肿瘤免疫治疗离精准医疗道路还有多远

发布时间:Feb 19, 2020 6:11:06 PM更新时间:Feb 19, 2020 6:11:06 PM

作者单位:北部战区总医院全军肿瘤诊治中心

来源:中国癌症防治杂志,2019年4月第11卷第2期

专家简介

谢晓冬教授    主任医师,博士研究生导师,北部战区总医院全军肿瘤诊治中心主任、首席专家,中央军委保健会诊专家,全军肿瘤学专业委员会副主任委员,中国抗癌协会理事,中国临床肿瘤学会(CSCO)理事,中国抗癌协会肿瘤标志专业委员会副主任委员,中国抗癌协会整合肿瘤心脏病学专业委员会副主任委员,中国抗癌协会肿瘤临床化疗专业委员会常务委员,CSCO肿瘤支持与康复治疗专家委员会常务委员,CSCO抗肿瘤药物安全管理专家委员会专家,CSCO肾癌专家委员会专家,中国医师协会肿瘤医师分会常务委员,《中华内分泌外科》、《中国肿瘤生物治疗杂志》、Oncotargets and Therapy等9本杂志编委。承担国家及省部级基金多项,以第一作者获国家/军队/省部级二等奖4项,三等奖6项,主编专著4部,发表论文200余篇。

近几年,免疫检查点抑制剂(immune checkpoint inhibitors,ICIs)给肿瘤治疗带来了新的途径。细胞毒T淋巴细胞相关抗原4 (cytotoxic T-lymphocyte antigen 4,CTLA-4)抗体、程序性死亡受体1(programmed death 1,PD-1)及其配体的抗体治疗不同恶性肿瘤的适应证不断获批。ICIs的进展令人可喜,然而不同患者接受ICIs治疗,疗效可能不尽相同。因此,需要肿瘤标志物在ICIs治疗过程中,为我们保驾护航、指引方向,向精准医疗迈进。本文针对ICIs相关肿瘤标志物作一概述。

1预测ICIs疗效的标志物

1.1   与ICIs疗效呈正相关的标志物

与ICIs疗效呈正相关的标志物主要有已经临床试验验证的肿瘤突变负荷(tumor mutation burden,TMB)和程序性死亡受体配体1(programmed death ligand 1,PD-L1),以及错配修复缺失(mismatch repair deficient,dMMR)/高微卫星不稳定性(microsatellite instability-high,MSI-H)。

1.1.1   TMB   

TMB指肿瘤基因组中体细胞突变数量,是定量评估肿瘤细胞携带突变基因的方法,通过肿瘤的免疫原性预测免疫治疗效果。一项纳入多种肿瘤的临床研究 表明,接受PD-1/PD-L1抑制剂治疗的患者,TMB与客观缓解率(objective response rate,ORR)呈正相关。CheckMate-026研究2017年发表于NEJM杂志,这项研究的回顾性分析显示,选择TMB作为标志物可以筛选出接受nivolumab治疗获益的人群。TMB被列入非小细胞肺癌(NSCLC)NCCN指南2019年第1版,但检测TMB方法未给出一致意见。TMB检测的样本可来源于组织,也可来源于血液。其中来源于肿瘤组织的TMB,称为组织TMB(tissue TMB,tTMB),而来源于血液的TMB,称为血液TMB(blood TMB,bTMB)。WANG等提出通过ctDNA检测bTMB指导肺癌免疫治疗,并于2019年美国癌症研究协会年会(AACR)上优化了TMB算法,提出低等位基因频率-bTMB(low allele frequency-bTMB,LAF-bTMB)概念,更好地实现了bTMB对免疫治疗疗效的有效预测。然而,一项回顾性研究发现,bTMB对预测atezolizumab治疗患者的总生存期(overall survival,OS)几乎没有意义。可见TMB虽对ICIs疗效有一定预测作用,但还有较多问题尚待解决。

