参考文献:Iams, W.T., Porter, J. Horn, L. Immunotherapeutic approaches for small-cell lung cancer. Nat Rev Clin Oncol (2020).
FDA批准了化疗联合PD-L1抑制剂atezolizumab作为小细胞肺癌的一线治疗,纳武单抗和帕博利珠单抗作为小细胞肺癌的单药三线治疗。从此,免疫检查点抑制剂登上了小细胞肺癌治疗的舞台。几十年不变的治疗策略终于迎来改变。
小细胞肺癌有自身的免疫学特点和分类。首先,小细胞肺癌的肿瘤突变负荷较高,已证实肿瘤突变负荷可以预测免疫治疗效果,鉴于小细胞肺癌对化疗敏感,可以促进免疫抗原的释放,增加t细胞反应,这是将免疫治疗和化疗结合应用于小细胞肺癌的理论基础之一。
回顾性研究发现,在接受免疫治疗前样本里具有更多的浸润性T细胞,治疗效果越好。若在小细胞肺癌患者里面细分,调节性T细胞在未进展的患者中和更好的预后相关。CD45记忆性T细胞在脑转移患者里面和更长的生存率相关。患有神经性PNS的SCLC患者和患有内分泌性副肿瘤综合征(PNS)的SCLC患者以及未患有副肿瘤综合征的SCLC患者相比,前者的PD-1 / PD-L1相互作用评分显着提高,且具有CD4和CD8浸润增加的趋势,浸润率更高,OS有所改善。而在广泛期患者中,PD-L1高的患者具有更好的临床结果。综上,SCLC的肿瘤免疫浸润和更好的治疗结果有关。
初步临床试验发现80%的SCLC肿瘤的PD-L1染色少于1%。这与SCLC中高的肿瘤突变负担不一致,暗示SCLC肿瘤拥有独立于PD-1 / PD-L1的免疫逃避方法。因此,对于小细胞肺癌的免疫微环境,还需要进一步的了解。
SCLC细胞可分为四个主要的分子亚型。这些亚型可由RNA测序得到:
1.SCLC-A,高水平的achaet -scute同源物1 (ASCL-1)表达为特征
2.SCLC-N,高水平的神经源性分化因子1(NeuroD1)表达为特征
3.SCLC-Y,表达转录共激活因子YAP1
4.SCLC-P,表达POU2类结构域 2类转录因子3 (POU2F3)表达
未来的研究应明确这些SCLC亚型与免疫生物学特征之间的关系,并考虑选择特定分子亚型的前瞻性临床试验设计。
最初的三期临床试验尝试使用ipilimumab(CTLA-4单抗)联合化疗比较单纯化疗,结果不如人意。这项2016年的研究得出,免疫治疗联合化疗组的OS,PFS,ORR并没有提升。
随后2018年的IMPower133带来曙光,IMpower133是一项国际、双盲、随机、安慰剂对照的III期试验,评估在卡铂和依托泊苷中添加Atezolizuma(商品名TecentriqPD-L1单抗)后,一线治疗的疗效和安全性。此研究共招募了403例初治的 ES-SCLC患者。结果是OS,PFS均得到改善,然而ORR依然没有区别。不过,2019年3月18日,罗氏宣布,FDA已批准Tecentriq联合化疗(卡铂和依托泊苷),用于一线治疗广泛期小细胞肺癌。
2019年的CASPIAN试验更进一步。患者被随机分成三组:
1.durvalumab(PD-L1单抗)+Tremelimumab(CTLA-4单抗)+化疗,化疗4周期结束后继续用durvalumab ±treme直到进展;
2.durvalumab +化疗,化疗4周期结束后继续用durvalumab直到进展;
3.化疗4-6周期。
在durvalumab组中,患者接受至多4个周期的化疗,而化疗组允许至多6个周期的化疗和预防性颅内照射。与单用化疗相比,durvalumab联合化疗能显著提高患者的OS,并且这一临床获益具有统计学意义。相较于单纯化疗组的OS(10.3个月),durvalumab联合化疗组的OS达到了13.0个月。不光OS得以提升,ORR也具有优势(79.5%vs70.3%)。值得注意的是,IMPower133和CASPIAN的试验略有不同,后者是非盲且允许使用顺铂,但这两个试验的生存数据几乎相同。
