肿瘤免疫治疗的故事（连载十五）

（续上期）

上期主题：

《个性化疫苗，锁定目标巧布兵！》（上期链接点击这里）

本期主题：

本期系长篇连载《肿瘤免疫治疗的故事》的第三回的第二章的第一节——《淋巴因子激活的杀伤细胞疗法》。

第三回：肿瘤免疫治疗的四支部队

第二章：细胞免疫部队多兵种作战

第一节：淋巴因子激活的杀伤细胞

本期关键词：

癌症，肿瘤免疫治疗，白细胞介素2，过继性细胞免疫疗法，淋巴因子激活的杀伤细胞，LAK疗法。

源于20世纪80年代细胞生物学、分子生物学、肿瘤免疫学、生物工程学等诸多理论研究的深入，使得肿瘤免疫治疗有了更明确的目的性、靶向性和有效性。

机体内有多种具有杀伤作用的淋巴细胞，诸如自然杀伤细胞、杀伤细胞、杀伤性T细胞等，它们本身就能够对抗癌细胞的产生。根据实验观察，一个癌细胞需要上百个淋巴细胞对付它。而一立方厘米大小的瘤块中约有10亿个癌细胞。因此，如果有大量的淋巴细胞，就能够有效的消灭癌细胞，因此产生了“细胞免疫疗法”的基本理念。

T细胞在向癌细胞发起进攻

“细胞免疫疗法”的全称叫“过继性细胞免疫疗法”（Adoptive Cellular Immunotherapy，简称ACI或AIT），是指通过对从肿瘤患者自体内提取出来的免疫细胞进行体外培养、激活和扩增，然后将其重新输回肿瘤患者体内，并辅以合适的生长因子，促使其发挥杀伤癌细胞的功能。

过继性细胞免疫治疗经历了五代的发展，从最早的淋巴因子激活的杀伤细胞（LAK，第一代），到第二代细胞因子诱导的杀伤性细胞（CIK），至第三代肿瘤浸润性淋巴细胞（TIL），进而是第四代抗原特异性的细胞毒性T淋巴细胞（CTL），已经发展到第五代嵌合抗原受体T细胞（CAR-T）。

下面分别介绍：

第一节：淋巴因子激活的杀伤细胞疗法（第一代“细胞免疫疗法”）

（一）什么是淋巴因子激活的杀伤细胞疗法？

淋巴因子激活的杀伤细胞（Lymphokine Activated Killer，LAK）疗法，是将从外周血提取出的淋巴细胞在体外培养，经淋巴因子白细胞介素2（Interleukin-2，简称白细胞介素2）激活后扩增，回输至患者体内，从而广谱地杀伤癌细胞的治疗方法。

美国国立癌症研究院史蒂文·罗森博格（Steven Rosenberg）

这一细胞免疫治疗方法的原理，最早由美国国立癌症研究院史蒂文·罗森博格（Steven Rosenberg）于1984年提出。

他认为，由于肿瘤患者体内存在着肿瘤微环境，免疫应答效应细胞因为受到肿瘤微环境中的细胞因子等作用，不能完全活化而杀灭癌细胞。而白细胞介素2作为免疫淋巴细胞因子，可以激发免疫细胞（如T细胞），增强它们清除癌细胞的活性。于是，他做了两件事：第一是通过外周血将患者的单个淋巴细胞提取出来，将其与一定量的淋巴因子白细胞介素2一道在体外培养，获得大量的肿瘤侵润淋巴细胞（Tumor Infiltrating Lymphocytes，简称TIL），然后再回输到患者体内。第二是在回输完成后，分次给患者注射大剂量的白细胞介素2（简称IL-2）。

（二）一个癌症自愈的特殊病例

1968年，作为细胞免疫治疗创始人之一的现美国国家癌症研究所史蒂文·罗森伯格（Steven A. Rosenberg）医生遇到了一个极其罕见的病例：

罗森伯格当时还是西罗克斯伯里弗吉尼亚州医院（West Roxbury VA Hospital）的一名住院医。病人的右上腹疼痛难忍，罗森伯格诊断为急性胆囊炎进行胆囊切除术。

