特殊人群免疫检查点抑制剂疗效不佳的常见原因

朱悦，孙耕耘

最新统计数据表明，2017年肺癌在美国［1］和欧洲［2］的估计死亡人数分别超过155 000人和183 000人，肺癌将成为肿瘤相关的首要病因。肿瘤的免疫疗法已有200多年历史，利用免疫系统消除肿瘤具有巨大的潜力。近几年，针对免疫检查点的单抗治疗在肿瘤治疗中取得了突破性进展。免疫检查点抑制剂（ICB）在多种类型肿瘤中具有显著的抗肿瘤活性，尤其是在黑色素瘤、肺癌、肾癌及膀胱癌等［3］。免疫疗法相较于其他治疗一个重要的优势就是抗肿瘤反应的持久性，有不少患者多年来实现了肿瘤的长期缓解［4］。根据CA209-003试验报道，接受Opdivo治疗的晚期非小细胞肺癌（NSCLC）患者5年生存率达16%［5］。使用免疫疗法存在多种潜在的组合形式，包括与现有治疗，例如放疗［6］、化疗［7］、分子靶向药物［8］以及其他免疫疗法的联合。各种联合抗肿瘤治疗策略的目的是通过增加长期存活者的数量来提高生存曲线的尾部。然而，临床上并非所有患者均能获益，目前总体反应率仍低于20%［9］，本研究就特殊人群ICB疗效不佳的常见原因展开讨论，现将这方面研究情况综述如下。

1 ICB疗效与基线类固醇激素的使用

近期发表在JCO上的一项研究，ARBOUR等［10］提出：在开始使用 ICB（pembrolizumab、nivolumab、atezolizumab）治疗肺癌时若同时使用糖皮质激素，可能会极大降低ICB对肺癌的疗效。该结果来自一项针对纽约和巴黎两家大型癌症中心临床患者数据的回顾性分析。

在临床实际中，部分晚期肺癌患者因食欲不振、恶心、乏力、症状性脑转移、呼吸困难等症状而使用激素作为对症治疗［11-15］。考虑到皮质类固醇的免疫抑制特性及其对T淋巴细胞功能的潜在影响［16］，理论上使用这些药物会降低ICB的疗效。但是在免疫疗法已逐渐成为标准疗法的时代，目前仍然不明确这两者之间的交互作用到底如何。ARBOUR等［10］研究选取了Sloan-Kattering癌症中心（MSKCC）的455例和古斯塔夫鲁西癌症中心（GRCC）的185例肺癌患者的资料，其中14%的患者在开始免疫疗法的同时接受10 mg以上泼尼松或等效的激素治疗。这些患者接受激素治疗的原因包括呼吸困难（33%）、疲乏（21%）和脑转移（19%）。激素治疗组的客观缓解率（ORR）（9%与19%，P=0.02）、无进展生存期（PFS）（1.9与2.6个月，P=0.001）和总生存期（OS）（5.4与12.1个月，P=0.001）均低于非激素治疗组。

皮质类固醇是癌症患者（尤其是NSCLC）中各种症状的重要且常见的治疗方法。全身性肾上腺糖皮质激素，在反馈抑制炎性反应和免疫系统稳态中起着关键的生理作用，这些效应可以在治疗自身免疫性疾病方面提供显著益处，但可能对使用ICB的肿瘤患者产生意想不到的后果。外源性地塞米松已被证明可抑制白介素2（IL-2）介导的效应T淋巴细胞活化［17］，并增加免疫抑制性调节性T淋巴细胞［18-19］。在程序性死亡分子1配体（PD-L1）抑制剂使用之前应用皮质类固醇治疗可能会明显影响疗效，鉴于激素治疗可能削弱ICB诱发CD8+T淋巴细胞“增殖性爆发”的治疗作用［20］。因此急需更高级别的医学证据来支持二者无法避免同时使用时的更优化的治疗策略。然而，应强调的是，不应该避免医学上必需的皮质类固醇的使用（例如，脑转移的管理）。

