非小细胞肺癌免疫治疗进展

1 免疫治疗的发展历史

肿瘤免疫随着科莱毒素的发现开始萌芽，之后经历了50余年肿瘤免疫治疗的实践探索，但早期临床获益有限。对免疫系统和肿瘤微环境相互作用的进一步理解使2002年Schreiber等提出免疫编辑学说［1］，认为免疫系统具有抗肿瘤和抑制肿瘤的双重作用，即免疫反应存在清除、平衡和逃逸3个阶段，逐渐发现了免疫反应过程中多种刺激性因子和抑制性因子的调控。2013年Chen等［2］进一步提出了肿瘤免疫周期的概念，即免疫反应是一个多环节、反复循环放大的过程，调控机制复杂。维持免疫细胞激活发展为抗肿瘤免疫治疗的主要策略。

2 免疫检查点

细胞毒T淋巴细胞抗原-4（cytotoxic T lympho⁃cyte-associated protein-4，CTLA-4）和程序性死亡因子-1（programmed death-1，PD-1）是目前研究最多的两个免疫检查点。初始T细胞激活后表面CTLA-4表达上调，与共刺激信号受体CD28竞争性结合抗原提呈细胞（antigen presenting cell，APC）表面的配体（B7）而抑制T细胞活化。在效应阶段，T细胞表面抗原受体（T cell receptor，TCR）结合抗原之后，PD-1是一个诱导表达的蛋白，在T细胞未被激活时候几乎没有PD-1的表达，只有在T细胞活化后才会被诱导表达，PD-1与肿瘤组织表面的程序性死亡因子配体-1（programmed death-ligand 1，PD-L1）结合抑制效应T细胞的功能［3］。免疫检查点在正常机体中对防止T细胞过度活化、维持免疫耐受起着重要作用。但肿瘤细胞过表达免疫检查点分子配体实现免疫逃逸，因此免疫检查点抑制剂通过“解锁”T细胞功能，维持免疫激活，增强T细胞抗肿瘤效应。

2.1 免疫检查点抑制剂单药治疗

单药CTLA-4抑制剂在晚期肺癌治疗数据有限。基于数个经典Ⅲ期临床试验包括Checkmate-017/057、Keynote-010、Poplar、OAK［4-8］，美国食品药品管理局（FDA）已批准nivolumab、pembrolizumab以及atezolizumab单药应用于晚期非小细胞肺癌肺癌（non-small cell lung cancer，NSCLC）治疗中的二线适应证。Keynote-024进一步扩大pembrolizumab进入晚期NSCLC一线治疗，适用于肿瘤组织PD-L1高表达（≥50%）人群，2017年美国临床肿瘤学会（ASCO）上公布Keynote-024队列中pembrolizumab一线治疗后进展人群较一线化疗组进展后交叉至免疫治疗组人群的无进展生存期（progression-free survival，PFS）明显改善（18.3个月vs.8.4个月），且总生存期（over⁃all survival，OS）持续获益随访19个月期间未达到pembrolizumab的中位总生存期（median overall surviv⁃al，mOS），进一步支持了早线免疫治疗的优越性。

2.2 免疫检查点抑制剂联合化疗

2.2.1 CTLA-4 Ipilimumab是抗CTLA-4全人源化单克隆抗体 一项Ⅱ期临床试验［9］显示ipilimumab序贯特素紫杉醇+卡铂可提高晚期NSCLC免疫相关无进展生存时间（immune-related progression free surviv⁃al，ir-PFS），且亚组分析显示鳞癌获益更大，有待其Ⅲ期临床试验（NCT01285609）的数据进一步证实。

2.2.2 PD-1/PD-L1 Ⅰ期多中心临床试验（Check⁃mate-012）［10］评估了 nivolumab 联合含铂双药化疗方案的有效性和安全性。56例晚期NSCLC接受niv⁃olumab联合不同化疗方案（基于组织学类型），不同队列客观缓解率（objective response rate，ORR）33%～50%，并且ORR与PD-L1表达状态无关，1年OS 59%～87%，nivolumab 5 mg/Kg+特素紫杉醇/卡铂组2年OS达62%。45%患者发生3～4级不良反应。但该研究样本量小，大样本研究以及对不同PD-L1表达水平进行亚组分析的临床试验有待进行。Keynote-021［11］为评估pembrolizumab联合含铂双药化疗的Ⅰ/Ⅱ期临床试验，该研究分为多组队列，其中G队列证实了pembrolizumab联合卡铂/培美曲塞在非鳞癌NSCLC一线治疗中的有效性，且安全谱可管理，2017年ASCO公布其2年ORR达56.7%。由此，其随机、双盲Ⅲ期临床试验评估含铂双药化疗对比化疗联合pembrolizumab一线治疗非鳞癌NSCLC的临床试验正在进行（Keynote-189/407）。此外，atezolizum⁃ab联合含铂双药化疗一线治疗晚期NSCLC的数个Ⅲ期临床试验也在进行（IMpower-130/131/132/150）。上述初步研究数据提示免疫治疗联合化疗可能提高治疗反应率，并且PD-L1低表达或表达阴性的人群同样可获益。但化疗联合免疫治疗未来仍面临许多亟待解决的问题，如最优治疗方案及剂量的探索、不良反应监控等，有待今后解决。

