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【重磅文章】肿瘤免疫疗法的下一波机会在哪里？ 前言 自从anti-PD-1单抗成功后，肿瘤免疫疗法成了医药研发和投资最热门的领域。然而我们对免疫知之甚少。免疫系统之复杂仅次于神经系统，充满意外和未知。PD-1的成功绝不止免疫刹车这么简单。但通过调动人体自身免疫系统对抗疾病而非针对疾病本身,正在成为现实，将给新药研发的思维带来革命性的变化。结合最近的综述和研究成果，我这里尝试谈谈肿瘤免疫疗法的下一波机会在哪里。
免疫系统除了抵御外来异物包括病毒和细菌等入侵，还有一个重要的功能就是清除自身变异的细胞如肿瘤细胞。人人谈癌色变，但人体其实每天都会产生少数癌或类癌细胞，不过人体免疫系统会很快发现并将其清除。然而癌细胞在不断变异中，逐渐找到了对付免疫系统的办法，慢慢逃脱了免疫监控，最终将我们击败。在这个过程中,免疫系统从未放弃过战斗。早在150年前，有人就发现肿瘤组织中有大量的淋巴细胞。随后，William Coley和同事就发现了免疫和肿瘤紧密相关，他们在治疗中观察到有细菌感染的肿瘤病人瘤体缩小得更快。可惜在接下来100多年中，肿瘤免疫疗法没有取得突破性进展,直到最近免疫检查点抑制剂的出现。最先引起人们兴趣的是肿瘤疫苗，也就是利用肿瘤特异的抗原激活和加强免疫系统。然而这些尝试多以失败告终，疗效时有时无,有时甚至恶化疾病。第一个有确切疗效的肿瘤疫苗要算Sipuleucel‑T (Provenge; Dendreon)。就是将DC细胞用前列腺肿瘤抗原prime后，输回人体，治疗前列腺癌。可惜效果一般，成本太高，公司以破产告终。目前还有各种疫苗在临床阶段，比如抗 gp100, MUC1, MAGEA3等。肿瘤疫苗令人失望的结果让很多人对免疫疗法产生了怀疑。然而免疫检查点抑制剂，特别是PD-1单抗的成功改变了一切， 开启了肿瘤免疫治疗新时代。 近代肿瘤治疗是从化疗开始的，开始于第一次世界大战期间, 灵感来源于化学武器芥子气。2001年以诺华的Gleevec 上市为标志，开启了肿瘤靶向治疗的时代，到2015年奥巴马宣布精准医疗计划达到巅峰。 精准医疗靶向肿瘤变异基因，有效率高，然而Genome不稳定的肿瘤细胞，很快产生新的变异，药物产生抗药性，所以靶向药物的应答时间一般不到一年，疾病重新进展而恶化。当然针对新的变异，还可以开发新的药物，比如最近上市的AZD9291，然而这终究不可持续。而免疫系统理论上可以克服肿瘤快速变异，因为T细胞可以产生高达1015种不同的受体，几乎可以辨识任何肿瘤变异，用现在流行的话来说就是总有一款适合你。因此免疫疗法可能适用多种类型，多种变异的肿瘤。另一个优势就是免疫有记忆功能，因此应答时间长。在参加第一个免疫检查点抑制剂ipilimumab临床试验的Melanoma病人中，20%的病人已经成活4年以上，有一些已经成活10年，已基本治愈。第三就是，免疫疗法具有与任何现有治疗手段和药物，以及在研新药联合使用的潜力。最后，免疫治疗的主要副作用是过度炎症，可以被现有抗炎药物比如可的松有效控制。目前免疫疗法最大的限制是有效率太低。比如PD-1的有效率从15%-50%不等，一般neoantigen load高的肿瘤如Melanoma和抽烟诱导的NSCLC中有效率较高（图1）。因此发现为什么只有特定的人有效，找到相应的biomarker和解决办法成了最大的课题。很多人相信联合用药是方向之一。美国最近在陈颂雄和副总统拜登的领导下，宣布了攻克癌症的登月计划。到2020年要招募2万个病人，开展免疫疗法的各种联合方案的临床试验。然而最近ipilimumab联合用药因为增加毒性或没有获益而中止了数个临床试验，似乎预示肿瘤不会就这样缴械投降。但是肿瘤免疫疗法到底第一次让人感觉到了治愈不再是随机事件，极大地增强了我们攻克癌症的信心。
