免疫療法被認(rèn)為是癌癥治療的第四大支柱(與手術(shù)、放療和化療并列)，通過增強免疫系統(tǒng)靶向和殺傷腫瘤細(xì)胞的能力發(fā)揮作用，包括1）阻斷抑制性免疫檢查點通路的抗體、2）基于樹突狀細(xì)胞和工程化T細(xì)胞的細(xì)胞療法，以及3）觸發(fā)腫瘤中抗原特異性免疫反應(yīng)的**等。近幾年，阻斷CTLA-4和PD-1這兩個免疫檢查點蛋白的抗體已成為癌癥治療游戲規(guī)則的改變者。這些抗體可將T細(xì)胞從CTLA-4和PD-1通路介導(dǎo)的免疫抑制中解放出來，已被證明可促進(jìn)有效、持久的T細(xì)胞反應(yīng)，從而消除腫瘤，導(dǎo)致癌癥緩解。不過，遺憾的是，僅10%-30%的癌癥患者可獲益于這類免疫檢查點阻斷療法，這使得科學(xué)家們對提高患者的響應(yīng)率產(chǎn)生了濃厚的興趣。實現(xiàn)這一目標(biāo)的一個策略是，將免疫檢查點阻斷療法與細(xì)胞療法或治療性**相結(jié)合。

       個性化免疫療法的工程化途徑：1）收集癌癥患者的腫瘤樣本；2）將腫瘤基因組序列與體細(xì)胞基因組序列進(jìn)行比對，以確定突變，再借助算法預(yù)測新抗原；3-4）生產(chǎn)新抗原特異性DNA、RNA和肽**，并制成個性化納米藥物，用于聯(lián)合癌癥免疫療法；5）新抗原也可用于產(chǎn)生樹突狀細(xì)胞**或新抗原特異性T細(xì)胞；6）編碼新抗原特異性scFv或TCRs的基因可被轉(zhuǎn)導(dǎo)至外周血淋巴細(xì)胞中，以產(chǎn)生腫瘤反應(yīng)性T細(xì)胞，用于過繼轉(zhuǎn)移到患者體內(nèi)。（圖片來源：Nature Biomedical Engineering）

       一、過繼T細(xì)胞療法

       從患者血液中分離出來的T細(xì)胞能夠被純化以包含特定的T細(xì)胞群，這些T細(xì)胞群之后可通過基因改造來提高抗腫瘤效果。事實上，除免疫檢查點阻斷外，過繼T細(xì)胞療法(ACT)也已成為癌癥免疫療法的主流，它包括體外純化和操縱來源于患者的T細(xì)胞，以及隨后將工程改造后的T細(xì)胞注射回患者體內(nèi)。腫瘤浸潤淋巴細(xì)胞(TILs，從患者腫瘤活檢中分離出來，并通過IL-2刺激在體外擴增)代表了首類過繼T細(xì)胞療法，然而，盡管其在腫瘤特異性方面具有優(yōu)勢，但療效有限。TCR-T和CAR-T是另外兩種過繼T細(xì)胞療法，兩者都是基于外周血T細(xì)胞，其中，CAR-T療法已被證明在治療血液學(xué)惡性腫瘤方面療效顯著，F(xiàn)DA于2017年批準(zhǔn)了兩款這類產(chǎn)品上市（tisagenlecleucel和axicabtagene ciloleucel），用于治療急性淋巴細(xì)胞白血病和大B細(xì)胞淋巴瘤。

       CAR-T等T細(xì)胞工程療法成功的一個主要因素是具有抗原特異性，然而，如果靶抗原在癌細(xì)胞和正常細(xì)胞中都表達(dá)，這類T細(xì)胞療法可能會造成嚴(yán)重的**，因此，如何產(chǎn)生盡可能只靶向癌細(xì)胞的CAR-T細(xì)胞，以最小化毒副作用，增加療效是該領(lǐng)域的研究重點。有研究證實，提高T細(xì)胞工程療法腫瘤細(xì)胞特異性的一種方法是開發(fā)靶向新抗原（neoantigen，腫瘤細(xì)胞所表達(dá)的突變蛋白，在健康細(xì)胞中不存在）的T細(xì)胞。

       過繼T細(xì)胞療法的另一限制是需要在體外產(chǎn)生足夠數(shù)量的細(xì)胞，而體外T細(xì)胞擴增是一個需要專業(yè)技能的勞動密集型過程，這就限制了這類療法的可用性。一種可能的解決方案是在外周血T淋巴細(xì)胞中原位轉(zhuǎn)染CAR基因，這可以通過攜帶CD19 CAR基因的CD3定向納米顆粒來實現(xiàn)。另一種解決策略是開發(fā)人工抗原提呈細(xì)胞，以便在體外增殖過程中更有效地擴增功能性T細(xì)胞。