这些结果表明,前期化疗加上针对PD-1或PD-L1的ICI作为ES-SCLC患者的治疗策略取得了成功。大约10%的SCLC患者会发展成PNS(副肿瘤综合征),神经系统的PNS被认为是自身免疫性后遗症。考虑到自身模拟激活的可能性,在接受IMPower 133或CASPIAN联合化疗的患者中,未观察到PNS或其他3、4级不良事件的显著增加。此外,其他与治疗相关的不良事件的类型和发生率与ICIs联合化疗的NSCLC患者相似。
一线维持治疗的两个临床试验结果都不尽如人意。2018年一项单臂二期试验在广泛期患者中,化疗后使用K药维持治疗,然而PFS,OS,ORR都未得到显著提升。随后2019年的三臂三期试验CheckMate451,比较O药联合ipilimumab,单药O药和安慰剂用于维持治疗,OS,PFS无显著提升,但在亚组分析里,化疗后5周内使用纳武单抗的患者OS有提高,提示化疗后短时间内肿瘤抗原的暴露可以提高免疫治疗的效果。
之前的NCCN并未对SCLC三线或后线治疗提供具体建议,而是建议参加临床试验作为首选。真实世界的研究数据显示,接受各种各样三线治疗的小细胞肺癌患者,其客观缓解率(ORR)为21.3%,中位缓解持续时间(DOR)为2.6个月,中位总生存时间(OS)为4.4个月,1年生存率仅为11%。
FDA根据来自CheckMate 032的数据批准Nivolumab用于小细胞肺癌三线或一线以后的治疗。CheckMate 032是1/2期,多中心,开放标签研究入组研究,比较了nivolumab和nivolumab加上ipilimumab治疗先前接受过化疗治疗的SCLC或其他晚期/转移性实体瘤,无论其PD-L1水平如何。在109例接受三线或以后三线nivolumab单药治疗的患者中,ORR为11.9%。PFS中位数为1.4个月,OS中位数为5.6个月。
CheckMate331是一项III期临床研究,对比纳武利尤单抗(O药)与化疗二线治疗小细胞肺癌的疗效。对于整体患者来说,中位OS为O药vs化疗为7.5个月vs8.4个月,HR为0.86。该结果也宣告O药二线治疗SCLC的失败ORR:对于整体患者来说,O药vs化疗为13.7%vs16.5%。O药治疗的有效率低于化疗组,O药使用的无进展时间低于化疗组。
KEYNOTE-028研究和KEYNOTE-158研究已经证明,PD-1单克隆抗体帕博利珠单抗(Keytruda)单药疗法在先前接受治疗的广泛期小细胞肺癌的中显示出抗肿瘤活性。Keynote028中患者接受K药10mg/kg,q2w;keynote158中患者接受K药200mg,q3w。两项研究中共83例符合疗效分析(keynote158,n=64;keynote028,n=19)。KEYNOTE-028中,只包括肿瘤细胞免疫浸润和PD-L1联合阳性评分(CPS)≥1%的患者。在24例复发的SCLC患者中,ORR为33%,中位PFS为1.9个月,中位OS为9.7个月。在keynotes -158中,包括107例复发性SCLC患者,ORR为18.7%,PFS中位数为2个月,OS中位数为9.1个月。
IFCT-1603是随机的II期临床试验,旨在评估一线铂-依托泊苷化疗后SCLC中atezolizumab的效果。Atezolizumab的中位无进展生存期为1.4个月,化疗为4.3个月。两组之间的总生存期无明显差异。中位总存活为9.5个月和8.7个月。Atezolizumab单一疗法在复发性SCLC中未能显示出明显的疗效。
综上所述,尽管三线治疗采用免疫疗法单药有优势,但是二线治疗试验都宣告失败。因此FDA批准ICI单药治疗,包括O药或K药,仅在三线或更晚的情况下使用。
这个指标被认为可能是对ICIs反应的预测生物标志物,在SCLC患者的一线治疗和维持治疗以及二线或后期治疗中都是如此。在肿瘤细胞或免疫细胞上PD-L1表达≥1%或≥5%的患者中,化疗+atezolizumab单抗与化疗+安慰剂组相比,OS无明显改善。在肿瘤和免疫细胞PD-L1表达均1%的患者中,接受化疗加atezolizumab单抗与化疗加安慰剂的患者OS均有统计学意义上的改善(中位OS分别为10.2个月和8.3个月)。这些不一致的发现提示,PD-L1表达对SCLC一线使用ICI合并化疗的OS无预测作用。
