第四节 肿瘤干细胞与免疫治疗
肿瘤干细胞对于传统的肿瘤治疗方法均具有一定的耐受性，而要真正治愈肿瘤就需要清除肿瘤干细胞。免疫治疗是目前消除肿瘤干细胞比较有潜力的治疗方法。免疫应答包括抗原非特异性的固有免疫和抗原特异性的获得性免疫。其中获得性免疫又包括体液免疫和细胞免疫。下面我们将从固有免疫和获得性免疫方面介绍目前针对肿瘤干细胞的免疫治疗方法。
一、固有免疫
固有免疫应答在消除肿瘤细胞中发挥重要的作用。目前研究的固有免疫应答细胞主要是NK细胞和γδT细胞。
NK细胞是固有免疫的效应细胞，它们通过自然细胞毒性受体的配体识别靶细胞（包括肿瘤细胞）发挥细胞杀伤作用，不具有抗原特异性。NK细胞杀伤肿瘤细胞的能力以及有效性使其很有可能成为一种有效的肿瘤免疫治疗方法。但是关于肿瘤干细胞对于NK细胞介导的溶细胞作用的易感性研究尚处于起步阶段。研究表明，NK细胞能够杀伤肿瘤干细胞富集的黑色素瘤细胞。NK细胞能够有效的识别肿瘤干细胞，结直肠癌CD133+的肿瘤干细胞能表达高水平的NK细胞受体的配体。结肠癌干细胞对NK细胞介导溶细胞作用的有效性为NK细胞治疗肿瘤干细胞提供了一定的依据，但其疗效仍需进一步研究证明。
γδT细胞是一类T细胞亚群，因表达含有γ和δ链的TCR而区别于αβ细胞。γδT细胞对多种肿瘤细胞表现出MHC的非限制性，表明其在杀伤肿瘤方面具有重要的价值。有研究表明，利用唑来磷酸激活Vγ9Vδ2 T细胞能够有效的识别结直肠癌肿瘤干细胞。γδT细胞表面可表达NK细胞激活配体，可通过Fas/FasL杀伤通路和释放穿孔素，颗粒酶方式杀伤靶细胞。这些发现表明肿瘤干细胞可能对穿孔素和颗粒酶介导的作用方式敏感。
二、获得性免疫
细胞毒性T细胞（CTLs）是细胞免疫中重要的效应细胞。与NK 细胞和γδT细胞不同，CTLs识别MHC -I类分子递呈的抗原肽，具有抗原特异性。因此只有同时表达MHC-Ⅰ类分子和抗原肽的细胞才能被CTLs识别。研究发现，CTLs能够有效的识别结直肠癌干细胞和黑色素瘤干细胞。因此，体内CTLs细胞的激活可以作为肿瘤消除的辅助治疗方法。由于T细胞靶向治疗CSCs的可能性，针对CSCs的临床前试验也在血液肿瘤和实体瘤中开展。表达特定受体的T细胞以及抗原呈递DC细胞介导的杀伤均对肿瘤干细胞起到明显的抑制作用，并有助于生存期的延长。DC疫苗在肿瘤治疗中已经取得了重要成果，利用主动免疫方法靶向CSCs的疫苗治疗也具有可行性，并且可能优于目前仅针对肿瘤的方法，特别在杀伤CSCs方面具有重要的作用。
抗体是人类体液免疫的重要分子，多种癌基因特异性抗体被批准应用于临床。由于与肿瘤发生发展的密切关系，CSCs成为肿瘤抗体治疗的天然靶点。与其他抗体治疗相比，靶向CSCs的抗体治疗的局限性在于CSCs含量较少，而且CSCs缺乏特定的标志物，其标志物与其他种类的CSCs甚至正常的干细胞有重叠。因此目前针对CSCs抗原的抗体治疗仍处于初期阶段。也有一些蛋白分子虽然不是CSCs的特定抗原，但在CSCs的免疫微环境中对CSCs的生存起到重要的支持作用。这些分子也自然成为CSC治疗的靶点，通过间接的方式抑制CSCs的生长。
目前对于肿瘤干细胞存在部分已经确定的标志物，而针对这些标志物的抗体制备工作也取得了很大的进展。CD44是比较广泛应用的标记肿瘤干细胞的标志物，靶向CD44的抗CD44的抗体成为目前比较主要的抗CSCs的方法。抗CD44抗体H90、A3D8、HuARH460-16-2等均具有有效的杀伤和抑制肿瘤干细胞生长的作用。CD133也是目前鉴别肿瘤干细胞关键的表面标志物，将抗CD133抗体与细胞毒性药物偶联，偶联药物能够诱导CD133+肿瘤干细胞的凋亡从而抑制肝癌和胃癌细胞的生长。有研究表明，靶向CD133的抗体能够特异的杀伤肿瘤干细胞，而不影响正常细胞的生长。这为CSCs的特异性治疗带来了希望。另外像ESA/EpCAM、药物耐受蛋白（e.g.ALDH-1）、CD24、CD123、CD47等分子是肿瘤干细胞目前较为常用的标志物，针对这些标志物的单克隆抗体在CSCs的靶向治疗中均取得了一定的成果。
