临床研发的简史

如果单单只是泛指一般免疫学的观念，则早在11世纪的中国人似乎就曾在主动免疫的治疗领域中下过功夫。当时我们的老祖宗就懂得使用银制的细长吹管，从健康人的鼻孔里故意吹入天花病人的皮肤结痂，好让这些健康人从此之后便不会感染天花。然而，若要提及由免疫系统的高档运转以来杀灭癌瘤细胞的想法，则起始于20世纪初期时一些临床的观察。柯利（William B．Coley）是当时在美国纽约执业的一名外科医师，他试图从医院里众多的病例中去分析：为什么有些癌症病人在接受手术治疗后可获根治，而另有一些病人则在接受手术后，很快地癌症便蔓延开来，终致不治？随后柯利医师发现：倘若病人在术后并发严重感染的话，则这些病人的癌症较能得到长期的控制，甚或根治。基于这种临床观察，他发展出几种细菌毒素（bacterial toxins）将其接种到人体上，企图引发免疫抗癌的功效，结果得到相当有限的成功。这种被冠之以“Coley＇s toxins”名称的免疫治疗方式，一直在临床上或多或少地被使用到1975年左右，才遭扬弃。

另一方面，在大西洋彼岸的德国医学家埃立克（Paul Ehrlich）则于1908年首先提出“癌瘤细胞可能表现异于正常细胞的新抗原，继而引起宿主免疫系统的拮抗与排斥”的假说。随后，尽管癌瘤免疫学的发展迟滞难行，肿瘤相关抗原或特异抗原的存在，倒也逐渐为专家学者广泛接受。接着英国免疫学家伯内特（Burnet）于1963年首次提出人体“免疫监视”（immunological surveillance）的观念，逐步将癌瘤免疫学的中心理论架构建立起来。免疫监视假说最初强调的是“人体内的T－淋巴细胞可以辨认癌瘤细胞的特异抗原，并进而扑杀这些变性的细胞”。随着分子生物学以及近代生物科技（如融合瘤技术）的进步，近年来人们对于体液免疫（humoral immunity），以及细胞免疫（cellular immunity）彼此之间相辅相成，密不可分的关系有了更清楚的界定。如今，与其说“免疫监视”是由T细胞来担纲或由1982年拉奇曼（Lachmann）等人所提到的其他“作用细胞”（effector cells），如巨噬细胞（macrophages）或自然杀伤细胞（natural killer cells；NK cells）等来执行，不如说是由体内整个免疫系统来促成。在这相互呼应、浑然一体的免疫机制下，人体内主要有两道抗癌的防线：

第一道防线。是由体液免疫的抗体（antibody）与补体（complement）系统，以及不具抗异性（non－specific）的细胞免疫成员如颗粒性白细胞（granulocytes）、巨噬细胞与自然杀伤细胞等来组成。

第二道防线。提到第二道免疫抗癌防线，则主要包括具有辨识癌瘤细胞特异性的能力的T淋巴细胞、自然杀伤细胞，以及特异性抗体（specific antibody）等。至于这些免疫系统中细胞与细胞之间，或抗体与细胞之间的联络与合作，则主要是靠“细胞激素”（cytokines）的居间主导，方能完成。细胞激素大抵来说，可以分成三大种类：

（1）由单核性吞噬细胞（mononuclear phagocytes）包括血液中的单核细胞（monocytes）、网状内皮组织间隙中的巨噬细胞（macrophages），以及结缔组织里的肥胖细胞（mast cells）等，所产生、分泌出来的细胞激素，这包括肿瘤坏死因子（TNF），第一、第六、第八、第十二，以及第十五白介素（IL－1、IL－6、IL－8、IL－12，以及IL－15）等等，这类细胞激素有时又可被称为“单核细胞激素”（monokines）。

（2）由淋巴细胞，特别是T淋巴细胞及自然杀伤细胞所产生、分泌出来的细胞激素，这包括：γ（伽马）干扰素（gamma－interferon）、第二、第七以及第十一白介素（IL－2、IL－7、以及IL－11）等等，这类细胞激素有时又可被称为“淋巴细胞激素”（lymphokines）。

