免疫检查点抑制剂在晚期肝细胞肝癌治疗中的研究及应用

王 晶， 李桂香， 吴文娟

兰州大学第二医院肿瘤中心伽马刀治疗科，甘肃 兰州 730030

肝细胞肝癌(hepatocellular carcinoma, HCC)是全球第五大最常见的癌症，死亡率居全球第二[1]。HCC的发生与慢性肝病(包括肝炎病毒感染、酒精相关肝炎、非酒精性脂肪肝)、致癌物暴露(如黄曲霉素等)和遗传等因素有关。慢性肝损伤导致肝细胞死亡、氧化应激、炎性反应、再生和纤维化等，在此不良环境中，引起DNA损伤，驱动基因发生突变，环境抵抗的优势细胞克隆亚型存活并扩增，从而导致HCC发生[2]。虽然HCC手术治疗可取得最佳疗效，但由于大部分患者就诊时已处于中晚期，所以手术治疗受到了限制。局部消融治疗、肝动脉化疗栓塞、放化疗、中医药及索拉非尼靶向治疗是中晚期HCC主要治疗方法[3-4]。目前索拉非尼、瑞戈非尼是仅有的针对晚期HCC有效的分子靶向药物，然而其中位生存时间提高不足3个月[5]。且由于HCC的高度异质性[6]，目前治疗疗效欠佳，目前HCC的5年总生存期为3%～5%[7]。因此，为晚期肝癌患者开发新的治疗方法具有重要意义。有研究[8]显示，HCC是一种典型的炎症相关性肿瘤，具有免疫原性，依靠复杂的免疫抑制网络来修改宿主免疫系统，避免杀伤[9]，因此利用免疫系统治疗HCC是目前研究的热点，其中干扰免疫检查抑制点分子是最重要的一部分[10]，已经证明可有效恢复T细胞消灭癌细胞的能力，从而给患者带来显著和持续的临床疗效[11-13]。相关研究已在不同类型肿瘤中广泛开展，且在恶性黑色素瘤、非小细胞肺癌的临床治疗中已获得FDA批准[14-16]，这极大鼓励了HCC免疫治疗的研究,并已在Ⅰ、Ⅱ期临床研究中观察到疗效[17-18]。本文将概述免疫反应与HCC发生、发展的关系、免疫检查点抑制性分子的生物学特性及相关临床试验研究结果，探讨免疫检查点抑制剂的研究及应用。

1 肝脏免疫调控特点及与HCC发生、发展的关系

在肿瘤微环境中，免疫系统识别肿瘤细胞且激活免疫反应达到清除肿瘤细胞的目的[19]。免疫反应关于T细胞介导的过程中抗原呈递是一个高度复杂的过程，需要多个信号才能产生有效、适当的免疫反应。为消除病原体，外来抗原在主要组织相容性复合体(MHC)的作用下提呈至同源T细胞受体[20]。虽然此主要信号是T细胞启动的必要步骤，但对于T细胞激活、克隆扩增和存活，附加信号是不可缺少的。抗原提呈细胞(antigen-presenting cells，APCs)上的CD80/86产生的次级信号由T细胞上的CD28接收，是产生免疫反应至关重要的一步，且目前研究显示，除了经典的CD28-CD80/86轴外，T细胞上存在许多相应APCs激活配体的共刺激受体[21]。此外，在正常的生理过程中，许多免疫检查点分子可以在不同的时间和环境中抑制T淋巴细胞的激活，这些在T细胞上表达的免疫检查点分子，包括CTLA-4-CD80/86、PD-1/PD-L1、KIR-MHC Ⅰ/Ⅱ、LAG3-MHC Ⅰ/Ⅱ和TIM-3-GAL9等，与相应在APCs和其他免疫效应器上的配体相互作用[22-23]，通过免疫检查点分子的这些抑制信号有助于保持耐受性，防止有害或不受控制的免疫反应，而肿瘤微环境中免疫检查点抑制信号表达上调[24]，阻止T细胞的攻击，导致在HCC中出现少量的和已经被破坏的T细胞，进一步导致肿瘤的进展[25]。HCC除了通过上述方法进行免疫逃逸，还有以下几种机制来逃避免疫反应：(1)HCC中出现MCH Ⅰ/Ⅱ功能性衰竭[26]；(2)效应T细胞的活动被调节性T细胞(regulatory T cell，Treg)、骨髓来源的抑制性细胞(myeloid-derived suppressor cells，MDSCs)、肿瘤相关巨噬细胞(tumor associated macrophages，TAMs)抑制[19]；(3)在HCC微环境中，细胞因子谱也减弱了有效对抗恶性肿瘤所需的保护性适应性免疫反应[27]。

