本文独家首发于微信公号《药时代》（原《医药研发社交平台》），撰文谢雨礼博士。图片来源网络。
以PD-1为代表的免疫疗法革命性地改变了肿瘤治疗的面貌，成为生物医药炙手可热的领域。Opdivo上市后，2016年初我写过一篇文章，《肿瘤免疫疗法的下一波机会在哪里？》，对这一领域进行过综述。将近两年过去了，重新回顾一下肿瘤免疫疗法的最新进展，分为理论篇和实践篇两部分。
１
热度空前，引发行业担忧
肿瘤免疫疗法这两年发展迅猛。从先天免疫到适应性免疫，从免疫检查点到共刺激分子， 从T细胞到巨噬细胞，从单抗到细胞治疗、疫苗、小分子，各种新靶点和药物形式层出不穷。据美国制药协会统计，2017年全球正在开展临床研究的肿瘤免疫药物达到248个，其中免疫检查点抑制剂45个、治疗疫苗96个、CART细胞疗法21个、溶瘤病毒14个，以及双特异单抗等其他药物72个（1）。这些药物及其联用的临床研究超过千项。《纽约时报》最近报道，美国免疫疗法临床研究已经如此拥挤，以至于病人不够用。
这种过热现象引发了行业内的担心。一方面，目前重复研究过多；另一方面，人们对免疫疗法的理解跟不上临床试验的发展速度，包含各种药物联用的临床设计比较盲目。长期来看，各种疗效类似的药物上市，特别是昂贵药物的组合，将会加重医疗负担。还有，免疫疗法占据了太多的研发资源，间接影响了其他领域的发展。
２
负面消息增多，问题凸显
两年前，我与行业大多数人一样，对于免疫疗法的前景非常乐观，认为PD-1只是一个开端。然而，随着各种临床试验的结果更新，人们逐渐意识到两个事实：（1）PD-1之后的那些新靶点和新药物形式的疗效和应用范围可能难以与PD-1药物比肩；（2）PD-1也不是万能药，其作用机制远比免疫刹车要复杂，基于PD-1的药物联用也没有预想的那么简单明了。
以几个热门的免疫靶点为例，除Lag-3、IDO、2017年ASCO上报道了比较令人鼓舞的临床数据外，TIM-3、TIGIT、4-1BB、VISTA、XO40、CSF-1R、CD47、A2A等靶点都不太确定或者初步数据不尽如人意。几个OX40项目已经被大公司放弃。对于TIM-3这么一个基础研究非常扎实的明星靶点，有人也打起了退堂鼓。认为它有高达5种不同的配体（ligand），任何一款单抗都有可能阻断错误的配体（2）。即使目前看好的Lag-3, 功能也比较复杂，具有阴阳两面性，既可以抑制T细胞功能，又可以激活DC，最后能不能成功尚有不确定性。
PD-1药物也不再是一路高奏凯歌了。2017年8月15日，BMS公布了Opdivo/Yervoy组合作为一线治疗晚期肾癌的三期临床结果，错过了mPFS这个一级终点，需要等待OS结果。一般来说，OS获益的难度更大，当然免疫疗法有些例外。受此影响，BMS股票下挫3.4%。
7月27日，阿斯利康宣布了一项令人失望的PD-1药物的三期临床结果，令其股票当天大跌15%。其PD-L1单抗Imfinzi（durvalumab）与CTLA-4单抗tremelimumab联用，一线用于PD-L1>25%的非小细胞肺癌PFS未达终点。值得一提的是，BMS的Opdivo用于非小细胞肺癌，由于PD-L1表达的cut-off值设置太低（5%）而失败，但美国Merck（MSD，默沙东）的Keytruda在PD-L1>50%的病人中成功。BMS因此对于Opdivo与其CTLA-单抗Yervoy联用寄予厚望，希望在非小细胞肺癌一线这个大蛋糕中夺回一分。阿斯利康的这个结果让其希望看起来非常渺茫，因此当天股票也跟着躺枪，大跌6%。
7月24日，MSD的PD-1单抗Keytruda在既往治疗失败的头颈癌（HNSCC）三期临床试验中总生存期OS未达终点。这个结果非常令人意外，不仅是该药物早前由于出色的ORR被FDA提前批准用于该适应症，而且BMS的Opdivo在类似试验中三期取得了成功。同样，罗氏的PD-L1单抗Tecentriq也是凭借ORR结果得到FDA加速批准用于二线治疗膀胱癌，但随后的三期确证试验，OS对比化疗也未能有明显的改善。虽然FDA尚未撤销这两项批准，但OS是肿瘤药物的金标准，显然会影响他们的市场表现。可以预计，FDA今后基于ORR加速批准免疫疗法药物会更加谨慎。这对于当前处于早期临床研究的众多新药和新疗法并不是什么好消息。
显然，PD-1药物这些挫折给后来者提了个醒，免疫疗法要比其他药物复杂，即使跟在大公司后面做成熟靶点，也可能由于分子的细微差别、临床开发的经验和策略、生物标志物的选择和检测方法的差异等原因而失败。但这些失败并不会改变免疫疗法的基本面，大小分子、CART、个性化疫苗等免疫药物仍将是肿瘤领域最具前景的发展方向。目前的失败，很大程度上是因为我们理论研究和临床经验跟不上这个领域的爆炸式增长。免疫疗法如果要真正成为颠覆性治疗手段，学术界和工业界需要联手，通过基础研究和药物开发，更好地解决理论和实践两个层面上的问题：