1.1.2   PD-L1   

PD-L1的表达可在一定程度上预测ICIs的疗效,已被美国食品药品管理局(food and drug administration,FDA)批准用于pembrolizumab治疗的疗效预测。一项针对20项临床研究共1 475例NSCLC、黑色素瘤及泌尿生殖系统肿瘤患者的荟萃分析显示,肿瘤PD-L1表达与ORR显著相关。应用pembrolizumab一线治疗局部晚期或转移性尿路上皮癌的Ⅱ期临床研究KEYNOTE-052,纳入374例局部晚期或转移性尿路上皮癌患者,每3周静脉注射200 mg pembrolizumab,最长24个月,结果发现PD-L1表达在1%~10%内的患者PD-L1表达与疗效呈正相关,而且PD-L1表达高于10%的患者ORR明显高于PD-L1表达低于1%的患者。应用nivolumab治疗头颈肿瘤的Ⅲ期临床试验CheckMate-141,因试验组OS明显优于对照组而提前终止,已发表的研究结果表明,PD-L1表达低于1%的患者中位OS是5.7个月,而PD-L1表达高于1%的患者中位OS是8.7个月。2017年5月10日,美国FDA批准默沙东的PD-1单抗Keytruda(pembrolizumab)可在不考虑PD-L1表达的情况下联合培美曲塞和卡铂用于转移性非鳞状NSCLC的一线治疗。这次获批是基于KEYNOTE-021研究,该研究结果显示化疗和免疫治疗联合较单独使用pembrolizumab或化疗更有效。KEYNOTE-189是一项国际多中心、双盲、安慰剂对照的Ⅲ期临床试验,共纳入616例未经治疗的Ⅳ期非鳞状NSCLC患者,且均无EGFR或ALK突变,排除中枢神经系统转移。入组患者按照2∶1比例随机分为三联组:pembrolizumab+化疗(培美曲塞+铂类)和二联组:单独化疗(培美曲塞+铂类)。所有患者需接受4个疗程的卡铂或顺铂(75 mg/m2),同时联合培美曲塞(500 mg/m2),每3周为一个疗程。随后两组患者接受培美曲塞维持治疗,结果三联组中位OS未达到,二联组为11.3个月;三联组和二联组12个月生存率分别为69.2% 和 49.4%,中位无进展生存期(progression-free survival,PFS)分别为8.8个月和4.9个月,与传统双药联合化疗相比,采用三药联合进行诱导和维持治疗可明显改善OS,且OS改善不依赖于PD-L1表达水平。KEYNOTE-024 [14-15 ]研究显示无驱动基因突变且PD-L1肿瘤细胞阳性比例分数(TPS)≥50%的NSCLC患者,一线用帕博利珠单抗治疗可显著改善患者的PFS(主要研究终点)及OS(次要研究终点)。此外,KEYNOTE-042研究对比pem-brolizumab单药与标准铂类化疗治疗PD-L1阳性(TPS≥1%)的局部晚期或转移性NSCLC的疗效,结果发现PD-L1低表达的局部晚期NSCLC患者同样可从pembrolizumab单抗治疗中获益 。可见,仅PD-L1也无法准确预测ICIs的疗效。

1.1.3   dMMR/MSI-H   

dMMR,即基因修复功能缺失,导致细胞无法正常修复错配碱基,造成MSI-H。一项纳入41例伴dMMR的进展性转移癌患者的Ⅱ期临床研究显示,dMMR与pembrolizumab的疗效呈正相关。CheckMate142研究纳入84 例转移性结直肠癌患者,评估 nivolumab单药与nivolumab联合ipilimumab的治疗效果,结果显示单药和联合治疗组MSI-H患者的ORR均显著高于微卫星稳定(microsatellite stable,MSS)患者。

1.1.4   其他肿瘤标志物   

人类白细胞抗原(human leukocyte antigen,HLA)Ⅰ类多样性。HLA基因是人类基因组中最具多态性的基因。对1 535例接受ICIs治疗的癌症患者进行分析发现,HLA-Ⅰ类多样性的增加与其存活率增加有关。4项独立研究 分析了基线粪便样本,发现黑色素瘤、NSCLC、肾细胞癌、尿路上皮癌中特定肠道微生物群与ICIs治疗反应有关。BRAHMER等研究发现,ICIs治疗过程中接受抗生素治疗的患者抗肿瘤反应减弱。目前尚不清楚造成这种现象的原因是肠道微生物多样性的破坏还是感染,总之提示肠道微生物多样性与ICIs疗效有关。

