免疫检查点抑制剂在晚期肾癌中的研究进展

张飞飞, 纪长威, 赵晓智, 郭宏骞

肾细胞癌(renal cell carcinoma, RCC)简称肾癌,是泌尿系统最常见恶性肿瘤之一,约占成人恶性肿瘤的3%[1]。肾癌患者早期可无症状,接受手术治疗的局限性肾癌患者中约有1/3会出现复发或转移,另外约30%的患者就诊时即为晚期或转移性肾癌(metastatic renal cell carcinoma,mRCC)[2]。晚期或转移性肾癌患者预后较差,5年生存率不足10%。肾癌是一种复杂的疾病,一方面,肾癌对传统的化疗、放疗均不敏感,另一方面,肾癌具有典型的肿瘤间和肿瘤内异质性[3],增加了其临床进展的不可预测性。最近关于肾癌的全基因组学研究在分子水平上也证实了RCC的高度复杂性[4-5]。基因组高度变异性也是晚期肾癌治疗失败的一个重要原因。针对晚期或转移性肾癌,需要除放疗、化疗外其他类型的系统治疗。

在过去的10余年中,靶向治疗极大地改善了晚期肾癌患者的预后,中位总生存期(overall survival,OS)从细胞因子时代的13个月延长至30个月左右,是晚期肾癌治疗史上的里程碑[6-7]。目前已经被FDA批准用于转移性肾癌的一线或序贯治疗的靶向药物包括:两种雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin, mTOR)抑制剂:替西罗莫司和依维莫司,7种酪氨酸激酶抑制剂(tyrosine kinase inhibitors,TKIs):阿西替尼、卡博替尼、乐伐替尼、培唑帕尼、索拉非尼、舒尼替尼和厄洛替尼,一种血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor, VEGF)靶向抗体:贝伐珠单抗[7]。CFDA已经批准用于晚期肾癌的靶向治疗药物包括贝伐珠单抗,索拉非尼,舒尼替尼,培唑帕尼,依维莫司,阿西替尼。并根据国际转移性肾细胞癌数据库(International Metastatic Renal Cell Carcinoma Database Consortium Criteria,IMDCC)和纪念斯隆凯特林癌症中心预测模型(Memorial Sloan Kettering Cancer Center Prognostic Model,MSKCC)指导治疗[8-9]。但晚期肾癌的靶向治疗仍存在较大局限性,接受靶向治疗1年左右通常会产生肿瘤耐药性[7],且高危人群获益并不明显,因此需要新的治疗手段进一步改善晚期肾癌患者预后。

在过去的3年中,晚期肾癌的治疗策略正在从分子靶向治疗转变为免疫检查点抑制剂(immune checkpoint inhibitors, ICIs)治疗。程序性死亡受体-1(programmed cell Death, PD-1)及其配体(programmed cell death ligand-1, PD-L1)抑制剂与细胞毒T淋巴细胞相关抗原-4(cytotoxic T lymphocyte-associated antigen-4, CTLA-4)抑制剂等免疫检查点抑制剂在晚期肾癌治疗中表现出了显著疗效,进一步改善了既往靶向治疗失败后患者的预后并有效延长其生存期。免疫检查点抑制剂在现阶段晚期肾癌患者的治疗中具有良好的应用前景[6, 10-11]。