2 ICB疗效与抗生素的累积使用

最近，免疫检查点程序性死亡分子1（PD-1）/PD-L1、细胞毒性T淋巴细胞相关抗原4（CTLA-4）抑制剂证实对多种恶性肿瘤的疗效显著，单用或联用此类药物治疗各种肿瘤的临床试验层出不穷。已有不少证据提示微生物菌群通过改善树突细胞功能和T淋巴细胞活化提高ICB的疗效［21-22］。由于恶性肿瘤本身潜在的免疫抑制状态和化疗引起的短暂性白细胞计数减少症，肿瘤患者易发生细菌感染并且需要抗生素治疗［23］。而广谱抗生素（ATB）的使用会改变肠道微生物群的多样性和菌群丰度组成，导致生态失调［24］，并可能影响肿瘤炎症和微环境。对患者粪便的基因扩增进行16S核糖体RNA测序显示，微生物群在ATB中断后1～3个月内才恢复至基线水平。然而，一些细菌可能需要数年才能完全恢复正常［25-26］。新兴的临床前和早期临床证据表明，ICB的治疗效果可能受ATB的不利影响［27］。

PAVLAKIS［28］进行了一项回顾性分析，在入组的80例转移性肾细胞癌（mRCC）患者中，ATB组的PFS为2.3个月与对照组的8.1个月相比明显减少。这是研究ATB对ICB治疗mRCC影响的第一项研究。结果表明，在应用ICB之前近期使用ATB有可能对ICB的效果产生负面影响。法国学者DEROSA等［29］发现在治疗肾细胞癌（RCC）和NSCLC时，联合使用抗生素可降低ICB的临床获益。该研究共纳入接受PD-1/PD-L1抑制剂单药或联合治疗的121例RCC患者和239例NSCLC患者，分别有16例和48例患者在开始ICB治疗30 d内使用过抗生素。其中最常见的抗生素为治疗肺炎或尿路感染的β-内酰胺或喹诺酮类。在NCSLC患者中，ATB组中位PFS〔1.9个月与3.8个月，HR=1.5，95%CI（1.0，2.2），P=0.03〕及中位OS〔7.9个月与24.6个月，HR=4.4，95%CI（2.6，7.7），P＜0.01〕更短。该研究发现，RCC患者中抗生素的使用与PFS缩短和原发疾病进展风险增加有关。在NSCLC患者中，抗生素使用与OS缩短相关。调整抗生素相关的菌群失调和肠道微生物群环境或许是改善ICB临床结局的有效策略。

ATB似乎是ICB背景下不良预后的决定因素，累积使用抗生素和PD-L1抑制剂疗效不佳有很强的相关性［28］，抗生素可能改变肠道菌群多样性和组成，导致菌群失调，从而影响ICB治疗效果。例如与在无特定病原微生物干预条件下饲养的小鼠相比，已经发现在用消除肠道微生物群的ATB条件下的小鼠中用ICB治疗肉瘤的效果较差，有趣的是，当用无菌小鼠和抗生素处理的小鼠补充拟杆菌时，通过刺激Th1可恢复对ICB的反应［7］。ATB不但能消耗参与刺激性免疫反应的微生物，而且进一步诱导了抑制性免疫反应的微生物的生长，使ICB效果降低［30］。上述不同的研究得出了一致的结论：ICB治疗期间使用ATB与较差的反应率和较短的PFS相关。在ICB治疗30 d内是否使用过抗生素可作为判断治疗效果的预测因子，当然这也需要今后更多的临床随机对照试验根据抗生素使用状态进行分层验证［31］。

