肿瘤免疫治疗及其相关标记物的研究现状与思考*

免疫治疗是癌症精准治疗中的热点，为癌症治疗的模式带来革命性的变革，逐步发展成为继手术、化疗和放疗之后的第四种肿瘤治疗模式。但是免疫治疗在全部肿瘤的有效率为25%～30%。如何提高疗效，减少免疫治疗相关不良反应为研究的重点，亟需更加清晰的肿瘤免疫治疗生物标志物作为靶标或检测及评价指标，以达到精准治疗的目的。本文就目前临床研究中的肿瘤免疫治疗相关的生物标记物予以述评，并对当前肿瘤免疫治疗的现状进行综述。

1 肿瘤免疫治疗标记物进展

1.1 肿瘤免疫微环境相关标志物

肿瘤微环境（tumor microenvironment，TME），即是肿瘤细胞生存的内环境，不仅包括肿瘤细胞，还有与其密切联系的成纤维细胞、免疫和炎性细胞、肿瘤间质等多种成分，也包括微血管、淋巴管及浸润的趋化因子。免疫微环境是肿瘤的十大特征之一，其多样性和复杂性对免疫治疗均具有影响。目前，发现多种免疫治疗标记物与肿瘤微环境相关。

1.1.1 PD-L1 PD-L1是重要的免疫检查点（immune checkpoint），全称为程序性死亡配体1（programmed cell death ligand-1，PD-L1）。PD-L1抗原结合位点位于抗体结构轻链部分的Fab段可变区，决定了抗体的靶点及其作用的靶细胞，而抗体结构的恒定区Fc段决定了抗体的类型，Fc段与免疫细胞表达的Fc受体结合，导致抗原清除[1]。PD-L1在肿瘤细胞中的表达水平，称为肿瘤细胞阳性比例分数[2]（tumor proportion score，TPS），TPS越高对PD-L1抑制剂的应答率也越高[3]。除肿瘤组织以外，肿瘤免疫微环境中的淋巴细胞、巨噬细胞及间质细胞等，也会表达PD-L1，所以包括阳性肿瘤细胞、淋巴细胞、巨噬细胞在内的PD-L1表达水平，称为复合阳性分数[2]（combined positive score，CPS），在食管癌、胃癌、宫颈癌、尿路上皮癌等肿瘤中多使用CPS，尤其在胃癌中，CPS能够更好地反应PD-L1抑制剂的应答率[4]。

PD-L1 表达水平在不同的检测部位和不同的检测时间也不相同。在肺癌中，PD-L1水平与活检的取材部位显著相关，在肾上腺和肝转移灶中的表达最高，在骨和脑转移灶中的表达水平最低。同时在肺癌中，肺部和远处转移组织中PD-L1 水平与临床获益呈正相关，但是淋巴结转移灶中的PD-L1 水平可能与临床获益无关[5]，这在一定程度上可以指导临床活检的部位选择。在时间上，TPS 在新鲜组织中较高，石蜡包埋保存90天后的组织TPS水平显著降低；另外，在肿瘤患者治疗过程中，随着治疗的进行，PDL1会发生明显的变化。

1.1.2 CD8+TIL 肿瘤浸润淋巴细胞（tumor infiltrat⁃ing lymphocytes，TILs）为浸润在肿瘤组织中的淋巴细胞，其中表达CD8 的部分称为CD8+肿瘤浸润淋巴细胞（CD8+TIL），这部分细胞能够发现肿瘤细胞表面的抗原并将其破坏[6]。CD8+TIL 评分越高，患者免疫治疗的临床获益越高，例如T细胞高度浸润的热性免疫肿瘤患者获益高，而肿瘤组织及边缘均无T细胞浸润的冷性免疫肿瘤患者临床效果差。研究显示，CD8+TIL 具有较高的异质性，大部分的CD8+TIL 对肿瘤不敏感，这一群细胞称为“旁观者T 细胞”，仅小部分CD8+TIL 细胞群能够识别肿瘤突变相关抗原，CD39的表达差异是区分这两部分的关键。CD8+TIL 中CD39表达越高，PD-L1抑制剂的应答率越高[7]。

