免疫療法被認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(guò)增強免疫系統靶向和殺傷腫瘤細胞的能力發(fā)揮作用，包括1）阻斷抑制性免疫檢查點(diǎn)通路的抗體、2）基于樹(shù)突狀細胞和工程化T細胞的細胞療法，以及3）觸發(fā)腫瘤中抗原特異性免疫反應的**等。近幾年，阻斷CTLA-4和PD-1這兩個(gè)免疫檢查點(diǎn)蛋白的抗體已成為癌癥治療游戲規則的改變者。這些抗體可將T細胞從CTLA-4和PD-1通路介導的免疫抑制中解放出來(lái)，已被證明可促進(jìn)有效、持久的T細胞反應，從而消除腫瘤，導致癌癥緩解。不過(guò)，遺憾的是，僅10%-30%的癌癥患者可獲益于這類(lèi)免疫檢查點(diǎn)阻斷療法，這使得科學(xué)家們對提高患者的響應率產(chǎn)生了濃厚的興趣。實(shí)現這一目標的一個(gè)策略是，將免疫檢查點(diǎn)阻斷療法與細胞療法或治療性**相結合。

       個(gè)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胞基因組序列進(jìn)行比對，以確定突變，再借助算法預測新抗原；3-4）生產(chǎn)新抗原特異性DNA、RNA和肽**，并制成個(gè)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(shù)突狀細胞**或新抗原特異性T細胞；6）編碼新抗原特異性scFv或TCRs的基因可被轉導至外周血淋巴細胞中，以產(chǎn)生腫瘤反應性T細胞，用于過(guò)繼轉移到患者體內。（圖片來(lái)源：Nature Biomedical Engineering）

       一、過(guò)繼T細胞療法

       從患者血液中分離出來(lái)的T細胞能夠被純化以包含特定的T細胞群，這些T細胞群之后可通過(guò)基因改造來(lái)提高抗腫瘤效果。事實(shí)上，除免疫檢查點(diǎn)阻斷外，過(guò)繼T細胞療法(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(lái)源于患者的T細胞，以及隨后將工程改造后的T細胞注射回患者體內。腫瘤浸潤淋巴細胞(TILs，從患者腫瘤活檢中分離出來(lái)，并通過(guò)IL-2刺激在體外擴增)代表了首類(lèi)過(guò)繼T細胞療法，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(guò)繼T細胞療法，兩者都是基于外周血T細胞，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(zhù)，FDA于2017年批準了兩款這類(lèi)產(chǎn)品上市（tisagenlecleucel和axicabtagene ciloleucel），用于治療急性淋巴細胞白血病和大B細胞淋巴瘤。

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

       過(guò)繼T細胞療法的另一限制是需要在體外產(chǎn)生足夠數量的細胞，而體外T細胞擴增是一個(gè)需要專(zhuān)業(yè)技能的勞動(dòng)密集型過(guò)程，這就限制了這類(lèi)療法的可用性。一種可能的解決方案是在外周血T淋巴細胞中原位轉染CAR基因，這可以通過(guò)攜帶CD19 CAR基因的CD3定向納米顆粒來(lái)實(shí)現。另一種解決策略是開(kāi)發(fā)人工抗原提呈細胞，以便在體外增殖過(guò)程中更有效地擴增功能性T細胞。

       當CAR-T等基因改造后的T細胞被回輸到患者體內后，維持這些細胞的生存能力及其腫瘤浸潤特性也是一大挑戰，尤其當利用過(guò)繼T細胞療法對抗實(shí)體瘤時(shí)。確保轉移到患者體內的T細胞增殖以及歸巢到腫瘤中至關(guān)重要。為了達到這一目的，有研究在CD8+T細胞表面添加了攜帶IL-15超激動(dòng)劑和IL-21細胞因子的脂質(zhì)納米顆粒（實(shí)現細胞因子的局部遞送）。這些生物材料能夠使藥物特異性靶向被轉移到患者體內的細胞，避免脫靶免疫調節，從而安全的提高T細胞療法的療效。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(guò)繼轉移后T細胞的生存和增殖。

       二、樹(shù)突狀細胞**

       基于來(lái)源于患者的、呈遞腫瘤相關(guān)抗原（TAAs）的樹(shù)突狀細胞（通過(guò)外周血單核細胞的體外分化獲得）的細胞療法也可被回輸到患者體內，以增強T細胞活化及腫瘤細胞殺傷。

       早在2001年，就有研究顯示，10名兒童轉移性實(shí)體瘤（包括神經(jīng)母細胞瘤、骨肉瘤和腎細胞癌）患者接受每?jì)芍芤淮蔚臉?shù)突狀細胞**接種后，有5人病情穩定，1人腫瘤明顯消退；之后，陸續有研究證實(shí)樹(shù)突狀細胞**對抗其它類(lèi)型癌癥（如多形性成膠質(zhì)細胞瘤、卵巢癌）的潛能。不過(guò)，這些前期研究中使用的樹(shù)突狀細胞**盡管耐受性良好，且改善了患者的生存結果，但并未使腫瘤完全緩解或消退。基于這一現狀，科學(xué)家們開(kāi)始開(kāi)發(fā)呈遞新抗原的DC**，以期待改善這類(lèi)**的療效。