本文对新兴批准运用于晚期肾癌的免疫检查点抑制剂的相关临床研究结果进行综述。

1 肿瘤与免疫系统的关系

机体的免疫系统与肿瘤发生具有密切关系:一方面,免疫系统能通过多种免疫效应机制杀伤或清除肿瘤细胞。另一方面,肿瘤细胞也能通过多种免疫逃逸机制抵抗或逃避免疫系统对肿瘤细胞的杀伤或清除[12-14]。2011年Hanahan等[13]提出免疫逃逸是癌症进展的关键步骤。肿瘤通过多种机制逃脱免疫监视,如T细胞识别的癌抗原表达下调,肿瘤微环境中免疫抑制细胞(如髓源抑制细胞)募集和免疫检查点表达上调[14-15]。为了恢复或提高机体免疫系统抵抗肿瘤的效率,必须绕过、覆盖或取消免疫逃逸机制[14]。研究证实,肿瘤依靠某些免疫检查点途径作为免疫抵抗的主要机制,特别是针对肿瘤抗原的特异性T细胞[16]。免疫检查点是抑制性的信号传导途径,对于调节免疫应答的持续时间和幅度至关重要[14, 16]。目前的癌症免疫治疗策略主要旨在恢复T细胞介导的抗肿瘤免疫。T细胞激活需要两个重要信号: ① 抗原刺激信号;② 共刺激信号[12, 14, 16]。根据效应不同,可将共刺激分子分为正共刺激分子和负共刺激分子。CD28是最重要的正共刺激分子。负共刺激分子包括PD-1、CTLA-4等。正负共刺激分子相互作用,使免疫应答有效地启动、适度地效应和适时地终止。T细胞完全活化后,还有赖于多种细胞因子作用才能使T细胞进一步增殖和分化。其中IL-2对T细胞增殖至关重要[17]。

2 免疫检查点抑制剂治疗

2.1 CTLA-4抑制剂单药治疗

CTLA-4是一种白细胞分化抗原,是T细胞上的一种跨膜受体,与CD28共同享有B7分子配体,而CTLA-4与B7分子结合后诱导T细胞无反应性,参与免疫反应的负调节[14]。

伊匹单抗是第一个经过大型临床试验检测的免疫检查点抑制剂。在一项Ⅲ期临床试验(NCT00094653)中,比较了伊匹单抗单药与gp100疫苗单药与伊匹单抗联合gp100疫苗治疗Ⅲ或Ⅳ期手术无法切除黑色素瘤患者的差异,与gp100疫苗单药治疗相比,伊匹单抗联合或不联合gp100均能改善患者的OS,但可能伴随着严重的不良反应,大多数不良反应经适当治疗均可缓解[18]。在一项治疗时间长达1年的Ⅱ期试验中,61名患者随机分为高、低剂量组,高剂量和低剂量组的客观缓解率(objectiveresponse rate,ORR)分别为12.5%和5%[19]。与NCT00094653试验结果相比,未见完全缓解或持久消退。高剂量组的治疗相关不良反应高于低剂量组:高剂量组的3～5级毒副反应为43%,而低剂量组为18%。值得注意的是,免疫治疗相关不良反应发生率与治疗反应之间存在正相关[20]。但这种相关性仅反映在小样本人群中,需要在大型Ⅲ期临床试验中进一步证实。鉴于PD-1抑制剂的疗效和治疗相关不良反应特征,CTLA-4抗体单药治疗已基本不推荐用于RCC,这也促使进一步开展关于免疫联合疗法的临床试验。与PD-1抗体相比,伊匹单抗治疗晚期黑色素瘤的有效率低,免疫相关不良反应高。

CTLA-4抗体有可能被PD-1/PD-L1抗体取代吗?Allison教授观察到PD-1抗体主要诱导特异性的耗竭型CD8阳性T细胞亚群的扩增,而CTLA-4抗体在诱导耗竭型CD8阳性T细胞亚群扩增的同时,还可诱导ICOS+Th1样的CD4阳性T细胞亚群扩增[21]。既往观察到CTLA-4抗体还抑制Treg细胞和MDSC,促进T细胞浸润肿瘤组织,调节免疫记忆等[22-23]。该研究和既往关于CTLA-4抗体的研究提示,与PD-1/PD-L1抗体相比,伊匹单抗独特的临床价值体将体现在两方面:致敏性和长效性。致敏性指CTLA-4抗体改变机体免疫应答状态,从而提高其他治疗的有效性[21]。

2.2 PD-1抑制剂单药治疗

PD-1是CD28家族的免疫受体分子,它主要表达于活化的T细胞表面,PD-L1(B7H1)是PD-1的主要功能配体,它主要表达于肿瘤细胞表面。PD-1与PD-L1的结合会导致活化T细胞衰竭,炎症因子释放量减少,保护肿瘤细胞免受T细胞攻击,从而发生免疫逃逸[24-25]。目前PD-1抑制剂主要有纳武利尤单抗(Nivolumab)和帕博利珠单抗(Pembrolizumab)。

