PD-1/PD-L1抑制剂在晚期非小细胞肺癌中的治疗进展

姜战胜 综述 潘战宇 任秀宝 审校

2016年10月24日美国食品药品管理局（Food and Drug Administration, FDA）正式批准程序性死亡受体1（programmed death 1, PD-1）抑制剂Pembrolizumab用于一线治疗晚期非小细胞肺癌（non-small cell lung cancer,NSCLC）。随后，美国国立综合癌症网络（National Comprehensive Cancer Network, NCCN）指南于10月26日发布的最新版本也对此进行了更新，推荐对于程序性死亡配体1（programmed death ligand 1, PD-L1）高表达（Tumor Proportion Score, TPS; ≥50%）的晚期NSCLC患者可一线使用Pembrolizumab。这是免疫检查点抑制剂在晚期NSCLC治疗中的重大突破，标志着免疫治疗在晚期NSCLC的一线治疗中占据了一席之地。除Pembrolizumab外，另外一种PD-1抑制剂Nivolumab和一种PD-L1抑制剂Atezolizumab在最新的NSCLC NCCN指南中也被推荐为二线治疗。本文将就以上3种PD-1/PD-L1抑制剂在晚期NSCLC中的治疗进展做一综述。

1 PD-1/PD-L1信号通路与NSCLC

PD-1和PD-L1是一对免疫抑制性因子，PD1/PD-L1通路的激活可导致免疫抑制性肿瘤微环境形成，使肿瘤细胞逃避机体免疫监视和杀伤[1]。PD-1是免疫球蛋白B7-CD28家族成员之一，主要在免疫细胞（活化的CD4+T细胞、CD8+T细胞、B细胞、自然杀伤T细胞、单核细胞和树突状细胞）中表达[2]。PD-L1是PD-1的主要配体，在很多恶性肿瘤细胞中过表达，其中就包括NSCLC[3-4]，乳腺癌[5]和黑色素瘤[6]等。除肿瘤细胞外，PD-L1还在肿瘤浸润性树突状细胞、肿瘤浸润性淋巴细胞、肿瘤浸润性巨噬细胞中表达[7,8]。PD-1和PD-L1结合后可抑制CD4+T细胞、CD8+T细胞的增殖和活力，这在正常人表现为减少免疫反应对周围组织的损伤，避免发生自身免疫性疾病[2,9]，而在肿瘤患者体内则可使肿瘤局部微环境的T细胞免疫杀伤作用降低，从而导致肿瘤免疫逃逸，促进肿瘤生长[1]。因此，阻断PD-1和PD-L1结合在理论上可以恢复肿瘤微环境内T细胞的免疫杀伤作用，从而达到抑制肿瘤的目的。目前针对PD-1/PD-L1的药物已在黑色素瘤、肾癌、头颈部鳞癌和NSCLC等多种恶性肿瘤中被批准应用。

多项临床研究证实PD-1/PD-L1抑制剂在晚期NSCLC中有卓越疗效，也发现PD-L1表达水平与疗效密切相关，是直接的疗效预测因子。因此，了解PD-L1在晚期NSCLC中的表达比例及其与组织类型是否相关非常重要。KEYNOTE多项研究均未限定组织类型，但以非鳞癌居多；在KEYNOTE-001研究[10]中接受PD-L1检测的患者824例，其中501例（60.8%）≥1%，191例（23.2%）≥50%；KEYNOTE-010研究[11]纳入2,222例患者，其中1,475例（66%）≥1%，633例（28%）≥50%；KEYNOTE-024[12]研究检测了1,653例患者，其中≥50%的比例是30.2%。而CheckMate-063[13]和CheckMate-017[14]这两项研究入组患者均为鳞癌，前者结果显示PD-L1≥5%的比例为33%（25/76）；后者显示PD-L1≥10%的比例为30.7%（69/225），≥1%的比例为52.9%（119/225）。OAK研究[15]同样未限定组织类型，结果显示PD-L1≥50%的比例为16%（137/850），≥1%的比例为54%（463/850）。总结以上数据可以发现，PD-L1在晚期NSCLC中呈高表达状态，其中≥1%的患者比例为52.9%-66%；≥50%的患者比例是16%-30.2%，鳞癌与非鳞癌未见明显差异。

2 PD-1/PD-L1抑制剂在晚期NSCLC中的临床应用

目前，已被批准应用于晚期NSCLC的PD-1/PD-L1通路的免疫检查点抑制剂主要有三种：针对PD-1的单克隆抗体：Pembrolizumab（MK-3475）和Nivolumab（BMS-936558）；针对PD-L1的单克隆抗体：Atezolizumab（MPDL-3280A）。