2 HCC免疫检查抑制点及其临床研究

2.1 CTLA-4CTLA-4主要表达于激活的T细胞和NK细胞中[28-29]，CTLA-4直接向T细胞传递抑制信号，它结合配体CD80/86的亲和力远高于CD28[30]，从而干扰CD80/86和CD28之间的结合，抑制T细胞反应[31]，另外有研究[32]显示，CTLA-4对Treg的功能有重要的作用，Treg有控制效应T细胞的功能，因此，是维持周边环境耐受性的重要因素。首次单药研究CTLA-4抑制剂Tremelimumab具有抗肿瘤及抗病毒双重作用，在感染丙型肝炎病毒的HCC部分反应发病率(17.6%)，疾病控制率(76.4%)，进展时间(6.48个月)。此外，HCC病毒载量显著降低，无患者发生免疫相关不良事件或明显的肝毒性，因此，Tremelimumab治疗丙型肝炎HCC是一种安全的抗肿瘤和抗病毒方法[33]。在一项涉及晚期患者的非对照临床试验中，使用Tremelimumab和RFA的联合治疗在治疗6周后发现肿瘤内CD8+T细胞的数量增加，HCV病毒载量减少[34]。在15例HCC患者中加入抗CTLA-4抗体，60%的HCC患者中凋亡坏死的肿瘤组织释放的相关抗原(tumor associated antigen，TAA)增加，特异性细胞毒性T细胞，并伴有肿瘤特异性T细胞的晚期抗肿瘤作用[35]。这些研究表明，CTLA-4抑制剂是患者可耐受的，并且有一定比例的患者可以获得持久的疾病控制。

2.2 PD-1/PD-L1PD-1在T细胞上表达，其配体PD-L1在肿瘤细胞、抗原提呈细胞和基质细胞上表达。PD-L1是PD-1的主要配体，对肿瘤免疫至关重要。此外，PD-L1还与B7-1相互作用，抑制T细胞免疫，这种相互作用在癌症免疫中的作用尚不清楚[36]。PD-L1与受体结合可以抑制T细胞的迁移、增殖和细胞毒性介质的分泌，从而阻断肿瘤免疫循环[37]。在HCC微环境中，PD-1和PD-L1在人HCC肿瘤组织中的CD8+T细胞和Kupffer细胞分别高表达。PD-L1+Kupffer细胞与PD-1+CD8+T细胞相互作用，造成HCC效应T细胞功能障碍[38]。PD-L1高表达于浸润性淋巴细胞显著增加的HCC中(ρ=0.533，P<0.001)，且PD-L1的高表达与总体生存率降低有关[39]。在217例HCC患者中发现，表达PD-L1的肿瘤，无论是肿瘤细胞还是炎性细胞检测出PD-L1高表达，肿瘤更具有侵袭性(如血清AFP水平高、分化差、血管浸润)，支持PD-L1是具有侵袭性的标志物，另一方面表明PD-L1/PD-1免疫检查点可以用于治疗特殊的变异体HCC[40]。也有研究[41]显示，肝癌患者的癌旁细胞高表达PD-L1被证实具有明显的癌症复发、转移和癌症相关死亡风险。这些研究进一步支持PD-L1是HCC进展的重要中介，是HCC抗肿瘤治疗的重要靶点。

最近，针对PD-1免疫检查点的单克隆抗体在晚期HCC患者中显示了持久的抗肿瘤反应[42]。Nivolumab是针对PD-1的人源IgG4型抗体，它已在2017年获得FDA的快速批准用于对先前接受索拉非尼的晚期HCC。在一项Ⅰ/Ⅱ期研究中，262例晚期HCC患者和肝功能正常患者每2周接受1次Nivolumab治疗在剂量递增队列(n=48)和剂量扩大队列(n=214)中，15%的患者出现持久的疗效，并发现该药耐受性良好，只有25%的患者出现3/4级毒性反应，其中最常见的不良反应包括：转氨酶、淀粉酶、脂肪酶增加和瘙痒的出现，观察到与免疫相关的不良事件，如肝炎、肾上腺功能不全和腹泻，HBV或HCV患者未发生病毒再激活或病毒血症恶化。在所有的HCC病因亚型(HBV、HCV和非病毒)和非病毒相关的HCC患者或在前期服用索拉非尼后进展的患者中均显示出疗效[42]。Pembrolizumab也是针对PD-1的人源IgG4型抗体，对索拉非尼耐药的晚期肝癌患者进行Ⅱ期临床研究，104例患者的ORR为16.3%，且安全性高，可在不同病因的亚组间产生相似的应答率，且不会在病毒介导的亚型中导致病毒再激活或发生恶化，目前随机Ⅲ期临床研究针对在二线治疗中Pembrolizumab治疗与最佳支持性治疗疗效对比正在进行中[43]，此外，与其他免疫检查点抑制剂、TKIs、疫苗和溶瘤病毒的联合策略目前正处于临床研究中，目的是提高抗PD-1治疗在晚期HCC中已经观察到的抗肿瘤疗效。