1.1.3 GEP 肿瘤炎症基因特征是指可以反应肿瘤微环境中免疫状况的特定基因表达谱，炎症基因特征可以通过特定mRNA表达谱分析及RNA测序等技术进行分析。其中，T 细胞炎性基因表达谱（gene expression profile，GEP）是一种预测免疫治疗疗效的生物标志物[8]，GEP含有CXCR6、TIGIT、CD274（PD-L1）、PDCD1LG2（PD-L2）、LAG3、NKG7、PSMB10、CMKLR1、CD8A、IDO1、CCL5、CXCL9、HLA.DQA1、CD276、HLA.DRB1、等18个基因，上述基因与抗原呈递、趋化因子表达、细胞毒活性和适应性免疫抗性密切相关。如STAT1和CMKLR1为树突状细胞和巨噬细胞的下游信号分子，趋化因子CCL8和CXCL9可以募集更多的CD8+T细胞，HLA和PSMB10可以上调免疫提呈机制，IDO1、TIGIT和LAG3可以抑制抗肿瘤免疫反应，HLA.E、NKG7等均参与T细胞的细胞炎症微环境。研究显示，T细胞浸润基因表达谱的表达水平与肿瘤免疫治疗的临床获益呈正相关[9]。

1.1.4 HLA 多样性 人类白细胞抗原（human leuko⁃cyte antigen，HLA）为人类的主要组织相容性复合体基因的表达产物。HLA在机体免疫呈递和识别过程中起着重要作用，CD8+T细胞的依赖性杀伤作用需要人白细胞抗原Ⅰ类（HLA-Ⅰ）分子有效地呈递肿瘤抗原。HLA多样性的缺失会导致免疫治疗应答率下降[10]。研究表明，在恶性黑色素瘤及肺癌患者中，HLA-I 分子的A、B、C 3个基因全部为杂合型相比至少有1个基因纯合的患者，免疫治疗的疗效更好；如果全部杂合患者伴有高TMB 比至少有1个基因纯合且伴有低TMB 的患者预后更好[11]。HLA-B44是HLA的一种超亚型，能够交叉呈递其他亚型HLA 呈递的新抗原，这增加了HLA的多样性。研究显示，HLA-B44阳性且突变水平高的患者生存率更高[12]。

1.2 肿瘤免疫新抗原

肿瘤新抗原为肿瘤特异性突变产生的抗原决定基因，能够结合主要组织相容性复合体，其突变产生的非己成份，能够被T细胞识别并引起肿瘤清除的免疫反应[13-14]。肿瘤免疫新抗原种类繁多，且能够激活大量的T细胞对肿瘤细胞进行识别和杀伤。目前，采用下述方法可间接反映肿瘤新抗原的情况。

1.2.1 TMB 肿瘤突变负荷（tumor mutation burden，TMB）是指基因组去除胚系突变后的非同义突变，指外显子区域上平均1 Mb碱基出现的体细胞非同义突变总数[15]。肿瘤的TMB越高，新抗原产生越多，肿瘤免疫原性越高，T 细胞抗肿瘤反应越高[16]。研究显示[17-18]，TMB 水平在多个瘤种中与PD-1/PD-L1抑制剂治疗的客观缓解率（objective response rate，ORR）高度相关；TMB 水平与免疫治疗的总生存期（overall survival，OS）呈正相关。血液中TMB（bTMB）对免疫治疗的疗效预测价值也已经被证实。研究表明[19]，在bTMB＞16 的患者中，免疫治疗效果显著优于化疗。TMB 与PD-L1 表达水平无关，但是二者联合使用可以更好地预测疗效，研究发现[20]，PD-L1 表达与TMB 均高的患者免疫治疗临床获益率高达50%，而二者均低的患者临床获益率为18.2%。

TMB 检测可在多种肿瘤中进行，从而筛选更有可能从免疫治疗中获益的患者，但也存在诸多不足之处，如TMB检测平台不统一，且TMB并非完全与免疫检查点抑制剂应答率相关，仍需继续研究探索。

1.2.2 MSI-H/dMMR MSI即微卫星不稳定，MMR指基因错配修复功能。人类错配修复基因转录翻译后表达相应的错配修复蛋白，MMR蛋白表达缺失可造成细胞的错配修复功能缺陷，造成DNA复制过程中的碱基错配不能及时修复并逐渐累积，导致MSI发生[21]。约15%结直肠癌患者是由MSI途径引发[22-23]。MSI分为高度不稳定（MSI-H）、低度不稳定（MSI-L）和稳定（MS-S）；MMR分为错配修复功能缺陷（dMMR）和错配修复功能完整（pMMR）。