免疫疗法的意义不仅是PD-1治好了多少人，更加重要的是，它将对肿瘤，甚至整个新药研发带来颠覆性的变化。从放化疗到靶向治疗，新药研发针对的是肿瘤本身。长期以来，作为新药研发人员，我们从课本上学到的，工作实践中经历的都是基于这一思路。比如临床前的筛选就是尝试找到直接杀死肿瘤细胞的药物。这种方法不是无效的，人们也找到了紫杉醇和Gleevec等神奇的药物。然而长期困扰我们的一个问题是临床试验的成功率低，临床前动物试验的相关性差，特别是肿瘤领域更为明显。这是新药研发成本居高不下的重要原因。还有，同一个靶点的药物，疗效差别很大。另外，大剂量放化疗经常不但无效，还恶化病情。最近的证据表明，这些都可能与免疫系统有关系。几乎所有的肿瘤药物，对免疫系统或多或少有作用，这对他们的疗效和安全性产生重要影响（图2，3）。紫杉醇为什么效果好，除了杀肿瘤细胞，还能选择性地清空抑制免疫的Treg细胞。Oxaliplatin可以提高免疫响应而其他的铂类药物则没有这样的作用。Gleevec最近被发现可以抑制IDO的表达而增加疗效，而erlotinib却破坏T cell response，可能对其疗效不利。小分子靶向治疗的耐药性可能和激活TAM有关，而大分子的疗效和免疫系统表达的FcR有关。这些结果有的是on-target的作用，有的是off-target的作用，经常互相矛盾，也不可能每一个对药物的疗效和安全性有实质性的贡献，但免疫系统的影响不容质疑。 越来越多的证据表明一个抗肿瘤药物的疗效和安全性决定于肿瘤及其微环境与免疫系统的相互作用。 传统研发过程中对免疫系统的作用很少考察，同一类型药物，疗效不同也就不奇怪。物种之间，差别最大的就是免疫系统，因为免疫系统要区分自我和外来者，区分的精确度有时达到蛋白中的单一氨基酸的变化。动物疗效不能过渡到人，一个重要的原因是药物对动物和人的免疫系统作用不一样。经典的例子就是血管生成抑制剂DMXAA，一种类黄酮化合物，在老鼠模型上抗肿瘤活性极好，但临床试验失败。后来发现DMXAA作用于老鼠的Sting通路，增加免疫攻击，而对人体Sting通路没有任何作用。大剂量放化疗经常不但杀死肿瘤细胞，也消灭免疫细胞，摧毁我们的免疫系统而恶化病情，这就是为什么小剂量和间隔给药有时带来更大的临床获益。所有这些，要求我们重新审视我们新药研发的思路，我们要变革临床方案和临床前的研发方法，建立各种将免疫系统考虑进去细胞和动物模型，创新筛选方法。非常早期的时候考虑联合用药。不但创新如此，甚至对已有的药物包括仿制药和中药要再评价，找到最适合与免疫疗法联合用药的品种。 下面将对免疫疗法的最新进展作简单介绍，会提供一些信息，这里面可能有下一波肿瘤疗法的机会，可以快速跟进，比如新靶点。这些都是你知我知的东西，不能算是真正的机会。掌握信息，做到知己知彼很重要，但从information到innovation需要思维的转变。带着新思维去审视，几乎每一角落都有金子：疫苗、单抗、小分子、CAR-T、基因检测和编辑、新Biomarker和诊断、新靶点的发现、临床前筛选方法的创新、老药再评价、联合用药创新。单抗技术的差异化如双特异 biospecific(BiTE,DART,etc), conditionally active biologics(CAB), probody等等。 另外，免疫疗法已从肿瘤逐渐延伸到其他领域，比如最近报道的PD-1对老年痴呆的治疗作用和正大天晴用于乙肝的小分子免疫激动剂等。
图 3: 靶向药物对免疫系统的影响（Nature Reviews Drug Discovery, 2012,11;214）肿瘤免疫疗法简介 肿瘤免疫就是免疫系统与肿瘤细胞的战争。其中主要的参战部队如下（图4）：
（1） NK cell：第一轮的innate immune 反应，可以吞噬肿瘤细胞。（2）Dentritic cell: 主要的antigen-presenting cell, 可以吞噬肿瘤细胞。（3）CD8+ T effector Cell：主要是adaptive immune反应, 经antigen-presenting cell 的priming 后，准确击杀肿瘤细胞。（4）CD4+ Thelper Cell: 分泌Cytokines,帮助激活Teffector, B cell, 以及macrophage等。（5）Monocyte/Macrophage: 可以吞噬细胞，分泌各种Cytokines。