2.3 其他免疫检查抑制点Tim-3特异表达于分化的Th1细胞，参与Th1负调控和免疫耐受形成，且仅在Th1和CD8+T细胞中上调，参与协同抑制作用[21]。Tim-3在TAM上表达，这有助于HCC的生长[44]。有研究[45]显示，在HCC病变中Tim-3肿瘤浸润细胞和表达Tim-3的TAM的数量增多与预后差有关。Tim-3在用抗PD-1治疗产生耐药性的动物T细胞中高表达，在独立实验中发现当抗Tim-3抗体与抗PD-1抗体联合使用可抑制抗PD-1抗体耐药性的产生[21]。且PD-1和Tim-3的上调与肿瘤级别呈正相关[45]。LAG-3是另一个重要的抑制性免疫检查点，和CD4是同源蛋白，但以更高的亲和力与MCHⅡ结合，主要表达于活化的T细胞、B细胞、NK细胞和浆细胞样树突状细胞，并负调控T细胞的功能，与PD-1/PD-L1在肿瘤微环境中对T细胞活化具有协同作用。协调抑制LAG-3及PD-1能够增强免疫应答能力，目前相关临床试验都是单独或与PD-1联用来观察效果。TIGIT是含有Ig及ITIM结构域的T细胞和NK细胞共有的抑制性受体，与CD226竞争结合配体CD155和CD113，体外阻断后可增强T细胞的活化及脱颗粒水平，并能增加细胞因子如IFN-γ的分泌。对经过肝癌疫苗免疫的小鼠，下调PD-1、TIGIT、LAG-3的表达，可以避免肝癌导致的CD8+T细胞和NK细胞的下调[46]。进一步关于Tim-3、LAG-3或TIGIT阻滞剂的临床试验正在进行中，有待应用于HCC的临床治疗。

2.4 免疫检查点抑制剂与其他药物联合方案免疫抑制剂联合治疗可能比单一治疗更有效。酪氨酸激酶抑制剂有影响免疫效应器、抗原提呈、肿瘤微环境，并可能抑制或增强癌症免疫反应的作用[9]，更多探索性研究正在进行中，免疫抑制剂联合索拉非尼(NCT03211416、NCT01658878、NCT02988440)、瑞戈非尼(NCT03347292)、乐伐替尼(NCT03006926)、卡博替尼(NCT03299946、NCT01658878)、阿西替尼(NCT03289533)[47-48]。目前HCC中针对VEGF、MET、FGFR-4的多靶点靶向药正在进行几项临床试验：贝伐朱单抗(NCT03434379)、Cap-matinib(NCT02795429)、FGF401(NCT02325739)，其中最前沿的策略是联合靶向VEGF和抗PD-1抗体，因发现VEGF可阻断APC与T细胞之间信号传递，干扰免疫激活[49]。一项关于使用贝伐朱单抗联合Aatezolizumab对比索拉非尼在晚期HCC一线治疗的Ⅲ期研究正在进行中[50]。

目前在HCC的临床研究中，疫苗、溶瘤病毒、细胞疗法正在积极研究。AFP衍生的疫苗能够对特定的AFP肽产生有效的CD8+T细胞反应，具有启动免疫系统识别肿瘤特异性抗原的能力，可增加免疫检查点抑制剂的活性[51]。溶瘤病毒是在癌细胞中复制，激活补体和细胞免疫，导致肿瘤细胞溶解的免疫策略，可使免疫检查点抑制[52]。细胞疗法使HCC药物开发的一种新颖及具有挑战性的方式，其中CAR-T可特异性识别目标抗原，通过激活信号引起T细胞激活及增殖，使免疫细胞具有杀伤肿瘤细胞的能力[53]。目前正在进行相关研究，随着更多的临床前和临床数据的获得，将进一步阐明这些策略与免疫检查点抑制的相关作用。

综上所述，HCC是具有侵袭性、异质性、免疫原性、发病机制复杂的恶性肿瘤，大部分患者就诊时已处于疾病晚期，现有的治疗措施未明显提高生存率，基于HCC免疫原性及其他实体肿瘤使用免疫抑制点治疗的成功，该领域目前正在进行几项关键的临床试验，目的是来评估这种治疗是否可进一步延长晚期肝癌患者整体生存期，改变治疗现状。无疑，HCC免疫肿瘤学也将是药物开发研究的重点。免疫检查点抑制治疗是一项很有潜力的姑息治疗方式，弥补分子靶向治疗晚期HCC的有限疗效，有望成为晚期HCC治疗、改善预后的有效手段。