免疫學雜誌研究

2014年卷（2014年），文章編號525913，9頁

 

評論文章

癌症細胞移植療法：過去，現在和未來

T細胞為基礎的細胞移植

1.Cytokine-Activated T-Cell 激活的T細胞

細胞激素激活的T細胞是CD3陽性和CD56陽性的異質體，不受限於MHC的一種自然殺手樣T細胞(NKT)。

來自於周邊血液淋巴細胞（PBL），在體外用抗CD3抗體，和各種細胞激素如IL-2，IL-1，和IFNγ一起培養。

相對於淋巴激素激活的殺手樣T細胞（LAK），細胞激素激活的殺手樣T細胞，具有較強的細胞毒殺力。

此外，細胞激素激活的CIK細胞與樹突細胞(DC)共同培養，可以產生DC-CIK細胞，具有強大的增殖力，顯著的細胞毒殺力，

分泌充足細胞激素，高度呈現淋巴細胞受體TCR等功能。

目前，CIK細胞正在廣泛測試應用到腎癌，胃腸癌，晚期NSCLC（非小細胞肺癌)等。

 

腫瘤浸潤淋巴細胞（TIL），是從剛切除的腫瘤分出來，在體外用IL-2培養，可引導腫瘤細胞溶解。

腫瘤組織中的主要攻擊細胞是毒殺CD8 + T細胞，其抗腫瘤作用，可用白細胞介素-2(IL-2)提高。

羅森伯格和他的同事們在1988治療已經轉移的黑色素瘤患者，首次採用腫瘤浸潤淋巴細胞（TIL）過繼移植，效果卻不令人滿意。

直到2002，令人興奮的結果來了! 原因是過繼移植前做了淋巴清除。

在這個臨床試驗中，九十三例已轉移的黑色素瘤對標準治療無效，先做化療或2格雷或12格雷放射照射，

然後聯合輸注自體腫瘤浸潤淋巴細胞與IL-2。客觀反應率，依照「實體腫瘤療效評估標準」（RECIST），

反應率從49%到72%，比率隨事前淋巴清除的程度而增大。93例（22%）中有20例觀察到完整的腫瘤消退，

且有19例患者持續消退達37至82個月。消除抑制性T細胞，或減少內源性淋巴細胞對細胞激素IL-7或IL-15的競爭，

可能是增强腫瘤浸潤淋巴細胞（TIL）功能的原因。

儘管這一令人鼓舞的結果，但腫瘤浸潤淋巴細胞（TIL）仍存在著明顯的缺點。

首先，它是昂貴和耗時的。

第二，CD4+CD25+調控性T細胞（Treg細胞）會抑制抗腫瘤反應，而培養所用的IL-2，會刺激Treg細胞的膨脹。

第三，大約只有50%的黑色素瘤腫瘤找得到腫瘤浸潤淋巴細胞（TIL），而許多其他類型癌很少含有足够的腫瘤浸潤淋巴細胞（TIL）。

最後，淋巴清除需要患者有更好的身體狀況。

在免疫學的新進展是，如何提高腫瘤浸潤淋巴細胞（TIL）臨床療效。

例如，通過更換IL-2，改用 IL-7和IL-15可以有效防止Treg增殖。

另外，抗CD25單株抗體可消耗掉CD25（+）調控性T細胞。

除細胞激素外，培養液中的化學物質也能影響移植後的細胞功能。

例如，用雷帕黴素(Rapamycin)處理的T細胞，表現出雷帕黴素抗性，能在移植後，在體內抗凋亡，持久性更好。

 

 

2.基因改造T細胞

為了克服上述限制，另一種方法是直接基因改造自體淋巴細胞。

T細胞的功能可以通過基因改造來改善，

1.例如下調BID

2.或上調BCL-XL、BCL-2

3.插入CTLA-4變異基因

4.感染人類c-fms基因分泌巨噬細胞聚落刺激素（CSF-1）

5.轉錄CXCR2，CCR4或CCR2B產生較優遷移力

6.改造表達PD1-CD28嵌合體，克服免疫抑制。

此外，T細胞還可以被改造，產生能識別腫瘤的接受體。

 

