特別是作用于程序性死亡通路的藥物，因?yàn)檫@些藥物的毒性反應(yīng)與肺炎相關(guān)?；谙嚓P(guān)的臨床研究，2019年9月美國(guó)FDA 批準(zhǔn)了GM-CSF 聯(lián)合伊匹單抗用于治療Ⅱb～Ⅳ期惡性黑色素瘤。GM-CSF 聯(lián)合PD-1 抑制劑治療的Ⅱ期臨床研究正在開(kāi)展，前期已入組了27 例晚期膽管癌患者，均為至少經(jīng)1 個(gè)周期標(biāo)準(zhǔn)治療之后，且未接受過(guò)免疫檢查點(diǎn)抑制劑治療的患者，其中大部分為Ⅳ期、微衛(wèi)星穩(wěn)定型、低腫瘤突變負(fù)荷的患者，其6 個(gè)月的PFS 率達(dá)35%，有7%的患者發(fā)生了3 級(jí)以上的不良反應(yīng) （1 例發(fā)熱，1 例血糖異常），其他患者均可耐受[47]。一項(xiàng)采用放療聯(lián)合GM-CSF、PD-1 抑制劑治療的前瞻性臨床研究正在開(kāi)展，入組者為晚期多發(fā)腫瘤轉(zhuǎn)移的進(jìn)展期實(shí)體瘤，經(jīng)指南推薦的一二線化療后進(jìn)展，并有多個(gè)可測(cè)量轉(zhuǎn)移病灶的患者。該研究的中期結(jié)果顯示，患者取得了不錯(cuò)的近期療效，3 個(gè)月客觀緩解率為15.8%，中位PFS 達(dá)4 個(gè)月，長(zhǎng)期療效可期[48]。

三、GM-CSF 聯(lián)合腫瘤疫苗治療的研究進(jìn)展

腫瘤疫苗包括多肽疫苗、DC 疫苗、全腫瘤細(xì)胞疫苗、病毒載體疫苗等都是通過(guò)激活機(jī)體免疫系統(tǒng)殺滅腫瘤細(xì)胞的特異性免疫反應(yīng)，以達(dá)到控制和治療腫瘤的目的。隨著免疫療法取得巨大進(jìn)步，腫瘤疫苗已成為一種新型有前景的治療方式，近期有較多研究進(jìn)展。GM-CSF 是一種公認(rèn)的腫瘤疫苗佐劑，可提高治療性瘤苗的有效率，在多項(xiàng)腫瘤疫苗的臨床研究中得到應(yīng)用。

近期研究已取得了突破性的結(jié)果，GP2 疫苗在不聯(lián)合GM-CSF 時(shí)，HER2 陽(yáng)性乳腺癌患者未取得明確獲益，但當(dāng)GP2 疫苗聯(lián)合GM-CSF 治療時(shí)，HER2 陽(yáng)性乳腺癌患者的5年DFS 率達(dá)100%[49]。GM-CSF 錨定疫苗已在膀胱癌動(dòng)物模型中被證實(shí)能顯著增加成熟DC 數(shù)量和CD8+T 細(xì)胞釋放干擾素γ。GM-CSF 錨定疫苗聯(lián)合抗PD-1 抗體可增加腫瘤部位及外周血中CD4+、CD8+T 細(xì)胞數(shù)，有效抑制腫瘤生長(zhǎng)，促進(jìn)腫瘤消退[43]。聯(lián)合使用復(fù)發(fā)性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤疫苗Gliovac與GM-CSF、貝伐單抗的患者，比單用貝伐單抗患者的OS 期顯著延長(zhǎng)[50]。存在RAS 突變的Ⅰ～Ⅱ期胰腺癌患者術(shù)后應(yīng)用多肽疫苗TG01 聯(lián)合GM-CSF 治療的研究，已取得了突破性療效，92%以上的患者獲得了免疫應(yīng)答，OS 期達(dá)34.3 個(gè)月，DFS 期達(dá)19.5 個(gè)月[51]。

總結(jié)和展望

腫瘤的免疫治療是一場(chǎng)腫瘤細(xì)胞與宿主之間的“博弈”。一方面，宿主利用自身的免疫系統(tǒng)抵抗腫瘤。另一方面，腫瘤細(xì)胞可以通過(guò)多種機(jī)制抑制機(jī)體免疫反應(yīng)，逃避免疫系統(tǒng)監(jiān)視。ICI 可恢復(fù)或增強(qiáng)CD8+T 細(xì)胞，從而發(fā)揮抗腫瘤效應(yīng)，而DC 作為免疫細(xì)胞中功能最強(qiáng)的抗原提呈細(xì)胞，在宿主抵抗腫瘤的過(guò)程中起著非常重要的作用。GM-CSF 作為一種重要的免疫刺激因子，促進(jìn)造血干細(xì)胞和不同階段DC 的生成、分化和增殖，刺激單核細(xì)胞分化為M1 型巨噬細(xì)胞，增強(qiáng)抗原提呈和抗體依賴的細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒作用，在淋巴結(jié)中激活初始T 細(xì)胞發(fā)揮全身免疫作用，通過(guò)非特異性免疫增強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)細(xì)胞免疫和體液免疫的特異性免疫激活。目前國(guó)內(nèi)外已有多項(xiàng)關(guān)于GM-CSF 與放療、免疫檢查點(diǎn)抑制劑、治療性腫瘤疫苗聯(lián)合應(yīng)用的研究報(bào)道，但大規(guī)模的臨床研究還很少。關(guān)于如何選擇優(yōu)勢(shì)患者、如何最大程度增強(qiáng)免疫效應(yīng)并減少治療相關(guān)不良反應(yīng)等問(wèn)題目前尚未解決，將是今后關(guān)注的重點(diǎn)。期待有更多更大規(guī)模的研究不斷優(yōu)化這種聯(lián)合治療模式，為臨床診療提供更多證據(jù)參考，使GMCSF 在腫瘤免疫治療中發(fā)揮其臨床價(jià)值，給腫瘤患者帶來(lái)更多獲益。