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标题: 2018诺贝尔生理学:让治愈癌症成为现实 [打印本页]

作者: 齐欢畅    时间: 2018-10-1 18:22     标题: 2018诺贝尔生理学:让治愈癌症成为现实

2018诺贝尔生理学或医学奖公布:让治愈癌症成为现实


  2018 年 10 月 1 日,北京时间 17 时 30 分许, 美国免疫学家詹姆斯·艾利森(James P Alison)和日本免疫学家本庶佑(Tasuku Honjo)因为在肿瘤免疫领域做出的贡献,荣获 2018 年诺贝尔生理学或医学奖。


  2018年诺贝尔生理学或医学奖得主:美国免疫学家詹姆斯·艾利森(James P Alison)和日本免疫学家本庶佑(Tasuku Honjo)

  詹姆斯·艾利森(James P。 Allison)是美国著名免疫学家,美国得克萨斯大学M·D·安德森癌症中心免疫学研究平台负责人、免疫学教授。艾利森被认为是分离出T细胞抗原(T-cell antigen)复合物蛋白的第一人,他同时发现,如果可以暂时抑制T细胞表面表达的CTLA-4这一免疫系统“分子刹车”的活性,就能提高免疫系统对肿瘤细胞的攻击性,从而缩小肿瘤的体积。他对T细胞发育和激活,以及及免疫系统“刹车”的卓越研究,为癌症治疗开创了全新的免疫治疗思路——释放免疫系统自身的能力来攻击肿瘤。

  艾利森1948年8月7日出生于美国得克萨斯州,在得克萨斯大学奥斯汀分校获微生物学学士学位,后又获生命科学博士学位。他是美国国家科学院院士,霍华德·休斯医学研究所研究员。2014年,他获生命科学突破奖、唐奖生物技术医药奖、霍维茨奖、盖尔德纳国际奖、哈维奖。2015年,艾利森获得有“诺奖风向标”之称的拉斯克临床医学研究奖。

  本庶佑(Tasuku Honjo)日本免疫学家,美国国家科学院外籍院士,日本学士院会员。现任京都大学高等研究院特别教授。

  1942年1月27日,本庶佑出生于日本京都府。1975年取得京都大学医学博士学位。完成学业后,本庶曾在京都大学、东京大学医学部任助手。此一时间,他也兼任了美国卡内基研究所、美国国立卫生研究院的客座研究员,在许多美国研究机关以客座身份活动。1984年开始在京大专职,担任了京都大学基因实验设施的负责人。此后数十年,他又担任过弘前大学教授、京大研究科长、医学部学部长等职。2005年开始转为京大教授。本庶教授建立了免疫球蛋白类型转换的基本概念框架,他提出了一个解释抗体基因在模式转换中变化的模型。1992年,本庶首先鉴定PD-1为活化T淋巴细胞上的诱导型基因,这一发现为PD-1阻断建立癌症免疫治疗原理做出了重大贡献,曾在2013年被《Science》评为年度十大科学突破之首。

  诺贝尔奖官方网站链接:https://www.nobelprize.org/

  2014年,基于“免疫系统刹车”抑制的第一个PD-1抑制剂在美国上市;2018年6月15日,中国食品药品监督管理总局(CFDA)正式批准PD-1抗体纳武利尤单抗注射液(商品名欧狄沃,英文名Opdivo)上市,针对的适应症是“系统治疗的非小细胞肺癌(不包括敏感基因突变患者)”,意味着我国的肿瘤治疗真正进入了“免疫”时代。科研圈找到了 2014年6月发表于《环球科学》的文章,详细介绍了癌症免疫疗法取得的巨大医学进步。

  撰文 杰德· D ·沃夏克(Jedd D。 Wolchok) 

  翻译 戴晓橙

  2004年6月,一位刚从大学毕业的姑娘分到我这里做检查。她那年22岁,刚刚订婚。在毕业前的几个月里,雪莉(化名)一直被咳嗽搞得不得安宁。CT(computed tomographic,即计算机断层扫描)检查发现,她的双肺有多处阴影,而进一步的活组织检查显示,这是一种来自皮肤的恶性肿瘤——转移到肺部的黑色素瘤。雪莉从不知道自己患有黑色素瘤,她马上开始化疗,并匆忙推迟了婚期。

