癌症免疫治療-內行人看門道 作者:中山醫學大學副校長、內科學教授,曹昌堯 醫學博士
序列一:癌症細胞免疫治療 第一章
人體的癌症免疫防衛機轉
細胞中,然而在此過程中偶爾會意 外的產生基因突變的異常細胞。血 液與淋巴系統是人體主要的免疫系 統,兩種系統具有各種的免疫細胞 循環全身,負責執行病原體感染或 毒物入侵時的免疫反應。當上述的 異常細胞產生的時候,在血流中巡 產生癌細胞的主要原因 弋 的 自 然 殺 手 細 胞 (nature killer 人體的組織器官受到傷害時會進行 cells) 與吞噬細胞會找到並處死這些 修復,最典型的例子就是B型肝炎, 異常細胞。這是人體針對癌變細胞 當肝炎病毒侵入肝細胞引起肝細胞 的初級免疫反應,稱為先天性免疫 壞死時,肝細胞會進行再生與分裂, (innate immunity ),先天性免疫 然而在每一次細胞的DNA複製與分 不具有某一種癌細胞的特異性,這 裂、新生的過程都有可能產生基因 樣的免疫反應對體內的各種異常細 突變,當基因突變造成細胞分裂新 胞(癌細胞)擁有一定程度的殺傷 生無法控制,就變成所謂的腫瘤細 力,在多數的狀況下,它們可以順 胞;當腫瘤侵犯局部正常的器官或 利完成清除異常細胞的任務,但是 具有遠端轉移的特質時,就是令人 當它們失敗的時候便意謂著腫瘤甚 色變的「癌症」了。 至癌症的產生。
清除腫瘤細胞的免疫巡弋系統 由於人體經常暴露於外界環境中的 各種傷害,例如:空氣中或食物中 的各種有害物質,組織與器官的細 胞在受傷後會進行修復,修復的的 過程中會進行細胞分裂產生新的
癌抗原與適應性免疫細胞的 因果關係 當癌細胞被上述免疫細胞殺死後, 部分被分解的細胞碎片(通常是蛋 白或脂蛋白)就會成為代表該癌的 癌抗原,接著人體就會啟動哺乳類
動 物特 有 的 適應 性 免 疫 (adaptive immunity),由抗原呈遞細胞: 樹 突狀細胞(dendritic cells: DC) 負責 吞噬並處理這些癌抗原,再將它 (們)傳遞給附近的T細胞。攜帶癌 抗原的T細胞回流到附近的淋巴系統, 再由輔助T細胞(helper T cells)分 泌細胞激素,活化、刺激並大量增 生具有該癌抗原特異性的細胞毒性T
細胞 (cytotoxic T cells),接著這 些細胞毒性T細胞便巡弋全身尋找具 有這些抗原的癌細胞,將他們逐一 消滅。適應性免疫具有抗原特異性 (換言之,每一種 特定株細胞毒性 T細胞只對具有該種癌抗原的癌細胞 有殺傷力)是人體對抗腫瘤或癌症 生成的重要武器。
人體免疫機制
先天性免疫
適應性免疫 Prof. TCY Tsao, Modified from Sem Immuno 34 (2017) 3–24
癌症治療的兩次重大革命: 標靶治療與免疫治療 再完美的防禦系統都有失敗的時候, 有一些聰明的癌細胞成功地躲過上 述的兩道免疫防禦系統,形成致命 的癌症。癌症的治療過去都以具有 細胞毒性的化學藥物或放射治療為
之,這種治療方式會同時傷害正常 的細胞,副作用很大而且效果有限, 直到10多年前標靶藥物的發明才真 正地啟動了所謂的「精準醫療」 (關於精準醫療將另有專文說明)。 基本上,標靶藥物藥物能夠有效地 抑制癌細胞的「驅動突變」(driver
mutation)基因,阻止癌細胞的分裂; 臨床上透過對癌細胞的基因檢測,找出 癌驅動突變的基因點,再給予抑制該基 因點的標靶藥物,這樣的治療方法可以 有效的治療多種癌症,例如:肺癌、乳 癌、血癌等,這是癌症治療的第一次重 大革命,第二次革命就是最近幾年方興 未艾的免疫治療(immunotherapy )。
過去幾十年來,醫界一直相信透過 誘發、改變或強化某些特異的免疫 功能可以治療或至少控制癌症,可 惜大多數的臨床試驗都是失敗收場, 接著我們只針對兩種目前比較確定 療效的免疫治療進行介紹((1)免 疫 檢 查 點 抑 制 劑 ( immune checkpoint inhibitors)、(2)免疫 細胞治療。
序列一:癌症細胞免疫治療 第二章
免疫細胞治療