MMR/MSI是美国食品药品监督管理局（FDA）批准的抗PD-1/PD-L1 治疗的伴随诊断标志物[24]。MSI-H/dMMR 的实体瘤通常具有免疫原性并具有广泛的T细胞浸润，从而对免疫检查点抑制剂治疗有较好的临床反应。MSI-H 的肿瘤中TMB 也高，但是高TMB的肿瘤不一定发生MSI。

1.3 驱动基因相关生物标记物

1.3.1 EGFR和ALK 分子靶向治疗为肿瘤治疗的重要组成部分。在非小细胞肺癌中，存在表皮生长因子受体（epidermal growth factor receptor，EGFR）或间变性大淋巴瘤激酶（anaplastic lymphoma kinase，ALK）突变的患者，分子靶向治疗可使其明显获益，甚至长期存活。但是，在免疫治疗中，携带EGFR或ALK突变的患者免疫治疗ORR显著较低[25]。EGFRT790M突变阳性的患者免疫治疗无进展生存期（pro⁃gression free survival，PFS）显著低于T790M 阴性的患者，EGFR-T790M突变阴性患者的肿瘤中PD-L1 表达水平更高[26]。EGFR/ALK突变患者的免疫治疗疗效差的原因，可能与PD-L1表达量及T细胞浸润程度低相关。基于此，非小细胞肺癌分子靶向治疗失败后选择免疫治疗的可行性，值得进一步研究。

1.3.2 KRAS/TP53 KRAS/TP53突变与PD-L1的高表达呈正相关[27]。癌症基因图谱（the cancer genome atlas，TCGA）数据库分析显示，KRAS/TP53突变的患者，PD-L1 的表达水平高。在肺腺癌中，KRAS 的突变激活了MEK/ERK信号通路，增加p38-MK2 活性，并抑制TTP（tritetraprolin）的活性，促进PD-L1RNA的转录，导致PD-L1 高表达。研究显示[28]，TP53或KRAS基因突变的患者，PD-L1表达为强阳性的概率＞50%，而且TMB往往较高，临床获益也更好。

1.3.3 STK11/LKB1 STK11为一种抑癌基因，编码丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶。STK11基因的失活突变发生在多种肿瘤中，在细胞增殖和P53介导的细胞凋亡中发挥重要作用。在肺腺癌中[29]，STK11失活突变患者肿瘤组织中免疫细胞浸润较少，免疫治疗疗效较差，故STK11的失活突变与免疫治疗疗效呈负相关。STK11突变的患者，经常伴有KRAS突变，KRAS和STK11/LKB1均突变的患者，PD-L1抗体的有效率仅有7.4%；KRAS突变，STK11/LKB1和TP53均不突变的患者，有效率为31.9%；STK11/LKB1突变的患者中位无进展生存期（median progression-free survival，mPFS）、中位总生存期（median overall survival，mOS）均比野生型显著降低[30]。上述研究结果表明，STK11/LKB1突变提示免疫治疗疗效差。

1.3.4 DDR DNA 损伤修复基因（DNA damage re⁃pair，DDR）在DNA 损伤修复中起关键作用。DNA 损伤修复基因的多态性调控DNA 修复功能和效率，从而影响肿瘤易感性。DDR突变不仅在多种肿瘤的发生发展中发挥重要作用，同时影响免疫治疗的效果。研究表明[31]，在免疫治疗中，DDR突变的尿路上皮癌患者比DDR 野生型患者的缓解率更高，DDR突变与更长的PFS及OS 有关，提示DDR突变预示更好的免疫治疗效果。

此外，MDM2/MDM4扩增、EGFR扩增以及CCND1、FGF3、FGF4和FGF19等的扩增，与非小细胞肺癌的免疫治疗后超进展（hyperprogressive disease，HPD）发生存在明显相关性，上述基因突变可能是预测免疫治疗HPD的生物标记物[32]。