PD-L1的表达也在二线或后期复发的ICI患者中进行了评估。在CheckMate 032,O药单药治疗组中,PD-L1≥1%的患者的ORR为38%,而PD-L1 1%的患者的ORR为28%,不可评估的肿瘤患者的ORR为24%。在O药 1 mg/kg和ipilimumab 3 mg/kg组中,这些亚组的ORRs分别为33%、36%和33%。相比之下,在O药3 mg/kg和ipilimumab 1 mg/kg arm5的这些亚组中,ORRs分别为60%、24%和15%。在IFCT-1603 II期RCT中,患者接受atezolizumab或二线化疗后,53个可评估的标本中,只有1个标本有1%的肿瘤PD-L1表达,因此排除了对其进行预测价值评估的可能性。
keynotes -028中≥1%的CPS是K药治疗的纳入标准。这些患者的ORR为33%。一项调查K药单药治疗疗效的试验,包括CPS低至0%的患者(CPS的评估方法与KEYNOTE-028相同)。将患者分为两组:CPS≥1% (n = 42)和CPS 1% (n = 50)。ORRs分别为35.7%和6%,1年OS分别为53.1%和30.7%,OS的中位数为14.6个月和7.7个月。在PD-L1状态不明的患者中,ORR为27%。由于小细胞肺癌中肿瘤细胞PD-L1的整体表达水平较低,因此,该免疫检查点的表达不太可能对ICIs的有效性具有预测价值。
一份来自不同组织的实体肿瘤患者的肿瘤材料的分析报告显示,包括8例SCLC患者在内,在KEYNOTE-028接受K药治疗的患者中,TIL标记与ORR和中位PFS相关。这种TIL标记是基于一个18个基因的RNA表达,但是由于SCLC患者数量有限,很难对这种标记在SCLC患者中的预测效用做出具体的结论。
病人数目到目前为止非常小,需要进一步的验证。
在CheckMate 032中,调使用配对的血液和预处理肿瘤样本评估TMB。全外显子组测序(WES)被用来量化TMB,143突变为低,143 - 247突变为中等,≥248突变为高。当比较接受O药单药治疗的TMB 患者的疗效时,低(n = 42)、中(n = 44)和高(n = 47) TMB患者的ORRs分别为5%、7%和21%;PFS中位持续时间为1.3个月、1.3个月和1.4个月;OS持续时间中位数分别为3.1个月、3.9个月和5.4个月;1年PFS无法评估,分别为3%和21%;1年OS分别为22%、26%和35%。对CheckMate032的O药 1 mg/kg和ipilimumab 3 mg/kg臂的数据分析显示了类似的结果。同一TMB三分位数中,低(n = 27)、中(n = 25)和高(n = 26)的ORRs分别为22%、16%和46%;中位PFS持续时间分别为1.5个月、1.3个月和7.8个月;中位OS分别为3.4个月、3.6个月和22个月;1年PFS分别为6%、8%和30%;1年的OS分别为23%、20%和62%。来自于keynoteo -028中接受K药治疗的患者中,与Checkmate 032相似,TMB、ORR和PFS中位数之间存在统计学显著相关,但TMB与PD-L1之间的相关性有限。由于本队列中SCLC患者数量较少,因此很难从这一分析中得出TMB作为预测生物标志物的可靠结论。
在IMPower 133中,接受化疗加atezolizumab单抗的254例无肝转移的患者与仅接受化疗的患者相比,OS获益有统计学意义(中位OS分别为16.8个月和11.2个月)。III期RCT评估化疗加ipilimumab与单纯化疗对初治ES-SCLC患者的疗效时,无论是否存在肝转移,OS均未发现明显差异。CheckMate 331中,364例无肝转移的复发性SCLC亚组再次观察到,与化疗相比,O药组的OS有显著改善。
免疫治疗位点一览:免疫检查点抑制剂(抗程序性细胞死亡蛋白1 (PD-1)、抗程序性细胞死亡配体1 (PD-L1)、抗细胞毒性T淋巴细胞蛋白4 (CTLA-4) 、抗-LAG3抗体、 抗-TIM3抗体),双特异性抗体(比如针对CD3 + DLL3或者PD-1加上TIM3),设计T细胞疗法(如抗-DLL3的CAR-T),肿瘤疫苗、抗增殖剂(AKT抑制剂)和DNA损伤修复疗法(ADP-ribose聚合酶(PARP)抑制剂,ATR抑制剂、WEE1抑制剂)。BiTE, bispecific T cell engager; DC, dendritic cell; TCR, T cell receptor.