2.2.1 纳武利尤单抗 Nivolumab是世界上首个获批的PD-1抑制剂。CheckMate-025研究证实Nivolumab单药作为晚期/转移性RCC二线及以上治疗,其OS、ORR优于依维莫司(中位总生存期分别为26个月、19.7个月,随访26个月两组ORR分别为26%、5%)和较低的治疗相关的3级或4级毒副反应(19%vs.37%)。但两组的中位无进展生存时间(progressionfree survival,PFS)无差异(4.6个月vs.4.4个月),且两组的完全缓解率均低,Nivolumab组为1%,依维莫司组<1%[26]。重要的是,任何MSKCC风险分层或任何PD-L1表达水平,Nivolumab组患者均表现为生存获益。Nivolumab组较依维莫司组的3级或4级毒副反应发生率低(19%vs. 37%)[26]。Nivolumab组常见不良反应依次为乏力(33%),恶心(14%)和皮肤瘙痒(14%),依维莫司组最常见不良反应也是乏力(34%)。Nivolumab组没有发生与治疗相关的死亡,而依维莫司组出现2例[26-27]。基于CheckMate-025的试验结果,于2015年11月FDA正式批准Nivolumab用于血管内皮生长因子(VEGF)靶向治疗失败后mRCC的二线治疗。

2.2.2 帕博利珠单抗 在一项Ⅰ期临床试验(NCT01848834)中,招募了33例基质中或在≥1%的肿瘤细胞中表达PD-L1的肾癌患者,这些患者接受了Pembrolizumab(10mg/kg, 2周1次)的治疗,直至完全缓解、疾病进展或出现无法耐受的不良反应,结果显示ORR为24%,PFS为8.8周,中位OS是9.3个月。不良反应发生率为61%,其中有4例(12%)患者出现3级或者4级不良反应。最常见的不良反应依次为乏力(18%),外周水肿(12%)和恶心(9%)[28]。

2.3 PD-L1抑制剂单药治疗

PD-L1抗体抑制PD-1/PD-L1信号传导途径。肾癌中PD-L1表达上调与肿瘤分期较晚,较高Fuhrman分级和较差的生存期相关[29-31]。而针对PD-L1的抑制剂主要有阿特珠单抗(Atezolizumab)、阿维鲁单抗(Avelumab)。

2.3.1 阿特珠单抗 在一项关于Atezolizumab的Ⅰ期临床试验(NCT01375842)中,共纳入70名RCC,其中透明细胞RCC占90%,非透明细胞RCC占10%[32]。患者接受治疗长达1年。透明细胞RCC患者的中位OS 28.9个月,ORR为15%,中位PFS为5.6个月。对63位透明细胞RCC患者的肿瘤组织进行免疫组化染色,染色强度评分分别为:阴性0分;弱1分;中等2分;强阳性3分。并根据免疫组化评分结果对ORR进行分组评估,染色阳性组共33人,其中ORR为18%(95%CI: 7%～35%),染色阴性组共22名,ORR为9%(95% CI:1%～29%),剩余8名患者的肿瘤组织免疫组化结果不祥。Furhman分级4级和(或肉瘤样变)的ORR为22%(n=18,95%CI为6%～48%)。84%的患者出现不良反应,最常见的不良反应是乏力(29%)。透明细胞RCC和非透明细胞RCC的3级治疗相关或免疫介导的毒副反应发生率分别为17%和4%,未发生4级或5级毒副反应[32]。研究提示Atezolizumab在转移性RCC中表现出可控的安全性和优良的抗肿瘤活性,也促使临床试验继续进行及与Atezolizumab联合用于RCC治疗的相关研究。