（3）由其他细胞，如纤维母细胞（fibroblast）或上皮细胞（epithelial cells）等，所产生、分泌出来的细胞激素，如β（贝他）型或第二型干扰素（beta－interferon）即为一例。

提到生物反应调剂的研究与发展，尤其是可以被大量制造、纯化的细胞激素，用在癌症治疗的临床试验的顺利推广，实在是直接得利于晚近基因工程生物科技与计算机信息业的突飞猛进。自从融合瘤技术于1975年被发展出来后，在1979年美国国家癌症研究所（National Cancer Institute，NCI）首先设立生物反应制剂研究部门，并于1980～1992年，大力推展并实地执行一系列癌症免疫治疗的临床试验，虽说其成效在专家眼中实为“褒贬互见”，却也为我们勾勒出一幅较为清晰的免疫抗癌的蓝图。以下为笔者就目前已经用在临床上，且为癌症护理人员必须了解的一些生物反应制剂，一一择要介绍。

（一）干扰素

干扰素（interferon）是至少包含有20种以上不同抗原属性之糖蛋白（glycoproteins）的集合名词。早在20世纪之初，临床医师便察觉到一种滤过性病毒的感染，可以使宿主排拒其他不同病毒的同时感染。这种现象的完全了解，一直在等到1957年时，林登曼（Lindenmann）及其同事分离萃取出一种分子量不大，并且被他们命名为“干扰素”的糖蛋白之后才算完成。干扰素依据刺激其产生的物质，以及分泌来源细胞之有别主要分成三大种类：α、β、γ干扰素。这其中，在癌症免疫治疗的领域里，最受医界重视的当属α－干扰素（alpha－interferon）。α－干扰素糖蛋白本身是一种“细胞外的传讯者”（extracellular messenger），当它与体内众多正常细胞甚或癌瘤细胞膜上的受体（receptor）结合后，可藉由细胞讯号传递的改变，于DNA转录成mRNA的层次上（transcription level），改变其随后产生蛋白或酶的种类，因而达到遏抑癌瘤细胞复制、增生，或者促进其正常分化的目的。也有实验室的证据显示：α－干扰素也可以直接抑制致癌基因（oncogenes）如myc，ras，fos等实质固态瘤常见的致癌基因的表现。另外，所有种类的干扰素也可以促进癌瘤细胞相关抗原或特异抗原的表现（upregulated expression）；同时也能加强宿主免疫系统里“作用细胞”（如T淋巴细胞、巨噬细胞，以及自然杀伤细胞等）的抗癌活性。藉由以上所述种种相关的作用机制，α－干扰素的确可以“直接”或“间接”地起到对抗某一些特定癌瘤细胞（如肾癌、黑色素瘤及淋巴瘤）的功效。

目前临床上常用的α－干扰素有两种，一为interferon－α－2a（简称IFN－α－2a），另一为interferon－α－2b（简称IFN－α－2b）。虽说最早的时候，α－干扰素系被美国食品药物管理局（FDA）核准用来治疗一种颇为罕见的“发细胞”白血病（hairy cell leukemia），可是在今日它却是最常被使用在肾细胞癌（renal cell carcinoma，RCC）、黑色素瘤（melanoma）、与获得性免疫缺陷综合征（AIDS）有关的卡波西肉瘤（Kaposi＇s sarcoma）、慢性骨髓性白血病（CML）、低度恶性非霍奇金淋巴瘤（low grade NHL），以及T－细胞体表性淋巴瘤（cutaneous T－cell lymphoma）等等。

在以上所提几种临床适应证中，IFN－α如果在慢性骨髓细胞性白血病（CML）诊断出来的6个月内即开始常规使用的话，临床上可见到高达70%的完全缓解率（complete responses），并且有一部分病人的费城染色体（Philadelphia chromosome）可以完全消失不见达3年之久。此外，晚近发表的大型临床第三相试验的报告也指出：罹患高危险性黑色素瘤的病人如在手术切除癌瘤之后，继之以辅助性干扰素IFN－α－2b治疗的话，将可以延迟黑色素瘤复发或转移的时间，并且有意义的延长此等病人的整体生命存活期（overall survival）。

