百年沉浮,从注射活细菌,到“免疫治疗”

这些疾病中,只有一种能被称为“万病之王”,它叫癌症。

当然,并非所有癌症都不可治愈,这得益于医学的发展,今天,我们来聊一聊癌症治疗革命中的第一个革命历程—化学治疗,也即化疗。

朝人体注射活细菌

1891年,一位名叫威廉·科利(William Coley)的美国医师遭遇了一个棘手的病例:患者左拉(Zola),其面部长有一个巨大的恶性肿瘤。

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在多次外科手术尝试均告失败后,左拉的生命被宣告仅剩数周。面对这样的绝境,一个问题萦绕在科利医生的心头:如何才能挽救这条即将逝去的生命?

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科利在深入研究医学文献时,偶然发现了一条线索:在欧洲,有类似癌症患者在意外感染丹毒(一种由化脓性链球菌引起的皮肤感染)后,经历了反复发烧,肿瘤竟奇迹般地消失了

这一发现让科利产生了大胆的假设:莫非是这种细菌具有杀灭肿瘤细胞的能力?又或者,是它激发了患者的免疫系统,从而间接地清除了肿瘤细胞

基于这种推测,科利决定采取行动。

他给包括左拉在内的三名晚期肿瘤患者注射了活的链球菌培养液。遗憾的是,两名患者因感染而去世,但左拉却意外地生存了下来,肿瘤显著缩小,并在之后的七年里保持健康状态

虽然仅有一例存活,但科利大受鼓舞,他迅速调整了治疗方案,使用热灭活的菌液,并将其命名为“科利毒素”,对更多晚期肿瘤患者进行了注射。

结果令人振奋,部分患者的肿瘤确实有所消退,这一成果在当时引起了医学界的巨大轰动。

但当时,“科利毒素”的作用机制仍是一个谜,且伴随着不小的风险。尽管有个别成功案例,但这种疗法还是遭到了主流医学界的质疑和排斥,被视为“非正统的科学探索”,随后陷入了长时间的沉寂。

那么,科利的实验是否真的以失败告终呢?从某种角度看,的确如此。但换个视角,他的实验也为抗癌治疗开辟了一条全新的思路:或许,激活人体自身的免疫系统,就能成为对抗肿瘤的有力武器。

半世纪的沉寂

在免疫学说的发展历程中,德国药学家保罗·埃尔利希(Paul Ehrlich)提出了侧链学说,为抗原抗体学说的建立奠定了基础。

他与埃黎·梅契尼科夫(Ele Metchnikoff)共同荣获了1908年的诺贝尔生理学和医学奖,标志着人类免疫学框架的正式确立。

但免疫疗法并未因此立即发光发热,而是经历了长达半个世纪的沉寂期,科学家们如同在黑暗中摸索前行,期待着新的曙光。

1958年,澳大利亚免疫学家弗兰克·麦克法兰·伯内特(Frank Macfarlane Burnet)提出了“免疫监视理论”,认为免疫系统能够及时清除体内出现的异常细胞,从而防止癌症的发生。这一理论为后来的癌症免疫疗法奠定了理论基础。

关于这个理论,后续又经过了数十年的发展,由施赖特(Schreiter)在2002年提出了“免疫编辑理论”,进一步阐述了肿瘤发生与免疫系统之间的动态关系。

而在免疫治疗的历史上,美国国家癌症中心的史蒂文·A·罗森伯格(Steven A. Rosenberg)于1984年利用高剂量IL-2成功治愈了首位晚期转移性黑色素瘤患者琳达·泰勒(Linda Taylor),这是免疫疗法首次成功治愈癌症的里程碑事件

同年,FDA批准了IL-2(商品名:Aldesleukin)用于治疗成人转移性肾癌,标志着免疫疗法药物的诞生。随后,Aldesleukin又被批准用于治疗转移性黑色素瘤。