2.3.2 阿维鲁单抗 在一项Ⅰb期临床试验中,使用Avelumab(10 mg/kg,2周1次)治疗铂类药物化疗失败的患者。结果显示,ORR为18.2%,中位PFS为11.6周,中位OS为13.7个月。最常见的不良反应依次为乏力(32%)、输液相关反应(21%)和恶心(11%)。7%的患者发生3级或4级的治疗相关不良反应,包括乏力、天门冬氨酸氨基转移酶升高、肌酸激酶升高和食欲减退。于2019年5月9日,FDA批准Avelumab治疗含铂化疗期间或化疗后疾病进展或在含铂新辅助化疗或辅助化疗12个月内疾病进展的局部晚期或转移性尿路上皮癌,也是唯一一个具有较强抗体依赖的细胞介导的细胞毒性作用(antibody-dependentcell-mediated cytotoxicity,ADCC)的PD-L1抗体。与传统抗癌抗体多采用强ADCC活性的IgG1亚型不同,PD-1/PD-L1抗体多采用弱ADCC活性的IgG4亚型,或者糖基化改造弱化ADCC活性的IgG1亚型。这主要是因为PD-1/PD-L1的作用机制是解除癌细胞的免疫逃逸,激活T细胞杀伤癌细胞。由于相关抗原在激活状态的免疫细胞上同样有表达,担心强ADCC活性的PD-1/PD-L1抗体会杀伤免疫细胞自己,因而PD-1/PD-L1抗体会尽量避免ADCC效应,设计成单纯的阻断剂。但强ADCC活性的PD-L1抗体也有其优势,那就是解除癌细胞免疫逃逸的同时,也可以结合ADCC作用介导NK细胞杀伤癌细胞。此外,近年来在肿瘤免疫疗法的耐药机制研究中,已经发现免疫逃逸的多条信号通路可以作为备选。如PD-1抗体治疗的耐药就伴随着T细胞免疫球蛋白粘液素3(tcell immunoglobulin and mucin-3, TIM-3)的高表达,即通过其他检验点上调达到免疫逃逸的目的。此时,强ADCC活性的PD-L1抗体,通过ADCC就可以提供新的杀伤机制,不受TIM-3上调的影响[33]。

2.4 免疫检查点抑制剂组合疗法

为了进一步提高单个免疫治疗药物的临床疗效,免疫治疗与免疫治疗、放疗、化疗、靶向治疗的组合疗法已经被应用于多种癌症的研究,针对肾癌,研究较多的包括免疫检查点抑制剂联合疗法、免疫检查点抑制剂与靶向药物组合疗法。初步的临床数据提示一些组合疗法间存在协同作用,并且相关研究也得到快速开展[34]。

2.4.1 免疫治疗 联合免疫治疗研究较多的组合之一是CTLA-4联合PD-1。Allison教授带领团队证实了阻断T细胞上两种不同免疫检查点(CTLA-4和PD-1)的癌症免疫疗法是通过影响不同类型的T细胞来启动抗癌免疫攻击,两者使用的细胞机制大多没有重叠,也解释了它们联合治疗比单药治疗更有效[21]。

2016年度欧洲肿瘤内科协会大会报告了一项Nivolumab联合Ipilimumab用于晚期肾癌的一线治疗的Ⅱ期临床研究(Checkmate 016),入组患者均为肾透明细胞癌,分别接受Ipilimumab 1 mg/kg和nivolumab 3 mg/kg,Ipilimumab 3 mg/kg和Nivolumab 1 mg/kg,不同剂量给药的两组患者的ORR均达40.4%,其中N3I1剂量组完全缓解达到10.6%,两组PFS分别为7.7与9.4个月,中位OS方面,N3I1剂量组未达到,而N1I3剂量组中位OS为32.6个月[35]。基于该研究,推荐Nivolumab 3 mg/kg、Ipilimumab 1 mg/kg剂量给药用于开展了Nivolumab联合Ipilimumab与舒尼替尼对照(Checkmate 214研究)用于晚期肾癌的一线治疗的Ⅲ期临床研究[36]。结果显示,中位随访时间25.2个月,联合组对比舒尼替尼组,能改善OS,将患者的死亡风险降低了37%,且能提高ORR(41.6%vs. 26.5%,P<0.001),完全缓解率为9%vs.1%。联合组对比舒尼替尼组, PFS亦能提高(11.6个月vs. 8.4个月,P=0.0331)。而且无论PD-L1表达水平如何,均观察到OS获益[36]。纪念斯隆-凯特琳癌症中心(MSKCC)肿瘤科医生Motzer博士说:“CheckMate-214研究的试验结果表明Nivolumab联合Ipilimumab疗法能够延长OS,该联合疗法有望成为中高危晚期RCC患者的新标准疗法。更重要的是,与舒尼替尼相比,联合疗法可以减少3级和4级不良反应。这也将为晚期RCC患者提供新的治疗选择。”

