肿瘤免疫治疗,科学还是神话

2018-10-10 12:08


肿瘤免疫治疗的神话一直在坊间流传。从上世纪八十年代的LAK(淋巴因子激活杀手细胞)无疾而终,到两年前魏泽西因为滑膜肉瘤寻求DC-CIK (树突细胞-细胞因子诱导杀手细胞)治疗却财尽人亡,人们一直在梦想通过对免疫系统的人为干预来治愈癌症。免疫治疗成为恶性肿瘤患者在对传统的放疗化疗彻底失望之后的最后一搏。

科学大腕们锲而不舍不断提出最新的设计,却没有人解释一下为什么那些曾经说成是癌症病人福音的突破性进展最后无声无息。比如淋巴因子激活杀手细胞是在体外大剂量细胞因子下扩增的。一旦进入体内会发生什么改变,只需要把细胞因子从培养液中减低到体内水平,不到48小时就可以看到本来珠圆玉润的细胞变成歪瓜劣枣。所谓回输体内发挥抗肿瘤效应,根本就是痴人说梦。

肿瘤免疫治疗的另一种版本是CAR-T免疫细胞治疗。CAR-T(Chimeric Antigen Receptor T-Cell),就是嵌合抗原受体的T细胞免疫治疗。把针对肿瘤细胞表面抗原的受体嵌入到病人的细胞毒T细胞上,从而使它们攻击肿瘤。问题在于不存在肿瘤细胞特异的表面抗原。如果用CAR-T细胞治疗急性B淋巴性白血病。B淋巴细胞白血病细胞与同一分化阶段正常B细胞表面抗原完全相同。那么就把病人的T细胞加上CD19的受体针对所有B淋巴细胞进行杀伤。假定病人体内白血病细胞只有1%。那么如果残余100个B淋巴细胞就会有1个白血病细胞还活着。这与100万个B淋巴细胞中有1万个白血病细胞没有本质差别。假定真的把所有B细胞都杀死。也就是把病人的体液免疫系统全部摧毁。让任何一种病毒感染随时导致病人死亡。

最新的理论说,既然我们无法给淋巴细胞踩油门,不妨试试放开手闸。2018年诺贝尔生理学或医学奖授予美国科学家詹姆斯•艾利森(James Allison)和日本科学家本庶佑,以表彰他们在癌症免疫治疗方面所作出的开创性贡献。两名科学家成功“松开”了人体的抗癌“手闸”,给肿瘤治疗带来革命性的改变。再次把活下来的希望带给癌症患者。

艾利森的主要工作就是研究一种名为CTLA-4的T细胞表面蛋白质。正常情况下,T淋巴细胞的活化需要两条信号通路共同激活。其一是T细胞受体(TCR)与抗原呈递细胞(APC)呈递的MHC-抗原肽复合物相结合(信号1),其二是B7分子(B7-1或B7-2)与T细胞表面的共刺激分子CD28相结合(信号2)。CTLA-4分子在T细胞活化后在细胞膜上得到表达。它与CD28具有高度同源性,但功能相反,即CTLA-4分子与B7分子结合后抑制T细胞的活化。也就是说,CTLA-4对T细胞起到“刹车”作用(图1)。

图1:T细胞的激活和免疫刹车

艾利森提出用抗体阻断CTLA-4以解除T细胞受到的制约可以使其获得杀死癌细胞的能力。他的设想在小鼠实验得到证实。利用能抑制“刹车”并解开抗肿瘤T细胞活性的抗体,他们治愈了患有癌症的小鼠。这一成果很快就转化成临床治疗方法。2010年公布的一项临床试验结果表明,接受CTLA-4抗体(ipilimumab)治疗的黑色素瘤患者平均存活了10个月,比没有接受这一治疗的患者延长了4个月。这是第一个可以延长黑色素瘤患者生存期的疗法,医学界为之震惊。