  接下来的两年里,雪莉接受了两轮化疗和脑部放疗,但不幸的是,治疗只减缓了肿瘤的恶化速度,却没能阻止肿瘤的转移。就在快要无计可施时,我告诉她,医院正在开展一种新药的临床试验,这种药物或许可以增强患者自身的免疫系统,使我们的身体有能力自己对抗癌症。

  这是一项随机试验,也就是说,并非每位受试者都能得到这种名叫“MDX-010”的新药,但雪莉还是答应参与试验。经过4个疗程的治疗后,雪莉拍摄了一组新的CT。结果显示,她体内所有的黑色素瘤都消失了。从那以后,雪莉一直保持着无瘤状态。现在她已为人母,有了两个漂亮又健康的孩子。用她自己的话说,她“又找回了自己的人生”。

  在我这样一个肿瘤专家看来,雪莉的痊愈,将人世间的一个夙愿带进了现实:科学家的确可以通过改造人体自身的免疫系统,创造出强大的抗癌疗法。过去一年中,采用与雪莉类似的疗法,或是其他治疗白血病、肾脏与肺部癌症的免疫疗法的患者,纷纷将捷报传来,医学界因此备受鼓舞。尽管免疫疗法并非万能灵药,但对于晚期肿瘤的治疗而言,这一最新成果,无疑是人们在过去几十年间取得的最大进步。

  免疫系统的多重防御

  免疫系统可以遏制肿瘤,这并非新闻。早在100多年前,纽约癌症医院(New York Cancer Hospital,纪念斯隆-凯特琳癌症中心的前身)的外科医生威廉·科利(William Coley)就曾试图用高温杀死的细菌刺激免疫系统,从而对抗恶性肿瘤。科利发现,一些在癌症手术后发生感染的患者,存活的时间似乎更长,他由此猜想,病原体在机体内激起的免疫反应,可能也会对肿瘤造成影响。

  在接下来的几十年里,基础研究领域的科学家对免疫系统进行了深入的研究,揭示了人体防御系统的分子组成、其中的化学介质,以及精确控制该系统的分子开关。在研究的过程中,科学家逐渐了解了免疫系统是如何动员起来,进而去发现可能引起严重感染的病原体(例如细菌和病毒)的。与之同样重要的是,研究人员亦深入理解了免疫系统的“检查”与“平衡”机制,正是因为这些机制的存在,免疫反应才不至于失控,使过多的正常组织受到损伤。总而言之,科学家已经获得了足够的细节信息,知道了免疫系统如何应对肿瘤,而肿瘤又如何影响免疫系统。

  机体的第一层防御机制,包括了对抗细菌与病毒的非特异性免疫反应,这一过程由血液中的白细胞(如中性粒细胞和单核细胞)负责协调。这些细胞隶属于“固有免疫系统”(innate immune system),专门识别细菌或病毒中常见的分子结构——例如部分表面结构,或是有别于高等生物的DNA和RNA分子。尽管这些白细胞并不能特异性地识别并攻击某些蛋白结构,却能抵挡许多微生物的入侵,将其分解成小分子片段——即所谓的“抗原”(antigen)。在这之后,免疫系统的其他成员便会将抗原视为异物,予以消灭。

  负责机体第二层防线的细胞,构成了我们的“适应性免疫系统”(adaptive immune system)。它们的工作始于对抗原的识别,继而发动更为精准的免疫攻击。如果攻击有效,机体就会产生对该种病原的“记忆”,一旦再次遇到相同的入侵病原,便能更轻易地将其击溃。T细胞和B细胞是适应性免疫应答的核心角色。T细胞有多种类型,但它们都发源于胸腺——一个位于胸部正中、心脏上方的组织。B细胞则来自骨髓,能够制造抗体。抗体分子与T细胞上一些特定的分子结构一样,都能够附着在特定的抗原上,免疫系统因此可以锁定目标,消灭细菌和表面带有抗原的受感染细胞。

