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乳腺癌免疫治疗研究进展

文章来源:邵阳珂信肿瘤医院 更新时间:2016-12-30 10:50:42 阅读    次

  众所周知,肿瘤的发生会使机体产生免疫反应来抵抗肿瘤的进展。在乳腺癌中,肿瘤的进展和免疫系统两者之间的关系越来越受到重视。肿瘤微环境中有多种能够控制恶性细胞生长的免疫细胞。化疗和靶向治疗均能够调节机体免疫环境。与化疗等直接杀伤肿瘤细胞的传统方法不同,免疫治疗其靶点是激发人体自身的抗肿瘤细胞的能力,而并非肿瘤细胞。另外,免疫治疗的特异性高,对正常组织损伤较小。因此,针对患者的免疫系统,通过调节其在肿瘤微环境以及宿主中的作用,研究其相应的作用机制,可为后续乳腺癌的治疗提供新的方向。本文将围绕肿瘤浸润淋巴细胞,乳腺肿瘤相关抗原疫苗,乳腺癌治疗的免疫靶点以及乳腺癌的治疗和免疫系统的关系作一综述。

  肿瘤浸润淋巴细胞

  乳腺癌细胞生长的微环境包括成纤维细胞、内皮细胞、免疫细胞和脂肪细胞等基质细胞以及细胞外基质成分,它们共同促进乳腺癌的发生与发展。其中,抗肿瘤免疫细胞和分子以及免疫抑制性细胞和分子共同构成了乳腺癌的免疫微环境。免疫系统可在微环境中发挥抗癌的作用,不同的免疫细胞产生的整体影响是由细胞分布和整体的免疫环境共同决定的。

  乳腺癌中免疫浸润细胞是一些以T淋巴细胞为主(约75%),其次是B淋巴细胞(<20%)、单核细胞(<10%)和自然杀伤细胞(<5%)的肿瘤浸润淋巴细胞(tumorinfiltratinglymphocytes,TILs)。CD3+T淋巴细胞分为CD4+T辅助细胞(Th)、CD8+细胞和CD4+调节性T细胞(Treg)。CD4+淋巴细胞由所有的Th细胞组成,其中部分具有激活效应,部分具有抑制效应。研究表明,白介素36γ(IL-36γ)可通过刺激Th1分化提高细胞免疫来促进抗肿瘤免疫的应答。CD8+淋巴细胞是肿瘤特异性细胞获得性免疫的关键成分,其肿瘤浸润提示着较好的预后和病理学完全缓解(pCR),尤其是在ER阴性的乳腺癌患者。另一方面,Treg则通过提升免疫耐受状态发挥抗肿瘤作用。紫杉醇类和蒽环类药物均可以通过降低局部Tregs的数量,从而降低FOXP3引起的抗肿瘤免疫抑制。有研究指出,乳腺癌新辅助化疗后的pCR率与肿瘤中浸润的FOXP3+Tregs数量下降具有相关性。

  B淋巴细胞和获得性体液免疫反应的研究较少。数据显示,B淋巴细胞升高预示更好的预后,尤其是在高增殖度的肿瘤中,例如三阴性乳腺癌(triple-negativebreastcancer,TNBC),但有数据显示,有一组名为肿瘤诱发的调节性B淋巴细胞,通过刺激T细胞转变为Tregs而促进乳腺癌的转移。

  肿瘤相关巨噬细胞是肿瘤微环境中的一种重要的炎性细胞,同时具有异质性。血液中的单核细胞在刺激下分化成为M1和M2型巨噬细胞。目前认为,M1型巨噬细胞在机体免受感染和杀伤肿瘤细胞中有重要作用。而M2型巨噬细胞通过多种机制促进乳腺癌的血管生成,肿瘤浸润与转移。

  大量临床试验证明TILs可预测ER阴性或TNBC患者对新辅助化疗的反应。尽管肿瘤免疫微环境具有多样性,但没有证据显示这些不同的免疫细胞比TILs水平具有更高的预后判断价值。

  乳腺肿瘤相关抗原疫苗

  肿瘤疫苗作为机体主动免疫的形式,通过诱导体液免疫或者细胞免疫杀伤肿瘤细胞而抑制肿瘤的生长、转移及复发。目前肿瘤疫苗已在多个临床试验中取得成效,并且将其与化疗及放疗结合可增强免疫调节的作用。乳腺癌疫苗的实现需要具备两个条件:一是拥有合适、高效的抗原呈递系统;二是要有足够特异和高效的抗原。抗原呈递主要通过树突状细胞、全肿瘤细胞、多肽相关抗原和病毒质粒等四种方式进行。其中,多肽疫苗因其构造相对简单,易于大量生产和纯化而更多地受到关注。最常见的乳腺肿瘤相关抗原(tumor-associatedantigens,TAA)多肽源自HER2/neu、黏蛋白1(mucin1,MUC1)等。

