肺癌的免疫治疗研究现状

宋勇

       肿瘤免疫治疗是通过激活体内免疫系统，特异性地清除癌变细胞。与传统的抗肿瘤治疗不同，其并不直接靶向杀伤肿瘤细胞而是通过特异性地激发和增强机体免疫功能，由机体自身的免疫系统来实现控制和杀伤肿瘤细胞的目的。近年，肿瘤免疫治疗取得了令人属目的临床效果，无论是针对实体肿瘤的免疫检查点阻断治疗，还是针对血液癌症的嵌合抗原受体基因重组T细胞(CAR-T)疗法，被认为是目前最有潜力治愈恶性肿瘤的手段。

        免疫检查点阻断

        正常机体内免疫功能的平衡取决于各种分子对免疫应答进正行负双向调节。免疫检查点则是一类免疫抑制性的分子，可以调节免疫反应的强度和广度，从而避免正常组织的损伤和破坏。肿瘤细胞往往利用免疫检验点的特性来逃避免疫细胞的攻击。故通过抑制通路中相关靶点活性，解除T 细胞活性受抑制的状态，从而发挥抗肿瘤功效的免疫检查点阻断成为肿瘤免疫治疗的主要方式。目前在肺癌免疫检查点阻断治疗取得瞩目成就的有程序性死亡受体1(PD-1)、程序性死亡受体配体1(PD-L1)和细胞毒T淋巴细胞相关抗原-4(CTLA-4)。

        PD-1、PD-L1

        PD-1 及PD-L1 通路的研究在肺癌免疫靶向治疗具有里程碑式的意义，代表药物有BMS-936558(nivolumab)，MK-3475 (pembrolizumab) 和MPDL-3280A等。

        Nivolumab 作为在非小细胞肺癌(NSCLC)中研究数据积累最多的免疫检查点阻断药物，nivolumab在早期一项Ⅰ期临床试验被发现其治疗NSCLC 的客观缓解率(ORR)为18%，并且在肺鳞癌亚组的ORR更是达到33%，Ⅱ期研究显示，nivolumab(CheckMate-063)对晚期肺鳞癌三线治疗的1 年生存率为41%，从历史数据来看三线肺鳞癌的1年生存率通常不超过20%，因此该研究结果显示nivolumab(CheckMate-063)可以给晚期肺鳞癌患者带来明显的生存获益。

        Ⅲ期临床试验显示，在晚期肺鳞癌二线治疗中nivolumab 较多西他赛组ORR明显提高(由9%增至20%)，中位总生存(mOS)为9.2个月对6.0个月，中位无进展生存(mPFS)为3.5 个月对2.8 个月，首次证实在晚期和转移性肺鳞癌中nivolumab 疗效优于多西他赛。Nivolumab 对比多西他赛治疗晚期非鳞非小细胞肺癌的随机Ⅲ期临床研究(CheckMate 057)显示，nivolumab较多西他赛可以明显改善mOS(12.2 个月对9.4个月)和ORR(19%对12%)，再次证实在晚期NSCLC 患者nivolumab 疗效优于多西他赛。关于肿瘤免疫治疗在小细胞肺癌(SCLC)中的疗效也进行了探究，研究发现nivolumab 单药治疗及nivolumab与ipilimumab联合应用治疗既往至少接受过一线治疗的SCLC患者显示出持久疗效，mOS 分别为4.4 个月和8.2 个月;且联合用药的安全性数据与既往应用于其他瘤种相一致，并可以根据现有的安全性指南进行处理，这也为SCLC 的治疗带来新希望。Nivolumab单药治疗及nivolumab与ipilimumab联合应用将在未来的SCLC临床研究中继续探索。