       當(dāng)CAR-T等基因改造后的T細(xì)胞被回輸?shù)交颊唧w內(nèi)后，維持這些細(xì)胞的生存能力及其腫瘤浸潤特性也是一大挑戰(zhàn)，尤其當(dāng)利用過繼T細(xì)胞療法對抗實體瘤時。確保轉(zhuǎn)移到患者體內(nèi)的T細(xì)胞增殖以及歸巢到腫瘤中至關(guān)重要。為了達(dá)到這一目的，有研究在CD8+T細(xì)胞表面添加了攜帶IL-15超激動劑和IL-21細(xì)胞因子的脂質(zhì)納米顆粒（實現(xiàn)細(xì)胞因子的局部遞送）。這些生物材料能夠使藥物特異性靶向被轉(zhuǎn)移到患者體內(nèi)的細(xì)胞，避免脫靶免疫調(diào)節(jié)，從而安全的提高T細(xì)胞療法的療效。此外，其它研究顯示，生物聚合物（如海藻酸鹽水凝膠）也能夠支持過繼轉(zhuǎn)移后T細(xì)胞的生存和增殖。

       二、樹突狀細(xì)胞**

       基于來源于患者的、呈遞腫瘤相關(guān)抗原（TAAs）的樹突狀細(xì)胞（通過外周血單核細(xì)胞的體外分化獲得）的細(xì)胞療法也可被回輸?shù)交颊唧w內(nèi)，以增強T細(xì)胞活化及腫瘤細(xì)胞殺傷。

       早在2001年，就有研究顯示，10名兒童轉(zhuǎn)移性實體瘤（包括神經(jīng)母細(xì)胞瘤、骨肉瘤和腎細(xì)胞癌）患者接受每兩周一次的樹突狀細(xì)胞**接種后，有5人病情穩(wěn)定，1人腫瘤明顯消退；之后，陸續(xù)有研究證實樹突狀細(xì)胞**對抗其它類型癌癥（如多形性成膠質(zhì)細(xì)胞瘤、卵巢癌）的潛能。不過，這些前期研究中使用的樹突狀細(xì)胞**盡管耐受性良好，且改善了患者的生存結(jié)果，但并未使腫瘤完全緩解或消退?；谶@一現(xiàn)狀，科學(xué)家們開始開發(fā)呈遞新抗原的DC**，以期待改善這類**的療效。

       2015年，一項涉及3例先前接受過抗CTLA-4療法治療的黑色素瘤患者的I期臨床試驗使用了一種系統(tǒng)的方法來產(chǎn)生攜帶新抗原的DC**。首先，研究者們對患者的腫瘤進(jìn)行了外顯子組測序，以識別具有錯義突變的新抗原表位（neoepitopes），并利用預(yù)測性人類白細(xì)胞抗原(HLA)結(jié)合親和力工具和基因表達(dá)分析對這些新抗原表位進(jìn)行了篩選；接著，呈遞新抗原的樹突狀細(xì)胞被輸注到患者體內(nèi)。每名患者的治療方案中，一半（3個）的新抗原誘導(dǎo)了顯著的新抗原特異性CD8+T細(xì)胞擴增。

       盡管一些研究顯示了令人期待的結(jié)果，但DC**要想轉(zhuǎn)化為用于患者的可靠療法具有挑戰(zhàn)性，這部分是因為這種療法需要訓(xùn)練有素的人員和專門的設(shè)備來將外周血單核細(xì)胞體外分化為樹突狀細(xì)胞，以及將樹突狀細(xì)胞與腫瘤抗原或腫瘤裂解液一起孵育。此外，呈遞MHC-肽復(fù)合物的樹突狀細(xì)胞的產(chǎn)量并不穩(wěn)定，取決于患者外周血單核細(xì)胞的狀況。另一方面，給藥后，僅<4%的樹突狀細(xì)胞**可歸巢到淋巴組織?？上驳氖牵@些局限性都有望通過新的工程方法來解決，例如使用可注射的海藻酸鹽水凝膠進(jìn)行原位接種（這種方法不需要在體外操縱樹突狀細(xì)胞），以啟動局部樹突狀細(xì)胞，觸發(fā)抗腫瘤免疫反應(yīng)。

       另一種改進(jìn)樹突狀細(xì)胞**的工程解決方案是利用外泌體。有研究證實，在培養(yǎng)樹突狀細(xì)胞時加入外泌體能夠通過“包含腫瘤抗原的外泌體與樹突狀細(xì)胞之間自然發(fā)生的膜交換”促進(jìn)樹突狀細(xì)胞的抗原提呈。

