Allison工作的原创性“值得推敲”
《知识分子》:在你看来,应如何评价Allison在肿瘤免疫领域的工作?
陈列平:在现在的宣传里,James Allison对肿瘤免疫的贡献有两个:一是他发明了
CTLA-4抗体来治疗肿瘤,后来的临床实验证明对病人有效;二是他提出CTLA-4是第一个
免疫检查点(immune checkpoint),而其他有免疫抑制作用的分子包括PD-1/PD-L1,
都属于免疫检查点分子,都是在他之后发现的。
那么事实是什么样的?CTLA-4的基因早在1987年就已被法国Pierre Golstein实验室克
隆(1)。1991年,Peter Linsley首先鉴定了CTLA-4的配体是CD80(2)。1994年,
Jeffrey Bluestone用抗体阻断CTLA-4和配体的结合,发现免疫反应有显著增强,首次
提出CTLA-4有免疫抑制功能(3)。1995年, 加拿大Tak Mak和美国Arlene Sharpe的实
验室报道CTLA-4基因敲除小鼠会自发出现严重的自身免疫性疾病并迅速死亡(4,5)。
这些结果都支持CTLA-4有免疫抑制功能的说法。
Allison的主要工作是用了这些概念。1996年,他在动物实验中证明用CTLA-4抗体可增
强免疫并治疗动物肿瘤(6),毋庸置疑,这是肿瘤免疫一项重要的工作。但是前期所
有的基础研究和发现,都是别人做出来的,因而这个工作的原创性就值得推敲了。后续
的临床工作(不是Allison的工作)证明CTLA-4抗体仅对15-20%晚期恶性黑色素瘤有治
疗效果(7),但因其对人体严重的毒副作用,在后续其他肿瘤(包括肺癌、前列腺癌
、卵巢癌等)的临床试验中均以失败告终(8)。截止目前,FDA也仅于2011年批准该药
用于黑色素瘤的治疗(7,8)。在这之前,白细胞介素2(IL-2)也在晚期恶性黑色素瘤
中达到了相似的治疗效果(9),并已被美国FDA在1998年批准上市。因此,从肿瘤免疫
治疗历史的角度来看,CTLA-4抗体并不是第一个有效的肿瘤免疫治疗药物,也没有广泛
应用价值,因此并不是一个突破性的肿瘤免疫治疗药物。相对与具有突破性治疗意义的
PD-1/PD-L1抗体治疗,无论从疗效,毒副作用,还是应用范围,都相差甚远。
免疫检查点(immune checkpoint)这个词从文献上看,最早应该是出现在2006年
Korman,Peggs和Allison的一篇综述文章上(10)。如今这个名称已是包罗万象,概念
不仅远超出CTLA-4,还包括了PD-1/PD-L1以及后续所有其他对免疫反应有抑制作用的分
子。如上所述,CTLA-4的免疫抑制作用是由Bluestone所发现,而且之前的文献对这一
类有免疫抑制作用的细胞表面蛋白已有许多类似的描述,我也曾造出一个名词“共抑制
”(coinhibition)来描述这个现象(11),但这些名词都没有火起来。为啥“免疫检
查点”就能火起来呢?这个就和怎么宣传有关系了。也就是我下面还要说的话语权的问
题。
从科学的意义上来说,免疫检查点是一个含糊、无法界定的词。试想,如果用这个词来
界定全部有免疫抑制功能的分子,那么范围就太大了。在CTLA-4的抑制功能被发现之前
,有许多这样的免疫抑制分子已经被发现:如细胞因子(IL-10, TGF-beta等), 细胞
代谢产物(PGE2, IDO等)以及各式各样的细胞表面蛋白、细胞内蛋白等等。如果是用这
个词来特指细胞表面有免疫抑制作用的分子,那么在CTLA-4之前,也已经有几个细胞表
面分子被发现有免疫抑制功能,比如Fas配体,在1996年就已经被发现在肿瘤里过度表
达并通过诱导凋亡来抑制T淋巴细胞对肿瘤细胞的攻击(12)。综上所述,CTLA-4既不
是第一个有免疫抑制作用的分子,也不是第一个细胞表面有免疫抑制作用的分子。所谓
的免疫检查点实际上只是改头换面后出现的一个词汇,并不代表一个原创的概念。另外
,现在临床上所用的CTLA-4抗体,一个主要的作用机制已被证实是去除调节性T淋巴细
胞(13),所以用“免疫检查点”来描述CTLA-4, 实际上已经是名不副实了。
“免疫检查点”概念将引发混乱和不利影响
《知识分子》:刚刚说到免疫检查点包罗万象,实际上,在肿瘤免疫领域,PD-1/PD-L1
通路与CTLA-4的作用完全不同,为什么不能用免疫检查点来大而化之呢?
