《Cell重磅:细胞免疫治疗与放疗联用 患者更加受益》

  • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
  • 编译者: hujm
  • 发布时间:2018-06-18
  • 近日,被誉为继手术、放疗、化疗外抗肿瘤治疗的第四大领域,肿瘤免疫治疗正广泛引起热议。从第一代缺乏靶向性的LAK、NK、CIK治疗;第二代通过DC细胞赋予免疫细胞一定靶向性的DC-CIK治疗;第三代加入基因编辑技术的CAR-T、TCR-T、ACTL诞生,免疫治疗逐渐迈向更加精准的领域。时至今日,随着免疫检查点和肿瘤疫苗技术的出现, 肿瘤免疫治疗在追求精准的同时,开始关注如何才能帮助患者自身建立更长久的抗肿瘤免疫能力,以及如何与手术、放疗、化疗、靶向协同合作,发挥出1+1>2的治疗效果。

    随着科学家对放疗辅助免疫治疗机制研究的不断深入,越来越多的肿瘤临床专家意识到放疗对免疫治疗的重大作用。放疗不仅是一种局部治疗方法,它已成为全身治疗的一个重要组成部分。放射疗法是目前全球适用范围最广,治疗部位最多的技术。质子治疗作为传统放射治疗方式中的佼佼者,最大程度提高了射线剂量有效利用率,患者副作用几乎趋向于无,治疗后患者生活质量达到最优。

    放射束照射肿瘤细胞

    从宏观角度来说,肿瘤免疫治疗利用生物学手段通过调节机体的免疫识别和攻击能力增强对肿瘤的杀伤效应,尤其针对影像学不可见的小病灶可以达成有效杀伤。免疫治疗对抑制肿瘤的复发转移具有极大意义,而放疗作为局部治疗的手段,已成为免疫治疗的重要“助手”。

    权威杂志《Cell》阐述放疗与免疫的机制

    Cell旗下Trends in Cancer杂志曾发表一篇题为“Radiotherapy: Changing the Game in Immunotherapy”的报告,其中讨论了放疗与免疫疗法的联合治疗策略。文中指出,临床前数据表明放疗可以通过刺激抗肿瘤T细胞使缺乏淋巴细胞浸润的肿瘤变得对免疫抗体敏感,而放射治疗正是免疫疗法的疗效强化剂。

    抗肿瘤T细胞

    1、放疗激活抗肿瘤免疫反应的相关机制

    2012年,两篇临床案例讲述黑色素瘤患者局部放疗后,已存在的肿瘤特异性抗体水平升高,T细胞活化指标升高,并出现新的抗肿瘤特异性抗体。在肿瘤局部放疗时远处转移病灶同时出现缩小的有趣现象证明放疗激活机体免疫应答,放疗联合免疫治疗显着优于二者单一治疗。

    2、放疗促进肿瘤抗原扩增、改变和表达

    由于基因突变,恶性肿瘤细胞大多数抗原表达区别于正常组织细胞,而放疗能够促进肿瘤相关抗原的表达以及促进新的肿瘤抗原产生,激活抗肿瘤免疫反应。通过放疗可导致癌细胞坏死,集中释放大量抗原,吸引免疫细胞趋化到肿瘤部位杀伤癌细胞。此时联合使用免疫治疗通过促进抗原呈递、减少肿瘤微环境中的免疫抑制因素而增强肿瘤特异性免疫效应。

    细胞死亡

    放疗与免疫联合进一步提升治疗效果

    Cell中一篇报道中表明,一些新试验正在为“放疗+免疫治疗”的联合模式提供数据支持。两者联合使用可以进一步增强肿瘤特异性免疫效应,同时是目前最简单、最具有成本效益的方法。在免疫治疗时代,放射治疗与免疫治疗这对黄金搭档的联合优势将促使其成为肿瘤治疗的重要模式。

    1、进一步提高肿瘤整体治疗的个性化

    从肿瘤几何结构、体内位置分布和放射物理学的观点来看,每项治疗都是个体化的。放疗联合免疫治疗诱发针对肿瘤患者的特异性抗肿瘤免疫反应,从而提高个性化治疗的疗效。临床前和临床实验证据提示,放射治疗杀死肿瘤细胞后释放这些患者中原先未能出现的某些新肿瘤抗原的表达,从而启动了患者体内T细胞产生针对肿瘤细胞新的免疫反应。

    T细胞免疫反应

    2、放疗联合免疫治疗将二者优势叠加

    对比目前普遍使用的癌症治疗手段,放疗联合免疫治疗更具有其独特的优越性。特别是对于实体肿瘤的治疗,大剂量细胞毒化疗药物,确实有可能对其敏感的肿瘤细胞具有强大的杀伤或抑制肿瘤生长的作用,在通常情况下,少数有耐药性的那些肿瘤细胞得以存活下来,导致以后的肿瘤复发和转移。但放疗与免疫治疗的联合最大程度上对实体肿瘤进行“猎杀”,放疗针对负荷更大的肿瘤实施击碎,免疫肿瘤则对微小肿瘤围追堵截,二者的结合将杀伤肿瘤细胞放至最大化。