  当机体识别并消灭有害病原时,固有免疫和适应性免疫若能通力合作,免疫系统便能达到最佳状态。此外,有一类T细胞还能长时间保留分子记忆,以便在相同的威胁再次出现时,更快地发起免疫应答。

  当然,癌症并不同于感染。癌细胞是发生了遗传变异等病理变化的自体细胞,但尽管如此,免疫系统还是能够识别出恶性肿瘤细胞。这是因为,后者会表达异常的分子碎片,对T细胞或者B细胞来说,这些分子碎片相当于异物。然而,在多种因素的作用下,机体对于癌症的免疫应答并没有产生显著的效果。多年以来,研究人员一直致力于刺激机体的免疫系统,强化其对癌症的免疫应答,然而,得到的结果并不稳定。最近,一些更有效、更稳定的治疗手段,将癌症的免疫治疗带到了一个新的方向。研究人员发现,有些时候,癌症可以与免疫系统的“刹车”协同作用,显著抑制机体对恶性肿瘤细胞的免疫应答,而我们所说的“新方向”,正是瞄准免疫系统的“分子刹车”,使之失去效用。

  阻断免疫关卡

  那种拯救了雪莉的试验药物,正是遵循这一思路设计出来的。这种药物的诞生,得益于对一种名叫CTLA-4的蛋白的研究。许多T细胞都能表达CTLA-4蛋白,但是,只有当特定的T细胞识别出作用目标,同时接收到来自其他分子的启动信号时,该蛋白才会被激活。一旦激活,CTLA-4就会和其他蛋白协同作用,起到分子刹车,或是“检查点”的作用,防止过度活跃的免疫系统对机体造成破坏。

  我们可以从那些体内没有“检查点”的动物身上,窥见这一机制的必要性。经基因工程改造、体内缺乏CTLA-4蛋白的小鼠仅能存活3~4周。如果机体没有任何阻止免疫应答的机制,过度活跃的T细胞就将入侵机体所有的正常器官,将它们完全破坏。这一发表于1995年的研究成果表明,CTLA-4蛋白的永久性缺乏,将会引发灾难性的自身免疫反应。

  就在同一年,加利福尼亚大学伯克利分校的詹姆斯·艾利森(James Allison)提出假设:如果可以暂时抑制CTLA-4这一“分子刹车”的活性,是否就能提高免疫系统对肿瘤细胞的攻击性,从而缩小肿瘤的体积?艾利森和同事设计了验证性实验,他们向小鼠体内注入合成的抗体,以阻断CTLA-4的活性。

  结果显示,抑制CTLA-4,确实可以使多种肿瘤缩小——包括移植到实验动物上的结肠癌和肉瘤。另外一些实验显示,给实验小鼠注射抗CTLA-4的抗体,以及一种实试验性疫苗(该疫苗是由经过修饰的黑色素瘤细胞制造的)后,小鼠身上的黑色素瘤显著缩小了(疫苗的目的,正是激起机体对该种肿瘤的特异性免疫反应)。

  研究人员的下一步任务,是将这种名为“免疫检查点阻断”的技术,从实验室转移到对人体的治疗上来。艾利森在生物技术公司Medarex找到了志同道合的伙伴,该公司已研制出人类的CTLA-4抗体——最开始名叫“MDX-010”,也就是我们现在熟知的伊匹单抗(ipilimumab),并招募那些对其他疗法完全无应答的晚期癌症患者,开展临床试验。

  无论是在首批试验,还是一系列后续试验中,我们都能看到一些患者的肿瘤的体积明显缩小了。而在此之前,科学家对免疫疗法进行的早期评估,往往会得到令人困惑的结果。在对这些“异常”现象进行追踪调查后,研究人员发现,一旦涉及免疫治疗,评估肿瘤疗法是否有效的常规手段,都有可能产生误导作用。