TAM是一直跟着肿瘤细胞的Macrophage（Tumor associated macrophage），可以分为M1和M2。其中M1增强T cell免疫功能, M2抑制免疫系统而帮肿瘤细胞生长和转移。（6）B cell: 分泌抗体。在肿瘤免疫疗法中的作用还研究的比较少。（7）CD4+ Treg 和MDSC: 抑制性免疫细胞，原意是压制过度免疫炎症反应，以免伤及无辜。在与肿瘤的战争中成了伪军，帮了肿瘤的大忙。（8）肿瘤细胞：最狡猾的敌人，可以直接消灭T 细胞，或者无效T 细胞（T cell exhaustion）或招募抑制性T细胞，也可以分泌或表达各种免疫抑制信号分子。（9）Fibroblast：帮肿瘤修工事的民工，构建肿瘤微环境(stroma)，还可以分泌各种免疫抑制剂，对抗免疫部队。
免疫系统是依靠各种复杂信号指挥的战争机器。有第一轮的innate immune 反应（NK细胞攻击）和随后的adaptive immune（T细胞攻击）。NK细胞和T细胞上既表达激活的受体，也表达抑制的受体。收到DC 细胞等antigen-presenting细胞的激活信号后，就会发起攻击，直接或分泌各种炎症因子作为武器。 有意思的是免疫细胞在激活的同时，也启动抑制的程序以免过度炎症伤害正常组织。正常的免疫系统精确地控制这个时间点，在消灭敌人后，抑制信号变成主要调控，免疫刹车，停止攻击。肿瘤细胞在与免疫系统的战斗中，逐渐掌握了免疫系统的通信系统，可以伪装或发出免役刹车的信号，从而逃脱了免疫攻击。开发肿瘤免疫疗法，就是要重新激活免疫系统，攻击肿瘤。图5是肿瘤免疫的7步循环过程，以及主要的激活和抑制信号分子。这些信号分子也是免疫疗法的主要靶点。
肿瘤免疫疗法的下一波机会 一．新的免疫检查点抑制剂
肿瘤细胞及其微环境可以分泌或表达各种信号分子，作用于免疫细胞上表达的免疫检查点而抑制免疫攻击。免疫检查点抑制剂，一般为单抗分子，可以block这种作用，因此松开了免疫刹车，重新激活免疫攻击。以抗CTLA4和PD1为代表的免疫检查点抑制剂ipilimumab (Yervoy; BMS),pembrolizumab (Keytruda; Merck) and nivolumab (Opdivo; BMS),在melanoma上取得空前成功，适用范围已快速扩至肺癌，RCC等其他器官和类型，与现有治疗手段和药物联合使用的临床试验过百。有人估计到2020年免疫检查点抑制剂的市场规模将达300亿美元。其他新的免疫检查点无疑成为竞争最激烈的领域。免疫检查点抑制剂可以作用于免疫检查点，也可以作用于与检查点结合的Ligand。目前在研的免疫检查点主要包括（图6及表1）：
表 1：免疫检查点抑制剂的开发进度及公司 对于CTLA和 PD-1/PD-L1已经validated的靶点，BMS,Merck,AZ等将继续扩展适应症，开展各种联合用药方案，后进者如果没有差异化，机会不多了。优化Fc leg可能是差异化的机会之一。最近动物研究表面Fc-FcR介导的作用降低PD-1的效果，但增加PD-L1的效果。已有PD-1药物多为IgG4，对FcR的亲合力小，优化的余地不大。但PD-L1药物，为减少ADCC副作用，去掉了FcR的亲合力，Roche和AZ都是这样，这可能对疗效不利。而Merck KGaA的Avelumab则保持了这种作用，会不会因祸得福，我们拭目以待。显然，在PD-L1药物中，Fc对疗效和安全性的贡献相反，需要平衡，这给优化提供了空间。另外，双特异抗体，靶向双靶点，相当于联合用药，可能增加疗效。还有，CAB和Probody技术等可以提高抗体的组织选择性。 有关PD-L2的研究不多，目前只有Medimmune的融合蛋白AMP-224处于早期临床研究，进展也不顺利。但其作用机制与PD-1/PD-L2重新激活exhausted的T细胞不同，PD-L2直接杀灭这些T细胞而换成新鲜的T细胞。 LAG-3和Tim-3是目前比较热门的两个靶点，临床前数据漂亮，特别是与已有检查点抑制剂的联用。LAG-3比较复杂，具有双重功能，既可以抑制T细胞功能，又可以激活 DC，不能完全算是免疫检查点。