2.3 双免疫检查点抑制剂联合治疗

CTLA-4和PD-1/PD-L1作用机制的不同，双免疫检查点联合治疗预计有协同增强抗肿瘤的作用，是临床研究的热点。Checkmate-012Ⅰ期临床试验［12］最终数据显示77例晚期NSCLC患者接受niv⁃olumab 3 mg/Kg q2w联合ipilimumab 1 mg/Kg q12w（n=38）或 q6w（n=39）一线治疗，两组ORR分别为47%（95%CI：31～64）vs.38%（95%CI：23～55），3～4级不良反应发生率分别为37%、33%，其中PD-L1≥1%患者ORR达57%。该研究首次证实了双免疫检查点抑制剂联合治疗的有效性，且不良反应谱可耐受，现已进入Ⅲ期临床试验（Checkmate-227）。另有Ⅰb期临床试验［13］证实durvalumab（PD-L1抑制剂）20 mg/kg联合tremelimumab（CTLA-4抑制剂）1 mg/kg q4w治疗晚期NSCLC有效性最高，且不良反应发生率低，并且PD-L1表达阴性的患者同样获益，现Ⅲ期临床试验也在进行中（ARCTIC、MYSTIC、NEPTUNE），将进一步探索不同治疗方案的安全性。

2.4 免疫检查点抑制剂联合靶向治疗

2.4.1 联合抗血管生成靶向药物 血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）与其受体（vascular endothelial growth factor receptor，VEGFR）结合后促进血管生成，为肿瘤细胞供氧，并促进免疫抑制环境形成［14］。抗血管生成靶向药物可抑制肿瘤组织生长，但不能消除肿瘤细胞，因此其单药不能发挥持久的抗瘤活性。研究发现VEGF/VEGFR通路与免疫系统存在相互促进的作用［14-15］，为两者的联合治疗提供了理论基础。下面所列的临床数据来自早期临床试验，2016年ASCO公布首个抗血管靶向药ramu⁃cirumab联合pembrolizumab治疗包括NSCLC在内的多种实体瘤的Ⅰ期数据，NSCLC队列显示3例患者安全性可管理，进一步扩大至Ⅰb期；Checkmate-012一组nivolumab单药或联合贝伐珠单抗用于肺癌维持治疗的初期数据显示两组ORR、PFS相当，预计2017年12月公布最终数据，进一步评估联合治疗的安全性及有效性。

2.4.2 联合表皮生长因子受体抑制剂（epidermal growth factor receptor-tyrosine kinase inhibitor，EGFRTKI） 靶向治疗可迅速减低瘤负荷，释放大量肿瘤抗原，通过多种直接或间接作用调节免疫反应［16］，临床前期证据显示EGFR信号通路激活可能促进肿瘤细胞PD-L1表达［17］，理论上靶向治疗联合免疫治疗有助于增强抗瘤活性。2016年欧洲肺癌大会上公布了durvalumab（PD-L1抑制剂）联合吉非替尼或osimertinib两项早期临床试验的数据。durvalumab联合吉非替尼治疗NSCLC的Ⅰ期扩展研究数据显示durvalumab 10 mg/kg q2w联合吉非替尼250 mg qd治疗组ORR为77.8%（至少随访3个月），且耐受性良好，支持继续评估该方案的疗效［18］。另一项研究［19］TATTON评估osimertinib联合durvalumab治疗EGFR突变的晚期NSCLC的安全性和有效性，因联合治疗导致肺间质病变发生率增高（38%）终止。目前在研的临床试验包括NCT02364609、NCT02630186等。但EGFR-TKI对免疫系统的作用并非一成不变，据报道短期和长期EGFR-TKI的暴露可能导致肿瘤细胞对免疫治疗反应不同［20］，因此，EGFR-TKI序贯或联合免疫治疗，以及最优剂量、治疗频率等问题仍需不断探索。