1.4 肠道菌群

在临床治疗中发现[33]，当患者使用抗生素后，抗PD-1治疗的效果明显劣于未服用抗生素患者，OS缩短近45%；通过对肺癌和肾癌患者的肠道菌群取样分析，发现抗PD-1 治疗效差的患者缺乏A.muciniphila细菌，而补充A.muciniphila细菌后可恢复免疫治疗敏感性。在黑色素瘤患者中[34]，肠道菌群长双歧杆菌（bifidobacterium longum）、产气柯林斯菌（collinsel⁃laaerofaciens）和肠屎球菌（enterococcus faecium）的丰度与免疫治疗效果呈正相关。另有研究显示[35]，肿瘤患者的基线样本菌群多样性与免疫治疗的PFS 显著相关，免疫治疗有效组与无效组的基线菌群种类有明显差别。上述研究提示，肠道菌群的多样性和菌种差异与免疫治疗疗效相关，这可能与肠道菌群及其代谢产物可以诱导免疫细胞浸润有关。

2 肿瘤免疫治疗现状

肿瘤的形成是机体免疫逃逸的结果，免疫检查点抑制剂可以逆转免疫逃逸，恢复机体识别和清除肿瘤细胞的能力[36]。免疫治疗开启了肿瘤治疗的新模式。

单独免疫治疗方案疗效显著。免疫治疗作为晚期非小细胞肺癌一线治疗，部分缓解率（partial re⁃sponse，PR）约为20%，其中，PD-L1≥50%部分为12%～13%，49%＞PD-L1＞1%部分为6%，PD-L1≤1%部分为3%；在胃癌单独免疫治疗中[37-38]，帕博利珠单抗在PD-L1 阳性患者三线治疗获得FDA 批准，纳武利尤单抗延长了胃癌患者的OS。

免疫联合化疗方案优势互补。化疗可以通过提高细胞免疫原性、抑制负性免疫细胞活性等方式增强肿瘤细胞免疫应答率，同时免疫治疗可以提高抗肿瘤免疫反应从而增强肿瘤对化疗药物的敏感性。在非小细胞肺癌中[39]，免疫治疗联合化疗使患者获得更高的ORR和病理学缓解率（MPR），其中ORR 高达58%；帕博利珠单抗联合顺铂和吉西他滨使得铂耐药的复发卵巢上皮癌总缓解率高达57%。

放疗可以促进肿瘤抗原呈递并引发免疫介导的抗肿瘤反应，放疗与免疫治疗联合可增强抗肿瘤免疫效应。在晚期非小细胞肺癌中[40]，放疗联合免疫治疗使患者获得更长的PFS和OS，且耐受性良好。

另外，免疫联合靶向治疗（帕博利珠单抗联合仑伐替尼）、免疫联合抗血管生成治疗（阿特珠单抗联合贝伐珠单抗）、免疫联合免疫治疗（伊匹木单抗联合纳武利尤单抗）等多种方案治疗肝癌的临床试验均在开展中，最终结果值得期待。

3 肿瘤免疫治疗的思考

免疫系统具有免疫循环和免疫记忆功能，所以免疫治疗具有长期应答、延迟获益等优势，但是也应克服诸多的不良预后影响因素。免疫治疗的总体有效率约为20%，80%患者无应答的原因包括免疫原发耐药、假性进展、超进展及病情稳定。与免疫治疗明显相关的生物标记物包括PD-L1表达水平、TMB、TIL等，探索更加精准的生物标记物仍是研究重点。探索新的不同的联合治疗模式，提高免疫治疗应答率，是临床研究的重点。

肿瘤的免疫治疗通过阻断免疫检查点减少免疫系统的抑制作用，激活抗肿瘤反应，但是这种免疫活化作用降低了人体自身的免疫耐受性，从而导致了免疫相关不良反应（immune-related adverse reactions，irAE）的发生[41]，包括皮肤黏膜毒性、结肠炎和腹泻、肝毒性等，irAE 的发生与药物的半衰期密切相关，应充分预防并规范管理irAE的发生。

4 小结

肿瘤免疫治疗作为新的治疗手段，改变了多种实体瘤和血液系统恶性肿瘤的治疗模式。不断开启和正在进行中的基础和临床研究，会进一步扩大免疫治疗的适应证。发现更加精准的肿瘤免疫治疗标记物、探索更为有效的治疗模式是后续研究的重点。探索免疫相关不良反应的病理生理学机制有助于临床预防及应对这些不良反应的发生。相信随着研究的更加深入，免疫治疗会为肿瘤患者带来更多的曙光。