        Pembrolizumab 作为后续研发的 PD-1 单抗，KEYNOTE-001 研究调查了pembrolizumab单药用于超过1000例不同来源的晚期肿瘤患者(主要为肺癌和黑色素瘤)的治疗情况后发现，在肺癌亚组的ORR 中，无论是初治(26%)或复治(20%)晚期NSCLC 患者，在所有剂量和方案中都观察到很好的抗肿瘤活性。Pembrolizumab同样也在SCLC治疗中进行了尝试，在以PD-L1为靶点接受治疗的人群中有ORR高达35%的抗肿瘤活性且治疗效果持久，7例有效患者中6例治疗效果在截止日期时仍在维持中。这对于mOS只有8~12个月、5年生存率只有1%~3%的SCLC 患者无疑是一个福音。其他关于pembrolizumab 治疗广泛期SCLC 的研究包括NCT02359019(联合化疗后pembrolizumab 维持治疗的Ⅱ 期研究) 和NCT02403920(pembrozulimab+放疗联合化疗的Ⅰ期研究)正在进行中。关于pembrolizumab对比含铂两药疗效与安全性的Ⅲ期临床研究也正在中国香港进行，期待其给我们带来的结果。对于肺部病灶pembrolizumab 具有一定的疗效，对转移灶是否有同样的效果?Sarah 报告的脑转移NSCLC 患者，接受pembrolizumab治疗后，前期试验结果表明，其脑转移灶ORR可达44%同时有很好的安全性，期待后续相关报告。

        MPDL3280A 同样是抗PD-L1的单克隆抗体，MPDL3280A含有调整后的Fc结构域，可以防止其他细胞因抗体依赖的细胞介导的细胞毒性作用(ADCC)而表达PD-L1。该药物的Ⅰ期临床结果显示，MPDL3280A 用于治疗晚期NSCLC，ORR为24%，对所有患者PD-L1表达情况进行检测后再次分析发现，PD-L1表达阳性的患者ORR显著高于阴性患者(100% 对15%)，这个结果也提示了PD-L1可能作为一种有效的生物标志物，据2014年的一项研究报告，在NSCLC中，肿瘤相关免疫细胞PD-L1表达水平与MPDL3280A治疗有效率有显著相关性(P =0.015)，而疗效与肿瘤细胞无明显相关性(P =0.92)。关于MPDL3280A，正在进行的Ⅱ期临床试验已经在ASCO 2015上宣布的研究结果中显示，在被研究的所有患者中，试验组和对照组OS差异未有统计学意义(P =0.11)，而在进一步亚组分析中发现在PD-L1表达阳性的患者中，其OS 期明显提高(13 个月对7.4个月，P= 0.026)，同时对比了PD-L1低表达组同样未见MPDL3280A较多西他赛组未有生存获益。由此也证实PD-L1表达和疗效相关。关于atezolizumab单药用于2L/3L患者的随机Ⅲ期研究和化疗联合atezolizumab 用于NSCLC 患者1L治疗的Ⅲ期研究都正在进行中。

        CTLA-4

        作为是免疫球蛋白超家族成员，CTLA-4与CD28相比，CTLA-4与B7-2的亲和力更强，因此其过度表达时，可导致T细胞效应下降，代表抑制剂有ipilimumab(MDX010)及tremelimumab。

        Ipilimumab 早在 2011 年，ipilimumab 就被美国食品与药物管理局(FDA)批准用于不可切除或转移的黑色素瘤，一项关于NSCLC的Ⅱ期临床研究显示，与紫杉醇/卡铂单纯化疗组及同步治疗组(4周期化疗与ipilimumab联合治疗+2周期单纯化疗)相比，分步治疗组(2周期单纯化疗+4 周期化疗联合ipilimumab 治疗)患者的无进展生存期得到明显改善，并且这种良好的反应性在肺鳞癌亚组更明显。目前两项分别针对广泛期SCLC以及肺鳞癌的Ⅲ 期临床试验正在开展(NCT01450761 和NCT01285609) 。ipilimumab在肺癌治疗中已经取得了切实疗效，那么当其联合其他免疫检查点阻滞药物是否可以带来更大的获益? 一项ipilimumab 联合pembrolizumab作为NSCLC二线治疗的Ⅰ期研究显示，联合用药的ORR高达39%，且毒副作用可控。结果提示，在未来的肿瘤免疫治疗过程中，联合治疗或许成为新的方向。