2.4.2 免疫检查点抑制剂与靶向治疗组合疗法 临床前研究已经证实VEGF可以抑制肿瘤定向免疫反应,从而抑制肿瘤微环境中的抑制状态,这是一种与检查点抑制剂结合的有吸引力的策略。贝伐单抗,舒尼替尼和阿西替尼等抗VEGF药物已被证明可降低各种癌症模型中树突状细胞,Treg细胞和MDSCs的数量和有效性[37-39]。在一项分析舒尼替尼治疗前后转移性RCC患者Treg细胞反应的研究中,舒尼替尼治疗1～2周后Treg细胞减少,尽管这种减少没有达到统计学意义[40]。在另一项比较Ipilimumab与贝伐单抗联合治疗与Ipilimumab单药治疗黑素瘤患者的研究中,联合治疗组较单药治疗组患者中CD8+T细胞和CD163+树突状巨噬细胞的运输增加,以及循环记忆T细胞增加[41]。这些免疫增强作用可能与检查点抑制剂的作用之间具有协同作用。第一项关于CTLA-4抑制剂与抗VEGF药物的组合疗法的临床试验结果表明该组合治疗的耐受性差。第一阶段,剂量递增试验测试了舒尼替尼和曲美替尼组合疗法。结果显示,接受舒尼替尼(50mg)和最低剂量的曲美替尼(6mg/kg)治疗的2/5患者经历了剂量限制性毒性,最终该方案被终止[42]。最常见的剂量限制性毒性是突发的急性肾衰竭。

Checkmate 016的Ⅰ期临床研究探究了Nivolumab联合Ipilimumab较Nivolumab联合培唑帕尼/舒尼替尼(TKI)在mRCC中的安全性及有效性。研究数据表明,由于高毒性,PD-1免疫抑制剂与抗VEGF的组合治疗具有一定挑战性。在参与该研究的> 70%的患者中观察到与治疗相关的3级和4级不良反应,特别是严重的肾毒性和肝毒性。在培唑帕尼组和舒尼替尼组的3级和4级不良反应发生率分别为61.7%和38.3%。免疫联合组和免疫靶向组合组在中位随访时间为22.3个月时的ORR均为40.4%,而免疫靶向组中培唑帕尼组与舒尼替尼组的ORR分别为42.1%和36.8%。靶向治疗联合免疫治疗较单用靶向治疗疗效好,但仅选择靶向治疗则不表现联合使用时的重叠毒性,因此如何确定安全范围具有重要意义。

2018年度ASCO GU公布了Atezolizumab联合贝伐珠单抗对比舒尼替尼用于晚期肾癌一线治疗的Ⅲ期临床研究(IMmotion151研究)结果[43]。研究共入组915例患者,随机接受Atezolizumab联合贝伐珠单抗或舒尼替尼方案给药治疗。研究的终点为研究者评估的PD-L1表达阳性(IC≥1%)患者PFS及意向治疗人群(ITT)的OS,次要终点为意向人群的PFS、PD-L1阳性人群的OS以及独立评估的PFS与ORR。分层因素包括PD-L1在肿瘤免疫细胞(即肿瘤浸润免疫细胞)中的表达(≥1%为阳性),其中PD-L1阳性患者362例(40%)。结果显示,中位随访15个月,在PD-L1阳性患者中,联合组的中位PFS优于对照舒尼替尼治疗组(11.2个月vs.7.7个月,HR 0.74,P=0.02),ORR分别为43%、35%,生存数据尚未成熟,但统计学显示有利于联合治疗组(HR为0.68)。在ITT人群中,联合治疗组与对照组的PFS分别为11.2个月和8.4个月(HR为0.83),ORR分别为37%与33%。独立评估显示PD-L1阳性患者的PFS在两组分别为8.9个月与7.2个月(HR为0.93)。不良事件方面,联合治疗组的不良反应发生率低于对照组(40%vs. 54%), 但联合治疗组将近16%的患者需要短期应用糖皮质激素治疗处理不良反应。