       2015年，一項涉及3例先前接受過(guò)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的方法來(lái)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），并利用預測性人類(lèi)白細胞抗原(HLA)結合親和力工具和基因表達分析對這些新抗原表位進(jìn)行了篩選；接著(zhù)，呈遞新抗原的樹(shù)突狀細胞被輸注到患者體內。每名患者的治療方案中，一半（3個(gè)）的新抗原誘導了顯著(zhù)的新抗原特異性CD8+T細胞擴增。

       盡管一些研究顯示了令人期待的結果，但DC**要想轉化為用于患者的可靠療法具有挑戰性，這部分是因為這種療法需要訓練有素的人員和專(zhuān)門(mén)的設備來(lái)將外周血單核細胞體外分化為樹(shù)突狀細胞，以及將樹(shù)突狀細胞與腫瘤抗原或腫瘤裂解液一起孵育。此外，呈遞MHC-肽復合物的樹(shù)突狀細胞的產(chǎn)量并不穩定，取決于患者外周血單核細胞的狀況。另一方面，給藥后，僅<4%的樹(shù)突狀細胞**可歸巢到淋巴組織。可喜的是，這些局限性都有望通過(guò)新的工程方法來(lái)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(shù)突狀細胞），以啟動(dòng)局部樹(shù)突狀細胞，觸發(fā)抗腫瘤免疫反應。

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

       三、基于新抗原的**

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

       肽**

       2012年至今，大量證據表明，新抗原肽**能夠釋放新抗原特異性T細胞的殺傷潛能（尤其在與免疫檢查點(diǎn)阻斷聯(lián)合時(shí)），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，用于防止腫瘤復發(fā)和轉移。不過(guò)，開(kāi)發(fā)出安全有效的抗腫瘤新抗原療法非常具有挑戰，因為新抗原的氨基酸組成對其等電性質(zhì)有重要影響，會(huì )使新抗原肽**在非目標組織中積累，或者并不有限靶向淋巴組織而通過(guò)系統循環(huán)傳播。這種遞送障礙會(huì )導致僅有一小部分被注射到體內的**到達靶組織，降低**的效力，因此，需要有效的遞送策略來(lái)增強新抗原及其佐劑分子向淋巴結的轉運。一些研究已經(jīng)證實(shí)，基于合成高密度脂蛋白(sHDL)的納米圓盤(pán)、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，有證據表明，mRNA新抗原**與免疫檢查點(diǎn)阻斷的協(xié)同為促進(jìn)T細胞存活以及增強抗腫瘤免疫反應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(dòng)力療法

       成像技術(shù)、光熱療法(PTTs)和光動(dòng)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在內的成像指導方法（image-guided methods）有望通過(guò)精確控制藥物釋放的時(shí)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)，當光熱劑或金納米顆粒被遞送到腫瘤中時(shí)，可通過(guò)紅外光照射使腫瘤消融（癌癥免疫療法的一個(gè)主要挑戰是，當應用于大型腫瘤時(shí)，療效通常有限。雖然在大多數情況下優(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(huì )提供另一種選擇）。光動(dòng)力療法是一種類(lèi)似的技術(shù)，使用光敏劑產(chǎn)生活性氧，以誘導癌細胞細胞凋亡。已有一些研究成果支持使用光熱療法和光動(dòng)力療法來(lái)消除原發(fā)性腫瘤以及觸發(fā)腫瘤抗原（包括新抗原）、內源性危險信號和促炎細胞因子的釋放。另有證據表明，光熱療法和光動(dòng)力療法誘導的免疫響應可與化療（2018年發(fā)表的一項研究顯示，光熱療法聯(lián)合化療能夠誘導強大的系統性抗腫瘤免疫來(lái)對抗擴散且未經(jīng)治療的腫瘤）和免疫療法協(xié)同。

       總結

       每一種免疫療法都有其獨特的優(yōu)勢：1）通過(guò)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，可根據個(gè)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細胞過(guò)繼轉移在內的個(gè)性化細胞療法能有效促進(jìn)抗腫瘤免疫力，增強效應細胞功能；4）樹(shù)突狀細胞**可將新抗原在體內呈遞給患者的T細胞。目前來(lái)說(shuō)，最重要的是如何將這些策略聯(lián)合起來(lái)，以促進(jìn)協(xié)同的抗癌作用，從而達到前所未有的治療效果。未來(lái)，最理想的目標是，針對癌癥患者的個(gè)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(gè)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(lái)源及相關(guān)推薦

       以上內容摘編自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)系統性抗腫瘤免疫力，從而協(xié)同免疫療法對抗晚期癌癥。