陈列平教授理应共享2018年诺贝尔生理医学奖

作者: 张连军, 陈辉

来源: 中国科学报

发布日期: 2018-10-02 23:46:57

本文讨论了2018年诺贝尔生理医学奖的授予情况,特别强调了陈列平教授在癌症免疫治疗领域的贡献,尽管他未被授予该奖项。文章详细介绍了癌症免疫治疗的发展历程,包括詹姆斯·艾利森和本庶佑教授的工作,以及陈列平教授在发现和应用B7-H1(PD-L1)分子及其阻断抗体方面的重要贡献。此外,文章还探讨了免疫治疗的联合用药策略及其未来的发展方向。

癌症严重威胁人类健康,化疗及靶向治疗能在一定程度上缓解肿瘤进展,但长期治疗效果不佳。近年来,癌症的免疫治疗取得了重大进展,且免疫治疗有特异性及长期记忆性的特点,为癌症病人提供全新高效的治疗策略。2018年度诺贝尔生理及医学奖授予美国免疫学家詹姆斯·艾利森(James P. Allision)和日本京都大学教授本庶佑(TasukuHonjo),表彰他们发现了“抑制负向免疫调节的癌症疗法”。

美国耶鲁大学的陈列平教授同样在该领域作出开拓性的贡献,遗憾的是却未能共享今年的诺贝尔生理及医学奖。詹姆斯·艾利森教授与实验室同事于1996年首次报道在小鼠肿瘤模型里面发现阻断T细胞上表达的“刹车”分子CTLA-4能够增强机体免疫系统攻击肿瘤的能力,创造性地将一个T细胞“刹车”分子应用于肿瘤免疫治疗。

艾利森教授并未止步于在小鼠肿瘤模型上获得的成功,他的最终目标是要在临床肿瘤病人身上看到同样的治疗效果。通过与Medarex公司的长期合作及不懈努力,于1999年成功利用生产出第一个人源化的抗CTLA-4的抗体,MDX-010,后来被正式命名为ipilimumab。从此,艾利森教授开始了漫长的临床试验研究,首先在晚期黑色素瘤病人身上取得了可观的疗效,并于2011年正式获得美国FDA批准。

现在,此抗体已经在晚期非小细胞肺癌、晚期肾癌、头颈鳞癌等等肿瘤类型中取得巨大进展。

本庶佑与PD-1。1990年,日本京都大学本庶佑教授用削减杂交技术偶然发现了“明星”分子叫PD-1,但是并不知道它在免疫调节上有什么用处。他们开始构建不同遗传背景的PD-1敲除小鼠,发现不同背景的敲除小鼠都会呈现出不同程度的自身免疫病症状,提示PD-1可能与CTLA-4一样,是T细胞上的“刹车”分子。

同时,本庶佑教授对发现PD-1可能结合的配体分子也很感兴趣,并与GordonFreeman及Clive Wood合作于2000年报道,PD-L1是PD-1的一个配体分子(小鼠模型)。次年,Gordon Freeman作为独立通讯作者报道PD-L2是PD-1的另一个配体分子。

陈列平与B7-H1(PD-L1)。

其实,著名华裔科学家陈列平教授和他在Mayo Clinic的研究团队于1999年首次报道了人的B7-H1(PD-L1)。他们率先发现在不同的肿瘤微环境中,特别是肿瘤细胞上过度产生一个免疫球蛋白样的分子,将其命名为B7-H1(现在又称PD-L1)。

他们进一步证明,肿瘤可以利用这个通路将自己隐蔽起来,过程大致如下:肿瘤细胞利用自身高表达的B7-H1(PD-L1)结合到T细胞表面受体PD-1上,这一结合抑制了T细胞的杀伤功能,从而阻断了免疫细胞对肿瘤细胞的攻击,肿瘤细胞因此得以生存,因此,人源B7-H1(PD-L1)的发现是一个重要的里程碑。

他们也继续研发出了B7-H1(PD-L1)的阻断抗体并首次于2003年报道阻断B7-H1(PD-L1)可以挽救被抑制的抗肿瘤的T细胞免疫力,抑制肿瘤进展。

可惜的是,陈教授所在的Mayo Clinic并没有对其希望进行的临床试验提供足够支持,陈教授也只能远走约翰霍普金斯大学与Suzanne Topalian,Drew Pardoll夫妇合作继续他梦寐以求的B7-H1(PD-L1)的阻断抗体治疗肿瘤的临床试验。

综上所述,B7-H1(PD-L1)或PD-1的阻断与CTLA-4阻断的作用机制并不重叠,PD-1抗体疗法主要在肿瘤灶局部微环境逆转T细胞功能,而CTLA4抗体疗法却主要在外周淋巴结发挥作用。这也是为什么PD-1和CTLA-4联合治疗要比单药治疗更有效。目前,肿瘤免疫治疗的一个重要思路是联合治疗。

从已登记注册的临床试验情况来看,肿瘤免疫疗法的联合治疗多数是PD-(L)1单抗与另外一种疗法(放化疗等等)进行组合,目前与PD-(L)1疗法有关的组合疗法研发项目近千项。但值得注意的是,很多时候我们并不理解这些组合方式背后的根据,因为深入理解不同治疗方式的作用机制及组合的顺序,剂量等等都会为未来的治疗提供更精确的科学根据。

作者相信癌症的检查点治疗获奖仅仅是一个开始,未来几年还会有肿瘤免疫其它研究领域的科学家再次问鼎。比如,T细胞过继治疗领域先驱美国NIH的Steven Rosenberg教授曾首次从肿瘤内分离出来特异识别并攻击肿瘤的T细胞用于黑色素瘤病人的治疗并取得惊人的疗效。

美国宾夕法尼亚大学Carl June教授则在嵌合抗原受体改造过的T细胞治疗血液肿瘤方面做出巨大贡献,他们是这个领域的重要奠基者,能否再次获奖让我们拭目以待。

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