2018 年的诺贝尔生理学或医学奖,颁给了美国的 James P. Allison 与日本的本庶佑(Tasuku Honjo),表彰他们"发现通过抑制负向免疫调节来治疗癌症的疗法"。这句拗口的措辞背后,是肿瘤治疗百年来最大的范式转变之一:我们不再只想着用毒药或射线去杀肿瘤,而是想办法让患者自己的免疫系统去识别并消灭癌细胞。
这个想法本身并不新——一个多世纪前就有医生观察到某些感染后肿瘤会缩小,猜测免疫系统参与其中。但它长期停留在边缘,因为人们不理解一个核心问题:免疫系统明明能识别异常细胞,为什么对癌细胞常常视而不见?
Allison 与本庶佑各自找到了答案的一部分:免疫系统装有"刹车"——一类被称为免疫检查点(immune checkpoint)的分子,本意是防止 T 细胞攻击自身组织,却被肿瘤狡猾地利用来逃避追杀。如果能松开这些刹车,T 细胞就可能重新认出并攻击肿瘤。这一页要讲的,就是这个"松刹车"的思路如何变成真实的药、CAR-T 这条平行路线又走到了哪里,以及它们各自的有效率与代价。
破除误解:免疫疗法不是"增强免疫力"
公众常把免疫疗法误解为某种"提升免疫力"的补品式概念——吃点什么让免疫系统更强。这与真正的肿瘤免疫疗法毫无关系。
免疫检查点抑制剂做的不是"增强",而是解除抑制:肿瘤通过表达 PD-L1 等分子去激活 T 细胞上的 PD-1 受体,相当于按下 T 细胞的"停止攻击"按钮;药物(抗 PD-1/PD-L1 抗体)阻断这个信号,把已经被关掉的 T 细胞重新唤醒。Allison 研究的 CTLA-4 是另一道更早期的刹车,抗 CTLA-4 抗体(如 ipilimumab)松开的是另一个环节。
理解这一点很重要:免疫疗法不是给免疫系统打鸡血,而是精准地拆掉肿瘤设下的"免疫逃逸"机关。也正因为它松开的是全身性的刹车,副作用才表现为免疫系统"管不住自己"去攻击正常器官——这是它的力量来源,也是它的危险所在。
现场:检查点抑制剂——一类药改变了多种癌症
第一个获批的检查点抑制剂是抗 CTLA-4 的 ipilimumab(2011 年,用于晚期黑色素瘤)。随后抗 PD-1 的 pembrolizumab、nivolumab 等相继获批,适应症迅速扩展到肺癌、肾癌、膀胱癌、头颈癌、霍奇金淋巴瘤等多个癌种。
最具标志性的案例之一发生在 2015 年:年届九旬的美国前总统吉米·卡特公布自己罹患黑色素瘤,且已转移到肝脏和脑部(脑内有四处病灶)。在放疗加 pembrolizumab 治疗后,当年 12 月他宣布脑部扫描已查不到任何肿瘤;此后他健康存活近九年,活到 100 岁。这类"晚期转移性黑色素瘤长期缓解"在免疫疗法之前几乎不可想象,也让公众第一次直观看到了免疫疗法的威力。
但必须诚实面对有效率:检查点抑制剂并非对所有人有效。在多数实体瘤里,单药客观缓解率往往只有约 15%–30%,相当大一部分患者不应答。它的非凡之处不在于"治愈率高",而在于在应答的患者中,缓解可能异常持久——一部分晚期患者获得了过去无法想象的长期生存。识别"谁会应答"(生物标志物如 PD-L1 表达、肿瘤突变负荷、错配修复缺陷)本身就是一条活跃的前沿。
现场:CAR-T——把患者的 T 细胞改造成"活的药"
另一条路线由 Carl June(宾夕法尼亚大学)等人推进:嵌合抗原受体 T 细胞疗法(CAR-T)。它属于细胞疗法——抽取患者自己的 T 细胞,在体外用基因工程给它们装上一个"嵌合抗原受体",让这些 T 细胞能精准识别肿瘤表面的特定标志(如 B 细胞上的 CD19),扩增后再回输患者体内。
2017 年,FDA 批准了第一款 CAR-T 疗法 tisagenlecleucel(Kymriah),用于复发/难治性 B 细胞急性淋巴细胞白血病。在这些此前几乎无药可救的血液肿瘤患者中,CAR-T 带来了惊人的缓解率——其关键的 ELIANA 试验中,儿童与年轻成人 B-ALL 患者的总缓解率达 81%。要知道,这些都是化疗、移植全部失败、几乎被判死刑的患者,这是真正意义上的突破[carT]。
但 CAR-T 的边界同样清晰:迄今它的成功几乎全部集中在血液肿瘤(白血病、淋巴瘤、多发性骨髓瘤)。在实体瘤里,CAR-T 远未复制这种成功,原因包括缺乏肿瘤特异靶点、肿瘤微环境的免疫抑制、T 细胞难以浸润实体瘤等。把 CAR-T 推进实体瘤,是这个领域最难、也最受关注的方向之一。