2.1 Pembrolizumab（KEYNOTE系列试验） KEYNOTE-001试验[10]是首先启动的I期临床研究，结果发现在晚期NSCLC患者中，Pembrolizumab单药的客观有效率（objective response rate, ORR）和有效持续时间（duration of response, DOR）是19.4%和12.5个月，中位无疾病进展时间（progression-free survival, PFS）和总生存时间（overall survival, OS）分别为3.7个月和12个月。亚组分析显示例初治患者疗效要好于经治患者，ORR提高了6.8%（24.8%和18%）；DOR、PFS和OS也均有1倍左右的延长。除此之外还发现PD-L1高表达（TPS≥50%）组疗效更为显著，ORR达到45.2%，PFS是6.3个月，其中的初治患者PFS更是达到1年以上（12.5个月）。基于此项结果，美国FDA在2015年10月2日通过了“Pembrolizumab用于治疗PD-L1阳性且在含铂化疗期间或之后发生疾病进展的转移性NSCLC患者”的快速审批。

此后，3项前瞻性的随机对照临床研究探讨了Pembrolizumab在晚期NSCLC中的二线（KEYNOTE-010研究）、一线（KEYNOTE-024研究）以及与化疗联合应用于一线（KEYNOTE-021研究）的疗效优劣。

KEYNOTE-010[11]是第1项将Pembrolizumab与化疗进行比较的随机对照研究，入组患者要求为一线治疗后进展且PD-L1阳性（≥1%）的晚期NSCLC。1,034例患者按1:1:1的比例随机分配至Pembrolizumab低剂量组（2 mg/kg，每3周1次）和高剂量组（10 mg/kg，每3周1次）或多西他赛组。结果显示在总体人群中，3组患者中位OS分别为10.4个月、12.7个月和8.5个月，Pembrolizumab低、高剂量组与化疗组比较均有统计学差异（P＜0.001）；不过PFS数据相当，分别为3.9个月、4.0个月和4.0个月。在PD-L1高表达（TPS≥50%）的亚组中，Pembrolizumab低剂量和高剂量组的中位OS分别为14.9个月和17.3个月，中位PFS为5.0个月和5.2个月，与化疗组（8.2个月和4.1个月）相比均有统计学差异。该研究首次前瞻性将PD-L1表达来预测Pembrolizumab疗效，也最终证实PD-L1表达水平可作为Pembrolizumab疗效预测的生物标记物；同时也确定了最佳剂量为2 mg/kg。

与标准含铂双药进行一线比较的临床研究是KEYNOTE-024，其结果在前不久结束的欧洲肿瘤年会（European Society for Medical Oncology, ESMO）上披露，入组患者要求PD-L1高表达（TPS≥50%）[12]。结果显示与化疗比较，Pembrolizumab组PFS延长了4.3个月（10.3个月 vs 6.0个月，HR=0.50，P＜0.001）；因随访时间较短，中位OS的数据尚未得到，但是与化疗相比，Pembrolizumab治疗组死亡风险下降了40%（HR=0.60,P=0.005）。在ORR方面，Pembrolizumab同样优于化疗（44.8% vs 27.8%），并且DOR更长。此项研究结果首次证实了Pembrolizumab单药一线治疗晚期NSCLC优于标准的含铂双药化疗，也直接促使了美国FDA和NCCN指南将Pembrolizumab推荐用于晚期NSCLC的一线治疗。

KEYNOTE-021研究[16]尝试Pembrolizumab与化疗联用一线治疗晚期NSCLC，组织类型限定为腺癌，化疗方案选择培美曲塞联合卡铂。结果发现首要观察终点ORR在联合治疗组为55%，化疗组仅为29%；中位PFS分别为13个月和8.9个月（HR=0.53, P=0.01）。按PD-L1的表达水平分层发现在PD-L1＜1%、1%-49%和≥50%的患者中，ORR在联合治疗组分别为57%、26%和80%，化疗组分别为13%、39%和35%，PD-L1高表达组（≥50%）疗效最优。与前面的KEYNOTE-024研究结果相比，Pembrolizumab联合化疗与单药相比，PFS延长了2.6个月（13个月和10.4个月），ORR提高了10.2%（55%和44.8%），在PD-L1高表达（TPS≥50%）的亚组中，联合治疗组ORR高达80%。但需要注意的是，该项临床研究入组患者人数较少，仅有123例（联合治疗组60例，化疗组63例）。如果想进一步了解Pembrolizumab联合化疗与Pembrolizumab单药比较的安全性和疗效优劣，有必要开展“头对头”的随机对照临床研究。