目前单抗抑制剂和融合蛋白都已进入临床研究。法国公司Immutep的融合蛋白IMP321已进入二期临床，似乎具有理想的双重功能，即可直接激活DC,又可以通过免役检查点间接激活T细胞。后续跟进的多为单抗抑制剂，就没有这样的优势。IMP321已被Prima BioMed 2500万美金加股票收购。所有Tim3+的T细胞都表达PD-1，为二者联用提供了很好的依据，因此二者的双特异性单抗也处于积极开发当中。2016年，这两个靶点的早期临床数据就应该可以看到了，非常让人期待。 VISTA表达于抑制性Treg细胞上，单抗block VISTA可以干扰Treg细胞对免疫的抑制作用，间接增加T细胞的渗透和活性。也是比较理想的靶点，可以与已有检查点抑制剂联用。目前处于临床前研发阶段。其他靶点比如BH7-H3,BTNL2, HVEM/CD160，研究比较少一些，但已有公司介入早期开发。 二．共刺激分子激动剂 如果检查点抑制剂是松开刹车，那共刺激分子激动剂就是踩油门。我们知道松开刹车顶多是滑行，免疫反应可能就是恢复到一定水平。而踩油门是非常危险的，不好控制。免疫不同于传统药物，减低剂量可以降低副作用，但免疫系统具有自我放大功能，比如少量CART就可以引发cytokine storm，这是目前免疫刺激面临的问题。更为复杂的是，免疫系统是激活和抑制并行的，如果时间不对，刺激免疫也会激发更强的抑制信号。这就是为什么早期的疫苗时有时无，不可预见。总而言之，这个方向比免疫检查点要复杂和艰难一些。以下是目前主要的研发靶点（图7及表2）：
表 2：共刺激分子激动剂开发进度及公司 CD40表达于APC细胞，CD40L表达于激活的T细胞。CD40也在B细胞中大量表达，因此anti-CD40最早尝试用于淋巴癌，诺华的Iucatumumab处于II临床,大量疫苗在临床阶段。而CD40L激动剂，可以促进ＡＰＣ细胞的成熟和激活T细胞。Pfizer的CP‑870893本来进展最快，现在已停止研发。可能是临床上发现与CTLA4和PD-1的联用，不能显著增加疗效，但出现严重毒副作用。因此虽然仍有公司在开发，前景不太乐观。CD-28是T细胞最主要的共激活信号分子（第2信号），也是因为毒性问题，目前只有疫苗在积极研发当中。GITR，4-1BB和OX40被认为是比较理想的靶点，表达广泛，既能直接激活T细胞，又能抑制Treg的功能。 GITR还有选择性，只对肿瘤内Treg有影响，因此更加理想。除与免疫检查点联合外，还可以与靶向单抗联用。比如，最近发现cetuximab通过ADCC诱导4-1BB高表达。这类药物的疗效和安全性已有动物试验和初步临床数据支持。需要关注的是肝毒性，BMS的urelumab在一项II期临床中就是因为4级肝毒性被迫中止。CD-27能激活T细胞和NK细胞，Celldex的Varlilumab已进入II期临床。TNFRSF25和ICOS处于早期研发阶段。最近的动物试验中发现TNFRSF25比OX40更有效。ICOS是CTLA4治疗的biomarker之一，ICOS＋的病人效果更好，因此为联合用药提供了很好的依据。Neuropilin能与VEGF的isoform结合，Roche开发的单抗MNRP1685A已进入临床，最近发现Neuropilin在Treg和DC细胞中表达，可能也是免疫疗法的靶点，MNRP1685A可以抑制Treg。 三．激活NK细胞 NK细胞是第一轮的innate immune 攻击，如何激活或解除肿瘤对其的抑制作用，也成为热门的研究和新药开发领域。主要的靶点如下（图8及表3）：