TMB显示出了一些作为反应率和OS的预测值的价值。分析材料(肿瘤与血液)和分析技术(WES与靶向基因检测)的差异很关键;因此,TMB仍是进一步研究的潜在预测指标。
SCLC的挑战仍然是获得足够的组织来进行实体肿瘤材料的分析。目前,其他潜在的预测生物标志物,如肿瘤基质PD-L1表达、CTCs和TIL标记,仅在一小群患者中进行了评估,因此排除了对其预测价值得出可靠结论的可能性。同样,在指导ICIs的使用时,应谨慎解释肝转移的存在或不存在,因为该预测因子的有效性仅在亚组分析中评估过。使用多参数的组合预测疗效,比如PD-L1+肿瘤突变负荷+其他有待确定因素,可能提供最好的治疗策略。
虽然在使用免疫疗法治疗SCLC患者方面取得了进展,但在确定最佳治疗策略和预测生物标志物以及为ICIs疾病进展患者制定有效的治疗策略方面仍有大量的研究工作要做。
癌症免疫疗法,是通过增强自身免疫功能以清除肿瘤细胞的技术。癌症免疫疗法可以分为四个主要类别:非特异性免疫增强剂、疫苗、过继疗法和免疫检查点抑制剂。
非特异性免疫增强剂
非特异性免疫增强剂并不专一性地针对肿瘤细胞,而是通过整体上调机体的免疫功能来获得对癌症更好的作用效果。作为最早的癌症免疫疗法,非特异性免疫增强剂早在上个世纪90年代便被应用于临床。最为常见的非特异性免疫增强剂包括白介素(Interleukins)和干扰素(Interferons)等。由于人体免疫系统扮演着识别“敌我”的功能,非特异性地上调其功能往往会造成对机体的误伤从而产生较为严重的副作用如流感样症状、皮疹、白细胞减少等,因此非特异性免疫增强剂的使用受到了局限,更多的情况下作为辅助用药与其他免疫疗法或化疗联合应用。
而癌症疫苗和过继疗法、免疫检查点抑制剂作为新兴癌症免疫疗法的代表,更为受到研究者与市场的关注。在这个领域内技术迭代日新月异,不断出现的参与者逐渐形成了群雄割据的局面,资本疯狂涌入,共同构筑起人类与癌症战场的最前线。
疫苗
目前经美国FDA(食品药品监督管理局)批准用于癌症治疗的疫苗共有四种,分别是用于预防宫颈癌的Gardasil与 Cervarix、用于预防肝癌的乙肝疫苗和用于治疗晚期前列腺癌的Provenge。
人乳头瘤病毒HPV被认为是90%以上的宫颈癌的诱因,其中高致病性的16、18、31、33、45、52、58七类亚型可通过接种九价HPV疫苗进行预防。同样地,在中国90%以上的原发性肝癌患者均为HBsAg阳性的乙肝患者,通过接种乙肝疫苗可大大降低罹患肝癌的概率。
与通过预防癌症相关病毒感染而“曲线救国”的预防性癌症疫苗不同,治疗性癌症疫苗Provenge是第一款真正意义上的癌症疫苗。这款疫苗通过分离患者的树突状细胞并在体外与特异性高表达于前列腺癌细胞的前列腺酸性磷酸酶PAP共同培养,使得树突状细胞“耳濡目染”地学会识别这一特异性抗原。在输回患者体内后,树突状细胞将PAP抗原处理并呈递给T细胞,后者则找到体内表达有PAP的前列腺癌细胞并进行扑灭。