要真正读懂这个CTLA-4抗体究竟是什么药,还要首先了解一点免疫学的基本理论。抗肿瘤免疫由是细胞免疫介导的。细胞免疫的主角是T淋巴细胞。在胸腺成熟过程中,T淋巴细胞分化成为两个主要的细胞亚群,细胞毒性T淋巴细胞CTL(cytotoxic T lymphcytes)和辅助性T细胞Th (T helper)。这两个亚群可以借助它们独特的表面标志来区分。CTL的标志是CD8,Th的标志是CD4。CTL执行对肿瘤细胞杀伤,而Th产生细胞因子为CTL的增殖成熟起到促进和协调作用。

如果不去追究免疫刹车理论的具体机理,人们很自然会认为所谓的解除刹车是给细胞毒性T细胞(CTL)松开手闸,令其对癌细胞发动攻击。这个CTLA-4用中文表示就是细胞毒性淋巴细胞抗原-4。尼罗河碰巧看到这位新科诺奖获得者James Allison 的一位学生一个月前在一个肿瘤免疫研讨会上的文章。这位作者准确预言了他的老师即将获得诺奖。对免疫刹车理论是这样介绍的。

『CTLA4是免疫系统中一个至关重要的“刹车”。Allison博士就想到通过抗体阻断CTLA4功能,以增强CD8 T细胞对肿瘤的杀伤力。他的课题组通过对小鼠肿瘤模型的研究,证明了这个办法是可行的。』

(http://meeting.bioon.com/2018stmci/news-detail/bb31346269982a88)

但是尼罗河注意到所有涉及CTLA-4抗体治疗肿瘤的论文均未明确表示抗体所针对的就是细胞毒性T细胞。如上所述,只有细胞毒性T细胞(CD8+)才能执行杀伤靶细胞的功能。凡事喜欢考证真相的尼罗河就顺手查了一下,这个CTLA-4究竟是表达在T细胞的哪一个亚群上。结论很快就有了。

Differential CTLA-4 expression in human CD4+ versus CD8+ T cells is associated with increased NFAT1 and inhibition of CD4+ proliferation

这篇文章2014年发表在一个并不起眼的专业期刊基因免疫学上。作者用流式细胞仪染色观察CTLA-4阳性的T淋巴细胞亚群,测定了不同T细胞裂解液CTLA-4蛋白和CTLA-4基因转录水平。所有结果一致指向同样的结论,CTLA-4并非表达在具有CD8标记的细胞毒性T淋巴细胞上。而是表达在经过激活的CD4+的T细胞上(图2)。

图2:CTLA-4 表达在CD4+亚群而非CD8+亚群。

根据这一结果,关于免疫刹车的说辞必须作出修正。下面这张图的问题在于错误地把解除了CTLA-4刹车的T细胞认作是细胞毒性T细胞,而实际上应该是CD4阳性细胞(图3)。CD4阳性细胞本身并不执行对癌症靶细胞的杀伤。这个错误有双重的故意性,首先试图使公众以为专门杀伤肿瘤的细胞毒性T细胞是存在的。然后告诉公众只要用抗体阻断CTLA-4,就可以解除这个细胞杀死肿瘤的刹车装置。如果加上并非表达在细胞毒性T细胞(CTL)上的抗原(A)CTLA-4,这个图就涉嫌故意给公众设下三重认知陷阱。

图3:免疫刹车阻断治疗癌症

进一步的证据显示,CTLA-4抗体阻断的是调节T细胞(Treg),其表面标志特征是CD4+CD25+。研究人员发现去掉Fc段而只有Fab段的抗体与CTLA-4结合,就不能解除所谓的免疫刹车。这证明解除刹车的真正原因并不是阻断CTLA-4对B7分子的结合。而必须通过抗体的Fc段清除调节T细胞以解除其抑制T细胞针对自体发动的免疫攻击。论文发表在2018年3月的PNAS。论文标题是,Anti–CTLA-4 therapy requires an Fc domain for efficacy。