表 3：NK细胞检查点及共刺激分子药物研发进度及公司 Siglecs, TIGIT (T cell immunoglobulin and ITIM domain)，KIRs (killer inhibitory receptors)，NKG2A与其受体作用，抑制NK，类似于T细胞中的免疫检查点。各种mabs处于早期研发阶段。TIGIT和NKG2A在CD8+T细胞中也有表达，最近动物试验表明，抑制他们的单抗也能增加T细胞的活性，因此具有双重作用。值得注意的是TIGIT在人体中有loss-of-function变异，造成甘油三醇代谢紊乱。Lirilumab和Monalizumab都是Innate开发，目前在这个领域进展最快，都已进入II临床。由于NKG2A双重功能，更被大公司看重。AZ和Innate最近达成一个12.75亿美元的deal,核心资产正是anti-NKG2A mAb Monalizumab。NKG2D作用和NKG2A相反，相当于NK细胞的共刺激分子，Innate正在开发其抑制剂治疗自免疫疾病，激动剂用于肿瘤还未见报道。另外一类受体ILT/LIR，非常类似于KIRs，也未见新药研发的报道。 四．靶向TAM(tumor-associated macrophage)的药物 Macrophage也是肿瘤免疫疗法中的重要一员，可以吞噬细胞，分泌各种Cytokines。但其功能和调控非常复杂，可以分为增强免疫功能的M1和抑制免疫而帮肿瘤细胞生长和转移的M2。CSF1R（colony stimulating factor 1R）对M2的生存非常重要，因此开发anti-CSF1R mAbs以及下游小分子激酶抑制剂成为热门领域。抑制CSF1R的缺点是同时抑制了M1,更好的策略是转化M2到M1,或者作用于M2分泌的cytokines(如IL-10),或者作用于招募M2的chemokine(如CCL2)。这些策略多处于早期研究阶段。M1在innate immune 中发挥重要的作用，可以辨识Phosphatidylserine（PS）作为“eat me” 信号，但肿瘤细胞表达的PS，很难被其识别。Peregrine开发的Bavituximab可以包裹肿瘤细胞上的PS而暴露于M1的攻击。Bavituximab与CTLA4的联用临床前显示了良好的共同作用效果。CD47则是肿瘤细胞表达的“don’t eat me” 信号，用来伪装自己，逃脱macrophage的攻击。有意思的是肿瘤干细胞也通过表达CD47来逃脱macrophage的攻击。Anti-CD47 mbs 如Celgene的CC-90002已进入临床研究，据说其解决了攻击血红细胞的on-target副作用。 表 4：靶向TAM药物开发进度及公司 五．炎症因子(Cytokines/Chemokines) 炎症因子是免疫系统的武器和调节信号。直接使用炎症因子或其受体的抗体或小分子抑制剂已在抗炎，抗病毒和抗肿瘤中得到应用。就肿瘤而言，上市的重组cytokine有IL-2（Melonoma , RCC）和INFalpha(Melonoma，RCC,CML)等。Anti-CCR4 mAb mogamulizumab(AML)和CXCR4小分子抑制剂plerixafor(lymphoma)也已上市。然而，总体来说，这些因子调控太复杂，不好控制，失败的案例不记其数。目前在研的包括GM‑CSF, IL‑7, IL‑12, IL‑15, IL‑18, IL‑21等。随着基础研究的日益深入，人们会更好地了解这些武器。比如这个月的Cell发表文章表明早期肿瘤的免疫监控依赖于IL‑15。直接使用炎症因子的一个缺点是副作用太大，很多病人不能耐受。仿照ADC的思路，如果通过抗体将这些因子带到肿瘤中去，可能降低副作用，增加疗效。Amgen前炎症领域主管Sanjay创立了一家叫Immugene的公司，开发INFalpha与抗体连接的药物，取名FIT(focused interferon therapeutics，图9)。发明PD-L1的华人科学家陈列平是这家公司的Scientific director。他们的这个想法，正好解决了当前免疫疗法的一个重要问题。因为很多肿瘤类型是所谓的cold tumor，也就是非炎症性，对免疫疗法的响应差。因此，FIT不但直接攻击肿瘤细胞，而且在肿瘤微环境中刺激炎症，增加对免疫疗法的响应。Immugene的药物IGN002在动物试验中活性比Rituxan高100倍以上。IGN002今年将进入临床。EMD Lexigen开发的APN-301是一种GD2-IL2耦连大分子，应该是相同的思路，目前已进入II期临床。对于这个思路值得期待，但是我们知道这些炎症因子可以刺激肿瘤的转移，因此是否能够长期获益，仍然是个问号，而且没有OS数据难以证明。