肿瘤浸润淋巴细胞(tumor infiltrating lymphocytes,TIL)是从肿瘤组织中分离出来的浸润淋巴细胞。通过TIL反映免疫状态,可预测抗肿瘤治疗的疗效。有研究报道不管是否考虑免疫治疗,TIL都可在一定程度上反映肿瘤的预后。有炎症的肿瘤微环境通常伴随PD-L1等免疫检查点在TIL和肿瘤细胞上的表达,表明抗肿瘤免疫反应对ICIs的疗效有正向的预测作用。除此之外,还有很多待确定的与ICIs疗效呈正相关的标志物,如T细胞库克隆性改变、SERPINB3/SERPINB4基因突变等。 

1.2   与ICIs疗效呈负相关的标志物

近期及以往的研究均发现了与ICIs疗效呈负相关的标志物,但尚无大样本临床试验数据支撑。研究发现体细胞拷贝数改变(somatic copy number alterations,SCNAs)在多种恶性肿瘤中与免疫浸润相关,是肿瘤不良预后的标志物,但是否在ICIs耐药中发挥直接作用尚不清楚。此外,有研究报道,HLA表达丧失可能影响ICIs反应。有研究发现转化生长因子-β(transforming growth factor-β,TGF-β)通过限制T细胞浸润塑造肿瘤微环境,从而抑制抗肿瘤免疫。同时有研究显示,肿瘤微环境中增加的TGF-β代表免疫逃逸的主要机制,可促进T细胞排出。

2预测ICIs耐药的标志物

超进展是免疫治疗中一种特殊的耐药形式,指患者接受ICIs治疗后肿块反常加速生长。KATO等对接受ICIs治疗并通过基因二代测序评估的155 例Ⅳ期癌症患者进行分析,将超进展定义为治疗失败时间(time to treatment failure,TTF)<2个月,与免疫治疗前成像相比肿瘤负荷增加50%,进展速度增加2倍以上。155例患者中,其中6例MDM2/MDM4过表达,其TTF均小于2个月。抗PD-1/PD-L1单药治疗后,其中4例患者的肿瘤体积显著增加(从55%增至258%),新的肿块进展速度亦显著加快(与免疫治疗前2个月比较,分别增加2.3、7.1、7.2和42.3倍)。在多因素分析中,MDM2/MDM4和EGFR的变化与TTF<2个月相关,而10例EGFR突变的患者中2例肿瘤大小也进展(肿瘤大小分别增加53.6%和125%,增加35.7倍和41.7倍),提示MDM2/MDM4及EGFR突变与PD-1/PD-L1抑制剂治疗后超进展有关,但具体机制尚不明确。SINGAVI等研究显示,MDM2/MDM4、EGFR和位于11q13位点的基因如CCND1、FGF3/4/19等扩增与超进展相关,但目前尚无大样本研究报道ICIs耐药的其他肿瘤标志物。

3预测ICIs相关不良反应的标志物

SHAHABI等在2个Ⅱ期临床试验(CA184004和CA184007)中,于基线、ipilimumab治疗后3周和11周分别对162例晚期黑色素瘤患者的全血样本进行了基因表达谱分析,其中49例在治疗过程中出现2级或更高的胃肠道不良反应,且发现中性粒细胞活化标志物CD 177和CEACAM 1表达增加与胃肠道不良反应密切相关,提示中性粒细胞可能在ipilimumab治疗相关胃肠道不良反应中发挥作用,但这些标志物的敏感性较低,尚不能单独用于预测胃肠道不良反应,还需更多更大型的队列研究进一步确定其作用。目前未发现预测抗PD-1/PD-L1治疗相关不良反应的标志物。

4总结与展望

关于预测免疫检查点抑制剂疗效、不良反应的标志物问题,目前还没有真正可以指导临床实践的数据。借用一句古话来形容很是恰当,就是“乱花渐欲迷人眼,浅草才能没马蹄”。根据目前的情况来看,肿瘤标志物对免疫检查点抑制剂疗效、不良反应的预测作用已初见端倪,甚至有些肿瘤标志物已显现出了重要的意义。但是,单一的肿瘤标志物对免疫治疗的预测还没有足够大样本的临床数据支持,仅凭一种标志物对免疫检查点抑制剂的疗效进行预测,恐怕势单力薄,未来肯定要多种标志物联合来完成对免疫检查点抑制剂疗效、不良反应的预测。因此,肿瘤免疫治疗要达到精准医疗,还有很长的路要走,可能还需要对免疫治疗相关的多种标志物进行定量计算,并用大量的临床数据,尤其是来自国内大型多中心临床试验的数据反复验证,上下求索。

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