还是1984年,罗森伯格发明了LAK细胞疗法,并获得了FDA的临床试验批准,被誉为“过继性细胞疗法的先驱”。两年后,他又发明了肿瘤浸润淋巴细胞(TIL)过继细胞治疗。同年,IFN-γ被批准用于毛细胞白血病的治疗,成为第一个被批准的现代肿瘤免疫疗法。

重焕光芒

进入上世纪90年代,皮埃尔·戈尔斯坦(Pierre Golstein)及其团队在研究CD8 T细胞功能时,发现了与CD28具有高度同源性的跨膜蛋白CTLA-4。这一发现为后续的免疫检查点研究奠定了重要基础。

随后,美国的詹姆斯·艾利森(James Allison)和日本的本庶佑(Tasuku Honjo)进一步揭示了CTLA-4、PD-1、PD-L1等免疫检查点分子在肿瘤逃逸中的作用。

免疫检查点可以被视为免疫系统的“刹车机制”,防止过度活跃的免疫反应对自身造成损害。然而,这一机制也可能被肿瘤利用来逃避免疫系统的攻击

那么,如果关闭这个“刹车机制”,是否就能重新激活癌症患者的免疫系统呢?

科学家们的研究表明,当人体感染某些细菌时,免疫细胞的“刹车机制”确实会暂时失效,使免疫系统开始识别并攻击肿瘤细胞。

这,或许就是科利医生当年给癌症患者注射细菌后,部分患者能够“自愈”的原因。

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这一机制的发现使得詹姆斯·艾利森和本庶佑共同获得了2018年的诺贝尔生理学或医学奖

基于这一原理,科学家们在2011年研发出了全球首款免疫检查点抑制剂。

如今,已有十多种免疫检查点药物如CTLA-4单抗、PD-1单抗、PD-L1单抗等被开发出来,广泛应用于各种癌症的治疗。接受免疫治疗的癌症患者不再需要冒险注射细菌,而是通过注射精心设计的抗体分子来激活免疫系统。

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这些药物具有较低的毒副作用,在精准治疗的指导下,显著延长了患者的生命。甚至美国前总统卡特也宣布自己患有的晚期皮肤癌被PD-1抗体成功治愈。

2013年,《科学》杂志将免疫疗法评为当年十大科学突破之首

在中国,PD-(L)1药物的面世标志着肿瘤免疫治疗迈入了一个崭新的纪元。每年近400万新增肿瘤患者有望因PD-(L)1药物而获得治疗的新希望。

尽管其整体有效率维持在20%至30%之间,但鉴于我国庞大的肿瘤患者群体,仍有数百万患者可能因此获益。

当前,免疫治疗技术正致力于向更为安全、广泛的方向迈进。

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我国科学家利用前沿的纳米抗体技术,成功研发出全球首款皮下注射的PD-L1抗体药物—恩沃利单抗注射液(商品名:恩维达),其上市发布会在2021年的北京举行。

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纳米剂型的抗体分子量小、水溶性及稳定度高,这样的剂型使得恩沃利单抗具备了皮下注射的优势,免疫治疗时长从传统静脉注射的0.5-2小时缩短到30秒以内,极大提升了用药的便捷度和患者的依从性。

同时,免疫治疗的适用范围也在不断拓宽,它已不再局限于某一特定类型的肿瘤,而是广泛应用于肺癌、头颈部鳞癌、食管癌、胃癌、肝癌、尿路上皮癌、肾癌、淋巴瘤、黑色素瘤等多种恶性肿瘤的治疗中。

此外,免疫治疗还贯穿于肿瘤治疗的各个阶段,从晚期一线、二线、后线治疗到早期新辅助治疗及辅助治疗,都展现出了其独特的优势。

更为值得一提的是,免疫治疗常与其他治疗手段如化疗、放疗、靶向治疗等相结合,形成联合用药策略,以期提高治疗效果,为患者带来更大的生存希望。

写在文末

从注射细菌到如今被称为“第三次医学革命”的免疫治疗药物,人类与癌症的抗争史已长达百年,而下一个一百年,又会发生什么呢?我们拭目以待。