        Tremelimumab 是一种抑制CTLA-4 受体的IgG2 型单克隆抗体，对晚期NSCLC 的Ⅱ期临床结果显示，其并不能延长患者的无进展生存期。

        溶瘤病毒

图  溶瘤病毒溶解肿瘤示意图

        溶瘤病毒是将无致病性活病毒通过基因工程改造后可以选择性在肿瘤细胞中复制繁殖，致肿瘤细胞的破裂死亡，诱导肿瘤抗原的释放，产生抗肿瘤免疫，而其所释放出来的子代病毒迅速扩展到周围的肿瘤细胞中继续对其进行感染，并且可以感染肿瘤中的内皮细胞，破坏肿瘤血管的生成等，但是对正常的细胞不产生作用。溶瘤病毒治疗起于20世纪初，自转基因单纯疱疹病毒(HSV)可以发挥治疗恶性胶质瘤作用，采用溶瘤病毒进行中控制治疗的方法就日益受到关注。随分子病毒学和生物工程的发展，近30年又再次兴起。通过静脉注射溶瘤痘病毒JX-594定向杀灭肿瘤细胞(包括NSCLC细胞)的研究成果在溶瘤病毒抗肿瘤治疗领域具有里程碑式的意义。T-VEC是一种改造后HSV，Ⅲ期临床实验室显示，295例患者中有16%获得6个月内持久的病灶缩小，而141例接受粒细胞巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)皮下注射的只有2%有类似反应。T-VEC组较GM-CSF组有4.4个月的生命延长(中位生存期23.3 个月对18.9 个月)且在T-VEC组有11%获得完全缓解。关于T-VEC目前报告的效果超过了所有在黑色素瘤领域内被批准的生物制剂疗效。而针对肺癌目前已经证实在鼠体内溶瘤腺病毒ZD55感染A549干细胞后可以通过线粒体途径增加其细胞毒性促进肿瘤细胞凋亡，增加抗肿瘤效应。对于肿瘤治疗来说，溶瘤病毒是一种很有希望的生物制剂，除了直接溶解肿瘤细胞，溶瘤细胞还通过固有免疫和获得性免疫活化的方式达到抗肿瘤的作用。相信随着研究的深入，其在肺癌治疗领域也将发挥举足轻重的作用。

        嵌合抗原受体重组T 细胞

        嵌合抗原受体重组T细胞(CAR-T)为过继细胞免疫治疗发展至第五代产物，即利用人工修饰抗原来刺激患者T细胞靶向杀灭肿瘤细胞的疗法，为目前被证明为最有效的细胞疗法。T细胞修饰后表达的嵌合抗原受体可以避免T细胞的免疫耐受和主要组织相容性复合体的约束。最初CAR-T是在T细胞表面表达一个单链抗体基因，包括β链，CD3γ和CD3ζ特异性识别肿瘤细胞表面的分子杀伤肿瘤细胞。随着CAR-T研究的不断发展，CAR-T逐步发展为可供表达一些关键的细胞因子，例如IL-12，提高肿瘤微环境促进CAR-T的功能，其靶标特异性也不断提高。目前CAR-T细胞利用修饰基因疗法治疗恶性淋巴瘤，可获得88%的完全缓解率，在急慢性淋巴细胞白血病中也有切实疗效。更多关于CTL019研究也正在进行中，预计2015年KTE-C19Ⅰ期和Ⅱ期临床研究将完成，希望可以给临床治疗带来参考。但CAR-T对实体瘤治疗效果并不理想。在肺癌领域，Lewis-Y糖类抗原有可能成为CAR-T治疗靶标，在超过70%上皮肿瘤中呈过表达，而在正常情况下不能被T细胞识别。基因工程技术构建的anti-LeYT 细胞可以明显提高LeY+肿瘤的抗肿瘤效应。包括CAR-T在内的过继免疫细胞疗法具有高度的肿瘤抗原特异性，但这类疗法面临着一系列挑战，诸如肿瘤细胞特异的抗原往往非常少，输入体内的T细胞生存期短，活化的T细胞也很难进入肿瘤组织，和免疫抑制性的肿瘤微环境等。目前在肺癌领域尚未有CAR-T相关临床研究，未来的研究也将是光明与曲折共存。

        肿瘤疫苗

        肿瘤疫苗指利用肿瘤细胞或相关抗原物质，特异性的启动机体免疫系统，来识别肿瘤、增强抗肿瘤淋巴细胞，将免疫抑制环境转化为免疫刺激环境。2006年美国食品与药物管理局(FDA)批准上市了人类历史上第一个肿瘤疫苗—宫颈癌预防疫苗，标志抗肿瘤治疗进入肿瘤疫苗时代。关于肺癌疫苗的研发近年也呈蓬勃发展势态，诸如黑素瘤相关抗原(MAGE-A3)、脂质体疫苗(L-BLP25)MUC1 等疫苗都进入了Ⅲ期临床研究。较为遗憾的是，目前为止所有关于肺癌疫苗的Ⅲ期临床试验结果都是阴性的。鉴于肿瘤疫苗的特殊性和复杂性，肿瘤疫苗研发之路任重道远。