陈列平:这里有几个基础的问题,需要向大家澄清一下,细节可以参考最近的综述文章
(14)。PD-1/PD-L1抗体治疗,在原理上并不是增强免疫反应,而是把病人自身应该有
的,但在肿瘤生长中被弱化的反应带回到常态。这也是概念上改变我们对肿瘤免疫认识
的东西,姑且先称为“免疫正常化”。虽然客观上我们见到了增强的免疫反应,但这才
是机体对肿瘤正常的反应。如果用这个原理和其他肿瘤免疫治疗比较,你就可以看出不
同之处。
CTLA-4的抗体(商品名Ipilimumab)就是增强免疫反应的,而不是正常化。为什么这么
说呢?试问肿瘤生长过程中,有CTLA-4过度表达或者增加功能吗?没有。有它的配体的
过度表达或者功能异常吗?也没有!没有缺陷当然也就没有正常化的问题。所以
Ipilimumab的作用是把免疫反应提高到了比正常水平还要高的高度,高于正常的代价就
是毒副作用。根据这个原理,IL-2、干扰素治疗、细胞治疗,包括现在热门的CAR-T治
疗,在原理上都属于这一类,也就是把免疫反应提高到一个正常以上或者正常水平达不
到的高度,这个用最大化免疫反应治疗肿瘤的概念,现在还是免疫治疗的“主流”方向
。但我认为,接下来5-10年,这个概念会被慢慢淡化,而免疫正常化的概念会逐步取而
代之。
我们从PD-1/PD-L1免疫学和抗体治疗中学到的另一个重要的原理,就是肿瘤免疫治疗需
要针对肿瘤微环境,也就是局部化的治疗。免疫学家花了很长时间,最终才搞清在肿瘤
病人身上,免疫反应全身衰竭的情况是很罕见的。就算是终期病人,血中或者骨髓中都
能分离到特异识别肿瘤的淋巴细胞,后来还有人发现其他脏器包括肝和肺中的免疫也是
正常的,甚至于在肿瘤内部也能发现相当部分功能正常的淋巴细胞。既然全身到处都是
抗肿瘤免疫细胞,那为什么肿瘤还会长起来呢?我们2002年的发现以及后续的一系列工
作表明,在肿瘤生长过程中,触发了免疫反应,在肿瘤中才出现了B7-H1,这才有了一
个局部的免疫缺陷,这个缺陷甚至可以小到只在肿瘤和识别肿瘤的淋巴细胞之间的界面
上。现在我们终于知道,问题就发生在肿瘤部位,用专业术语来说就是在肿瘤微环境里
出现一个局部的免疫缺陷,造成了一个很小范围内的免疫抑制。PD-1/PD-L1抗体的作用
就是把这个小范围内的免疫抑制去除,换句话说也就是把“弹药”送到真正的“前线”
上去,这也是这种疗法毒性低的主要原因。CTLA-4及其配体并没有选择性出现在肿瘤里
,而是全身广泛分布,所以大量的“弹药”都浪费在其他无关的地方,这些弹药还不时
地“爆炸”,引起副作用。
从这些基本的原理来看,用免疫检查点这么一个含义模糊的术语来包括肿瘤免疫里面这
些完全不同的概念,的确有误导之嫌。我个人认为,这种概念的混淆,也将对将来的肿
瘤免疫治疗的药物研发,产生不利的影响。