六．肿瘤微环境(TME)和小分子药物 肿瘤细胞释放许多可溶性成分到其周围环境中，其中很多具有免疫抑制作用，比如我们熟悉的IDO、amino-acid metabolites、selectins、iNOS、arginase、TGFβ、adenosine、VEGF、PGE2等等。这些分子的产生和信号通路involve 很多已知的，甚至已有药物上市的靶点，有的靶点是enzyme，给小分子带来机会。在这一波免疫疗法中，主要是单抗等大分子，作用于蛋白相互作用，调节免疫信号，小分子没有太多用武之地。目前只有IDO抑制剂进入三期临床，可与免疫检查点抑制剂联合用药，增加疗效。然而大分子具有成本高，不能口服，不能穿透各种屏障作用于细胞内靶点或进入中枢，不能作用于多靶点等限制。随着研究的深入，免疫信号的下游通路会逐渐明晰，为小分子提供细胞内靶点。比如PD-1/PD-L1通路中involve phosphatase SHP1/2。神药二甲双呱最近被发现通过AMPK抑制T cell exhaustion，可能是其抗肿瘤的机制之一。肿瘤微环境也为小分子提供了许多可能的靶点（表5）。还有公司通过特殊的化学手段，在开发直接针对蛋白相互作用的小分子，比如Fluorinov Pharma的PD-1抑制剂和Aurigene的PD-L1抑制剂CA170。正是因为小分子的不可替代的优势，十分被大公司看重。Audro的小分子Sting激动剂，刚完成临床前POC就被诺华7.5亿美元纳入麾下。值得注意的是，这其中有些药物，已经在其他领域上市，好好设计，可能还有老药新用的机会。因此小分子会是下一波肿瘤免疫疗法的最大机会之一。小分子靶点的具体分析，留待下一期详细介绍。 表 5：作用于肿瘤微环境的药物的开发进度及公司（大部分为小分子） 七. 细胞治疗
Cell-based 的疫苗治疗是最早开始尝试的免疫疗法之一，现在仍有很多处于临床研究之中。但是近期可能难有大的突破。现在人们关注比较多的是CAR-T和陈颂雄搞的类似的aNK、HaNK、TaNK系列。特别是CD19-CART 成功将一名叫Emily Whitehead的患有白血病的小女孩治愈后，被媒体广泛报道，一夜之间掀起了CAR-T的热潮。其实早在1989年，CART的概念就被Gross等人提出。他们发现在T细胞中表达识别TNP hapten的chemeric受体，可以不依赖HMC分子激活T细胞分泌IL-2。25年中，人们探索了如何收集病人T细胞，构建肿瘤特异性的CART,体外培养和扩增，通过化疗deplete淋巴系统后输回人体，使CART快速到达肿瘤组织，直接攻击肿瘤细胞（图10）。CART目前仍处于临床阶段，但对血液瘤已显示治愈的潜力，受到追捧。如果以现代药物的角度来审视CART，仍然是危险和不成熟的。但新事物缺乏监管措施，各个医院和研究者有较大的自由度将其带入临床研究，这在现代药物的研发中是不可想象的。这既促进了这项技术的发展，但也带给病人极大的风险。Her2-CART临床试验就有几名病人死于肺部的“on-target，off-tumor”副作用。正是由于技术不成熟,所以有很大的改进空间。在一个新而且不成熟的领域，跑得太快不是好事。就像黑夜开高速，跟在后面200米最好。因此，我们应该紧跟Novartis、Pfizer、Juno、Bluebird,kite这些领头羊。值得一提的是中国在CART领域由于临床的自由度，发展很快，临床经验积累很多，但颠覆性新技术还跟得不够紧。目前的创新方向，主要是要解决CART目前面临的问题（表6）。由于篇幅关系，不能详细介绍，留待下一期专门介绍CART和NK。
表 6：CART当前的问题和新进展 结语 我们目前对免疫系统理解还只是冰山一角，问题远多于答案。有一个事实，T细胞分化、发育、成熟的场所胸腺是人体唯一的从出生就开始衰老的器官，直至生命的终结。2014年Science文章提出大脑的老化由INF type I和II的比例来决定。胸腺是从一开始就是发育和衰老并存，而T 细胞从一开始也是激活和抑制并存，都是完美的矛盾统一体。这符合事物的客观规律。每一个生命都是独一无二的，免疫正是那个定义自我的系统。也许生命就是免疫。随着我们大踏步进入免疫疗法，我们已经一只脚踏进了生命之门。