  疗效的评价

  对于标准的抗癌疗法,肿瘤学家往往很快就能判断某种疗法对患者是否有效。我们可以使用各种成像手段,如CT、PET(positron-emission tomography,即正电子发射断层扫描技术)或MRI(magnetic resonance imaging,磁共振成像),来比较刚开始治疗时和治疗6周后肿瘤的大小变化。如果恶性肿瘤明显缩小,我们就可以选择继续治疗(因为我们知道这是有效的);如若不然,我们便可以考虑采用其他疗法,或者干脆停止治疗。但对于免疫疗法,事情就不那么简单了。首先,我们需要足够的时间等待免疫系统激活,所以一般要等到治疗12周以后,我们才会去测量肿瘤大小的变化。而就算再加上6周的观察与治疗时间,CTLA-4阻断试验的结果依然不甚明朗。扫描结果显示,一些患者的肿瘤明显缩小了,而另一些患者的肿瘤却增大了——甚至还出现了新的肿瘤。然而,那些体内肿瘤增大了的患者,身体的感觉往往更好。

  经过免疫治疗后,患者体内的肿瘤为何会增大?现在我们有两种可能的解释:一是治疗没有效果;还有一种可能是,大量的T细胞和其他免疫细胞进入恶化组织,导致肿瘤变大了。换句话说,肿瘤的增大,恰恰代表治疗起了作用,只需再假以时日,肿瘤就会缩小。免疫疗法的疗效很难通过测量肿瘤体积来判断,因此,研究人员采用了一个既简单又重要的标准来评判伊匹单抗的疗效,将其作为最有说服力的分析结点,这一标准,就是“整体存活期”(overall survival,即患者的生存时间)。

  最新的临床试验结果显示,在接受伊匹单抗治疗后,20%以上的转移性黑色素瘤患者的病情在较长时间内得到了控制,治疗后的存活时间达到了3年以上。这一结果已相当令人瞩目,因为在伊匹单抗这样的现代药物出现之前,转移性黑色素瘤患者的中位预期寿命(median life expectancy)仅为7~8个月。事实上,一些较早参与试验的受试者——比如雪莉,在经过治疗后,已经生存了5年以上。

  与此同时,我们对免疫疗法的研究,已经推进到了第二个关键的分子刹车——PD-1上。这是一种存在于许多T细胞表面的分子。当PD-1与某些特定分子结合后,能迫使免疫细胞“自杀”(和与其密切相关的CTLA-4蛋白一样,PD-1也是一种行使正常生理功能的蛋白),从而终止正在进行的免疫反应。然而,一些肿瘤细胞进化出了一种防御机制,它们的表面带有能与PD-1蛋白结合的分子,从而诱导T细胞过早地进入自我破坏程序。如此一来,T细胞在攻击肿瘤细胞时,反而会接收到“自杀”的信号。肿瘤细胞已经练就了许多逃避免疫系统方法,而这只是其中之一。

  默克公司、医学免疫公司和基因泰克公司(Genentech)都各自研发了相关抗体,抑制肿瘤对PD-1的欺骗性诱导作用,从而“解救”与之对抗的T细胞。最近的临床试验结果显示,这些药物在30%以上的黑色素瘤患者中,都起到了长期性的缓解作用,在有些患者中,这种缓解作用甚至能持续好几年。并且,在这30%的患者中,还有一些是对伊匹单抗的治疗没有反应的。我在纪念斯隆-凯特琳癌症中心的几位同事,已经和其他机构的合作者一道,试验了PD-1阻断剂对一类肺癌患者的疗效:20%以上的受试者,体内的肿瘤都得到了持续性的抑制。

  我们在2013年11月报道了上述肺癌治疗的临床试验结果。事实证明,这成为了免疫疗法的转折点。那些曾对免疫疗法心存疑虑的医生们,再也不能将其当做一种“小众”的疗法——之前的那些试验,只能证明免疫疗法对几种特定的肿瘤有效(例如黑色素瘤和肾癌)。而今,免疫疗法在肿瘤治疗领域有了更广阔的前景。未来,免疫疗法很有可能和化疗、放疗一样,成为许多肿瘤的常规治疗手段。