（二）造血细胞促长激素

人体内的血细胞主要有红细胞、白细胞及血小板，由于其循流于血液循环中的寿命（短则十几小时，长则120d左右）相当有限，因此必须由骨髓中的造血干细胞（hematopoietic stem cells）永不停歇地补充、增生、分化，才能维持下去。早在30多年前，医界便已知晓骨髓造血，产生各种不同新生细胞的机制相当复杂。于造血干细胞先行增生，然后依序分化成各种不同血细胞的过程中，乃系受到种种不同造血细胞促长激素（hematopoietic colony－stimulating factors，CSFs）的层层节制。这其中红细胞促长激素（erythropoietin，EPO）是最早被研发出来，并于1989年为美国FDA核准使用在慢性肾衰竭引起的慢性贫血的治疗上。最近几年来，由于癌症病人的“生活质量”，以及癌症的支持治疗（supportive care）日渐受到大家应有的重视，针对化学治疗后引起的症状性贫血，目前如不想以输血的方式来矫正，则可以考虑给予红细胞促长激素皮下注射的治疗。为了达到良好的疗效，癌症病人在接受EPO治疗时应该注重食物中铁质（iron）与蛋白质（protein）的摄取。

癌症化学治疗之后引起的中性粒细胞低下并发感染发热（neutropenic fever associated with infection），一向是医护人员、病人及其家属最感头痛的严重并发症之一。在化学治疗才刚萌芽的早期，临床上甚至有高达50%的急性白血病病人在接受化学治疗后不幸因此并发症而过世。在多种不同造血细胞促长激素中，一般相信影响中性粒细胞生长最大的必要因子便是医学文献上简称为中性粒细胞促长激素（Granulocyte colony－stimulating factor）。在1984～1986年，通过分子生物学家及其他相关基础研究者的共同努力，G－CSF的神秘面纱终于被揭开来。藉由分子结构的辨认、分离及纯化；并继之以基因选植、重组、合成的进步科技，医学界终于可以大量制造纯化的G－CSF。几乎是衔接的完美无缺，于1986年第一个问世的G－CSF制剂——Filgrastim便被应用到临床治疗上来，并依序先后展开第一、第二及第三相的相关临床试验（phaseⅠ，Ⅱ，Ⅲclinical trials）。由于北美及西欧先进国家许多大型Filgrastim临床试验的同步进行，很快地于1991年2月，Filgrastim便顺利取得美国FDA的上市许可，核准其应用在非骨髓性癌症的病人身上，用来减免化疗使用后引起中性粒细胞低下并发感染发热的不良反应。

Filgrastim为一含175个氨基酸，分子质量为18．7ku，藉由基因工程生物科技由大肠杆菌（E．coli）产制出来的中性粒细胞促长激素。其相关基因已于人体细胞中的第17对染色体的长臂上（17q）被辨识出来。中性粒细胞及其前身相关骨髓细胞的细胞膜上具有G－CSF的受体。当G－CSF与其受体结合后，藉由细胞讯号的传递，便能依序激发一连串的生理、生化反应，然后收到促进中性粒细胞及其相关前身细胞的繁衍、成长与分化，并可及早自骨髓移转到周围血液来，以发挥对抗细菌或真菌感染的实质功效。临床观察指出：当人类即使在接受长达8年之久的Filgrastim皮下注射之后，并不会造成骨髓造血干细胞的耗竭，同时体内也不会产生对抗G－CSF的血清抗体，其安全性及长期的有效性至少就目前现存的文献报道上来看，已是无庸置疑。