除了常规的癌症疫苗外,有部分研究者也将溶瘤病毒归为癌症免疫疗法的一个分支。原本“无恶不作”的病毒经基因改造后能够特异性地感染肿瘤细胞,通过在细胞内大量复制杀伤肿瘤,这一过程中释放出的肿瘤细胞抗原则能够引起免疫反应来强化溶瘤病毒的治疗效果。溶瘤病毒应用上最大的障碍在于其本身也是免疫系统的目标之一,因此往往需要采用瘤内注射或联合免疫抑制剂使用。而在一些处于临床早期的溶瘤病毒产品中,已经开始尝试着采用静脉注射这一常规给药途径,希望能够进一步拓展溶瘤病毒的应用前景。
过继细胞疗法
1984年,Linda Taylor来到美国国家癌症研究院,寻求治疗她所罹患的晚期转移性恶性黑色素瘤的方法。癌症免疫学家Steven Rosenberg接待了她。在分离了一部分Taylor的淋巴细胞后,研究人员将大剂量的IL-2用于刺激淋巴细胞,并把得到的淋巴因子活化杀伤细胞(LAK cell)输回到她体内。Taylor的病情逐渐稳定并恢复。
近30年来,历史也见证了过继细胞疗法从第一代的LAK疗法,经细胞因子活化杀伤细胞CIK疗法、肿瘤浸润淋巴细胞TIL疗法、细胞毒性T淋巴细胞CTL疗法到第五代嵌合抗原受体T细胞CAR-T和肿瘤特异性T细胞受体基因工程细胞TCR-T的技术变革。Juno Therapeutics的CAR-T候选疗法JCAR015的I期临床结果显示,有91%的成年急性淋巴细胞白血病患者经JCAR015治疗后获得了完全缓解,尽管总生存期的延长并不显著,但所有人都对这种结合了基因工程和细胞疗法的崭新技术给予了厚望。
T淋巴细胞对肿瘤细胞的识别依赖于T细胞受体TCR与肿瘤细胞表面MHC-抗原复合物的结合,而许多肿瘤细胞在不断的“进化”过程中形成了通过降低MHC表达等手段逃避T细胞识别的能力。针对这一困境,研究者们一方面通过基因突变和筛选寄希望于找到与MHC-抗原复合物具有高亲和力的基因工程TCR,另一方面试图通过让T细胞表达能绕过MHC直接结合肿瘤细胞表面抗原的受体来将T细胞“锚定”在肿瘤细胞上。这两种不同的研究方向分别催生了TCR-T和CAR-T的诞生。
TCR-T技术作为传统过继细胞疗法技术的延伸,其识别肿瘤抗原的能力依赖于表达于抗原呈递细胞表面的主要组织相容性复合物(MHC),这在一定程度上限制了它在不同人群间的应用广度和整体效果。但TCR-T最大的优势在于其不但识别肿瘤细胞表面抗原,对于肿瘤细胞内的抗原同样能够通过MHC的提递而进行识别,这使得其针对的肿瘤类型相对于CAR-T要广得多。
第五代过继细胞疗法的光芒虽然耀目,但就目前而言它依然无法撼动手术、化疗和放疗在肿瘤治疗领域的统治地位。在临床试验中CAR-T同样暴露出了许多亟需改善的问题和症结,如不明原因的疾病复发、致命的细胞因子风暴等等。
单克隆抗体类免疫检查点(immune checkpoint inhibitor)抑制剂
抗程序性死亡蛋白1(programmed death 1, PD-1)抗体是目前研究最多,临床发展最快的一种免疫疗法。PD-1起作用在免疫反应的效应阶段,其表达于活化的T细胞,B细胞及髓系细胞,其有两个配体,即程序性死亡分子配体-1(programmed death ligand 1, PD-L1)和PD-L2。PD-L1/L2在抗原提呈细胞都表达,PD-L1在多种组织也有表达。PD-1与PD-L1的结合介导T细胞活化的共抑制信号,抑制T细胞的杀伤功能,对人体免疫应答起到负调节作用。华裔科学家陈列平实验室首先发现PD-L1在肿瘤组织高表达,而且调节肿瘤浸润CD8+ T细胞的功能。因此,以PD-1/PD-L1为靶点的免疫调节对抗肿瘤有重要的意义。