    3、针对中晚期患者疗效更加突出

    放疗因其物理特性对早、中期患者治疗效果较为明显,但对于晚期与复发转移患者的效果相比下较为劣势。而免疫治疗针对复发转移肿瘤的治疗效果极为突出,当二者联合,中晚期肿瘤将受到双重杀伤力。

    随着临床经验的不断积累,“放疗+免疫治疗”的模式将进一步优化,从而使越来越多的肿瘤患者从中获益。

相关报告
  • 《Nature:找到肿瘤患者对免疫治疗没反应的原因》

    • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:hujm
    • 发布时间:2018-07-13
    • 有些患者对免疫治疗没反应背后的原因,比较复杂,有科学家认为是肿瘤还有更多的免疫抑制手段待发现,也有科学家发现是PD-1抗体进入人体之后被“吃掉”了。 前不久,来自新加坡的Singapore Immunology Network(SIgN)的Evan W. Newell团队发现了一个让人无奈的原因。 理论上讲,进入到肿瘤里面的杀伤性T细胞应该是为了杀灭癌细胞而生的。但是,Newell的团队却发现,患者肿瘤组织里面不仅有杀灭癌细胞杀伤性T细胞;还有大量与癌症无关的、原本应该是识别病毒的“旁观者”杀伤性T细胞,这些T细胞根本就“不认识”癌细胞。 尤其是在那些预后差的癌症患者肿瘤组织中,旁观者杀伤性T细胞占比更多。这些旁观者杀伤性T细胞眼看着有杀癌细胞能力的T细胞被肿瘤组织耗竭,不会伸以援手,所以免疫检查点抑制剂拿这帮T细胞也是没办法了。 Newell团队的这一重要研究成果发表在顶级期刊《自然》上。这一发现将对免疫检查点抑制剂和CAR-T治疗产生深远的影响。 肿瘤组织里面存在多种不同的T细胞 之前的大量研究表明,肿瘤里面的浸润T细胞(TILs)是有高度的异质性的。Newell团队也发现,肺癌和肠癌患者的肿瘤浸润性杀伤性T细胞也存在高度的异质性。 于是这帮科学家就想调查抗原特异性杀伤性T细胞,了解肿瘤微环境内杀伤性T细胞异质性的基础,以及这种异质性对癌症治疗的影响。 他们使用质谱流式细胞术联合主要组织相容性复合体(MHC)四聚体染色技术,分析肿瘤中T细胞对1091个假定的新抗原,123个肿瘤相关抗原和46个与肿瘤无关的抗原(主要是病毒抗原)的特异性识别情况。 研究流程 让他们没有料到的是,他们在37.5%的肺癌患者癌组织里面检测到了癌症不相关的MHC四聚体,在50%的肠癌肠癌患者癌组织里面也检测到了癌症不相关的MHC四聚体。 在这些患者组织里发现的MHC四聚体都是特异性识别EB病毒、人巨细胞病毒,或者流感病毒的抗原决定簇。肿瘤里面的这些特异性识别病毒的CD8+ T细胞是从哪里来的呢? 研究人员分析了它们表面的CD69和/或CD103,这两个蛋白都是肿瘤浸润T细胞的标志性特点,结果发现大量的细胞都表达了这两个标志物,这就表明这些肿瘤不相关的CD8+ T细胞应该是肿瘤自己的,不是经过血管从其他受感染的地方溜达过来的。 这个发现表明,并不是所有的CD8+ 肿瘤浸润T细胞都是特异性识别肿瘤表面的抗原的,有些旁观者CD8+ 肿瘤浸润T细胞特异性识别癌症不相关的抗原决定簇。(至于为什么会这样,作者没有探讨,隐约感觉背后有大秘密) 既然,肿瘤组织里面存在肿瘤特异性和肿瘤不相关的CD8+ 肿瘤浸润T细胞,那么它们的表型有啥差异呢? 