但在手术时候发现，病人的腹部有一道很长的手术疤痕。罗森伯格调出了他之前的病历，发现他12年前曾因患有消化道癌症在这家医院进行过手术，而且手术时癌症就已经转移到肝脏上。病历中写道，医生虽然能够将一些大的肿瘤切除，但对小的转移灶却无能为力。当时医生大概是觉得病人的生存期已经不会很长了，因此建议病人出院回家，享受生命的最后时光。

美国国立癌症研究院史蒂文·罗森博格（Steven Rosenberg）

然而让罗森伯格意外的是，当他翻开病历的下一页，他发现这位病人在三个月后再一次来到了这家医院就诊，接下来的一次是六个月之后。病历中写着，一年以后这位病人已经能重返工作岗位了。

罗森伯格觉得他对此只有两种解释。一是医生诊断错误，也就是说这位病人并不是癌症患者，虽然存在这种可能性，但是概率并不高。而第二种可能是病人的癌症经历了自发缓解过程而痊愈了。

罗森伯格检查了病人的原始病理报告以及组织样本，排除了第一种可能。唯一的解释只能是病人经历了自发缓解过程。

他坚信人体免疫反应能够对抗肿瘤，并因此迷上了癌症及免疫学。他认为，在所有从外周血提取的T细胞中，总有那么几个能够识别肿瘤细胞。如果能够扩增这类细胞的话，将可能有效的攻击肿瘤细胞。

恰好此时Robert Gallo实验室发现白细胞介素2能刺激T细胞的增殖。

于是，罗森伯格使用白细胞介素2刺激过的T细胞或直接给患者体内注射白细胞介素2两种策略治疗肿瘤患者。

遗憾的是，治疗不但没有成功，甚至把每位接受治疗的患者都送进了重症监护室（ICU）。

（三）67号病人与白细胞介素2

即便如此，罗森伯格并没有放弃，他不断的尝试，不断的失败，直到遇到了一位患有黑色素瘤的67位病人琳达·泰勒（Linda Taylor）。

这是1984年，在美国海军服役的琳达·泰勒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。在那里罗森伯格接待了她。在分离了一部分Taylor的淋巴细胞后，研究人员将大剂量的白细胞介素2用于刺激淋巴细胞，并把得到的淋巴因子活化杀伤细胞（
lymphokine-activatedkillercell，LAKcell）输回到她体内。泰勒的病情逐渐稳定并恢复，并回到了军队继续服役。2013年，她再次来到了国家癌症研究院并见到了已经73岁的罗森伯格。

史蒂文·罗森博格（Steven Rosenberg）和治愈后的琳达·泰勒（Linda Taylor）

泰勒以及其他的一些人的成功治疗，使罗森伯格以及白细胞介素2疗法登上了各大新闻的头条。

之后罗森伯格将数据发表了。但后来人们却发现该疗法的作用其实没那么大，因为该疗法只能够对很少一部分的黑色素瘤以及肾癌患者起效。

在这之后，罗森伯格的实验室开始尝试从手术切除的肿瘤中提取其中浸润的淋巴细胞 (这类细胞被称为tumor-infiltrating lymphocytes)，并尝试在体外扩增后回输到病人的体内，并同时使用白细胞介素2进行治疗。

（四）白细胞介素2的作用

上世纪80年代，现代免疫学进入兴盛期。那时，人类发现了免疫系统的很多有效成分，比如白细胞介素2。白细胞介素2是人体免疫细胞T细胞的一种很重要的生长因子，T淋巴细胞一旦跟它接触，就能快速生长、繁殖。由于T淋巴细胞是人体免疫系统对抗病毒肿瘤的一种很重要的成分，而白细胞介素2又能促进淋巴细胞的生长，于是研究者们开始畅想白细胞介素2是不是有可能用来治疗癌症，答案是肯定的。

在此思路之下，白细胞介素2被开发成一种治疗癌症的药，医生将其输入病人的身体里，通过激活病人的免疫系统来对抗肿瘤。这就是上世纪80年代早期的癌症免疫治疗。

随着时间的推进，研究人员又进行了新的设想——既然白细胞介素2能够促进T淋巴细胞的快速增长，那么在体外培养增殖起来的淋巴细胞能不能用来抗肿瘤呢？当然可以，最早的免疫细胞过继回输技术由此诞生了。