有兩種類型的抗腫瘤接受體，一個是自然產生的T細胞受體（TCR），另一個是嵌合抗原受體（CARs）。

TCR是一個異源二聚體α和β鏈，能識別抗原，需要MHC呈現，嵌合抗原受體（CARs）辨識和結合到抗原，不需MHC呈現。

T細胞接受體(TCR)基因可以來自黑色素瘤的腫瘤浸潤T細胞，或來自能表現人類MHC基因的轉基因小鼠。

此外，噬菌體也可以產生腫瘤特異性TCR基因。

然後，用反轉錄病毒或Lenti 病毒做載體，來轉錄能識別腫瘤相關抗原(TAA)的T 細胞接受體(TCR)基因。

摩根和他的同事們成為了第一個成功運用基因改造，使T細胞含有結合MART-1抗原(MART-1: 黑色素細胞/黑色素瘤分化)的接受體。

在15名漸進轉移黑色素瘤患者中，有2例表現出客觀消退（1例完全反應，1例部分消退）在輸液後1年，

還持續在循環中找到基因改造的T細胞（70%和20%）。

雖然在這個小試驗效果低於直接移植腫瘤浸潤T細胞，但基因改造出配有特定TCR的T細胞被證明是有效的，

且應用擴展到其他實體腫瘤，例如滑膜細胞肉瘤、結腸直腸癌、腎細胞癌的臨床試驗中。

選擇腫瘤特異性抗原似乎是至關重要的。

T細胞接收體的後續研究，發現黑色素瘤的MART-1和gp100h這兩種抗原，

被報導有標靶毒性像是白斑病、葡萄膜炎及聽神經毒性，因為MART-1和gp100h在正常黑色素細胞也有少量。

此外，心肌細胞某種不相干的蛋白質表現出的不相干的胜肽，會造成嚴重的心血管毒性。

因此，最大的挑戰是要找到沒有在正常組織表現出來的腫瘤相關抗原。

睪丸癌抗原是有希望的目標抗原，因為它們被呈現在各種上皮細胞癌和睾丸上，

卻不在一般正常細胞上，而且缺少MHC I，可避免睪丸被攻擊。

 

在臨床試驗中，自體移植配有針對NY-ESO-1抗原的（一種癌症睾丸抗原）接受體的T細胞，

來治療轉移性滑膜細胞肉瘤和皮膚黑色素瘤，6位有滑膜細胞肉瘤中的4位，和11位皮膚黑色素瘤患者中5位有效。

重要的昰，沒有一位患者表現出毒性。除了NY-ESO-1之外，還有更多在研究的睾丸癌抗原，例如MAGE-A3和SSX2。

但是，基因改造的T細胞接收器有一些缺點，基因改造的T細胞接受體α-和β-鏈，會與內源性的T細胞接收體錯配，

減少基改T細胞表面接收體的呈現，降低抗腫瘤的功效。一個減少錯配的創造性方法是，引進小分子的干擾RNA基因編碼，

或鋅指核酸酶，下調內源性的T細胞接收體的表現。此外，腫瘤有可能透過下調的MHC呈現，去抑制T細胞接受體識別腫瘤抗原。

一樣的原因，TCR只能辨識由MHC分子呈現的胜肽，不能被辨識碳水化合物抗原和醣脂抗原。

與TCR 相反的是，嵌合抗原CARs卻能克服這些障礙。CARs是基改免疫受體，能結合癌細胞表面呈現的特定抗原，

然後激活T細胞，以消除腫瘤細胞。

通常，CARs結構有以下組合:

1. 細胞外的TAA特異性單鏈抗體變異片段（scFv）

2. 分子的鉸鏈區

3. 橫跨膜的主體

4. 在細胞內的信號區。

單鏈抗體變異片段可以鎖定不需MHC呈現的腫瘤抗原。

 