附件：Probody技术介绍 在抗体的结合区连有一个多肽，能够阻止抗体和antigen的结合，而这个多肽能够被肿瘤微环境中特有的caspase 所切断，因此抗体被选择性地激活。CAB技术也是同样的思路，只有在特定的PH和温度才有活性，因此也有组织选择性，具体技术细节没见报道。 点击下方【阅读原文】查看精彩活动预告！ ↓↓↓
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免疫系统除了抵御外来异物包括病毒和细菌等入侵，还有一个重要的功能就是清除自身变异的细胞如肿瘤细胞。人人谈癌色变，但人体其实每天都会产生少数癌或类癌细胞，不过人体免疫系统会很快发现并将其清除。然而癌细胞在不断变异中，逐渐找到了对付免疫系统的办法，慢慢逃脱了免疫监控，最终将我们击败。在这个过程中,免疫系统从未放弃过战斗。早在150年前，有人就发现肿瘤组织中有大量的淋巴细胞。随后，William Coley和同事就发现了免疫和肿瘤紧密相关，他们在治疗中观察到有细菌感染的肿瘤病人瘤体缩小得更快。可惜在接下来100多年中，肿瘤免疫疗法没有取得突破性进展,直到最近免疫检查点抑制剂的出现。最先引起人们兴趣的是肿瘤疫苗，也就是利用肿瘤特异的抗原激活和加强免疫系统。然而这些尝试多以失败告终，疗效时有时无,有时甚至恶化疾病。第一个有确切疗效的肿瘤疫苗要算Sipuleucel‑T (Provenge; Dendreon)。就是将DC细胞用前列腺肿瘤抗原prime后，输回人体，治疗前列腺癌。可惜效果一般，成本太高，公司以破产告终。目前还有各种疫苗在临床阶段，比如抗 gp100, MUC1, MAGEA3等。肿瘤疫苗令人失望的结果让很多人对免疫疗法产生了怀疑。然而免疫检查点抑制剂，特别是PD-1单抗的成功改变了一切， 开启了肿瘤免疫治疗新时代。 近代肿瘤治疗是从化疗开始的，开始于第一次世界大战期间, 灵感来源于化学武器芥子气。2001年以诺华的Gleevec 上市为标志，开启了肿瘤靶向治疗的时代，到2015年奥巴马宣布精准医疗计划达到巅峰。 精准医疗靶向肿瘤变异基因，有效率高，然而Genome不稳定的肿瘤细胞，很快产生新的变异，药物产生抗药性，所以靶向药物的应答时间一般不到一年，疾病重新进展而恶化。当然针对新的变异，还可以开发新的药物，比如最近上市的AZD9291，然而这终究不可持续。而免疫系统理论上可以克服肿瘤快速变异，因为T细胞可以产生高达1015种不同的受体，几乎可以辨识任何肿瘤变异，用现在流行的话来说就是总有一款适合你。因此免疫疗法可能适用多种类型，多种变异的肿瘤。另一个优势就是免疫有记忆功能，因此应答时间长。在参加第一个免疫检查点抑制剂ipilimumab临床试验的Melanoma病人中，20%的病人已经成活4年以上，有一些已经成活10年，已基本治愈。第三就是，免疫疗法具有与任何现有治疗手段和药物，以及在研新药联合使用的潜力。最后，免疫治疗的主要副作用是过度炎症，可以被现有抗炎药物比如可的松有效控制。目前免疫疗法最大的限制是有效率太低。比如PD-1的有效率从15%-50%不等，一般neoantigen load高的肿瘤如Melanoma和抽烟诱导的NSCLC中有效率较高（图1）。因此发现为什么只有特定的人有效，找到相应的biomarker和解决办法成了最大的课题。很多人相信联合用药是方向之一。美国最近在陈颂雄和副总统拜登的领导下，宣布了攻克癌症的登月计划。到2020年要招募2万个病人，开展免疫疗法的各种联合方案的临床试验。然而最近ipilimumab联合用药因为增加毒性或没有获益而中止了数个临床试验，似乎预示肿瘤不会就这样缴械投降。但是肿瘤免疫疗法到底第一次让人感觉到了治愈不再是随机事件，极大地增强了我们攻克癌症的信心。
图 3: 靶向药物对免疫系统的影响（Nature Reviews Drug Discovery, 2012,11;214）