从以上几项临床研究可以看出，Pembrolizumab治疗晚期NSCLC疗效确切，无论是一线的初治患者，还是经历过化疗后的二线及以后的复治患者均可获益，尤其是对于PD-L1高表达（TPS≥50%）的患者。此外，由于在KEYNOTE-001临床研究中注意到：在初治患者中，PD-L1中度表达（1%-49%）组应用Pembrolizumab治疗的PFS和OS均优于PD-L1＜1%组，因此KEYNOTE-042临床研究设计针对PD-L1≥1%的晚期NSCLC患者比较Pembrolizumab与含铂双药化疗在一线治疗中的优劣，非常期待此项研究结论能给我们带来新的提示。

2.2 Nivolumab（CheckMate系列试验） 1项I期、剂量爬坡研究[17,18]将Nivolumab分成3个剂量组：1 mg/kg、3 mg/kg和10 mg/kg，纳入了129例晚期NSCLC患者，其中三线及以上的治疗比例为54.3%。结果发现全部患者中位OS为9.9个月，3 mg/kg剂量组疗效最佳，中位OS达到14.9个月，而1 mg/kg和10 mg/kg 组的中位OS均为9.2个月。鳞癌和非鳞癌数据相当。CheckMate-063同样是一项评估单药的单臂II期临床研究[13]，入组患者被限定为晚期耐药鳞癌，其中大部分患者也处于三线及以后治疗的状态。结果显示Nivolumab单药治疗的ORR为14.5%，中位OS是8.2个月，1年生存率达到40.8%。该生存数据远远超过既往关于晚期耐药鳞癌研究结果，因此Nivolumab也成为第一个被美国FDA批准应用于晚期鳞癌的免疫检查点抑制剂（2015年3月4日）。

随后开展的两项III期随机临床对照研究CheckMate-017[14]和CheckMate-057[19]针对既往含铂方案一线治疗进展的晚期NSCLC进行了关于Nivolumab的二线探索。患者按1:1随机分组接受Nivolumab或多西他赛治疗，主要研究终点是OS。不同之处在于入组患者的组织类型前者限定为鳞癌，后者为非鳞癌。CheckMate-017[14]共纳入272例晚期鳞癌，结果显示Nivolumab组与多西他赛组的中位OS分别为9.2个月和6.0个月，Nivolumab组死亡风险下降了41%（HR=0.59, P＜0.001）。两组ORR分别为20%和9%（P=0.008）；中位PFS分别为3.5个月和2.8个月（HR=0.62, P＜0.001）。研究者将PD-L1的表达水平按1%、5%和10%进行分层后对比发现PD-L1的表达不能作为Nivolumab的生物标记，与疗效和预后均无明显关系。CheckMate-057[19]共入组582例患者，结果发现两组的中位OS分别为12.2个月和9.4个月（HR=0.73, P=0.002）；ORR分别为19%和12%（P=0.02）；但中位PFS无统计学差异。不过，与CheckMate-017不同的是，本研究发现随着PD-L1表达水平的增加（按1%、5%和10%进行递增），Nivolumab的疗效亦有所提高，但未提供具体数值。基于这些结果，美国FDA更改Nivolumab的适应症为不限组织类型的晚期NSCLC二线治疗（2015年10月）。

还有两项I期临床研究探索了Nivolumab一线治疗晚期NSCLC的安全性和疗效。其中CheckMate-012研究[20]观察到Nivolumab单药治疗晚期NSCLC的ORR是23%，中位PFS和OS分别为3.6个月和19.4个月，在PD-L1≥1%的患者中，ORR有所提高，达到28%。另一项临床研究[21]一线采用Nivolumab联合化疗，结果发现不良反应发生率会明显提高；与其他化疗方案相比，紫杉醇/卡铂与Nivolumab联合应用疗效更优。但是这两项I期研究的患者人数都比较少，分别是52例和56例。Nivolumab未来能否进入到一线治疗需要大规模的随机对照研究的结果来证实。