因此，該技術可以不論其HLA型態而適用於所有個體，而且它也可以識別碳水化合物抗原和醣脂抗原。

橫跨膜主體與CARs的二聚作用，和激活T細胞有關。CARs超越TCR最大的優點是CAR可以不受MHC限制識別腫瘤相關抗原。

此外，自然殺手細胞和CIK細胞也可以配置CARs。第一代的CAR包含scFv和ITAM (免疫受體酪氨酸激活基序）。

儘管由最初的實驗證明T細胞配置CARs的可行性，T細胞只短暫的增加(不能在體內活太久)及分泌細胞激素過少，都使抗腫瘤力偏低。

第二代的CARs是藉由整合

1.共同刺激分子CD28, CD27, CD134, CD137, CD244

2.誘導共同刺激(ICOS)

3.LCK SRC激酶，到細胞內信號區。

 

幾項研究已經表明，第二代CARs增強T細胞功能和持久性，可以增加細胞激素的分泌和上調抗凋亡蛋白的產生，

進而能更完整的清除腫瘤。而第三代的CARs加入額外的共同刺激信號區（例如，CD28 /4-1BB/CD3ζ，CD28/ OX-40 /CD3ζ），

從而進一步提高T細胞傳遞信號的能力。

令人興奮的是，由Pule在2008年完成第一個CARs臨床實驗。

他們治療了11位有神經母細胞瘤的病患，用EB病毒特異性的毒殺T細胞，配有針對神經節苷脂GD2的嵌合抗原受體(CARs)。

腫瘤壞死或消退，甚至持續性完全消退的現象，八位中就有四位患者。

然而，最令人印象深刻並成功的報導是，T細胞配有針對細胞表面蛋白質CD19的CARs，用來治療B細胞淋巴瘤患者。

CD19在正常成熟的B細胞、惡性B細胞、B細胞的前身、及漿細胞裡都有。患者經歷了戲劇性的淋巴瘤消退。

另一個鼓舞人心的臨床實驗是患有末期B細胞惡性腫瘤的8位病患採用化療，合併T細胞配置抗CD19的CAR接受體，

再加IL-2脈衝治療，有6位病患獲得消退，而所有抗CD19的 CAR細胞基因持續在這些病患的血液中循環。

目前，CARs的應用已經擴展到各種像CLL（慢性淋巴細胞白血病），ALL（急性淋巴細胞白血病），

非霍奇金淋巴瘤，急性骨髓性白血病（AML），腎細胞癌（RCC），結腸直腸癌，和卵巢癌。

不幸的是，使用CAR工程的T細胞有多種副作用。

 

摩根報導轉移性結腸癌病人輸液配有抗ErbB2嵌合抗原受體(CARs)的T細胞後，發生急性呼吸衰竭，五天後死亡。

可能的的理由是，基改的T細胞識別到帶有ERBB2抗原的正常肺細胞，

和分泌出的炎性細胞激素如TNF-α和IFN-γ，造成肺毒性和多器官功能障礙綜合症

T細胞的分化狀態更是最大的問題，最大限度地影響T細胞的抗腫瘤作用。

加蒂諾尼和他的同事們發現了一個具有幹細胞性質的人類記憶T細胞亞群，被稱為記憶幹細胞（TSCM），

在小鼠模型中，它可以誘導比中央記憶T細胞（TCM）和攻擊型記憶T細胞（TEM）更大的抗腫瘤反應。

低分化T細胞在體內具有較好的增殖能力和抗腫瘤作用。

另外，造血幹細胞也是長期植入的理想型。人類CD34+幹細胞可以從周邊血分離和加以基因改造配上腫瘤特異性受體。

這些細胞被注入實驗的小鼠，並產生了相當數量的黑色素瘤特異性T細胞，可以長期存在於體內。