朱, 爽爽


2017年对于CAR-T来说,无疑是非常重要的一年。凭借着对多种晚期血液肿瘤近乎治愈的良好效果,诺华的CAR-T疗法Kymrih和Kite的CAR-T疗法Yescarta相继获批进入临床。

 

然而,虽然CAR-T在多种类型癌症的治疗上中取得了成功。但它们并不完美,例如严重的副作用、高昂的费用以及漫长的准备或治疗时间等。

 

而现在,一种有希望的更加完美的替代方案来了。

 

2018年1月31日,来自斯坦福大学医学院肿瘤系的Ronald Levy教授带领的研究团队,成功的开发了一种全新的抗癌“疫苗”,可以快速运用且价格便宜。同时在小鼠实验中,Levy教授证明,仅需单次注射微克级的疫苗到肿瘤部位,就可以完全消除90只移植淋巴瘤小鼠模型体内的肿瘤,包括注射部位以及远端肿瘤。

 

不仅如此,虽然在治疗后,有三只小鼠的远端肿瘤复发了,再次注射疫苗,同样可以达到完全消除的效果。更重要的是,在对乳腺癌、结肠癌以及黑色素瘤小鼠实验中,这种疫苗取得了同样好的治疗效果。这一发现发表在《科学转化医学》上[1]。

 

正如Levy教授所说,“所有免疫疗法的进步都在改变着医疗实践。我们的方法不同之处是,一次性使用极少量的2种药物,只在肿瘤内部刺激免疫细胞,既绕过了鉴定肿瘤特异性免疫靶点的需要,也不必对免疫系统进行大规模的激活,同时不需要对患者的免疫细胞进行定制。在小鼠中,我们看到了这一疗法令人惊讶的广泛效应,包括肿瘤全部消除[2]。”

 

Levy教授


为了更好的理解这一研究,我们首先需要简单了解一下OX40分子与肿瘤免疫。

 

如果我们把肿瘤免疫过程比作汽车运行的话,那么抗原提成细胞发现了癌细胞的存在就相当于点火,随后淋巴细胞被激活迁移到肿瘤部位与癌细胞对抗就相当于松开了离合。而包括CD28以及OX40在内的各种共刺激因子显然就相当于油门了。毕竟,在进入肿瘤组织后,作为抗癌先锋的效应T细胞的增殖活性需要共刺激因子CD28来激活,而其分泌各种细胞杀伤因子的能力以及其存活时间都需要共刺激因子OX40来调节[3]。

 

显然,没了共刺激因子,肿瘤免疫的快车根本开不起来。当然了,狡猾的癌细胞肯定不会轻易让你踩下油门。事实上,在肿瘤微环境中,癌细胞不仅会通过各种手段直接抑制T细胞的抗癌活性,踩下刹车,还会抑制T细胞与共刺激因子的结合,松开油门。所以,如果我们能激活T细胞表面的共刺激因子受体,就可以产生强大的免疫反应,起到强大的抗肿瘤作用。

 

而这种方案早已在动物模型中被证明是可行的,并且许多人体实验也在进行。例如,此前的临床前研究已经证明,使用OX40激动剂,不仅可以增强T细胞的杀伤性,延长T细胞的存活时间,还能显著抑制肿瘤组织中调节性T细胞的活性,抑制肿瘤生长[4]。同时,目前OX40激动剂的多个一期临床实验正在进行中(NCT02559024, NCT01644968, NCT02221960,
NCT02318394, NCT02274155, NCT01862900, NCT01303705, NCT02205333)。

 

T细胞表面的各种共刺激因子(模型)


然而,在Levy教授看来,由于T细胞表面0X40的表达,十分依赖于T细胞的激活程度,而长期处于免疫抑制微环境下的T细胞,OX40的表达十分有限。因此,如果能有一种办法可以促进T细胞表面OX40的表达,再配合OX40激动剂,显然效果会大大加强。

 

为此,通过对一些列的免疫促进剂进行筛选后,Levy教授找到了OX40的“黄金搭档”,CpG寡链核苷酸。CpG寡链核苷酸是一种已知的免疫促进剂,可以激活机体最强的抗原提成细胞,树突状细胞,引发强大的免疫反应[5]。

 