JAVELIN Renal101研究是一项对比Avelumab联合阿西替尼与舒尼替尼对照用于晚期肾癌一线治疗的随机3期临床试验,主要研究终点是PD-L1阳性患者的PFS与OS。一个关键的次要终点是所有患者的PFS,其它终点包括ORR和安全性。2019年2月《新英格兰医学杂志》刊登了JAVELIN Renal101试验的中期分析结果[44],结果显示,共886名患者,联合组: 442名,舒尼替尼组:444名接受了评估,560名PD-L1阳性肿瘤患者中,联合组与舒尼替尼组的PFS分别为13.8个月vs.7.2个月,而纳入所有患者一起统计时,两组的PFS分别为13.8个月和8.4个月。PD-L1阳性者中,联合组与舒尼替尼组的ORR分别为55.2%与25.5%,而纳入所有患者一起统计时,两组的ORR分别为51.4%和25.7%。联合组和舒尼替尼组中分别有99.5%和99.3%的患者发生不良事件,每组≥3级不良事件的发生率分别为71.2%和71.5%。该项研究正在对另一主要终点OS进行考察。

KEYNOTE-426研究是一项随机对照Ⅲ期临床试验,与舒尼替尼对照,帕博利珠单抗联合阿西替尼用于晚期肾癌的一线治疗[45]。纳入人群主要是局部复发或者转移性透明细胞癌,按照1∶1随机分组,主要研究终点为OS及PFS,关键次要终点为ORR。研究结果显示,治疗组和对照组一年OS分别为89%和78%(HR为0.53,P<0.001)。治疗组中位PFS为15.1个月,而对照组为11.1个月(HR为0.69,P<0.001);治疗组和对照组的ORR分别为59.3%和35.7%(P<0.001)。治疗组与对照组的3-5级不良反应的发生率分别为75.8%和70.6%。在这项研究中,并未明确规定PD-L1表达量高还是低,患者整体都能从帕博利珠单抗联合阿西替尼治疗中获益。整体来看,KEYNOTE-426研究结果显示,免疫联合治疗相比既往标准一线治疗可以进一步提高疗效,在OS、PFS和ORR方面取得了临床上有意义的改善,晚期肾癌的一线治疗慢慢的倾向于靶向联合免疫治疗。同时,KEYNOTE-426是目前第一个肾癌人群PFS超过12个月的临床研究。

3 免疫检查点抑制剂治疗的预测性生物标志物

免疫治疗正逐渐改变晚期肾癌的治疗策略。然而,仅在少部分患者中观察到生存获益。因此,与免疫检查点抑制剂疗效相关的预测性生物标志物的开发至关重要,因为它可以帮助医生预先选择最有可能获益的患者[46]。借助基因组学,转录组学和蛋白质组学方法对肿瘤特征进行全面理解,继续引领精准医学的发展。一些重要的肿瘤免疫治疗相关的预测性生物标志物包括PD-L1表达、dMMR或高度微卫星高不稳定(MSI-H)、免疫评分、肿瘤突变负荷(TMB)、HLA多样性等。

3.1 PD-L1表达

早期Ⅰ期试验表明PD-L1在治疗前组织样品中的肿瘤细胞表面表达可以作为抗PD-1/PD-L1治疗的生物标志物。在针对39例晚期癌症患者的MDX-1106(一种抗PD-1抑制剂)的Ⅰ期研究中,通过免疫组织化学(IHC)分析来自9名患者的肿瘤活组织的PD-L1表达。4例PD-L1阳性肿瘤患者中有3例观察到客观反应,而5例PD-L1阴性肿瘤患者均无反应。在另一项针对抗PD1治疗的BMS-936558(Nivolumab)的Ⅰ期研究中也观察到类似结果。借助IHC分析42名晚期癌症患者治疗前肿瘤组织的PD-L1表达[47]。25位PD-L1阳性患者中有9位(36%)具有客观反应,而17名PD-L1阴性肿瘤患者中没有一个具有客观反应,表明治疗前肿瘤组织的PD-L1表达与客观反应之间可能存在关联。然而,治疗前肿瘤组织PD-L1表达作为PD-1/PD-L1途径抑制剂治疗反应的绝对生物标志物一直因不同原因而备受质疑。在一项为评估抗PD-L1抑制剂MPDL3280A的安全性和有效性而进行的Ⅰ期研究中,在治疗前免疫细胞中PD-L1高表达的患者中报告的ORR为46%,在PD-L1中度表达的患者中为17%。在PD-L1轻度表达患者中为21%,在PD-L1不表达的患者中为13%。值得注意的是,不表达PD-L1的患者仍出现客观反应[48]。此外,PD-L1表达与治疗反应之间的关联在肿瘤细胞和肿瘤免疫细胞之间是不一致的。肿瘤浸润性免疫细胞PD-L1表达与MPDL3280A反应显著相关(P=0.007),而肿瘤细胞PD-L1表达与反应无相关性(P=0.079)。来自同一个体的原发和转移部位的样品之间的PD-L1表达也存在显著的异质性。此外,多种免疫测定使用不同的PD-L1抗体用于免疫组化染色,具有不同的染色程序和评分模式。因此,缺乏确定PD-L1阳性肿瘤的确切标准。上述研究结果表明,尽管PD-L1在肿瘤组织中的表达可能表明对PD-1/PD-L1抑制剂治疗反应的可能性增加,但它可能不是将PD-L1阴性患者排除在治疗之外的明确生物标志物[48]。