  1.HER-2/neu多肽疫苗

  HER-2/neu是185kDa的蛋白受体,与表皮生长因子受体同源,并占原发性乳腺癌的25%。现如今对HER-2/neu蛋白的E75、GP2、AE37这三种疫苗的研究较多,并且已经在乳腺癌的Ⅱ期临床试验中显示出有效性。E75是一种人类白细胞抗原(hu-manleukocyteantigen,HLA)A2/A3限制的HER-2/neu多肽。E75疫苗可有效地刺激E75特异性细胞毒性T细胞(cytotoxicTcell,CTL)扩增而间接达到抗肿瘤治疗的目的。NeuVax疫苗是一种含有衍生自HER-2的E75肽,研究表明其毒性低,5年无进展生存率达89.7%,而对照组则为80.2%,并且接受最适生物学剂量的患者其临床获益率最大。来自HER-2/neu横跨膜部分的GP2相比E75而言,其免疫原性更强,且能刺激机体产生更强的HER-2/neu特异性免疫反应,而局部及全身的不良反应更轻。有证据显示,GP2疫苗能够刺激CD8+淋巴细胞来裂解HER-2/neu过表达的肿瘤细胞从而可能使得其在HER-2/neu扩增型乳腺癌中取得良好效果。AE37是一种由15个氨基酸组成的抗原肽,通过与Ii键杂合,增强CD4+T细胞活性,并且使Ii键与HER-2的主要组织相容性复合体-Ⅱ(majorhistocompatibil-itycomplex-Ⅱ,MHC-Ⅱ)表位结合,最终产生持久的HER-2特异性免疫反应。有实验证明,AE37可能因三阴性乳腺癌的固有免疫原性而对其有效,研究人员发现该疫苗可提高基底样三阴性乳腺癌(basal-likeTNBC)组织内CD8+淋巴细胞的数量,而并非其他亚型的乳腺癌。

  2.MUC1多肽疫苗

  MUC1是一种表达于乳腺、胰腺导管上皮、肺和胃肠道的膜相关糖蛋白,同时在黏膜保护、信号传导和免疫系统的调节中有重要的作用。超过70%的癌症过表达MUC1,使得该抗原成为了免疫治疗的潜在靶点。例如,MUC1的人源化特异性抗体可以引起CTL浸润于乳腺肿瘤细胞中,活化固有免疫,逆转免疫耐受并且产生治疗的作用。一项随机双盲临床研究对31例Ⅱ期乳腺癌患者分别皮下注射安慰剂和氧化甘露聚糖偶联MUC1-GST融合蛋白(oxi-dizedmannan-MUC1fusionprotein,M-FP)并随访12~15年。结果显示,接受免疫疗法组复发率为12.5%,而在安慰剂组复发率为60%。并且注射M-FP组未出现毒性和自身免疫反应。初步证据表明,M-FP有利于提高早期乳腺癌患者的总生存期。

  除上述两种多肽疫苗之外,还有诸如乳腺珠蛋白A、黑色素相关抗原3、癌—睾丸抗原、CEA、肿瘤蛋白p53等,这些物质均可作为研究新疫苗的靶点。

  乳腺癌免疫治疗靶点

  T细胞由肿瘤抗原和MHC分子相结合而激活,这个过程通过多个受体—配体的结合而调控。肿瘤微环境中的多种细胞表面可携带免疫检查点的受体或配体。这些细胞包括效应T细胞、Treg、巨噬细胞、纤维母细胞和肿瘤细胞自身。这些调控通路起到双向调节T细胞的作用。免疫检查点兴奋剂包括一些靶向OX-40和CD137的分子,以及能够促进肿瘤特异性T细胞活化和成熟的分子。免疫检查点的拮抗剂包括抗细胞毒T淋巴细胞相关抗原4(cytotoxicTlymphocyte-associatedantigen-4,CTLA-4)、程序性死亡因子1(programmeddeath1,PD-1)的药物。其治疗原理是解除此类靶点对T细胞活性的负性调控作用,增强T细胞对肿瘤的杀伤作用。至今为止,乳腺癌治疗的临床工作已聚焦于开发淋巴细胞激活基因3(lymphocyteactivationgene3,LAG-3),CTLA4,PD-1通路的靶向药物。

  1.PD-1通路

  PD-1是Ishida等于1992年通过消减杂交技术发现的。PD-1主要表达在活化的T淋巴细胞、B淋巴细胞和巨噬细胞表面。在正常情况下,PD-1通过与其配体PD-L1结合而抑制T淋巴细胞的功能,同时促进Treg的功能来抑制自身免疫应答,防止自身免疫性疾病的发生。同样,肿瘤组织中PD-1的表达也会对其微环境中的免疫反应起抑制作用。因此,阻断PD-1/PD-L1之间的相互作用便会减轻免疫的抑制同时增强肿瘤特异性T细胞的活性。目前,PD-1通路的抑制剂已经在多种进展期肿瘤中取得了临床获益,Nivolumab在进展期黑色素瘤和转移性非小细胞肺癌患者的治疗中取得了良好的总生存率。随着多种临床试验的开展和研究,乳腺癌也越来越多被认为是一种可产生免疫应答的肿瘤。有学者使用组织芯片分析了660例乳腺癌患者,研究结果显示:尤其是在LuminalB、HERB2(+)和Basal-like亚型的患者之中,若其病理组织中的TILs表达PD-1,则提示较差的生存率。上述研究结果提示一部分乳腺癌可能会对PD-1的抑制剂有效。随后,Mit-tendorf等研究发现PD1/PDL1在20%的三阴性乳腺癌中表达,PD-L1有望成为三阴性乳腺癌的治疗靶点。一项关于pembrolizumab的Ⅰb期临床试验入组了27例复发或者转移的三阴性乳腺癌患者,结果显示,完全缓解1例,部分缓解4例,7例处于疾病稳定状态。随着入组的不断进行,越来越多的临床试验项目将进一步验证PD-1通路抑制剂在乳腺癌中的疗效。

