舒凯 雷霆 朱洪涛 黄逸民 刘俊峰

胶质瘤是成人中枢神经系统(central nervous system,CNS)最常见的恶性肿瘤，约占所有CNS恶性肿瘤的80%[1]。目前，胶质瘤的治疗主要为手术切除及术后放化疗、电场治疗等综合治疗，但效果并不理想，肿瘤易复发，病人预后差[2]。有研究表明，在以肿瘤相关小胶质细胞/巨噬细胞(tumor-associated microglia/macrophages,TAMs)及调节性 T 细胞(Tregs)为代表的大量免疫抑制性细胞浸润及IL-10、TGFβ等免疫抑制性细胞因子等因素共同作用下，胶质瘤内呈现显著的免疫抑制微环境，是胶质瘤不良预后的重要成因[3]。经过继性免疫治疗、主动免疫治疗及被动免疫治疗等多种途径激活胶质瘤内免疫反应，是未来攻克脑胶质瘤最具前景和潜力的手段之一。

一、脑胶质瘤免疫微环境特点

传统观点认为，由于血脑屏障的阻断作用以及脑内缺乏淋巴系统，CNS是“免疫豁免”器官。随着研究的深入，CNS内发现了淋巴管结构的存在[4-5]，在胶质瘤尤其是胶质母细胞瘤(GBM)病人中，血脑屏障亦存在不同程度的破坏，肿瘤内存在大量、多种免疫细胞浸润。

TAMs是胶质瘤微环境中含量最多的一类免疫细胞，可占所有细胞的30%[6]。TAMs包括颅内原位小胶质细胞及肿瘤细胞经外周血募集的巨噬细胞，TAMs可在不同微环境因素及细胞因子作用下极化并呈现出不同的表型特点，其极化形式包括促进免疫应答、抑制肿瘤生长的经典途径(M1型)及抑制免疫应答、促进肿瘤生长的替代途径(M2型)[6]。在多种微环境组分共同作用下，胶质瘤中的 TAMs 以M2型为主，其高表达并分泌IL-10、TGFβ等细胞因子，形成和维持胶质瘤内免疫抑制性微环境，在胶质瘤增殖、侵袭、治疗抵抗等方面发挥重要作用[6]。

除TAMs外，Tregs在促进胶质瘤内免疫抑制性微环境的形成和维持中亦发挥重要作用。研究表明Tregs浸润程度随胶质瘤级别升高而增加，Tregs高浸润提示胶质瘤病人不良预后[7]。Tregs一方面经CTLA-4与CD80/CD86结合而抑制效应 T 细胞激活，另一方面,Tregs分泌IDO、TGFβ等免疫抑制性细胞因子而抑制树突状细胞(DC)及其他淋巴细胞活性，进而促进胶质瘤内免疫抑制性微环境的形成和维持[8]。

二、脑胶质瘤免疫治疗现状

1.嵌合抗原受体T细胞(chimeric antigen receptor T Cell,CAR-T)疗法:CAR-T细胞疗法是指通过基因工程手段将T细胞的活化基因与识别肿瘤相关抗原的抗体单链可变区编码基因融合并转染自体T细胞，从而使T细胞具备特异性识别并杀伤肿瘤细胞的能力[9]。CAR-T细胞疗法在淋巴瘤及晚期急、慢性淋巴细胞白血病等血液系统肿瘤的治疗中疗效显著，已被批准用于多种血液系统恶性肿瘤的临床治疗。

自2004年以IL-13Rα2为靶点的首个针对GBM的CAR-T治疗临床前试验开展以来，包括IL-13Rα2、EGFRvⅢ、HER2、EphA2、B7-H3、CAIX、CD133等靶点在内的靶向胶质瘤的CAR-T疗法在临床前研究中被证实有效[10]。其中，IL-13Rα2、EGFRvⅢ、HER2已在成人GBM病人中进行临床试验，然而，目前在包括胶质瘤在内的多种实体肿瘤中，CAR-T细胞治疗并未展现出类似其在血液系统恶性肿瘤治疗中的强大疗效，其原因可能包括肿瘤细胞对靶向单一抗原的CAR-T细胞产生抗性以及胶质瘤等实体肿瘤内存在显著的免疫抑制微环境等。