  与绝大多数的肿瘤疗法一样,免疫疗法也会引起一些副反应。以使用抗CTLA-4药物的患者为例,很多患者会因免疫细胞释放的大量刺激性化学物质,产生皮肤和小肠的炎症反应,从而表现出红疹、肠绞痛和腹泻的症状。患者往往需要服用抑制免疫反应的类固醇药物(如强的松)来控制这些副作用。使用PD-1阻断药物的患者,也可能发生这类副反应——尤其是肾癌、肺癌和肝癌患者,但是,这些副反应的发生频率和严重性,都要比使用CTLA-4阻断剂时来得要低。幸运的是,使用抗炎药物,并不会影响这些抗肿瘤药物的疗效。

  炎症反应也可能引起更严重的问题。长期以来,研究人员们一直担心,免疫疗法使用的药物会使免疫反应越演越烈,以至于激发全面的自身免疫反应——在这种情况下,免疫系统会攻击很多正常组织,而机体却无法阻止。还好,与真正的自身免疫疾病不同,这些副作用似乎是暂时性的,一旦经过治疗,就不会复发。

  抗PD-1和CTLA-4的抗体似乎可以通过不同的途径,增强免疫系统对抗肿瘤的能力,因此,我们非常有必要研究一下,将两种药物一同使用,是否同样安全、有效。2007年的一项研究显示,在患有结肠癌和黑色素瘤的实验动物身上联用CTLA-4和PD-1阻断剂,比单独使用其中任何一种都更有效。因此,在2010年与耶鲁大学的马里奥·斯诺尔(Mario Sznol)合作进行的研究中,我们决定进行一项小范围的药物安全试验,在53位患有转移性黑色素瘤的受试者中,联合使用伊匹单抗和抗PD-1的抗体nivolumab。

  我们在去年的一个医学会议上报告了该项试验令人惊叹的研究结果。在接受了最优剂量的药物的治疗后,超过50%的受试者体内的肿瘤缩小了一半以上。与单独使用以上任一种抗体的患者相比,联用两种抗体收到了更明显的效果。诚然,患者身上表现出了更多的副反应,但都可以通过类固醇药物进行控制。我必须指出的是,这还只是小范围试验的初步结果,我们并不确定,当患者范围扩大、治疗时间延长,联用两种药物又会表现出什么样的疗效。目前,我们正在进行一项更大范围的联用药物试验,招募了900多位黑色素瘤患者。

  另外,还有一些研究人员,正在将这种“联合免疫疗法”应用到更多种肿瘤的治疗当中,其中包括肺癌、肾癌、胃癌、乳腺癌、头颈癌和胰腺癌。研究表明,其他一些直接攻击肿瘤细胞的疗法——比如化疗或放疗——在杀伤肿瘤时,可以触发机体的固有免疫系统,而这能够强化免疫疗法的作用。对于肿瘤来说,这是一场完美的“末日风暴”,因为放化疗产生的肿瘤碎片,能更有效地被免疫系统识别和攻击。这种组合式的治疗,也使T细胞形成了对肿瘤细胞的记忆。加强了警惕性的T细胞,足以在治疗停止后的很长一段时间内,防止肿瘤的复发。此类联合性免疫疗法,还可进一步与其他正在研发中的免疫治疗手段联合使用——比如肿瘤疫苗,这种联合是否会带来更好的疗效,我们拭目以待。

作者: 齐欢畅    时间: 2018-10-1 18:38

细胞免疫疗法,点赞。
作者: 齐欢畅    时间: 2018-10-1 18:39

抗PD-1治疗,乙肝治愈的新希望?