  2.CTLA-4通路

  CTLA-4是一种抑制性受体,与其配体CD80和CD86结合发挥效应。CTLA-4能够下调CD4+Th1细胞和CD8+T细胞的功能,增强Treg的免疫抑制作用。目前有两种单克隆抗体为该靶点抑制剂,其中美国FDA已经批准ipilimumab用于没有治疗过或难治性的转移性黑色素瘤。第二种单克隆抗体tremelimumab,虽然没有经FDA批准使用于临床,但已经处于多种肿瘤的临床试验中。Vonderheide等在一项针对晚期乳腺癌患者的Ⅰ期临床试验中发现,联合使用tremelimumab和依西美坦可以使42%患者的病情达到稳定,并且在患者外周血中检测到表达诱导性T细胞共刺激分子的CD4+和CD8+T细胞增多。这些靶向药物与传统的肿瘤化疗药物相比,毒性罕见,但存在一些常见的自身免疫相关的副反应,包括结肠炎、下垂体炎、肝炎和甲状腺炎等。另有体外实验表明,CTLA-4单克隆抗体联合基质金属蛋白酶(matrixmetalloproteinase,MMP)抑制剂可使小鼠乳腺肿瘤的微血管密度减低,延缓肿瘤的生长并且降低肝转移和肺转移的概率。

  3.LAG-3通路

  IMP321是一种重组可溶性LAG-3免疫球蛋白融合蛋白,同时作为T细胞免疫激活剂,与MHCⅡ高度亲和,能够活化抗原提呈细胞(APC)和记忆T细胞。重复注射IMP321可加强T细胞反应从而达到抗肿瘤的目的。有研究表明,IMP321在紫杉醇单药以80mg/m2治疗6周期后,每两周皮下注射一次,使活化的APC数量、自然杀伤细胞,CD8+效应T细胞的比例升高,并且副作用极少,6个月无进展生存时间(PFS)达90%。

  乳腺癌治疗和免疫系统的关系

  免疫微环境并不是一个静态的系统,而是随着治疗干预而发生变化。众所周知,化疗的主要机制是通过干扰DNA复制,造成DNA损伤而诱导细胞凋亡,但也有研究表明,化疗的部分抗癌作用是通过免疫系统的调节而发挥的,比如TILs比例的增加、CD11c+树突状细胞的富集、CD8+细胞活性的增强等。另一方面靶向HER-2基因的单克隆抗体赫赛汀对肿瘤细胞的作用也不是直接的,而是通过干扰HER-2信号来达到抗肿瘤的目的。研究人员对赫赛汀治疗前和治疗中的外周血进行分析,结果表明该药物可通过降低循环血中的Tregs来调节免疫活性,同时也增加了CD8、CD4和自然杀伤细胞的活性。FinHER试验分析了HER-2阳性乳腺癌患者使用赫赛汀治疗后的TIL水平,结果显示,赫赛汀的获益和免疫反应关系密切,且患者的预后与免疫反应的强弱呈正相关。同时,该试验还表明了免疫系统的抑制性调节因子CTLA4和PD-1的升高与赫赛汀使HER-2阳性乳腺癌患者的获益有关,这一发现进一步提示了赫赛汀潜在的免疫调节作用。目前,能否将赫赛汀用于HER-2阴性的乳腺患者的临床试验仍在进行之中。

  总之,免疫系统和治疗效果是相互作用的,正因如此,治疗药物同样也可以作为免疫调节剂发挥作用。未来,更多的研究将进一步探究化疗、靶向治疗和免疫系统三者的相互关系。

  总结与展望

  乳腺癌作为高度异质性疾病与免疫系统的关系受到越来越多的关注。肿瘤微环境中存在多种具有双向调节作用的免疫细胞。多个临床试验证明化疗和靶向治疗可以实现对免疫系统的调节,从而改善患者的预后,因此了解机体的免疫应答状态能够判断预后并可针对不同类型的患者选择合适的治疗策略,进一步完善个体化治疗。

乳腺癌免疫治疗研究进展

  尽管如此,要实现乳腺癌的免疫治疗还存在许多障碍。目前尚无有效的生物标志物用于预测免疫检查点抑制剂的效果;免疫治疗能否诱导长期的抗肿瘤作用以获得持续的临床效益还未知;不同临床分期的乳腺癌患者应选择哪种免疫治疗方法来达到最佳的临床治疗效果。对于乳腺癌、肿瘤微环境和免疫治疗三者之间的关系还需要进一步的研究与探索。

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