看到这里,有人可能要说了。究竟是CD8阳性细胞还是CD4阳性细胞解除刹车能有多大区别。结果不都是一样让T细胞杀死癌细胞。尼罗河这就告诉你们区别在哪里。可能用个比喻会更加容易理解。比如坏人抢银行。被银行保安当场掏枪击毙。这里坏人就是癌细胞。保安就是细胞毒性T细胞。问题是保安的枪上有个保险无法射击。安德森说他用抗体阻断了CTLA-4,相当于打开保险,于是保安就可以开枪击毙坏人。

但是这并非事件的真相。事实上保安的枪上没有保险(CD8+细胞上没有CTLA-4)。但是现场出现了一个警察。警察的任务最大程度保障人民生命财产。保安并不能保证每一枪都准确打中坏人,很可能连同在场的银行顾客一起干掉了。所以警察必须出面制止。CTLA-4就是警察的武器。但是安德森认为消灭坏人可以不计代价。他袭击了警察,用CTLA-4抗体封闭了警察手里的武器。保安终于开枪了。坏人是打死几个。但也有跑掉的。同时在场的无辜者也被打死不少。

所谓的免疫刹车存在于调节细胞上。正常情况下CTLA-4是不应该被阻断的。如此才能保证T细胞攻击自身正常组织细胞的时候能得到制止。一旦解除刹车,这种失去约束的CD4阳性细胞就会激活针对自身的细胞免疫反应。与此同时,与自身细胞具有共同抗原的癌细胞也就难逃池鱼之祸。

究其实质,所有肿瘤免疫治疗的根本性荒谬在于从来没有证明过特异性攻击癌细胞的细胞毒性T淋巴细胞。这种依靠所谓解除免疫刹车治疗癌症无非是放任免疫效应细胞对自身组织细胞无选择性的杀伤。与放疗化疗相比不过是改变了杀伤手段而已。

CTLA-4抗体 ipilimumab 2011年获得FDA批准临床治疗黑色素瘤。Ipilimumab的安全性和有效效是基于欧洲癌症治疗研究组织(EORTC 18071)的研究成果。该项随机双盲试验是在951例经淋巴结完全切除的高危Ⅲ期黑色素瘤患者中进行的。与安慰剂组比较,Ipilimumab组患者的无复发生存率显著提高:2年无复发生存率分别为51.5%和43.8%,3年无复发生存率分别为46.5%和34.8%。五年无复发生存率是40.8%和30.3%。(图4)

(https://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMoa1611299)

图4:ipilimumab临床试验生存曲线。

比较三个时间段的无复发生存率,ipilimumab比安慰剂确乎提高了生存率10个百分点。但是,如果比较两者随时间无复发率生存的改变,就会发现两者都以每两年5-10%的速度下降。这意味着ipilimumab并没有阻止癌症复发的增加。当两个组的生存曲线经过5年后进入平台期,治疗组与不治疗组相比存活率大约增加了10%。

但是,这10%的存活是以接近半数病人发生重度自身免疫性不良反应为代价的。其中包括胃肠道损害,肝肾功能下降,心肌炎和内分泌腺损害。最常见的不良反应是皮疹、腹泻、乏力、瘙痒、头痛、恶心及体重减轻。471例开始应用Ipilimumab治疗的患者中有245例(52%)由于不良事件而终止治疗,包括182例(39%)在最初4剂治疗期间的患者。另外,有5例(1%)患者死于药物相关不良事件。因为人为引发的自身免疫病,两组病人7年以上的总存活率不相差不超过5%。

魏泽西的死是值得,他以自己来日无多的生命加上20万人民币为代价,撕下了很多科学骗子的面具。从此中国卫生部颁布禁令,所有肿瘤免疫细胞治疗都属于临床研究,必须有权威机构的资质审核,而且不得向病人收取相关费用。如今戴上诺贝尔奖光环的免疫刹车阻断治疗当然不再受“临床研究”的限制。每个病人所花费的治疗费用是180万美元。魏泽西砸锅卖铁凑下的20万人民币最多只够一次治疗的药费。和历史上任何一种肿瘤免疫治疗方法一样,为了争取得到这5%的生存概率,财尽人亡仍然是绝大多数病人不可避免的结局。


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