3 ICB与脑转移瘤

脑转移瘤是成年人中最常见的中枢神经系统（CNS）恶性肿瘤，其数量超过原发性CNS肿瘤的10倍［32］。最常见的脑转移瘤来源是NSCLC，约占所有病例的一半，其次是乳腺癌、黑色素瘤、肾癌和结直肠癌［33］。尸检和临床研究估计所有肿瘤中脑转移瘤占8.5%～15.0%［34］。脑转移瘤的主要途径包括血行转移、邻近部位直接浸润和蛛网膜下腔或淋巴结转移。脑转移瘤主要分布于大脑中动脉供血区或颅底［35］。随着患者检查频率的增加以及更先进、更常规的脑部成像技术和更有效的治疗方式选择控制颅外全身疾病，脑转移瘤的发病率及检出率明显提高，允许了疾病的后期表现发生。然而化疗在降低CNS肿瘤负荷方面成效非常有限［36］。驱动基因阳性的患者出现CNS转移，基于现有的AURA3［37］以及FLAURA［38］研究证据，有更多的治疗决策，而本研究暂不展开具体叙述。最早发现免疫疗法针对驱动基因阴性的脑转移瘤患者有效的研究是在2011年，一项Ⅱ期CheckMate CA189007试验的回顾性分析显示，CTLA-4抑制剂在治疗无症状黑色素瘤脑转移瘤患者中有良好的作用［39］。前不久发表在《柳叶刀-肿瘤学》杂志上的在澳大利亚开展的一项多中心Ⅱ期临床研究表明，针对活动性黑色素瘤脑转移瘤患者，使用双免疫联合疗法（PD-1抑制剂联合CTLA-4抑制剂）治疗，颅内有效率高达46%，包括17%的患者颅内肿瘤完全消失［40］。从 既 往 OAK［41］、CheckMate 017、057［42］、063［43］等 多 中心Ⅲ期随机对照研究中，通过事后回顾性分析发现，ICB具有持久的临床活性，包括在改善患者ORR、PFS以及OS。人们不禁想问，对于大分子的ICB，PD-L1抑制剂分子量很大（＞140 000 Da），理论上不容易透过血-脑脊液屏障［44］。

血-脑脊液屏障是由一层连续的毛细血管内皮细胞及其之间的紧密连接、基板、周细胞及星形胶质板构成。药物能否进出脑脊液由内流及外排机制间的平衡来决定［45］。因此由于大脑中血-脑脊液屏障的存在以及丰富的ATP结合盒输出泵的继发性作用，很多大分子药物因无法通过血-脑脊液屏障而最终使得颅内肿瘤“免疫豁免”。事实上PD-L1抑制剂不直接作用于肿瘤，而是通过活化T淋巴细胞发挥作用［46］，因此，即使血-脑脊液屏障是完整的，T淋巴细胞仍然可以通过其到达肿瘤［47］。脉络丛和脑脊液可作为脑脊液室（CSF）和脑组织提供外周免疫细胞和大分子的通路。另外肿瘤还会破坏血-脑脊液屏障的完整性［48］，使免疫细胞和大分子更容易通过。那么CNS转移对于晚期NSCLC患者使用ICB治疗的疗效有无影响呢？有学者通过收集了2012年11月—2018年1月在法国两家中心接受ICB治疗的晚期NSCLC患者数据发现，CNS转移患者对比无CNS转移患者接受ICB治疗OS无明显差异，尽管与无CNS转移的患者相比，CNS转移患者治疗失败更常见，但活动性CNS转移对晚期NSCLC患者ICB治疗疗效并无明显负面影响［49］。

脑转移瘤患者局部放疗与免疫疗法的整合是一种概念上有前途的策略，因为放疗具有有效的免疫调节作用，并且不仅可以有助于局部控制，还可以增强全身性抗肿瘤免疫应答——“远隔效应”［50-51］。临床前数据表明PD-1/PD-L1抑制剂可能与放疗有协同增敏效应［52-53］。2018年在欧洲肿瘤内科学会年会（ESMO）上汇报的Pacific试验中，放化疗后序贯免疫巩固治疗，PFS、OS较单纯放化疗组明显提高［54］。并且免疫疗法联合放疗并没有增加肺炎的毒副作用［55］。事实上立体定向放射治疗（SBRT）在控制局部脑转移瘤患者中同样有良好的表现，SBRT可以刺激先天性和适应性免疫应答，以增强免疫疗法治疗反应［56-57］。通过放疗促进颅内免疫疗法增强的机制包括使肿瘤脉管系统正常化，增加局部肿瘤细胞坏死裂解，释放更多新抗原，增强抗原呈递，由免疫豁免型表型向免疫炎症型表型转化［58］，增加T淋巴细胞的招募、浸润［59］，改善的T淋巴细胞外渗和归巢到肿瘤组织［60］，激活先天性免疫途径，上调PD-L1受体在肿瘤细胞上的表达，破坏血-脑脊液屏障的完整性，并且调节肿瘤微环境中的免疫抑制细胞［61］。总体而言，评估局部脑照射联合免疫疗法组合的未来临床试验应进一步阐明与免疫抑制剂的最佳联合方式、先后顺序、放疗目标人群、靶器官的选择和辐射剂量模式的调整，并更积极地探索如何根除颅内寡转移灶，尽可能地延长患者生存期甚至达到终生治愈的可能。