包括美國在內的多數的先進國家利 用自體免疫細胞治療癌症仍然處於 臨床研究的階段,醫院為病人進行 這一類的治療時需要先現向衛福部 申請人體試驗許可才能進行,但是 也有極少數國家,例如:日本,已 經開放這類治療在某些條件下使用 於癌症的病患,台灣的衛福部也在 2018年9月有條件下開放針對癌症患 者的治療。利用免疫細胞治療目前 較為成熟的模式有下列幾種:
樹突狀細胞疫苗 (Dendritic Cell Vaccine) 如同前述,當體內出現癌細胞時, 抗原呈遞細胞(樹突狀細胞)會先 處理癌細胞的抗原,然後將其傳遞 給附近淋巴組織的T細胞;接著激活 淋巴系統內的輔助T細胞產生細胞激 素刺激「細胞毒性體細胞」細的大 量繁殖,這些被教育過而且具有癌 抗原特異性的T細胞,進而循環全身 追蹤癌細胞並將其殺死。 醫師科學家先透過血球收集技術收 集患者的周邊血白血球細胞,再利 用細胞培養的技術篩檢出白血球中 的樹突狀細胞與T細胞;接著將處理 過的癌症抗原與這些細胞共同培養, 產生具有該癌抗原特異性的樹突狀 細胞。
樹突狀細胞免疫治療作用原理
最後,將這些具有免疫記憶性的細胞打 入患者淋巴附近的皮下,這些細胞回到 患者的淋巴組織後,將教育訓練並活化 增生淋巴組織內的T細胞,使它們成為抗 原專一性的「細胞毒性T細胞」,循環全 身、尋找此具有抗原性的癌細胞並殺死 它們。
細胞因子誘導的殺傷細胞 (Cytokine-induced Killer Cell,CIK)
進行細胞培養,第二天用anti-CD3 及 IL-2(白血球介素- 2)來轉化T 細胞,使它們從CD3+CD56− T細胞 變成CD3+CD56+T細胞,並持續在 第21-28天添加IL-2來大量增生它們 ( 2% NK 細 胞 , 及 >90% CD3+CD56+ T 細胞)。最後再將 這些經過增生、活化,具有細胞毒 性的T細胞重新打回患者體內,進行 消滅癌細胞的任務。
它們是一組經過細胞培養技術篩檢、繁 殖的T 細胞。醫師先抽取患者的周邊血 液,分離並收集其中的單核白血球,當 日先使用細胞激素IFN-g (干擾素-g )
細胞誘導的殺傷細胞作用原理
自然殺手細胞,簡稱NK細胞 (Natural Killer Cell) 這類細胞約佔所有周邊血液淋巴球 的5~10%,其特徵是細胞質中具有 大的顆粒,它們具有非專一性的細 胞毒殺作用,所以沒有T細胞與B 細胞所具的接受器,但是它們仍然 接受一些特殊的細胞接受器(例如: 殺手細胞免疫球蛋白樣接受器)的 調控。NK細胞主要在血液中循環, 但也在骨髓,脾臟、淋巴結中出現, 它們可以消滅許多種病原體及腫瘤 細胞。NK細胞沒有癌症抗原特異 性(所以屬於先天性免疫),會直 接和陌生的癌細胞(或細菌)接觸, 利用分泌穿孔素(Perforin)及腫 瘤壞死因子-a(TNF-a)引起細胞 膜破裂來殺死目標細胞。
一般認為在周邊血單核球(PBMC) 中分選到CD56+/CD3-的細胞即為 NK細胞。同樣的,醫師科學家收 集患者的周邊血白血球細胞,再利 用細胞培養的技術來篩檢並且大量
繁殖的NK細胞,再將它們打回患者 體內,進行消滅癌細胞的任務。 如前述,自體免疫細胞治療癌症仍 然處於臨床研究的階段 ,雖然台灣 的衛福部已經有條件下開放針對癌 症患者的進行治療,患者在使用時 仍應與醫師多方考量與討論。
自然殺手細胞免疫治療作用原理
RESUME 現職˙POSITION
中山醫學大學 副校長 台灣網路醫學教育資訊學會 理事長 台灣胸腔暨暨重症加護醫學會 理事 台灣結核病暨肺部疾病醫學會 常務監事 教育部 大學校院校務評鑑委員 衛生福利部醫策會 教學醫院評鑑委員 衛生福利部 疾病管制局諮詢委員 考選部 醫師、牙醫師考試審議委員會委員
學歷˙EDUCATION
長庚大學醫學院 臨床醫學博士 逢甲大學EMBA101高階班 哈佛大學醫學院麻州總醫院 研究員 高雄醫學大學 醫學士
經歷˙EXPERIENCE
林口長庚紀念醫院 教授級主治醫師 林口長庚紀念醫院 胸腔科主任 羅東博愛醫院 醫療副院長 慈濟醫學中心 台北分院副院長 中山醫學大學附設醫院 副院長 中山醫學大學醫學系 主任 中山醫學大學醫學院 院長
電子郵件:tcyt@csmu.edu.tw
曹昌堯 醫學博士 內科學教授
Thomas, Chang Yao Tsao MD, PhD, EMBA
連絡電話:04-24730022-11020