仔细分析之后,研究人员发现,肿瘤特异性的CD8+ 肿瘤浸润T细胞与肿瘤不相关的CD8+ T细胞在表型上有重叠,例如它们都表达共刺激因子;甚至原本认为只在肿瘤特异性CD8+ T细胞上才表达的抑制受体TIGIT和PD-1,在肿瘤不相关的CD8+ T细胞表面也有。 难道就没有办法区分它们了吗? 在分析了大量的数据之后,研究人员终于发现,肿瘤不相关的CD8+ T细胞似乎表达极其少,或者不表达CD39。但是那些肿瘤特异性的CD8+ 肿瘤浸润T细胞高表达。 基于这些数据,研究人员认为,CD39可以作为肿瘤特异性的CD8+ 肿瘤浸润T细胞的一个有效的标志物。 为了更好的比较CD39-CD8+ 肿瘤浸润T细胞和CD39+CD8+ 肿瘤浸润T细胞的特点,研究人员又对这两类T细胞做了转录组分析。 他们发现,CD39+CD8+ 肿瘤浸润T细胞表达的基因更多是与细胞的增殖和耗竭相关,这是慢性抗原持续刺激的T细胞特征。蛋白层面分析发现,从肠癌和肺癌肿瘤组织中分离出的CD39+CD8+ 肿瘤浸润T细胞,无论是表型还是功能都表现出耗竭特点。说明这类T细胞有抗癌的能力,不过活性已经被肿瘤抑制,亟待免疫检查点抑制剂的解救。 这就意味着,表达CD39定义了一类高度耗竭的T细胞;而那些不存在CD39的T细胞则是另外一个群体,它们的表型与肿瘤的慢性抗原刺激不一致,是个彻头彻尾的旁观者。 那么在临床中CD39作为一个新的标志物是不是好使呢? 在肺癌患者的肿瘤组织里,CD8+ 肿瘤浸润T细胞表面CD39的表达水平在每个患者之间的差异是非常大的。而且CD39+CD8+ 肿瘤浸润T细胞出现的频率与EGFR突变的状态有密切的关系。 之前的研究表明,与EGFR野生型的肺癌患者相比,EGFR突变型的患者对PD-1的治疗反应较差[8]。这是否与肿瘤浸润T细胞的异质性有关呢? 在本研究中,研究人员发现,与EGFR突变型的患者相比,CD39+CD8+ 肿瘤浸润T细胞的频率在EGFR野生型的肺癌患者显着升高。 甚至在大约50%的EGFR突变型的患者体内,几乎就找不到CD39+CD8+ 肿瘤浸润T细胞。而这个群体接受PD-1抗体治疗效果恰恰比较差,这可能与EGFR突变型的患者体内存在大量的旁观者CD39-CD8+ 肿瘤浸润T细胞有关。 研究人员随后有分析了一个微卫星不稳定的转移性结直肠癌患者的外周血。这位患者在接受PD-1抗体治疗之后,实现了快速的临床响应。他们发现,这名患者外周血的CD8+ T细胞高表达CD39。这个数据表明,外周血中CD39+ T细胞的变化,可能是患者响应PD-1抗体治疗的表现。这就意味着,医生可以用外周血中CD39+ T细胞的变化判断患者对PD-1抗体治疗的响应程度。 总的来说,这个研究证实人体肿瘤组织中不仅有肿瘤特异性的CD8+ 肿瘤浸润T细胞,还有大量与肿瘤无关的旁观CD8+ 肿瘤浸润T细胞,而这两类T细胞可以用CD39这个标记物区分开。 旁观者T细胞标记物的确定,不仅可以辅助免疫检查点抑制剂治疗,还可以用于CAR-T细胞制备过程中T细胞的筛选。可以预见,免疫治疗的效果,将因为这个标记物的出现而变得更加有效。
  • 《Cell Stem Cell:CAR-NK细胞疗法有望成为免疫治疗界的新宠》

    • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:hujm
    • 发布时间:2018-07-11
    • CAR-T细胞疗法(CAR-T therapy)---利用经过基因改造的T细胞杀死癌细胞---已经证实是当其他治疗方法都失败时的一种有前途的选择。然而,当前并没有一种适合所有人的CAR-T细胞疗法,每名患者都需要定制他们自己的CAR-T细胞。 如今,在一项新的研究中,来自美国加州大学圣地亚哥分校和明尼苏达大学的研究人员报道利用人诱导性多能干细胞(induced pluripotent stem cell, iPS细胞)培养出的并且以与CAR-T细胞相似的方式加以修饰的自然杀伤细胞(natural killer cell, NK细胞)在小鼠模型中高效地抵抗卵巢癌。这一结果就为开发出无需为每名患者进行定制的“现成”免疫疗法铺平道路。相关研究结果于2018年6月28日在线发表Cell Stem Cell期刊上,论文标题为“Human ipsC-Derived Natural Killer Cells Engineered with Chimeric Antigen Receptors Enhance Anti-tumor Activity”。 图片来自Ye Li from Department of Medicine, Division of Regenerative Medicine, Moores Cancer Center and Sanford Consortium for Regenerative Medicine, University of California San Diego。 对美国加州大学旧金山分校癌症免疫学项目负责人Lewis Lanier(未参与这项研究)而言,这些发现可作为概念验证,“你能够获得ips细胞,并且实际上利用它从中获取所需的产品”。 论文通信作者、加州大学圣地亚哥分校细胞治疗主任Dan Kaufman 说,NK细胞在肿瘤监测中发挥着重要的作用,这就提供了一个优于T细胞的关键优势,这是因为它们无需肿瘤特异性的细胞表面受体就能杀死一些癌细胞,这意味着它们能够在许多患者身上发挥作用。他说,“我的NK细胞将会杀死你的肿瘤细胞,反之亦然。” CAR-T细胞疗法的开发过程为通过收集患者的T细胞并对其进行基因修饰,从而让T细胞表达所谓的嵌合抗原受体(chimeric antigen receptor, CAR),这些CAR可指导它们摧毁癌细胞。去年,美国FDA批准了两款这样的免疫疗法,如诺华公司的Kymriah和Kite制药公司(Kite Pharma)的Yescarta。 在一些临床试验(Blood, doi:blood-2013-10-532531; Cancer Immunology Research, doi:10.1158/2326-6066.CIR-15-0118)中,从外周血或脐带血中分离出的未经修饰的NK细胞也已经证实可有效地抵抗急性髓性白血病(acute myelogenous leukemia, AML),并且一些临床试验已开始测试表达CAR的NK细胞(CAR-NK细胞)在治疗其他的血癌类型上的疗效。Kaufman解释道,但是开发一种利用干细胞获得NK细胞的方法将使得科学家们产生“数十万个标准化的剂量”。Kaufman从开发细胞免疫疗法的生物制药公司Fate治疗公司(Fate Therapeutics)获得研究经费,并担任该公司的顾问。 在这项新的研究中,Kaufman及其团队设计出9种靶向间皮素(mesothelin)的CAR构造体,其中间皮素是一种在许多人类癌症中表达的抗原。在测试这些CAR在体外摧毁癌细胞的效果后,他们选择出最有效的CAR构建体,在人iPS细胞中表达它们,随后将ips细胞分化为NK细胞。 Kaufman团队通过将人卵巢癌细胞移植到免疫系统受到抑制的小鼠中来构建出小鼠模型。他们随后将CAR-NK细胞灌注到这些小鼠体内,而且为了进行比较,也利用CAR-T细胞进行了同样的研究。 这些研究人员使用生物发光成像监测肿瘤。他们指出,与接受不表达CAR的NK细胞灌注的对照小鼠相比,接受人ips细胞衍生的CAR-NK细胞治疗的小鼠和接受CAR-T细胞治疗的小鼠在21天后都具有缩小的肿瘤。 Kaufman吃惊地发现,与接受CAR-NK细胞治疗的小鼠相比,接受CAR-T细胞治疗的小鼠看起来状况更糟糕:它们的肝脏、肺部和肾脏等器官遭受损伤,而且它们体内的炎性细胞因子增加了。Kaufman说,“接受CAR-T细胞治疗的小鼠最终会生病,体重减轻,并且出现毒副作用,而接受CAR-NK细胞治疗的小鼠却没有出现这样情况。” 他补充道,“NK细胞似乎没有与CAR-T细胞一样的毒性”,并猜测CAR-NK细胞疗法可能要比CAR-T细胞疗法更加安全,后者有时导致不良副作用,比如患者血液中的细胞因子水平升高。 西班牙约瑟-卡雷拉斯研究所(Josep Carreras Institute)博士后研究员Beatriz Martín Antonio并不认为这些结果提示着CAR-NK细胞疗法更加安全。她认为CAR-T细胞疗法的毒性可能归于人细胞攻击小鼠免疫系统,毕竟这是物种特异性的差异。她补充道,应当利用来自小鼠的经基因改造后表达CAR的细胞重复相同的实验。 美国加州大学戴维斯分校皮肤病学与内科学主任William Murphy教授担心将干细胞分化为NK细胞所需的遗传修饰可能会产生不良副作用。他说,“你修饰的东西越多,你的遗传操作就越多,出现错误的可能性就会越大。至于为何ips衍生的NK细胞优于任何其他类型的NK细胞,这确实需要经过仔细的审查。” Kaufman已申请了与这项研究相关的专利,而且他正在与Fate治疗公司合作,将这种ips细胞衍生的CAR-NK细胞疗法转化为治疗卵巢癌和乳腺癌的临床疗法。 Murphy对在临床上使用这种方法仍然持谨慎态度,并指出相比于T细胞研究,这个研究领域是相当年轻的。他说,“我们刚刚开始明白NK细胞并不是我们想象中的那么简单。它们最初因它们杀死肿瘤细胞的能力而被人描述,[因此人们]认为这是一种更好的细胞用于治疗。但我认为人们对它是否具有更低的毒性还没有形成统一的看法。在开展临床应用之前,还需要更谨慎一些,或者说这样会更好。”