PD-1/PD-L1抑制剂能够特异性地和肿瘤细胞上的PD-L1结合来抑制其表达,从而能够使功能受抑制的T细胞恢复对肿瘤细胞的识别功能,从而实现通过自身免疫系统达到抗癌作用。
近年来,已有多种PD-1/PD-L1单克隆抗体在肿瘤免疫治疗的临床研究迅速开展。目前PD-1抑制剂Pembrolizumab和Nivolumab已被FDA批准用于晚期黑色素瘤、非小细胞肺癌、霍奇金淋巴瘤和头颈鳞癌等,Nivolumab还被FDA批准可用于治疗肾癌和尿路上皮癌等。此外,PD-L1抑制剂Atezolizumab和Durvalumab等单克隆抗体也已进入多个III期临床研究中,覆盖非小细胞肺癌、黑色素瘤、膀胱癌等多个瘤种。
细胞毒性T淋巴细胞抗原4(cytotoxic T-lymphocyte antigen 4, CTLA-4)是表达于活化的T细胞表面的一种跨膜蛋白。CTLA-4作用于免疫反应的启动阶段,其激活能够抑制T细胞免疫应答的启动,从而导致活化的T细胞减少并阻止记忆性T细胞的生成。研究发现,肿瘤细胞能够激活CTLA-4,使活化的T细胞失去活性,从而实现了肿瘤自身的免疫逃逸(immune escape)。
数个临床前研究发现,阻断CTLA-4后能够恢复T细胞的活性并延长记忆性T细胞的存活时间,从而恢复身体对肿瘤细胞的免疫功能,使得肿瘤的控制率提高,据此研发了抗CTLA-4 的特异性单克隆抗体。
目前两种CTLA-4抑制剂Ipilimumab已被FDA批准用于III期黑色素瘤的辅助治疗和晚期黑色素瘤的治疗, 而Ipilimumab和Tremelimumab在肾癌、前列腺癌、肺癌等的临床研究已广发开展。早期期临床研究结果显示两种单抗无论是单药还是联合IL-2、PD-1/PD-L1抑制剂或化疗均显示安全有效。
其它如增强T细胞第二信号从而促进肿瘤特异性T细胞活化和增殖的单抗类,如肿瘤坏死因子TNF受体家族的OX40和4-1BB单抗尚在研发中。
2014年末,Science杂志对2015年科技的重要突破做出了预测,联合免疫疗法也在其中。早在上个世纪人们就意识到,癌症远远不是源自正常细胞一个基因、一个蛋白的改变,联合疗法才是癌症治疗的关键。上海敦复医院是上海第一批开展肿瘤免疫治疗的医院,目前已经为2500人次提供了肿瘤免疫治疗,如果你有肿瘤免疫治疗需求,请联 系我 们
医药学发展的基石是生命科学,随着对肿瘤生成发展现象的研究不断深入和突破,疾病治疗手段将更加丰富多样。在不远的未来,针对高效低毒的新型肿瘤靶点的药物研发、细胞疗法的安全性和经济性改造、克服耐药性的联合用药方案以及以预防和早期发现为主的精准医疗将是癌症治疗领域最为引人关注的方向。而免疫治疗恰恰是最为有希望的关键点!