3.2 免疫评分(Immunoscore)

免疫评分是一种将肿瘤微环境中的T细胞和细胞毒性T细胞的密度进行定量化的标准检测方法,对肿瘤的预后判断具有重要的价值[49-50]。肿瘤免疫最新研究表明合理引导患者分层治疗的策略,是十分有意义的,也导致肿瘤免疫评分的产生,即对肿瘤中心和肿瘤侵袭标远的CD3和CD8淋巴细胞的量化评分系统。免疫评分在结肠癌中已得到全球验证,相对于病理T分期具有更大的预后价值[51]。有大量文献证据表明肿瘤浸润T淋巴细胞,尤其是侵袭性肿瘤边缘的CD8+T细胞密度,与肾癌、膀胱癌、黑色素瘤等其他实体瘤的生存获益密切相关[52]。越来越多专家根据体内免疫微环境的不同而将肿瘤大致分为两大类,即“热”肿瘤和“冷”肿瘤。第一次以免疫状态而不是癌症为基础对肿瘤进行分类,事实上“热”肿瘤的概念是免疫评分I4(高度浸润),“冷”肿瘤的概念是免疫评分为I0(非浸润性)。根据肿瘤免疫评分,还存在两种类型:一种称为“排除型”(I2),这类肿瘤侵袭边缘存在大量CD3+和CD8+淋巴细胞,但是细胞无法浸润到肿瘤内部。另一种称为“免疫抑制型”(I3),这类型的肿瘤中心和肿瘤侵袭边缘虽然都有淋巴细胞,但是细胞密度较低[50]。免疫检查点抑制剂能够释放已经存在的免疫反应来杀伤肿瘤,但是如果没有已经存在的免疫反应,免疫检查点抑制剂则没有效果(比如“冷“肿瘤和“排除型”肿瘤)。此外在黑色素瘤、肺癌、MSI-H的结直肠癌和其他类型癌症中被证明,高突变负荷的肿瘤微环境(TME)和免疫检查点抑制剂响应是有关联的。作为单药使用,免疫检查点抑制剂的响应率在10%～35%之间。大多数四期实体瘤在被确诊时,原发灶缺乏浸润的T淋巴细胞,这可能解释了部分患者对免疫检查点抑制剂的响应率较低。为了提高免疫检查点抑制剂响应率,各地也开展了非常多的临床试验。因为“热”肿瘤已经包含大量的浸润T细胞,它们是免疫检查点抑制剂疗法和组合疗法尝试的热点。

3.3 肿瘤突变负荷(tumor mutation burden,TMB)