针对临床上应该如何合理地来应用G－CSF，在1994年及1996年美国临床肿瘤医学会（简称ASCO）曾两度提出临床使用指引，以供全世界的癌症医护人员使用时参考。大抵而言，GCSF的“例常性”使用（primary prophylactic usage），亦即从第一个化疗疗程使用过后，不必等到中性粒细胞低下并发感染发热即按时常规给予，可减少中性粒细胞低下症合并发热的频率达50%左右，而其合理使用应视病人所将接受的化疗处方而定。假设该化疗处方于投予之后预期将会有40%或以上之中性粒细胞低下症合并感染发热的机会（如以taxol 175mg／m2行3h静脉注射合并doxorubicin 60mg／m2的化学治疗处方），则G－CSF的使用是应该被考虑的。至于病人曾于先前的化疗周期中发生严重的中性粒细胞低下症合并发热，则医界是否自第二个或以后的化疗疗程后，给予继发预防性G－CSF的治疗（secondary prophylactic G－CSF usage）则有赖主治医师的审慎判断。假使削减化疗药物的剂量或延迟化学治疗，势必将妨碍此化疗根除或有效控制该癌病的功效的话，则G－CSF的继发预防性使用必须被考虑。至于病人如正身陷中性粒细胞低下合并感染发热的窘况时，是否应该实施治疗性（therapeutic usage）G－CSF的使用，则得视病人当时的情况而定。假使病人这时候除了中性粒细胞低下（absolute neutrophil count，简称ANC＜500／μl），合并发热（体温38．5℃，且超过1h）之外，又具有肺部感染、低血压、多重器官衰竭、全身系统性真菌感染等其中任何一项或以上的症状及体征时，治疗性G－CSF的投予合并广谱抗生素或抗真菌感染药物的同步使用，应是合理的医疗处置。

使用G－CSF的时机，一般是在化疗结束后24～72h才开始，最好是给皮下注射，每日给予。使用天数一般是要能涵盖中性粒细胞最低下（nadir）的时候；临床常用的化疗处方通常在化疗给予后第8天到第14天，ANC可能降至最低。假使中性粒细胞之绝对值已回升到10× 109／L或以上时，则可考虑停用G－CSF。停掉G－CSF后一般在2～3d内，中性粒细胞数可能降到原先数值的一半或以下。至于使用G－CSF的剂量，虽然一般是建议每人每天每千克体重5微克（5μg）的剂量，但台湾地区临床累积的经验显示：较低G－CSF的剂量如2～3μg／（kg· d），其连续皮下注射的效果也颇称卓著。

造血细胞促长激素除了以上所提及的红细胞促长激素（EPO）以及中性粒细胞促长激素（G－CSF）之外，尚有中性粒细胞暨单核细胞促长激素（GM－CSF）也已经被使用在临床癌病治疗上。此外，血小板促长激素（thrombopoietin；TPO）目前也已经进入第一相、第二相临床试验的阶段，其真正临床实用价值仍有待更进一步的观察。总而言之，造血细胞促长激素在癌症治疗领域中是被划属在支持性治疗项目中的生物反应制剂，医学界并不能过度期待这些造血细胞促长激素在使用过后，一定要能明显地发挥直接或间接的抗癌功效，并进而延长病人的生命存活期。

（三）白介素

白介素（interleukins）是一组至少已包含有10个以上，主要由免疫系统的作用细胞所分泌出来的细胞激素（cytokines）的集合名称。这些细胞激素包括了单核细胞激素（monokines）如IL－1，IL－6，IL－12，IL－15等，以及淋巴细胞激素（lymphokines）如IL－2，IL－7，IL－11等。这些由数目多少不一的氨基酸所组成的蛋白质之所以被命名为白介素，乃因为它们是人体免疫系统里各种不同重要细胞（如淋巴细胞、巨噬细胞、自然杀伤细胞、骨髓造血细胞等），彼此之间相互作用，互传细胞生理及生化讯息，以发挥合作、互动的功效。就癌病治疗的相关领域来看，IL－1可以引起中性粒细胞低下症并发感染时的发热（fever）现象，同时IL－1可以激活T－淋巴细胞，使其分泌IL－2；IL－3则可以刺激较早期的骨髓造血细胞（early hematopoietic progenitors），似乎可以促进骨髓制造白细胞及血小板的成长速度；至于惟一目前已为美国食品药物管理局（FDA）所核准上市使用的IL－2，则主要是可以促进T－淋巴细胞及自然杀伤细胞的繁衍与成长，加强T淋巴细胞的免疫功能，并刺激它们分泌其他细胞激素，例如：IL－1、IL－6、肿瘤坏死因子（TNF），以及γ干扰素等等。应癌症护理工作人员时下专业知识上的需要，以下将就IL－2（学名为aldesleukin）再做介绍。