        阻断免疫检查点治疗中仍待解决的问题

        在肺癌免疫治疗研究领域，取得巨大成就的莫过于免疫检查点阻断治疗，但是目前关于免疫检查点阻断还存在一些疑问。

        现有研究表明免疫检查点阻断治疗ORR只有20%左右，为什么其只对一小部分人有效?究其原因可能是免疫检查点抑制剂对于那些有着更多突变的肿瘤更为有效，因为肿瘤的突变越多，新生异物抗原也就越多，也就越能刺激患者的T细胞发挥作用。也有观点认为，免疫检查点阻断药是通过抑制通路中相关靶点(PD-1、PD-L1、CTLA-4)解除T 细胞活性受抑状态，活化后的T细胞才能够进攻和消灭肿瘤细胞，而对于体内本身不存在特异性T细胞，或细胞量过低的患者，即使给予免疫检查点阻断药也并不能杀伤肿瘤细胞。此外，目前已有研究通过对PD-L1 状态进行检测发现，PD-L1 阳性患者ORR 较PD-L1 阴性者明显提升。所以说，不同个体肺癌组织中PD-L1表达不同也可能是疗效差异的原因之一。

        PD-L1能否作为免疫检查点的分子生物标志物?不同研究结论不一。研究中已经证实，在接受nivolumab治疗患者中临床获益与PD-L1表达状态无关。无独有偶，也有研究证实，PD-L1阳性患者对于免疫治疗的反应更好。对于目前PD-L1 免疫组化结果量化后更是直观的看出PD-L1 与免疫治疗疗效的相关性(染色阳性≥50，ORR 47%;染色阳性1%~49%，ORR 19%)。且发现PD-L1可作为atezolizumab在NSCLC的预测性诊断标志物。鉴于目前研究数目有限及不同研究评判PD-L1 实验方法不同，尚无法确定PD-L1是否可作为免疫检查点分子生物标志物。

        为什么吸烟肺癌患者免疫治疗效果好?在一项评价PD-L1表达在EGFR突变和ALK重排NSCLC 中的发生率及临床相关性研究中发现，EGFR突变和ALK阳性肺癌可能表达PD-L1和表现出CD8+免疫浸润，但大多数情况下仅表现出其中一种。这或许可以解释抑制PD-1 通路在从不或轻度吸烟患者中缓解率低下。且有研究证实在突变负荷高的人群中pembrozulimab疗效明显优于突变负荷低的人群。吸烟肺癌患者中大量的基因突变虽然导致他们化疗和靶向治疗反应不佳，却增加了免疫疗法起作用的机会。但这并不意味着吸烟有利健康，吸烟的危害包括增加罹患肺癌的风险已为确定。

        免疫检查点阻断治疗副作用如何? 无论对于哪一种新药，其疗效如何固然重要，更需要关心的还是其副作用如何。肺癌免疫治疗的基础是通过激活体内的免疫系统，特异性地清除癌变的细胞，理论上副作用相较传统的放化疗要小很多。真实世界中免疫治疗常见的副作用有乏力、恶心、食欲下降、腹泻等，血液毒性相对少见，但需要重视内分泌肝功能损害、肺炎、皮疹等发生率并不低于化疗。总体而言，与化疗相比，免疫治疗耐受性良好。

        结语

        目前肿瘤免疫治疗(包括肺癌免疫治疗)研究尚处于起步阶段，需要面临与解决的问题还很多。例如，在没有找到合适的分子生物标志物以前如何选择优势人群，肺癌免疫逃逸机制复杂多样我们如何进行联合治疗，在免疫治疗尚未成为肺癌的一线治疗之前什么时候开始插入免疫治疗更为合适等，都是我们亟待解决的问题。鉴于目前肺癌免疫治疗已经取得的成绩，我们有理由相信，免疫疗法有让肺癌患者获益的巨大潜能，其可观的研发前景值得我们进一步深入探究其抗肿瘤价值。而对免疫功能改变的相关风险，我们要时刻保持警惕，毕竟目前对于免疫治疗的研究还处于未成熟的阶段，对其相关风险的理解还处于朦胧状态。我们期待肿瘤的免疫治疗在未来研究策略、试验技术上的更新，可以给肺癌治疗带来突破性进展。