（1）免疫疗法理论的发展和完善
（2）PD-1药物的作用机制
（3）生物标志物的开发（如何精准地找出有效的病人）
（4）药物的合理组合，提高有效率（如何将没效或耐药的病人转变成有效）
３
肿瘤免疫疗法理论的发展和完善
图1：肿瘤免疫疗法理论的发展历程
说起肿瘤免疫疗法，不得不提及美国顶尖癌症研究机构纪念斯隆-凯特琳癌症中心（MSKCC），本人曾在他们的学生宿舍蹭住了5年。MSKCC是现代免疫疗法的发源地之一。发现CTLA4的James Allison就曾在这里长期工作，还有Juno的联合创始人Renier Brentjens等知名科学家。谁能想到，正是MSKCC的研究成果，曾经是阻碍免疫疗法理论发展的“罪魁祸首”。
通过免疫系统治疗肿瘤这个概念已有百年历史。最早，Paul Ehrlich提出假说：宿主的自我保护力量可以阻止肿瘤的形成。50年代，Lewis Thomas和FranK Burnet进一步提出免疫监测的理论（Immune Surveillance）：免疫系统类似于一个监测防御系统，一旦正常细胞变成肿瘤细胞，其突变表达的新抗原会引发人体免疫反应，肿瘤细胞会被免疫细胞攻击而被消灭。这一理论当时引发巨大争议，正反的实验结果都有报道，让人莫衷一是。然而，1974年，正是MSKCC的科学家Osias Stutman在《Science》上发表一篇在当时认为无可辩驳的文章，将肿瘤免疫的理论打入冷宫（3）。这篇文章通过大规模裸鼠实验证明，缺乏免疫系统的裸鼠和正常老鼠肿瘤发生率没有差别。有人认为，这项看似漂亮的工作至少将肿瘤免疫疗法推迟了20年。
肿瘤免疫重新兴起的一个关键人物是华盛顿大学的教授Robert D. Schreiber。到了90年代，人们逐渐意识到Stutman使用的裸鼠只是缺乏后天免疫，先天免疫系统是完整的，也就是这些老鼠仍然具有部分免疫功能。Schreiber巧妙地通过剔除免疫需要的基因Rag2和stat1,获得了完全免疫缺陷的老鼠，否定了Stutman的结论，证明免疫系统在肿瘤形成中的重要影响(4)。并在2002年提出著名的免疫编辑的概念（Immune Editing）。这个概念后来成为现代肿瘤免疫疗法最重要的理论基础（5）。
免疫编辑理论将免疫和肿瘤发生的因果关系总结为三个E, 也就是消灭（Elimination）、平衡（Equilibrium） 和逃逸（Escape）。这其实就是肿瘤细胞和免疫系统之间的“论持久战”。起始阶段，肿瘤细胞处于防守地位。肿瘤细胞出现后，NK等先天免疫细胞发起第一轮攻击，分泌INF-gamma等炎症因子，抑制血管生成，招募DC和macrophage等其他免疫细胞。部分死亡的肿瘤细胞进一步启动后天免疫系统。他们释放的抗原被DC细胞呈递给淋巴结中的T细胞。经过priming的CD4+和CD8+ T细胞在各种chemokine的帮助下进入肿瘤组织中特异性地杀死更多的肿瘤细胞。几轮下来，肿瘤就被消灭了，而且有些T细胞会转化成记忆细胞，随时可以机动快速地扑灭肿瘤细胞的反复。然而，哪里有压迫哪里就有反抗。肿瘤细胞具有基因组不稳定的特点，在免疫系统施加的生存压力下，不断突变进化，逐渐有些细胞具有了对抗免疫系统的能力，比如不表达新抗原，对INF-gamma信号不敏感等。这时候，肿瘤细胞和免疫系统的斗争进入动态的战略相持阶段。敏感的肿瘤细胞不断被消灭，不敏感的逐渐增多，而且逐渐获得了抑制和控制免疫系统的能力，比如诱导抑制性炎症因子和免疫细胞，改变共刺激信号通路等。这个阶段，免疫系统不能完全消灭肿瘤，但可以控制其发展，这个过程可能长达数年，甚至数十年。由于环境的变化、生活习惯的改变、生病、年龄增长等原因，人体免疫能力下降，肿瘤细胞趁机全面逃逸，转入战略进攻阶段。这时，免疫系统自身被腐蚀和控制，抑制性免疫细胞增多，攻击性免疫细胞消极怠工，营造了一个免疫抑制性的微环境，肿瘤开始快速生长。后期，一些肿瘤细胞，要么具有躲避免疫细胞监测的能力，要么对免疫攻击不敏感，开始转移，开疆拓土，最后导致宿主的死亡。免疫编辑理论不同于免疫检测，它将肿瘤的发生归结于免疫系统和肿瘤细胞的相互作用。也就是免疫系统对于肿瘤细胞不断编辑，精雕细刻，全面参与了肿瘤的形成和发展。可以说是成也萧何，败也萧何。
肿瘤免疫疗法说到底就是要用药物或其他手段逆转上述的三个阶段。然而，从哪里入手，什么时候，干预什么阶段，如何有效逆转呢？这些5W1H的问题贯穿了整个免疫疗法的发展过程。2013年，基因泰克的免疫负责人Daniel Chen和Ira Mellman发表了肿瘤免疫循环（Cancer Immune Cycle）的综述（6）。将肿瘤免疫简化成7个首尾相连的环节，包括肿瘤抗原的释放、抗原的呈递、T细胞的priming和激活、T细胞的迁移、T细胞对肿瘤组织的渗透、T细胞识别肿瘤细胞、杀死肿瘤细胞。文中详细列举了7个步骤中调控信号通路和可干预的靶点和因素。