aldesleukin（IL－2）在人体内主要是由被激活的，CD4表面抗原阳性（CD4＋）的T淋巴细胞所分泌的一种含133个氨基酸，分子质量为15ku的糖蛋白（glycoprotein）。类似于以上所提及的其他生物反应制剂之作用机制，当IL－2与其他免疫作用细胞（主要仍然是T淋巴细胞）细胞膜上面的受体结合后，便可改变细胞核内DNA转录的功能，激发一连串免疫功能的生理、生化反应。

自从1984年以来，人们在临床上进行治疗各种不同癌症的大规模测试所用的aldesleukin，乃是由大肠杆菌（E．coli）藉由基因重组的方式所分泌出来的纯化蛋白。于1985年12月时，美国国家癌症研究所（NCI）的研究人员发表以IL－2合并输注“淋巴细胞激素致活化的杀伤细胞”（lymphokine－activated killer cells，LAK cells），用来治疗晚期性顽强的多种实质固态瘤（包括肾癌、肺癌、大肠癌及黑色素瘤等）的临床报告。随后，虽说此等治疗法的效果平平，没想到却在大众媒体上经一番炒热后被解读为“当代抗癌治疗的重大突破”。尤有甚者，这种被命名为“认领式免疫治疗”（adoptive immunotherapy）的复杂治疗程序，不但耗资巨大，并且治疗毒性不小，其整体治疗指数（therapeutic index）的良莠引起医学界其他专家学者的强烈质疑。数年后，经由更多治疗经验的累积，再次发表的相关治疗成效就远不如原先预期的好。时至今日，全世界上几乎所有的专家学者皆同意：“认领式免疫治疗”不切实际，并没有真正值得临床推广使用的价值。反倒是单单使用IL－2用来治疗一些少数、特殊的癌瘤，如转移性肾癌或黑色素瘤时，略可得到20%左右的治疗有效率。医护人员若能善用临床累积迄今的经验，将其治疗毒性减至最低时，aldesleukin（IL－2）倒是有其临床存在的价值。

（四）其他生物反应制剂的介绍

在本节前面“临床研发的简史”中所提及的德国医学家埃立克（Paul Ehrlich），也是历史上第一个根据“癌瘤抗原－宿主抗体”假说提出“魔术子弹”（magic bullet）这个名词的学者。由于癌瘤相关抗原或特异抗原的存在，使得具有完整免疫系统机制的宿主，便可以因这些抗原产生具有特异性、号称“魔术子弹”的抗体（specific antibody），并藉由这些抗体去辨识这些癌瘤细胞加以杀灭。这种主要藉由“体液免疫”与“细胞免疫”的共同合作，以达到清除癌瘤细胞的治疗目的的机制，也就是免疫学上习称的“抗体依赖性细胞毒杀现象”（antibody－dependent cellmediated cytotoxicity；ADCC）。医学界习称的癌瘤相关抗原或特异抗原，一般包括癌瘤胚胎蛋白，如大肠直肠癌细胞常具的癌瘤胚胎抗原（carcinoembryonic antigen，CEA）、肝癌细胞常具的甲胎球蛋白（alfa－fetoprotein，AFP）、淋巴瘤细胞表面常具的分化抗原（cluster designation，CD抗原），以及癌瘤细胞致癌基因的产物如ras蛋白等等。虽说上述这种以魔术子弹为导向的免疫抗癌理论尚称坚实，然而其临床发展在融合瘤（hybridoma）技术在1975年被发现之前，迭遭挫折，谈不上有真正卓著的实用价值。融合瘤生物科技的推展，使得大量单株抗体（monoclonal antibody）的纯化与产生变成可能。再加上分子化学、免疫生物学、放射物理学的同步进展，使得医学界可以将单株抗体键结以毒素如蓖麻碱（ricin）、化疗制剂（如doxorubi－cin），以及治疗性或诊断用的放射性核素（如Yttrium）等，来进行临床试验。美国食品药物管理局（FDA）于1992年首度核准第一个具有人体癌症临床诊断用途的单株抗体产品“OncoScint”，以它来作为监测卵巢癌与大肠癌癌瘤细胞存在与否的依据。至于用在癌症治疗方面的单株抗体产品，近年来，在临床试验上有所进展，如主要用来治疗顽强性低度恶性非霍奇金淋巴瘤（low grade NHL）或慢性淋巴性白血病（CLL）的一种针对β细胞淋巴细胞CD20抗原之单株抗体，在使用过后略可见到50%左右的治疗反应率。此单株抗体产品（monoclonal anti－CD20antibody）目前已经广泛应用在淋巴瘤临床治疗方面。