白细胞介素2在这里起什么作用呢？这是因为肿瘤侵润淋巴细胞属于已经被激活的效应性T细胞，T细胞被激活后原先位于细胞表面的低亲和性的白细胞介素2受体（Interleukin-2 Receptor，简称白细胞介素2R）会变成高亲和性受体，这个受体与白细胞介素2结合后会使效应性T细胞的杀伤力增大，增殖能力也变得更强。

这就是第一代癌细胞免疫治疗，即LAK细胞疗法（又称免疫刺激性细胞因子疗法）。

LAK细胞疗法开创了细胞因子和细胞过继免疫治疗的先河，给肿瘤免疫治疗带来一线曙光。

（五）LAK疗法的临床应用

1984年11月Rosenberg研究组经美国食品和药品检验局（Us Food and Drug Administration,FDA）批准下，首次应用白细胞介素2与LAK协同治疗25例肾细胞癌、黑素瘤、肺癌、结肠癌等肿瘤患者。治疗用LAK细胞数量在0.6-18.4*1010，白细胞介素2用量2.8*105-3.32*106U/kg。其中11例肿瘤缩小超过50%，1例黑素瘤完全消退。1988年该研究组总结了白细胞介素2与LAK细胞协同治疗222例肿瘤患者，其中16例患者肿瘤转移灶完全消退，26例患者肿瘤消退50%以上，该疗法对转移性肾细胞癌、黑素瘤、结肠癌和非何杰金氏淋巴瘤患者的疗效较显著。有报道乳腺癌、膀胱癌局部应用白细胞介素2进行治疗也获得明显疗效。

由于白细胞介素2用量大，在治疗过程中可出现毒副反应，最常见和最严重的毒副作用是出现毛细血管渗漏综合征（capillary leak syndrome,CLS），主要表现为全身性水肿和多器官功能失调，可引起胸腹腔积液、肺间质水肿和充血性心力衰竭。引起CLS的机理可能与内皮细胞损伤和产生血管活性物质有关。

（六）LAK疗法在临床应用中的局限性

严格来说，LAK细胞并非是一个独立的淋巴群或亚群，而是自然杀伤细胞（NK）或T细胞体外培养时，在高剂量白细胞介素2等细胞因子诱导下成为能够杀伤NK不敏感肿瘤细胞的杀伤细胞，称为淋巴因子激活的杀伤细胞（lymphokine activated killer cells,LAK）。但由于LAK细胞没有靶向性，回输后的细胞杀伤作用不能完全发挥在癌细胞上，治疗有效率很低。这就需要大量的LAK细胞才能取得疗效，而肿瘤患者难以获得足够数量的LAK细胞。

为了保持这些细胞的活性，需要混合大量的细胞因子进行回输，虽然消灭了部分癌细胞，但也会对患者身体造成严重损伤。比如白细胞介素2在激活效应细胞的同时，还会导致效应细胞出现活化诱导的细胞死亡（activation-induced cell death，简称AICD），导致大量的效应细胞死亡而影响疗效，因此该方法效果有限。

另外，当年基因测序、体外培养都是既费时又费力还费钱的事情，几乎无法在临床上推广，只能在实验室里做研究，所以，临床上不能说是很成功。就连罗森博格本人也承认其在临床应用中存在局限性。时间久了，研究人员对LAK疗法的热情降低，坚持进行实验的人越来越少，临床现在比较少用。

不甘放弃的研究者在LAK细胞疗法的基础上进一步思考，他们认为T细胞抗肿瘤理论上是没有问题的，但是效果为什么不好呢？是不是T细胞营养不够？除了白细胞介素2还要加点其他的东西？

有时候医学的进步就依赖于这样天马行空的推想，很快“淋巴因子激活的杀伤细胞（LAK）”疗法的升级版“细胞因子诱导的杀伤细胞（CIK）疗法”诞生了。

在此之后的近40年来，历史也见证了免疫细胞疗法从第一代的LAK疗法，细胞因子诱导的杀伤性细胞（CIK）疗法、肿瘤浸润淋巴细胞（TIL）疗法、抗原特异性的细胞毒性T淋巴细胞（CTL）疗法到第五代嵌合抗原受体T细胞（CAR-T）疗法和肿瘤特异性T细胞受体基因工程细胞（TCR-T）疗法的技术变革。有关内容，将在后续的连载中一一介绍。

本期结束，未完待续。

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故事很精彩，内容很丰富。