为什么血液肿瘤先被攻克、实体瘤却如此顽固?关键在靶点。CD19 几乎只表达在 B 细胞谱系上,CAR-T 把携带 CD19 的细胞(含正常 B 细胞)一并清除,患者尚可耐受;而绝大多数实体瘤缺乏这种"几乎只在肿瘤上"的干净靶点——攻击肿瘤的同时往往会误伤要害正常组织。实体瘤还筑起了物理与化学的"护城河":致密的基质让 T 细胞难以渗入,缺氧与抑制性信号让进去的 T 细胞迅速"耗竭"。这些恰恰是当前最前沿的攻坚点。
现场:一种连原发部位都不问的批准
2017 年还发生了一件标志性的事:FDA 批准 pembrolizumab 用于带有"错配修复缺陷(dMMR)/微卫星高度不稳定(MSI-H)"的实体瘤——不论肿瘤长在哪个器官。这是 FDA 首次基于一个分子生物标志物、而非肿瘤的解剖部位来批准一款抗癌药,开创了"组织不可知(tissue-agnostic)"批准的先河。
逻辑很清楚:错配修复缺陷的肿瘤会积累大量突变,从而产生大量新抗原,更"显眼"、更容易被解除刹车后的免疫系统认出来。这件事本身就回答了"谁会应答"的一部分——突变负荷高、免疫"看得见"的肿瘤,更可能从检查点抑制剂中获益。它把肿瘤学从"按器官分类"往"按分子特征分类"推了一大步。
谁在做、做到了哪一步
| 路线 | 代表药物/疗法 | 获批/阶段 | 主要适应症 |
|---|---|---|---|
| 抗 CTLA-4 | ipilimumab | 2011 获批 | 黑色素瘤等 |
| 抗 PD-1 | pembrolizumab / nivolumab | 已获批多适应症 | 肺癌、黑色素瘤、肾癌等 |
| CAR-T(CD19) | tisagenlecleucel / axicabtagene | 2017 起获批 | B 细胞白血病/淋巴瘤 |
| CAR-T(BCMA) | idecabtagene 等 | 已获批 | 多发性骨髓瘤 |
| 组织不可知 | pembrolizumab(dMMR/MSI-H) | 2017 获批 | 任意部位实体瘤 |
研究前沿正在多线推进:把检查点抑制剂与化疗、放疗、靶向药或 mRNA 个体化疫苗(见 mrna-therapeutics)联合,以提高应答率;开发针对实体瘤的新一代 CAR-T 与 TCR-T;探索"现货型"(异体)CAR-T 以降低成本与制造周期;以及寻找更好的应答预测生物标志物。
一个被反复证实却仍出人意料的发现是:肠道微生物组会影响免疫疗法的疗效。多项研究显示,特定肠道菌群组成与患者对检查点抑制剂的应答相关,抗生素的使用甚至可能削弱疗效。这把"癌症免疫疗法"与"我们肠道里的微生物"出乎意料地连在了一起,也为"如何把不应答者变成应答者"打开了一扇全新的窗口——尽管其因果机制与临床干预价值仍在验证中。
代价与争议
- 免疫相关不良事件(irAE)。 松开免疫刹车的代价是免疫系统可能攻击正常组织,引发结肠炎、肺炎、肝炎、内分泌腺损伤(甲状腺、垂体)等。多数可控,但少数可致命,且部分内分泌损伤是不可逆的。联用 CTLA-4 + PD-1 疗效更强,毒性也更大。
- CAR-T 的急性毒性。 CAR-T 可引发细胞因子释放综合征(CRS)与神经毒性(ICANS),严重时危及生命,需在有经验的中心严密监护。
- 天价与可及。 CAR-T 是个体化制造的"活药",单次治疗价格高达数十万美元,制造周期长,资源有限地区难以获得。
- 应答率有限、无法预测。 大多数实体瘤患者对检查点抑制剂不应答,且目前缺乏足够精准的标志物提前筛出获益人群——过度治疗与无效治疗都有现实代价。
- 超进展与原发耐药。 少数患者在用药后肿瘤反而加速进展(hyperprogression),其机制仍有争议;原发与继发耐药是普遍难题。
- 继发恶性肿瘤的警示。 2024 年 4 月,FDA 要求所有已获批 CAR-T 疗法加注关于继发 T 细胞恶性肿瘤风险的黑框警告(boxed warning)——这是药品警示的最高级别。截至 2023 年底报告的此类病例约二十余例,多在用药两年内出现,少数致命。尽管对适用患者而言获益仍远大于风险,这提醒"用基因工程改造活细胞"本身并非毫无代价。
- 迟发与慢性毒性。 除急性的 CRS/ICANS 外,长期免疫激活还可能带来慢性自身免疫问题,其全貌仍在随访中积累。
未知的边界
- 为什么同一种癌、同样用药,有的患者长期缓解、有的毫无反应?决定应答的真正生物学因素是什么?