（1） NK cell：第一轮的innate immune 反应，可以吞噬肿瘤细胞。（2）Dentritic cell: 主要的antigen-presenting cell, 可以吞噬肿瘤细胞。（3）CD8+ T effector Cell：主要是adaptive immune反应, 经antigen-presenting cell 的priming 后，准确击杀肿瘤细胞。（4）CD4+ Thelper Cell: 分泌Cytokines,帮助激活Teffector, B cell, 以及macrophage等。（5）Monocyte/Macrophage: 可以吞噬细胞，分泌各种Cytokines。TAM是一直跟着肿瘤细胞的Macrophage（Tumor associated macrophage），可以分为M1和M2。其中M1增强T cell免疫功能, M2抑制免疫系统而帮肿瘤细胞生长和转移。（6）B cell: 分泌抗体。在肿瘤免疫疗法中的作用还研究的比较少。（7）CD4+ Treg 和MDSC: 抑制性免疫细胞，原意是压制过度免疫炎症反应，以免伤及无辜。在与肿瘤的战争中成了伪军，帮了肿瘤的大忙。（8）肿瘤细胞：最狡猾的敌人，可以直接消灭T 细胞，或者无效T 细胞（T cell exhaustion）或招募抑制性T细胞，也可以分泌或表达各种免疫抑制信号分子。（9）Fibroblast：帮肿瘤修工事的民工，构建肿瘤微环境(stroma)，还可以分泌各种免疫抑制剂，对抗免疫部队。
肿瘤细胞及其微环境可以分泌或表达各种信号分子，作用于免疫细胞上表达的免疫检查点而抑制免疫攻击。免疫检查点抑制剂，一般为单抗分子，可以block这种作用，因此松开了免疫刹车，重新激活免疫攻击。以抗CTLA4和PD1为代表的免疫检查点抑制剂ipilimumab (Yervoy; BMS),pembrolizumab (Keytruda; Merck) and nivolumab (Opdivo; BMS),在melanoma上取得空前成功，适用范围已快速扩至肺癌，RCC等其他器官和类型，与现有治疗手段和药物联合使用的临床试验过百。有人估计到2020年免疫检查点抑制剂的市场规模将达300亿美元。其他新的免疫检查点无疑成为竞争最激烈的领域。免疫检查点抑制剂可以作用于免疫检查点，也可以作用于与检查点结合的Ligand。目前在研的免疫检查点主要包括（图6及表1）：
Cell-based 的疫苗治疗是最早开始尝试的免疫疗法之一，现在仍有很多处于临床研究之中。但是近期可能难有大的突破。现在人们关注比较多的是CAR-T和陈颂雄搞的类似的aNK、HaNK、TaNK系列。特别是CD19-CART 成功将一名叫Emily Whitehead的患有白血病的小女孩治愈后，被媒体广泛报道，一夜之间掀起了CAR-T的热潮。其实早在1989年，CART的概念就被Gross等人提出。他们发现在T细胞中表达识别TNP hapten的chemeric受体，可以不依赖HMC分子激活T细胞分泌IL-2。25年中，人们探索了如何收集病人T细胞，构建肿瘤特异性的CART,体外培养和扩增，通过化疗deplete淋巴系统后输回人体，使CART快速到达肿瘤组织，直接攻击肿瘤细胞（图10）。CART目前仍处于临床阶段，但对血液瘤已显示治愈的潜力，受到追捧。如果以现代药物的角度来审视CART，仍然是危险和不成熟的。但新事物缺乏监管措施，各个医院和研究者有较大的自由度将其带入临床研究，这在现代药物的研发中是不可想象的。这既促进了这项技术的发展，但也带给病人极大的风险。Her2-CART临床试验就有几名病人死于肺部的“on-target，off-tumor”副作用。正是由于技术不成熟,所以有很大的改进空间。在一个新而且不成熟的领域，跑得太快不是好事。就像黑夜开高速，跟在后面200米最好。因此，我们应该紧跟Novartis、Pfizer、Juno、Bluebird,kite这些领头羊。值得一提的是中国在CART领域由于临床的自由度，发展很快，临床经验积累很多，但颠覆性新技术还跟得不够紧。目前的创新方向，主要是要解决CART目前面临的问题（表6）。由于篇幅关系，不能详细介绍，留待下一期专门介绍CART和NK。