3 其他免疫检查点

除CTLA-4、PD-1之外，淋巴细胞活化基因-3（lymphocyte activation gene-3，LAG-3）、T细胞免疫球蛋白黏蛋白-3（T cell immunoglobulin and mucin-domaincontaining molecule-3，Tim-3）、TIGIT（T cell Ig and ITIM domain）等新兴免疫检查点分子的研究也在进行。LAG-3在活化的T细胞、调节性T细胞（regulatory T cell，Treg）及自然杀伤细胞表面表达上调，抑制效应T细胞、促进调节性T细胞功能发挥免疫抑制作用，但关于LAG-3如何实现对不同T细胞亚群功能的调控机制尚未完全明确。Tim-3广泛表达于Th1细胞、细胞毒性淋巴细胞及固有淋巴细胞表面，Tim-3与其配体结合后减弱T细胞功能，研究表明肿瘤微环境中的淋巴细胞表面Tim-3、PD-1均表达上调，联合阻断上述抑制性分子可能进一步增强T细胞抗瘤活性［21-22］。TIGIT和PD-1在CD8+T细胞表面均表达增多，联合阻断这两种分子可增加肿瘤浸润淋巴细胞（tumor infiltrating lymphocytes，TILs）及抗原特异性CD8+T细胞的功能，导致肿瘤组织体积显著减小［23］。基于上述基础研究的发展，多个PD-1抑制剂联合抗Tim-3或LAG-3单克隆抗体治疗实体瘤的早期临床试验正在招募患者入组（NCT01968109、NCT 02460224等）。

4 免疫耐药机制

就肿瘤细胞自身因素来说，突变负荷过低、抗原提呈作用缺失、促瘤信号通路激活或PD-L1等抑制性信号表达等均可导致免疫治疗不敏感或耐药。丝裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）通路激活可导致VEGF、IL-8产生增多，抑制T细胞归巢及其功能［24］。PTEN基因（gene of phos⁃phate and tension homology deleted on chromosome ten，PTEN）缺失可激活磷脂酰肌醇3激酶（phosphati⁃dylinositol 3 kinase，PI-3K）通路，该通路激活后导致包括30%黑色素瘤在内的多种肿瘤对检查点抑制剂耐药［25］。干扰素-γ（interferon-γ，IFN-γ）对肿瘤具有促进和抑制的双重作用。肿瘤特异性T细胞产生IFN-γ可诱导MHC表达增强、促进抗原提呈、招募其他免疫细胞并可直接发挥抗肿瘤作用，但同时IFN-γ可导致肿瘤通过免疫编辑过表达PD-L1实现免疫逃逸。对CTLA-4免疫检查点抑制剂不敏感的黑色素瘤患者进行基因测序发现这类人群具有丰富的JAK2（janus kinase 2，JAK2）、IRF1（interferon regulatory fac⁃tor 1，IRF1）、干扰素-γ受体1/2（interferon-gama re⁃ceptor1/2，IFNGR1/2）等基因突变，这些基因突变均可导致IFN-γ信号通路无应答［26］；而IFN-γ信号通路基因缺失突变可导致PD-L1表达下调以及抗原提呈作用减弱［27］，导致这类人群对抗PD-L1免疫治疗不敏感。

肿瘤微环境中的Treg细胞、骨髓源性抑制细胞（myeloid-derived suppressor cells，MDSCs）、M2 巨噬细胞以及其他抑制性因子也可导致免疫治疗耐药。Treg细胞可分泌抑制性细胞因子包括IL-10、IL-35、TGF-β等。动物实验证实清除肿瘤微环境中的Treg细胞可增强抗肿瘤免疫［28］。肿瘤相关的巨噬细胞（tumor associated macrophages，TAMs）有M1、M2两种表型，分别发挥抗肿瘤和促肿瘤活性。肺癌动物实验显示TAMs数量减少可导致肿瘤体积缩小［29］。

除此之外，肿瘤微环境中还存在其他免疫检查点分子，研究表明PD-L1单抗治疗后复发的小鼠肺癌组织TIM-3表达上调［30］，提示其他抑制性因子的激活可能是PD-L1免疫检查点抑制剂耐药的机制之一。

综上所述，肿瘤免疫治疗是目前有前景的研究领域，近些年，检查点抑制剂为代表的肺癌免疫治疗成效显著。免疫治疗联合化疗、靶向治疗可能进一步提高免疫疗效，但肿瘤的高度异质性和免疫反应动力学改变增加了个体化治疗的难度。如何明确分子标记物及筛选最佳获益人群，明确免疫治疗的最佳时机和策略，疗效评估及监测以及克服免疫治疗耐药等诸多问题尚需进一步探索。

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