4 ICB疗效与烟草暴露状态

虽然吸烟会增加多种类型肿瘤发生的风险，但也许没有任何一种恶性肿瘤与吸烟的关系比肺癌更加紧密［62］。在CheckMate 057试验中，BRAHMER等［63］通过亚组分析发现，低烟草暴露与PD-L1抑制剂治疗NSCLC的应答减弱有关。其认为对于从不吸烟的患者相对较差的结局可能与低水平的突变异质性有关，低水平突变负荷使得这些患者可能产生较少的新抗原，导致较少炎性肿瘤微环境的发生。GAINOR［64］在2018年美国临床肿瘤学会年会（ASCO）上报道，在PD-L1高表达的NSCLC患者中，不同吸烟状态亚组的ORR无差异，但重度吸烟患者缓解持续时间（DOR）延长。有初步数据表明，对具有高水平体细胞突变的肿瘤的ICB的敏感性可能较高，且能获得持久的临床获益［65-66］。

烟草暴露和肿瘤突变负荷（TMB）已成为对这些药物反应潜在的决定因素［67］。事实上烟草暴露对肺癌的基因组突变造成沉重的负担［68］，有数据表明从不吸烟的NSCLC〔临床特征常会为表皮生长因子受体（EGFR）突变和ALK重排的患者增加〕的平均突变频率比吸烟者约低10倍［69］。在吸烟人群中的肺癌患者具有高度的特异性（腺癌中46%和鳞癌中81%），较高频率的体细胞突变［70］，包括DNA修复基因的突变，免疫原性的增加，并显示高百分比的TMB［71-74］，其中肿瘤抑制因子Tp53的突变、WTp53功能和突变型p53功能的突变等对肿瘤发生起重要作用［75］。而高TMB是ICB治疗应答的独立预测性生物标志物［76-77］。综合上述，不/少吸烟人群TMB低于重度吸烟人群，PD-L1高表达人群中不/少吸烟人群与重度吸烟人群疗效存在差异，提示这部分人群可能需要其他标志物指导临床，比如TMB去预测治疗效果。

5 小结

PD-1/PD-L1抑制剂在晚期NSCLC患者治疗中取得了突破性进展，已成为西方人群NSCLC二线治疗的首选。首个以中国人群为主的Ⅲ期随机对照研究CheckMate 078证实了，在东方人群中nivolumab二线治疗NSCLC疗效及安全性与西方人群高度一致［78］。在特殊人群中使用PD-L1抑制剂疗效提示：基线使用类固醇激素患者接受PD-L1抑制剂治疗效果更差，因此计划接受PD-L1抑制剂治疗的患者应该谨慎使用类固醇激素。抗生素使用与PD-L1抑制剂治疗效果更差相关。PD-L1高表达患者，不/少吸烟者相比重度吸烟者DOR缩短，重度吸烟者TMB更高，可能还需PD-L1表达水平以外的标志物预测疗效。晚期NSCLC患者中CNS转移者接受ICB治疗OS与无CNS转移者无明显差异。另外临床上应该通过可能生物标志物，如PD-L1和TMB的分子检测来选择优势人群，提高免疫疗法的疗效，并且使用联合治疗模式积极克服免疫疗法过程中出现的原发性、继发性耐药的发生，同时管理免疫联合疗法可能产生的协同毒性，使患者得到最大的生存获益。

本文文献检索策略：

检 索 PubMed、Web of Science、Cochrane Library、EMBase、中国知网（CNKI）、万方数据知识服务平台等数据库，收集2000年1月—2018年10月国内外发表的相关文献。英文检索词包括carcinoma、non-small-cell lung、immune checkpoint inhibitors、programmed cell death 1 receptor、glucocorticoid、antibiotics、brain metastases、Smoking；中文检索词包括非小细胞肺癌、免疫检查点抑制剂、程序性细胞死亡受体1、糖皮质激素、抗生素、脑转移、烟草暴露等。

作者贡献：朱悦进行文章的构思与设计，研究的实施与可行性分析，文献收集、整理，撰写论文，论文的修订；孙耕耘负责文章的质量控制及审校，对文章整体负责，监督管理。

本文无利益冲突。