最近几年肿瘤治疗领域什么东西最火?答案毫无疑问指向肿瘤免疫治疗!肿瘤免疫治疗在国内外的肿瘤患者、医学界、药厂、投资机构、新闻媒体等圈子,掀起了讨论和追逐的热潮:PD-1、PD-L1、CAR-T、生物治疗、肿瘤疫苗、基因疗法……一时间,各种相关的、不相关的中英文词汇,连篇累牍,激起濒临绝症的病友心底强烈的求生愿望。形形色色的肿瘤免疫治疗技术让人眼花缭乱,真假难辨。
不少肿瘤患者,对免疫治疗,盲目乐观、跃跃欲试;有的患者,甚至不惜重金、冒着生命危险,去尝试依然处于研发早期阶段的、连安全性都无法保证的“肿瘤免疫治疗新技术”。那么,肿瘤免疫治疗是什么?什么样的肿瘤免疫治疗是靠谱的?什么是不成熟的?什么是在大忽悠?
癌度将综述肿瘤免疫治疗的过去、现在及未来,带您遨游于肿瘤免疫治疗的知识海洋中,力争让每一个普通的患者、病属都能练就“火眼金睛”,不再迷茫!
一、免疫学基础
免疫的基本概念
1、免疫
免疫的英文是“immunity”,来源于拉丁文“immunitas”,其原意是免除差役,免除赋税。引申到医学的时候,一开始指免除瘟疫,即抵抗传染病的能力。对人体免疫功能的认识首先就是从抗感染免疫开始,机体抗感染的能力被认为是人体的免疫能力。
免疫系统的重要生理功能就是对“自己”和“非己”抗原的识别和应答,以它识别和区分“自己”和“非己”抗原分子的能力,起着排异和维持自身耐受的作用。
图1 传统免疫系统对“自己”和“非己
免疫的现代概念指的是机体免疫系统识别“自己”和“非己”,对自身成分产生天然免疫耐受,对非己异物产生排除作用,维持内环境稳定的一种生理功能。医学免疫学是一门研究人体免疫系统的组成和功能,免疫应答的规律和效应,在健康和疾病条件下的免疫现象,应用免疫学理论和方法进行诊断、预防和治疗的科学。
2、抗原
抗原的英文是“antigen”,是指所有能激活和诱导免疫应答的物质,通常指能被T、B淋巴细胞表面特异性抗原受体(TCR或BCR)识别及结合,激活T、B细胞增殖、分化、产生免疫应答效应产物(特异性淋巴细胞或抗体),并与效应产物结合,进而发挥适应性免疫应答效应的物质。
3、抗体
抗体的英文是“antibody”,是指机体的免疫系统在抗原刺激下,由B淋巴细胞或记忆细胞增殖分化成的浆细胞所产生的、可与相应抗原发生特异性结合的免疫球蛋白。
所有抗体都是免疫球蛋白。抗体的基本结构是一“Y”型的四肽链,由两条完全相同的重链和轻链组成。重链和轻链之间以二硫键相连,组成一个轻、重链配对的对称分子。按照抗体重链C区的氨基酸组成和抗原特异性不同,抗体分为5个类别,即IgM、IgD、IgG、IgA、IgE。在同一类抗体中,又根据其重链抗原性和二硫键的数目和位置不同,分为亚类。例如,IgG有IgG1-IgG4四个亚类。
4、免疫原性
免疫原性的英文是“immunogenicity”,是指抗原被T、B细胞表面特异性抗原受体(TCR、BCR)识别及结合,诱导机体产生适应性免疫应答(活化的T/B细胞或抗体)的能力。
5、免疫反应性
免疫反应性的英文是“immunoreactivity”,是指抗原与其所诱导产生的免疫应答效应物质(活化的T/B细胞或抗体)特异性结合的能力。
免疫系统及其功能
1、免疫系统的组成:
由免疫器官及组织、免疫细胞和免疫分子组成。
表1 免疫系统组成
2、免疫系统的功能
免疫防御:防止外界病原体的入侵及清除已入侵病原体及其他有害物质。
免疫监视:随时发现和清除体内出现的“非己”成分,如肿瘤细胞、衰老凋亡细胞和病毒。
免疫自稳:通过自身免疫耐受和免疫调节两种主要的机制来达到免疫系统内环境的稳定。