而在实验过程中,Levy教授发现,CpG可以显著增强肿瘤组织中效应T细胞表面的OX40受体表达。表现为,在正常肿瘤组织中,OX40主要分布在肿瘤组织调节性T细胞表面。而将CpG注射到肿瘤组织一段时间后,效应T细胞表面的OX40受体数量显著增加,并远远超过调节性T细胞。同时,这一现象也在人体中出现。

 

既然已经确定CpG可以有效增加效应T细胞表面0X40受体的表达,Levy教授便开始测试CpG联合OX40受体激动剂治疗肿瘤的效果。

 


为此,Levy教授在小鼠体内两处不同部位移植了淋巴瘤细胞,待小鼠体内的肿瘤组织形成后,在其中一处肿瘤组织注射微量的CpG联合OX40组成的“疫苗”,或者仅注射CpG或OX40。

 

结果发现,仅注射CpG虽然能在注射部位诱发强大的免疫反应,消除整个部位的肿瘤,但是对于远端肿瘤的效果并不明显;而注射OX40,仅能延缓注射部位的肿瘤进展,并不能消除肿瘤组织,更不用提对远端肿瘤的效果。但是,让Levy教授感到不可思议的是,联合注射CpG和OX40不仅可以消除注射部位的肿瘤,连远端肿瘤组织也被完全消除了

 

更重要的是,在超过100天的的随访过程中,联合注射CpG以及OX40的90只小鼠全部存活,只有三只小鼠的远端肿瘤部位复发,而其他小鼠均没有活过30天。同时,这三只复发的小鼠,再次注射CpG联合OX40“疫苗”后肿瘤同样完全消除。不仅如此,Levy教授还同样在原发性肺转移乳腺癌以及结肠癌和黑色素瘤小鼠模型中观察到了同样的效果。

 

联合注射CpG和OX40的小鼠全部存活(红色)


然而说到这里,大家可能会想,CpG联合OX40受体激动剂既然可以诱发强大的免疫反应,那么会不会引发自身免疫疾病呢?

 

Levy教授通过一个巧妙的实验给出了答案


通过在小鼠体内两处不同部位移植不同类型的淋巴瘤细胞,Levy教授发现,在一处注射并不会影响远端肿瘤的生长。这不仅证明了这种联合疫苗具有抗原特异性,同时也说明了,联合疫苗的起效范围是有限的,仅局限在肿瘤组织周围,而不会引起其他部位的免疫系统激活。

 

最后,Levy教授还阐明了疫苗起效的分子机制。原来,CpG可以激活肿瘤组织中骨髓来源的先天性免疫细胞,释放白介素12,干扰素γ,肿瘤坏死因子等,导致效应T细胞活化,表面OX40表达增加。而配合OX40的激动剂效果,导致疫苗注射部位肿瘤组织中NK细胞,效应T细胞的激活以及调节性T细胞的抑制,从而产生强大的免疫反应。

 

CpG联合OX40疫苗可以显著增加肿瘤组织中效应T细胞含量(红色)


当然,这种疫苗也存在明显的缺陷,如果肿瘤组织中的浸润性淋巴细胞含量低,那么疫苗效果就会大打折扣,毕竟,巧妇难饮无米之炊。

 

目前,Levy教授已经招募了15名恶性淋巴瘤患者进行临床实验。如果成功的话,相信这种治疗方法可能对许多肿瘤类型有用。正如Levy教授所说:“我认为只要能被免疫系统渗透,我们可以治疗的肿瘤类型就没有限制”[2]。

 



参考资料:

1.Sagiv-Barfi I, Czerwinski D K, Levy S, et al. Eradication of spontaneous malignancy by local immunotherapy[J]. Science translational medicine, 2018, 10(426): eaan4488.

2.http://www.sci-news.com/medicine/dual-immunotherapy-tumors-animal-cancer-models-05693.html

3.Croft M, So T, Duan W, et al. The significance of OX40 and OX40L to T‐cell biology and immune disease[J]. Immunological reviews, 2009, 229(1): 173-191.

4.Gough M J, Ruby C E, Redmond W L, et al. OX40 agonist therapy enhances CD8 infiltration and decreases immune suppression in the tumor[J]. Cancer research, 2008, 68(13): 5206-5215.

5.Burocchi A, Pittoni P, Gorzanelli A, et al. Intratumor OX40 stimulation inhibits IRF1 expression and IL‐10 production by Treg cells while enhancing CD40L expression by effector memory T cells[J]. European journal of immunology, 2011, 41(12): 3615-3626.

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