抑长激素（somatostatin）是一个环状含有14个氨基酸键结物的激素。正常人体内有多种不相雷同的组织皆可合成、分泌抑长激素。尽管抑长激素的生理功能呈现多样性，且部分作用机制迄今尚未真正为医学界所认识，但倘若就癌病治疗的角度来看，抑长激素最令我们感到兴趣的特点是：它可以藉由不同癌瘤细胞表面抑长激素受体的讯息传递，抑制DNA的合成，进而遏阻癌瘤的成长。

截至目前为止，医学界已知抑长激素的受体共有五种亚型。其中第二亚型的抑长激素受体，曾经于人体的神经内分泌肿瘤（neuroendocrine tumors）、胰腺肿瘤、胃肠道上皮癌、胆道腺癌（cholangiocarcinoma），以及淋巴瘤的细胞上被辨识出来。有关抗癌生物反应制剂的应用，由人体内自然分泌出来的抑长激素是没有功效的，主要乃系因其在血行中的半生期（half－life）出奇地短暂，仅只有3min左右。反之，由医药工业以人工合成的方式制造出来的抑长激素类似物（somatostatin analogue），如octreotide（商品名SandostatinR），则为一长效型的有用制剂。octreotide曾在多种癌瘤（如乳癌、胰腺癌、胃癌、大肠癌等）之活体外（in vitro）或动物活体内（in vivo）的实验中展现抗癌的功效。尤其是针对具有第二亚型抑长激素受体（typeⅡsomatostatin receptor）的肿瘤细胞，octreotide屡被证实能够抑制这些癌瘤细胞的增生。时下美国食品药物管理局主要是核准octreotide用来治疗类癌瘤综合征（carcinoid syndrome）所引起的种种症状如下痢（diarrhea）、潮红（flushing）等。至于针对大肠癌、乳癌以及非霍奇金淋巴瘤的临床octreotide治疗试验，有些已经完成，有些仍在试验阶段，其真正临床抗癌的实用价值尚待进一步的评估。

在目前已经使用在临床抗癌治疗的生物反应制剂中的levamisole，原本是一种对抗肠道寄生性圆虫的药物（anthelminthic agent）。在活体外的测试中，levamisole的确可以增强中性粒细胞及单核细胞的细胞吞噬作用（phagocytosis），并调节一些淋巴细胞的免疫功能。然而，levamisole本身并不具有任何直接的抗癌功效。已经逝世的摩瑞特（Moertel）医师与其他医师在1990年曾发表一篇重要的第三相临床试验报告，文中指出：对于Duke＇s C期的结肠癌（colon cancer）病人，倘若在术后给予辅助性（adjuvant）的5－FU静脉注射合并口服levamisole的治疗，将能有统计学意义地延长这些病人的无病存活期以及总体存活期。因此，除非目前已经完成、或来日即将完成的大型临床第三相临床试验，能够反复精确地证实以5－FU合并leucovorin的结肠癌辅助性静脉注射化疗，其治疗指数（therapeutic index）的确明显优于5－FU加上levamisole，否则levamisole在结肠癌的辅助性治疗上仍将占一席之地。

其他目前正进行相关前临床期或临床期研究的生物反应制剂，如肿瘤坏死因子（TNF）、IL－3、IL－6等，因在台湾地区2～3年内医学界根本没有临床使用或接触的机会，在此就不另赘述。