为减少肿瘤细胞对CAR-T疗法的抗性，研究者在GBM临床前模型中设计了同时靶向多个靶点的CAR-T疗法并取得了较好的疗效。Bielamowicz等[11]开发了一种同时靶向HER2、 IL-13Rα2和EphA2的三价CAR-T细胞，在裸鼠异种移植物模型中几乎能识别所有肿瘤细胞，并减少了因抗原逃避而引起的抗肿瘤活性下降。此外，研究表明,辅助放疗可激活肿瘤相关抗原表达，在促进CAR-T细胞靶向肿瘤细胞的同时增加一系列细胞因子及趋化因子的释放，进而改善免疫抑制微环境[12]，也是未来提高CAR-T细胞疗法疗效的潜在方法之一。

2.免疫检查点(Immune checkpoints，ICs)抑制剂：ICs是T淋巴细胞表面的、具有免疫抑制功能的调控蛋白。生理情况下，机体在启动免疫反应的同时也会上调ICs蛋白的表达，在适当时间终止免疫反应，是防止过度免疫反应损伤自身正常组织的重要分子。目前ICs已被报道在包括胶质瘤在内的多种恶性肿瘤组织中高表达，持续激活其下游免疫抑制信号，进而实现肿瘤细胞免疫逃逸。免疫检查点抑制剂(immune checkpoint inhibitors,ICIs)是靶向ICs蛋白的抑制剂，在黑色素瘤、非小细胞肺癌的治疗中已取得了较好的疗效。在胶质瘤中，包括靶向细胞毒性 T 淋巴细胞相关抗原-4(Cytotoxic T-lymphocyte antigen 4,CTLA4)、程序性细胞死亡蛋白 1(programmed cell death protein 1,PD-1)及其受体PD-L1等在内的一系列ICIs临床前研究及临床试验也正在展开。

在GBM病人中，T细胞CTLA4表达水平与病人预后负相关。胶质瘤荷瘤小鼠模型中，CTLA4抑制剂可促进CD4+T细胞增殖、抑制Treg细胞[13]。目前，CTLA4抑制剂Ipilimumab已用于一项GBM病人的Ⅲ期临床试验，但疗效不佳，该临床试验已暂停[14]。PD-1/PD-L1也是介导肿瘤细胞免疫逃逸的重要靶点。研究表明，PD-L1的表达与胶质瘤级别正相关，PD-1/PD-L1高表达提示GBM病人不良预后。临床前实验表明，PD-1抑制剂与放疗、替莫唑胺化疗等联合可显著延长荷瘤小鼠生存期[15-16]。目前PD-1抑制剂有Nivolumab、Pembrolizumab及Pidilizumab，PD-L1抑制剂包括Avelumab、Durvalumab、Atezolizumab，有多项PD-1/PD-L1抑制剂治疗胶质瘤病人的临床试验正在进行中，但目前PD-1/PD-L1抑制剂治疗GBM的Ⅲ期临床试验均以失败告终。除CTLA4、PD-1/PD-L1外，吲哚胺双加氧酶(indoleamine 2,3-dioxygenase,IDO)、淋巴细胞活化基因3(lymphocyte activation gene 3,LAG-3)以及T 细胞免疫球蛋白黏蛋白 3(T cell immunoglobulin mucin-3,TIM-3)等新的ICs也被证实介导胶质瘤免疫逃逸，相对应的抑制剂也已进入临床试验阶段。新靶点的开发以及多种ICIs与其他治疗方式联用是未来研究和治疗的方向。