表2 免疫系统的功能
免疫应答的类型和作用特点
免疫应答是指免疫系统识别和清除抗原的全过程。免疫应答分为固有免疫和适应性免疫两大类。
1、固有免疫
固有免疫又称为先天性免疫和非特异性免疫,是机体在种系发育和进化过程中形成的天然免疫防御功能,即出生后就已具备的非特异性防御功能,是生物在长期进化过程中形成的一系列防御机制。这种免疫不针对特定抗原,作用范围广,发挥作用快,也参与特异性免疫应答过程。
2、特异性免疫
特异性免疫又称获得性免疫或适应性免疫,是获得免疫经后天感染(病愈或无症状的感染)或人工预防接种(菌苗、疫苗、类毒素、免疫球蛋白等)而使机体获得抵抗感染能力。这种免疫只针对特定抗原,具有高度特异性、耐受性和记忆性,作用较慢。通常包括B细胞介导的体液免疫应答、T细胞介导的细胞免疫应答、抗原提呈细胞。
图2 体液免疫和细胞免疫作用机制示意
3、运行机制和作用特点
人体有三道防线:
第一道防线是皮肤和黏膜,它们不仅能阻挡病原体侵入人体,而且它们的分泌物还有杀菌作用。
人体的第二道防线指的是体液中的杀菌物质和吞噬细胞,体液中含有的一些杀菌物质能破坏多种病菌的细胞壁,使病菌溶解而死亡.吞噬细胞能吞噬和消灭侵入人体的各种病原体。人体的第一、二道防线属于非特异性免疫。
人体的第三道防线由免疫器官和免疫细胞(主要是淋巴细胞)组成,当病原体进入人体后,会刺激淋巴细胞产生一种抵抗该病原体的特殊蛋白质,叫做抗体,抗体能够帮助人体清除或灭杀进入人体的病原体;当疾病痊愈后,抗体仍存留在人体内。人体的第三道防线属于特异性免疫。
正常人体的血液、组织液、分泌液等体液中含有多种具有杀伤或抑制病原体的物质。主要有补体、溶菌酶、防御素、乙型溶素、吞噬细胞杀菌素、组蛋白、正常调理素等。这些物质的直接杀伤病原体的作用不如吞噬细胞强大,往往只是配合其他抗菌因素发挥作用。例如补体对霍乱弧菌只有弱的抑菌效应,但在霍乱弧菌与其特异抗体结合的复合物中若再加入补体,则很快发生溶解霍乱弧菌的溶菌反应。
当病菌、病毒等致病微生物进入到人体后,免疫系统中的巨噬细胞首先发起进攻,将它们吞噬到“肚子”里,然后通过酶的作用,把他们分解成一个个片断,并将这些微生物的片断显现在巨噬细胞的表面,成为抗原,表示自己已经吞噬过入侵的病菌,并让免疫系统中的T细胞知道。
T细胞与巨噬细胞表面的微生物片断,或者说微生物的抗原,连着相遇后如同原配的锁和钥匙一样,马上发生反应。这时,巨噬细胞便会产生出一种淋巴因子的物质,他最大的作用就是激活T细胞。T细胞一旦“醒来”便立即向整个免疫系统发出“警报”,报告有“敌人”入侵的消息。这时,免疫系统会出动一种杀伤性T淋巴细胞,并由它发出专门的B淋巴细胞,最后通过B淋巴细胞产生专一的抗体。
杀伤性T淋巴细胞能够找到那些已经被感染的人体细胞,一旦找到之后便向杀手那样将这些受感染的细胞摧毁掉,防止致病微生物的进一步繁殖。在摧毁受感染的细胞的同时B淋巴细胞产生的抗体,与细胞内的致病微生物结合使之失去致病作用。通过以上一系列复杂的过程,免疫系统终于保卫住了我们的身体。
当第一次的感染被抑制住以后,免疫系统会把这种致病微生物的所有过程记录下来。如果人体再次受到同样的致病微生物入侵,免疫系统已经清楚地知道该怎样对付他们,并能够很容易、很准确、很迅速的做出反应,将入侵之敌消灭掉。
图3 固有免疫系统和适应性免疫系统包
编者:飞宇
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关键词:肿瘤免疫治疗综述