除了肿瘤干细胞表面的抗原可作为抗体作用的靶点，对肿瘤干细胞发展起支持作用的分子也可以成为抗体作用的靶点，从而对肿瘤干细胞的生存起到抑制作用。研究表明，利用抗体封闭IL-4能够增加肿瘤干细胞对化疗的敏感性。细胞信号通路 Wnt、hedgehog、notch、Hox family member、Bmi-1、PTEN、telomerase及 efflux transporters在维持干细胞自我更新和分化中起重要作用。最近的研究表明，Notch、Hedgehog 和BMP通路参与控制CD133+胶质瘤干细胞的功能。这些参与肿瘤干细胞功能的通路也成为抗体治疗的潜在靶点。Notch的配体DLL4成为典型的代表，研究表明，抗DLL4单克隆抗体能够抑制结直肠癌肿瘤干细胞的生长。由于多种肿瘤干细胞与正常干细胞在信号通路和细胞表面分子上有共同点，因此如何保证肿瘤干细胞的特异性杀伤而不影响正常细胞的功能成为治疗的难点和重点，目前研究发现，NF-κB、TDZD-8以及PI3K/PTEN信号通路抑制剂治疗能够诱导白血病干细胞的凋亡而不影响造血干细胞的活性。另外，多种维持肿瘤干细胞活性的细胞因子CD9、IL-6、CD123、CD200等均是抗体治疗的靶点，为肿瘤干细胞的治疗提供新的策略。
正常干细胞依赖于细胞内外因子维持内环境的稳态，以保证细胞自我更新和细胞分化之间的平衡。完整的微环境包括细胞、基质蛋白和生长因子，这些成分通过提供特定的分子保持干细胞的干性。肿瘤干细胞同样存在于与干细胞相似的微环境中，因此靶向肿瘤免疫微环境的抗体研究也成为治疗策略之一。抗血管生成治疗已经成为肿瘤干细胞治疗的研究热点，肿瘤干细胞需要依靠血管来源的氧气和养分维持生存。研究表明，利用抗VEGF单克隆抗体作用能够有效地降低肿瘤干细胞的数目。其他的抗血管生存治疗的措施正在进一步的研究中。除了血管生成在肿瘤干细胞微环境中的作用，整合素和趋化因子也发挥重要的作用，有利于肿瘤干细胞的侵袭和转移，抗整合素和趋化因子的抗体治疗也将成为肿瘤干细胞治疗的一个新的方向。
三、免疫治疗在肿瘤干细胞治疗中的意义
肿瘤干细胞是一类具有自我更新、肿瘤起始和分化功能的肿瘤细胞群。肿瘤干细胞对于标准的肿瘤治疗方法，化疗和放疗，均具有耐受性，可促进肿瘤的复发和转移。因此如何有效的清除肿瘤干细胞成为肿瘤治疗的难点。免疫治疗被称为是继手术、化疗和放疗后，最有价值的肿瘤治疗方法。由于肿瘤干细胞对于传统治疗的耐受性，免疫治疗成为新的希望。大量的研究表明，免疫治疗能够有效的靶向肿瘤干细胞，通过多种途径杀伤肿瘤干细胞。
传统的肿瘤治疗方法不具有特异性，在杀伤肿瘤细胞的同时损害了大量正常的细胞，产生一系列的毒副作用。而免疫治疗方法，特别是获得性免疫治疗方法能够有效地解决这一问题。虽然肿瘤干细胞和正常干细胞存在表面分子的重叠，具有相似的肿瘤微环境和调节分子，但是通过靶向肿瘤干细胞特异性的分子蛋白，能够有效的杀伤肿瘤干细胞，而不影响正常细胞的功能，因此具有较高的疗效和较轻的毒副作用。随着研究的不断深入，通过特异性的免疫治疗手段也许能针对不同部位或不同类型的肿瘤干细胞采用特异性的治疗手段。
目前，主动免疫和被动免疫疗法在肿瘤的治疗方面均取得了一定的成就。免疫细胞治疗、疫苗治疗和抗体治疗均在不断的开展临床试验，有些相关治疗措施已经在临床中批准应用。这为肿瘤干细胞的免疫治疗提供了一定的可行性。
展望：目前针对肿瘤干细胞的免疫治疗正在进一步研究中，部分治疗方案已经在进行临床试验。大多免疫治疗的方法是通过刺激适应性免疫应答作用实现的，主要依赖于MHC限制性的CD4和CD8 T细胞。然而肿瘤干细胞免疫逃逸机制使其MHC分子表达缺失，从而对CD8 T细胞介导的杀伤作用产生耐受。此时，另一类非MHC限制性的T细胞亚群、γδT细胞和NK细胞则能有效的识别和杀伤肿瘤细胞，也将在针对肿瘤干细胞的免疫治疗中发挥重要作用。
随着研究的深入，新的特异性CSCs标志物或是通路的发现将会为针对CSCs的治疗提供新的靶点和策略，并且多种抗体的联合应用有望取得更好的治疗效果。在针对肿瘤干细胞微环境的治疗中，直接抗体方法只对一些转移性肿瘤干细胞有效，而对休眠的肿瘤干细胞效果甚微，因此需要间接抗体作用或是其他方法发挥作用。
目前肿瘤干细胞免疫治疗的研究取得了初步的成果，针对肿瘤干细胞免疫逃逸机制的复杂性和基因的不稳定性，采用多种免疫方法的联合，以及免疫治疗与其他标准治疗手段的联合使用对于肿瘤的消除将会达到更好的效果。随着我们对于肿瘤干细胞生物学特性以及作用机制研究的不断深入，未来针对CSCs的免疫治疗将会取得更大的突破，通过与其他治疗手段的联合，为肿瘤的预防、诊断和治疗提供更有效的策略和方法。
（任秀宝）