2.3 PD-L1抗体-Atezolizumab 早期的非随机对照临床研究已证实Atezolizumab在晚期NSCLC的疗效确切、不良反应发生率低[22]。2013年8月开始的POPLAR 研究[23]是一项随机对照的II期临床研究，主要目的是在评价Atezolizumab二线应用的有效性和安全性。287例患者按1:1随机分配至Atezolizumab组或多西他赛组。结果显示首要研究终点OS在Atezolizumab 组和多西他赛组分别为12.6个月和9.7个月（HR=0.73, P=0.04），PFS无明显差异（2.7个月和3.0个月，HR=0.94）。DOR在Atezolizumab组要明显优于多西他赛组（14.3个月和7.2个月）。该研究分别在肿瘤细胞（tumor cell, TC）和肿瘤浸润免疫细胞（tumor-infiltrating immune cells, TIC）中检测了PD-L1的表达，亚组分析显示，PD-L1≥1%的患者接受 Atezolizumab治疗后中位OS比化疗延长了6.3个月（15.5个月 vs 9.2个月，HR=0.59，P=0.005）；而对于PD-L1＜1%的患者，两组OS相当，均为9.7个月。在此基础上的III期临床研究-“OAK”[15]与POPLAR研究目的相同，即二线应用Atezolizumab与多西他赛进行比较。其结果在2016年的ESMO会议上进行了汇报，Atezolizumab治疗组的中位OS比化疗组延长了4.2个月（13.8个月 vs 9.6个月，HR=0.74，P=0.000,4），无论PD-L1表达与否，Atezolizumab与化疗比均可获益，组织类型也并未影响Atezolizumab的疗效。基于此两项研究结果，2016年10月19日美国FDA批准Atezolizumab二线治疗晚期NSCLC。

3 PD-1/PD-L1抑制剂的不良反应及应用禁忌

素治疗的肺炎和伴有全身性免疫抑制的患者是不建议使用PD-1/PD-L1抑制剂进行治疗的。

4 PD-1/PD-L1抑制剂临床应用的一些问题

以上所有临床研究都在肿瘤细胞中进行了PD-L1的表达，并且发现PD-L1的表达情况对药物的疗效有预测作用，但是依然有很多局限和不足。①目前并无PD-L1检测的“金标准”，正在使用的试剂盒及抗体有三种（Dako 22C3, Dako 28-8, VentanaSP14），前两者的阳性定义标准是TC表面PD-L1表达＞1%，而后者是在TC和TIC两者均进行检测，两者表达均＜1%时设为阴性，其他情况均视为阳性。②一线使用Pembrolizumab的标准是PD-L1的TPS≥50%，但在二线使用PD-1/PD-L1抑制剂的标准并不统一，Pembrolizumab要求PD-L1≥1%，而Nivolumab和Atezolizumab是无需确认PD-L1是否表达。③由于肿瘤的异质性，晚期肺癌的活检标本会不会导致“假阳性”和“假阴性”的结果也需要注意，随着血液检测的技术进步，能否找到替代的血液检测指标（诸如PD-1和PD-L1基因状态、肿瘤的突变负荷等）同样重要。④免疫检查点抑制剂的一线适应症是无驱动基因突变的晚期NSCLC，在几项二线的临床研究[11,15,19]纳入了少部分合并有驱动基因突变的患者（EGFR、KRAS等），不过在亚组分析中发现合并有EGFR驱动基因突变的患者不能从PD-1/PD-L1抑制剂的治疗中获益，甚至疗效不如化疗。最后，目前一线治疗仅有Pembrolizumab被批准，但是对于铂类耐药后的二线治疗，Pembrolizumab、Nivolumab和Atezolizumab均可作为被选择的药物，如何为患者选择性价比最高的药物也需要临床医生慎重考虑。

5 总结

PD-1/PD-L1抑制剂作为一类新的治疗药物，其不良反应也不同于传统化疗药物或分子靶向药物，目前研究认为其不良反应是非特异性免疫活性所导致。免疫相关不良反应可以累及任何器官或系统，但主要受累的有皮肤、胃肠道、肝脏、肺及内分泌系统等，表现为皮疹、结肠炎、肝炎、肺炎和甲状腺功能的亢进或减退。不过这些不良反应多是1级-2级，3级以上的相关不良反应少见，多在5%以下；三种药物的不良反应发生率也基本相当，严重不良事件发生率都明显低于化疗。鉴于免疫相关的不良反应，对于合并有自身免疫性疾病（需要免疫抑制剂治疗）、有症状的间质性肺疾病、需要类固醇激

综上所述，针对PD-1/PD-L1的免疫检查点抑制剂在晚期NSCLC的治疗中显示出了令人瞩目的卓越疗效。对于无驱动基因突变的晚期NSCLC，免疫检查点抑制剂无论在一线、二线还是二线以后的治疗中均显示出了超过化疗的疗效。而且，PD-L1≥1%的患者比例在晚期NSCLC可达60%左右，超过了驱动基因突变的患者人群，意味着多数患者可以接受免疫检查点抑制剂的治疗并从中获益。目前，最重要的是找到最佳的可预测疗效的生物标记生物标记物，来指导晚期NSCLC的临床“精准”治疗。