       三、基于新抗原的**

       除了患者特異性細(xì)胞療法，一些科學(xué)家團隊證實，基于腫瘤新抗原的**也有望改善癌癥免疫治療。

       肽**

       2012年至今，大量證據(jù)表明，新抗原肽**能夠釋放新抗原特異性T細(xì)胞的殺傷潛能（尤其在與免疫檢查點阻斷聯(lián)合時），并以有限的副作用發(fā)揮殺傷腫瘤的作用。相關(guān)試驗還顯示，新抗原**可作為一種治療策略，用于防止腫瘤復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移。不過，開發(fā)出安全有效的抗腫瘤新抗原療法非常具有挑戰(zhàn)，因為新抗原的氨基酸組成對其等電性質(zhì)有重要影響，會使新抗原肽**在非目標(biāo)組織中積累，或者并不有限靶向淋巴組織而通過系統(tǒng)循環(huán)傳播。這種遞送障礙會導(dǎo)致僅有一小部分被注射到體內(nèi)的**到達(dá)靶組織，降低**的效力，因此，需要有效的遞送策略來增強新抗原及其佐劑分子向淋巴結(jié)的轉(zhuǎn)運。一些研究已經(jīng)證實，基于合成高密度脂蛋白(sHDL)的納米圓盤、DNA-RNA納米膠囊、PC7A納米顆粒等技術(shù)可在提高新抗原肽**靶向性方面提供幫助。這些納米**為基于新抗原的**接種提供了令人興奮的概念驗證結(jié)果。

       mRNA**

       除了肽**，一些早期臨床試驗和臨床前研究已經(jīng)測試了基于新抗原的mRNA**的安全性和免疫原性。此外，有證據(jù)表明，mRNA新抗原**與免疫檢查點阻斷的協(xié)同為促進(jìn)T細(xì)胞存活以及增強抗腫瘤免疫反應(yīng)的強度和效力提供了一種臨床適用的途徑。

       四、成像技術(shù)/光熱療法/光動力療法

       成像技術(shù)、光熱療法(PTTs)和光動力療法(PDT)是有望改善癌癥免疫治療的其它聯(lián)合途徑。包括磁共振成像(MRI)、PET–CT在內(nèi)的成像指導(dǎo)方法（image-guided methods）有望通過精確控制藥物釋放的時間和位置限制聯(lián)合免疫療法的脫靶**。光熱療法使用可在近紅外光照射下產(chǎn)生熱量的光熱劑或金納米顆粒(GNPs)，當(dāng)光熱劑或金納米顆粒被遞送到腫瘤中時，可通過紅外光照射使腫瘤消融（癌癥免疫療法的一個主要挑戰(zhàn)是，當(dāng)應(yīng)用于大型腫瘤時，療效通常有限。雖然在大多數(shù)情況下優(yōu)先的治療程序是手術(shù)切除原發(fā)腫瘤，但直接手術(shù)切除并不總是可行的。在這種情況下，光熱療法可能會提供另一種選擇）。光動力療法是一種類似的技術(shù)，使用光敏劑產(chǎn)生活性氧，以誘導(dǎo)癌細(xì)胞細(xì)胞凋亡。已有一些研究成果支持使用光熱療法和光動力療法來消除原發(fā)性腫瘤以及觸發(fā)腫瘤抗原（包括新抗原）、內(nèi)源性危險信號和促炎細(xì)胞因子的釋放。另有證據(jù)表明，光熱療法和光動力療法誘導(dǎo)的免疫響應(yīng)可與化療（2018年發(fā)表的一項研究顯示，光熱療法聯(lián)合化療能夠誘導(dǎo)強大的系統(tǒng)性抗腫瘤免疫來對抗擴散且未經(jīng)治療的腫瘤）和免疫療法協(xié)同。

       總結(jié)

       每一種免疫療法都有其獨特的優(yōu)勢：1）通過納米顆粒遞送新抗原肽**提供了一種真正的患者特異性治療，可根據(jù)個體的腫瘤進(jìn)行定制；2)利用納米顆粒或多聚物遞送編碼新抗原的RNA的基因療法已顯示出良好的療效；3）包括基因工程T細(xì)胞過繼轉(zhuǎn)移在內(nèi)的個性化細(xì)胞療法能有效促進(jìn)抗腫瘤免疫力，增強效應(yīng)細(xì)胞功能；4）樹突狀細(xì)胞**可將新抗原在體內(nèi)呈遞給患者的T細(xì)胞。目前來說，最重要的是如何將這些策略聯(lián)合起來，以促進(jìn)協(xié)同的抗癌作用，從而達(dá)到前所未有的治療效果。未來，最理想的目標(biāo)是，針對癌癥患者的個性化免疫療法不僅能根除腫瘤，還能在患者的余生中保持抗腫瘤免疫。

       用于個性化癌癥免疫療法的不同技術(shù)的臨床優(yōu)勢和障礙

       素材來源及相關(guān)推薦

       以上內(nèi)容摘編自8月12日發(fā)表在Nature Biomedical Engineering上題為“Engineeringpatient-specific cancer immunotherapies”的綜述，由于文章多次提到納米技術(shù)在改善癌癥免疫療法中可發(fā)揮重要作用，在此向感興趣的讀者推薦該綜述的通訊作者、密歇根大學(xué)的JamesJ. Moon博士不久前在Nature Reviews Materials上發(fā)表的另一篇題為“Cancer nanomedicine for combination cancer immunotherapy”的綜述，作者們深入討論了納米顆粒如何被用于重編程腫瘤微環(huán)境以及觸發(fā)系統(tǒng)性抗腫瘤免疫力，從而協(xié)同免疫療法對抗晚期癌癥。