代表基因组不稳定性的高TMB具有诱导抗原产生和进一步提高免疫原性的潜力[53]。目前研究已经证实,通过全外显子组测序(WES)或癌基因组(CGP)下一代测序(NGS)癌症基因组测量的TMB可以作为在黑色素瘤[54-55]、肺癌[56]、尿路上皮癌[57]中使用免疫检查点阻断剂的临床结果的候选生物标志物。近几年不断有研究报道TMB与PD-1/PD-L1抑制剂的疗效具有高度相关性。2014年首次报道,TMB高的黑色素瘤患者对免疫治疗有高响应率。在KEYNOTE-001研究中,非小细胞肺癌患者接受二线治疗,TMB高低与可持续性受益显著相关。CHECKMATE-026,开启NSCLC一线进行免疫治疗的大幕,TMB高的患者对免疫治疗有高响应率。CHECKMATE-227,免疫治疗药物联用的结果呈绝对优势。值得注意的是,这是PD-L1表达量小于1%的结果,而只考虑了TMB≥10这一个标志物,这也说明TMB作为肿瘤免疫治疗标志物的重要预后价值,可以被认为是预测免疫治疗效果的独立因子。然而,相当一部分晚期癌症患者无法为分子检测提供足够的肿瘤组织。因此,是否可以使用循环肿瘤DNA(ctDNA),即血液TMB (bTMB),作为非侵入性方法测量TMB指导ICB疗法引起了广泛关注[53, 58-59]。

3.4 错配修复缺陷(deficient mismatch repair,dMMR)和微卫星不稳定性(microstatelliteinstability, MSI)

MSI主要是由dMMR引起。更细地分析,它主要可能是因为遗传性突变(林奇综合症),表观沉默(如MLH1基因启动子的超甲基化),以及一些零散的突变(如MLH1、MSH2、MSH6、PMS2等)引起的。具有dMMR或者高度MSI的患者更能够从免疫治疗中获益[60]。FDA已经批准帕博利珠单抗用于高度MSI/dMMR实体瘤患者。这是FDA首次批准不以肿瘤部位为参考,仅依靠生物标志物进行治疗选择。

3.5 HLA多样性

2017年Science报道了一篇HLA多样性缺失会导致免疫治疗效果不佳的文章[61]。这项新的研究探究了1535名接受免疫检查点抑制剂治疗的癌症患者,并发现具有更多的HLA基因版本(即具有更大的HLA基因多样性)对这种治疗更好地作出反应。几乎是同期,Cell也报道了类似的观点,即HLA的杂合缺失(LOH)会导致免疫逃逸,如果丢失了来自父系或者母系的HLA基因片段的话,那将只有更少的抗原被呈递到细胞表面并被传送到免疫系统,从而引起免疫逃逸[62]。那怎么检测HLA的杂合缺失呢?其实NGS的方法是可以有能力检测分析HLA的LOH的,当然其中也有一个技术难题,即HLA是有大量的同源变体,需要仔细设计探针才能够比较好地捕获到HLA的基因片段。

由于免疫反应的动态性质,免疫肿瘤生物标志物的开发具有挑战性,而且标志物之间往往存在千丝万缕的关系。为此,已经开发了免疫监测试验,以对用免疫治疗剂治疗前后获得的配对肿瘤和血液样品进行基因组学,蛋白质组学和功能研究。预计这些生物标志物的变化与治疗结果的相关性将提供对反应途径或对免疫治疗耐药机制的深刻理解,并可指导生物标志物驱动的,协同的,基于免疫疗法的治疗组合的发展。

4 结论

近10年来,晚期肾癌的治疗发展迅猛,靶向治疗较大地改善了晚期肾癌患者的预后,目前仍以抗血管生成的TKI靶向药物为主。但随着PD-1联合CTLA-4单克隆抗体与舒尼替尼对照(Checkmate 214研究),Atezolizumab联合贝伐珠单抗与舒尼替尼对照,Avelumab联合阿西替尼与舒尼替尼对照,Pembrolizumab联合阿西替尼与舒尼替尼对照用于晚期肾癌一线治疗的Ⅲ期临床研究结果相继揭晓并获得阳性结果,晚期肾癌的一线治疗格局正逐渐被打破,免疫治疗成为不可或缺的角色,而晚期肾癌的一线治疗将逐渐走向靶向与免疫联合治疗的时代。目前研究提示免疫治疗联合靶向治疗可使PD-L1表达阳性患者获益。免疫检查点抑制剂治疗仅在少部分患者中观察到生存获益,通过借助相关的预测性生物标志物,如PD-L1表达、dMMR或高度微卫星不稳定、免疫评分、肿瘤突变负荷、HLA多样性等。鉴于免疫反应的动态改变、个体异质性及肿瘤异质性,预测性生物标志物的开发具有挑战性,且需要更多研究去证实它们的应用价值。