2017-12-05 来源:菊梅健康订阅号  标签: 掌上医生 喝茶减肥 一天瘦一斤 安全减肥 cps联盟 美容护肤
摘要:程序性死亡受体-1(programmeddeath-1,PD-1)是一个重要的免疫哨点分子,在激活的T细胞和B细胞中表达,功能是抑制细胞的激活。近年来,PD-1及其配体(PD-L1)抑制剂成为肿瘤免疫治疗的明星,但在乙肝治疗中少有研究。
  对于慢乙肝患者来说,乙肝表面抗原(HBsAg)的消失或血清转换(伴或不伴HBsAb的出现),意味着理想的治疗终点的实现,临床上称之为“功能性治愈”(functionalcure)。如果能达此终点,可使生化指标(主要是肝功)持久复常、炎症坏死减轻或消失,纤维化进展停止甚至逆转,肝硬化和肝癌的发生率降低,同时人体免疫系统可长期有效抑制病毒复发。但是,目前的抗病毒治疗很难实现这个目标。

  程序性死亡受体-1(programmeddeath-1,PD-1)是一个重要的免疫哨点分子,在激活的T细胞和B细胞中表达,功能是抑制细胞的激活。近年来,PD-1及其配体(PD-L1)抑制剂成为肿瘤免疫治疗的明星,但在乙肝治疗中少有研究。在慢性乙肝感染中,T细胞免疫、特别是病毒特异性T细胞免疫在控制乙肝病毒感染和清除病毒中发挥核心作用,T细胞免疫耐受和特异性T细胞耗竭是病毒持续性感染和难以清除的主要原因,T细胞高表达的PD-1分子被认为在T细胞耗竭的过程中起到重要作用。

  针对乙肝患者进行抗PD-1治疗,是否能够再次激活对乙肝病毒的免疫,达到消除乙肝病毒的目的,成为2017年美国肝病年会(AASLD)关注热点之一。一项来自新西兰奥克兰大学联合吉利德公司的研究,观察了PD-1抗体Nivolumab对HBeAg阴性慢乙肝的效应,表明使用Nivolumab能够恢复HBV特异性T细胞应答,在22例患者中有20例体内乙肝HBsAg的滴度下降,其中有1例患者在使用20周时实现了HBsAg消失,并出现抗-HBs血清转化。同时,这些患者体内HBsAg特异性T细胞也显著增加,提示抗乙肝病毒的免疫功能得到了一定程度的恢复。

  另一项大会发布的研究成果表明,可溶性程序性死亡受体1(solubleprogrammedcelldeath1,sPD-1)的水平可作为慢乙肝患者自发性HBsAg血清学转换的关键预测指标。本研究的对象来自台湾著名REVEAL队列中1991-1992期间招募的30至65岁4155名未患肝癌的HBsAg阳性慢乙肝患者。直到2004年这些人均未接受抗病毒治疗。在13年的随访期间,有1046名初始HBsAg(+),HBeAg(-),HBVDNA水平始终低于检测下限的患者最后被纳入分析,其中390人达到了自发性乙肝表面抗原血清学转换。研究发现,血清的sPD-1水平与血清乙肝表面抗原定量(qHBsAg)的逐年下降及HBsAg血清学转换相关,即基线sPD-1水平越低的人,发生自发性乙肝表面抗原血清学转换的几率越高,其中基线sPD-1水平<125pg/ml组的人群,自发性乙肝表面抗原血清学转换的几率高达67.9%,调整后的相对几率是基线sPD-1水平≥4000pg/ml组人群的14.6倍。

  研究还发现,在慢乙肝患者中sPD-1水平的由≥4000pg/ml下降至<125pg/ml可以预测HBsAg血清学转换。这项研究提出sPD-1可以作为一个全新的免疫耗竭标志物,识别那些有较高希望获得HBsAg血清学转换,即达到功能性治愈的患者。

  以上两项研究表明,PD-1分子不但可以作为评估乙肝患者免疫状态、预测临床终点的分子标志物,还是重要的治疗靶点。相信通过对PD-1相关机制的进一步研究,可以发现更多新的治疗靶点。在丙型肝炎病毒能够达到根治的今天,针对PD-1/PD-L1的新药物、新疗法是否会成为抗乙肝病毒治疗研究大军中的一丝甘霖,让我们拭目以待。




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