- CAR-T 能否被改造成在实体瘤中有效?如何突破肿瘤微环境的免疫抑制与靶点稀缺?
- 能否预测并预防严重的免疫相关毒性,让更多患者安全地接受联合治疗?
- "现货型"异体细胞疗法能否在保证安全的前提下大幅降低成本、缩短等待?
- 肠道微生物组为何会影响免疫疗法应答?能否通过调节它来提高疗效?
- 免疫记忆能维持多久?长期缓解的患者是真正"治愈",还是肿瘤蛰伏、可能复发?
跨域连接
- 免疫系统:PD-1、CTLA-4 本来是外周免疫耐受的刹车,用来防止 T 细胞攻击自身组织。松开它必然抬高自身免疫风险——免疫相关不良事件不是可以被工程掉的副作用,它与疗效共用同一条轴。这条机制给出的预测确实成立:CTLA-4 与 PD-1 联用时缓解率与毒性同步上升;而垂体、甲状腺一类内分泌损伤常常不可逆,因为被破坏的是不能再生的组织。
- 微生物组与健康:多项研究显示肠道菌群组成与检查点抑制剂的应答相关,治疗前使用抗生素与更差的结局相关。因果方向尚未确定:可能是菌群改变了免疫环境,也可能是需要用抗生素的患者本就病得更重。已经越过相关性的是少数粪菌移植小样本试验——部分原本不应答的黑色素瘤患者在移植后出现了应答。样本小、非随机,因此这是"有信号、未证实"的典型分界。
- 统计学:免疫疗法的生存曲线有两个特征——早期不分离、后期出现平台。这两点都违反对数秩检验依赖的比例风险假设,结果是检验效能下降,且中位总生存被系统性低估(少数长期存活者对中位数毫无贡献)。这直接改变了试验设计:改用限制性平均生存时间、里程碑生存率,以及为免疫疗法专门修订的疗效评价标准(iRECIST,用来处理"假性进展")。
- 工艺放大:自体 CAR-T 是"一批只服务一人"的生产:采集、转导、扩增、放行检验,每一步都占用洁净间与时间。因此瓶颈不是总产能,而是排队与回输前的等待期,而病情最重的患者恰恰最等不起。异体"现货型"产品把这道约束换成了另一道——必须同时防止移植物抗宿主与被宿主排斥,这又需要额外的基因编辑,成本从产线转移到了工程改造上。
- 价格歧视:同一款 PD-1 抑制剂在不同瘤种里的价值差异巨大,但通常只有一个价格。经济学上的对策是按适应症定价,障碍在执行:同一分子在流通中无法被区分,还需要逐适应症的真实用量数据。这解释了现实中为何转向结果挂钩合同与分期支付——它们绕开定价难题,改从支付的时点与条件上重新分配风险。
参考文献
- The Nobel Assembly at Karolinska Institutet. The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2018 — James P. Allison and Tasuku Honjo. (2018).
- Leach, D. R., Krummel, M. F. & Allison, J. P. Enhancement of Antitumor Immunity by CTLA-4 Blockade. Science 271, 1734–1736 (1996). DOI: 10.1126/science.271.5256.1734.
- Ishida, Y., Agata, Y., Shibahara, K. & Honjo, T. Induced expression of PD-1, a novel member of the immunoglobulin gene superfamily, upon programmed cell death. The EMBO Journal 11, 3887–3895 (1992). DOI: 10.1002/j.1460-2075.1992.tb05481.x.
- Maude, S. L. et al. Tisagenlecleucel in Children and Young Adults with B-Cell Lymphoblastic Leukemia. New England Journal of Medicine 378, 439–448 (2018). DOI: 10.1056/NEJMoa1709866.
- Le, D. T. et al. Mismatch repair deficiency predicts response of solid tumors to PD-1 blockade. Science 357, 409–413 (2017). DOI: 10.1126/science.aan6733.
延伸阅读
- Mukherjee, S. The Emperor of All Maladies: A Biography of Cancer. Scribner, 2010(讲述肿瘤治疗史,含免疫疗法的思想脉络)。