3.DC疫苗：树突状细胞(dendritic cell,DC)是免疫系统中功能最强大的抗原提呈细胞，可直接激活细胞毒性T细胞杀伤肿瘤细胞。基于该特性，DC疫苗疗法被设计，即在体外用肿瘤相关抗原诱导肿瘤病人自身DC细胞活化后再回输病人体内，进而激活细胞毒性T细胞特异性杀伤肿瘤细胞，是近年来肿瘤免疫治疗的一大热点。目前，在DC疫苗治疗胶质瘤的基础和临床研究中所应用的疫苗制备策略包括肿瘤裂解物抗原、肿瘤相关抗原或肿瘤相关抗原肽段、胶质瘤干细胞、肿瘤来源的外泌体以及编码肿瘤相关抗原的核酸等[17]。不同策略所制备疫苗的有效性和安全性也各不相同，例如非特异性抗原会提高免疫应答效率，提高细胞毒性T细胞对肿瘤细胞的识别和杀伤作用，但也可能提高自身免疫性疾病的发生风险。目前已有多项DC疫苗治疗胶质瘤的临床研究开展，接种胶质瘤干细胞特异性DC疫苗及靶向EGFRvⅢ的DC疫苗的胶质瘤病人的总生存期及无进展生存期有一定延长[18]。然而，一项DC疫苗治疗新诊断胶质母细胞瘤的Meta分析表明，与对照组相比，接种DC疫苗的病人的总生存率、中位无进展生存期均无明显改善[19]，提示DC疫苗在胶质瘤治疗中仍面临巨大挑战，这可能与胶质瘤广泛存在的瘤内、瘤间异质性及复杂的微环境相关。开发同时靶向多种肿瘤特异性抗原、联合其他综合治疗手段在未来可能会为基于DC疫苗的胶质瘤免疫治疗带来新的突破。

4.溶瘤病毒：自1991年Science杂志首次报道经基因改造后的变体病毒(早期溶瘤病毒)在体外用于人脑胶质瘤治疗起，溶瘤病毒在脑胶质瘤治疗领域的基础和临床研究取得了飞速的发展[20]。溶瘤病毒分为具有复制能力的病毒和复制缺陷型病毒，其特异性识别肿瘤细胞并在肿瘤细胞内大量复制最终导致肿瘤细胞溶解、释放肿瘤相关抗原、诱发肿瘤特异性免疫反应，从而高效的清除肿瘤细胞。由于溶瘤病毒能通过相应受体特异性识别肿瘤细胞且其复制依赖于肿瘤特异性启动子，溶瘤病毒不会对正常脑组织细胞产生影响，其体内外安全性已被多项研究证实。目前胶质瘤治疗中使用的溶瘤病毒包括单纯疱疹病毒1型(herpes simplex virus-1,HSV-1)、腺病毒、呼肠孤病毒、麻疹病毒(measles virus,MV)、脊髓灰质炎病毒(poliovirus,PV)、新城疫病毒(newcastle disease virus,NDV)等[21]。溶瘤病毒经历了三代发展，从最初的仅具有肿瘤特异性到现阶段的同时兼具肿瘤特异性、免疫调节及免疫治疗功能，与之对应的多项胶质瘤治疗临床实验亦正在开展或已完成，其中部分试验表现出了有效的肿瘤细胞杀伤能力和较高的安全性。近日，新英格兰医学杂志报道了一种基于腺病毒的溶瘤病毒DNX-2401治疗脑干胶质瘤的I期临床试验，病人的中位生存期达17.8个月，延长了约50%，展现出了溶瘤病毒在胶质瘤治疗中的强大作用与未来应用潜力[22]。未来应针对溶瘤病毒与肿瘤微环境组分间相互作用展开深入研究，充分考虑肿瘤异质性，寻找和构建更有效的溶瘤病毒。

三、脑胶质瘤免疫治疗展望

随着基础及临床研究的发展，我们对CNS及脑胶质瘤内免疫微环境的认识不断深入，相应的多种免疫治疗方案也不断进步。然而，尽管多种免疫治疗方案在临床前实验中展现出了强大的抗肿瘤活性及较高的安全性，目前免疫治疗仍未发展成为脑胶质瘤的一线治疗方案，免疫治疗进入临床试验疗效欠佳的原因主要包括脑胶质瘤病人显著的瘤内及瘤间异质性、瘤内复杂的微环境组分以及高度免疫抑制的免疫微环境等。在未来的研究中，需要充分考虑免疫治疗工具与肿瘤细胞及微环境组分间相互作用、激活肿瘤微环境中的免疫反应并针对肿瘤异质性开发相对个体化治疗方案、多靶点和多种免疫治疗方案相联合并与传统的手术切除及放化疗相结合。相信随着上述研究的不断突破，免疫治疗将很快成为胶质瘤标准疗法的重要组成部分。