PD-1/PD-L1抑制剂治疗转移性结直肠癌研究进展

郭煜，毕经旺，时延龙

1 山东中医药大学第二临床医学院，济南250014；2 中国人民解放军联勤保障部队第九六〇医院

结直肠癌(CRC)是全球范围内常见的消化系统恶性肿瘤，其发病率居所有恶性肿瘤的第3位。研究报道，临床25%～30%的CRC患者在发现时就已发生远处转移，而且超过50%的CRC患者最终会出现转移。目前，对于转移性结直肠癌(mCRC)主要采取化疗和分子靶向治疗，患者中位总生存期约30个月[1]。近年来，以程序性细胞死亡受体1(PD-1)/程序性细胞死亡受体配体1(PD-L1)抑制剂为主的抗肿瘤免疫治疗取得了良好效果，明显改善了患者预后。临床研究发现，错配基因修复缺失(dMMR)/高度微卫星不稳定性(MSI-H)mCRC患者PD-L1阳性表达率高，是PD-1/PD-L1抑制剂免疫疗法的优势人群，免疫治疗效果较好。但dMMR/MSI-H mCRC患者仅占全部mCRC患者的5%，95%的错配修复功能完整(pMMR)/微卫星稳定(MSS)mCRC患者免疫治疗无肯定效果[2]。本文结合文献就PD-1/PD-L1抑制剂治疗不同类型mCRC患者的现状以及治疗相关生物标志物作一综述。

1 PD-1与PD-L1功能

PD-1为B7免疫球蛋白超家族成员，是一种相对分子质量为55 kDa的Ⅰ型跨膜糖蛋白，在程序化细胞凋亡中发挥重要作用[3]。PD-1主要表达于效应T细胞、B淋巴细胞，特别是CD8+T细胞、CD4+T细胞，可参与T细胞介导的免疫抑制。PD-L1由人类CD274基因编码，是T细胞阻遏性受体PD-1的配体，在初始T细胞、B细胞以及肿瘤细胞中表达。PD-L1可与T细胞、B细胞表面上的PD-1结合，抑制细胞毒性T淋巴细胞功能，从而起到免疫抑制作用[4]。

2 PD-1/PD-L1作用机制

肿瘤抗原被识别后，以抗原肽-MHCⅠ类分子复合物的形式呈递给初始T细胞，活化的T细胞可在其膜上表达PD-1。当T细胞表面的PD-1与靶细胞上的PD-L1结合时，可抑制细胞毒性T细胞增殖，促进其向调节性T细胞转化，同时分泌IL-10等免疫抑制因子，从而抑制T细胞受体介导的免疫系统激活[5]。研究显示，CD28与B7家族的CD80、CD86结合后产生共刺激信号，促进T细胞增殖、分化；而CTLA4可与B7竞争性结合，抑制T细胞的增殖、分化。这种免疫机制通过对免疫反应的负调控来控制对自身抗原的免疫耐受，是机体的一种保护机制，可防止宿主受到自身免疫系统的攻击[6]。恶性肿瘤细胞则利用这种负反馈回路，导致效应T细胞功能抑制和数量减少，出现T细胞衰竭，致使肿瘤细胞实现免疫逃逸，从而造成肿瘤细胞无限增殖[7]。PD-1/PD-L1抑制剂可与肿瘤细胞或T细胞上的免疫检查点竞争性结合，从而重新启动机体免疫应答功能。目前，FDA批准用于临床的PD-1/PD-L1抑制剂主要有帕博利珠单抗、纳武利尤单抗、阿特珠单抗等。

3 dMMR/MSI-H mCRC患者PD-1/PD-L1抑制剂治疗现状

研究发现，dMMR mCRC患者存在多种基因突变，提示MSI-H、抗原多样性高，促使效应T淋巴细胞高度浸润，PD-L1表达上调。这种免疫浸润型肿瘤微环境也称之为“热肿瘤”，对免疫治疗有更好地反应[8]。Keynote-016试验证实，帕博利珠单抗治疗dMMR mCRC患者临床获益显著优于pMMR患者。该研究结果显示，dMMR mCRC患者客观缓解率(ORR)为40%，5个月无进展生存率为78%；而pMMR mCRC患者ORR为0，5个月无进展生存率只有11%[9]。Keynote-164试验进一步研究了dMMR/MSI-H mCRC患者使用帕博利珠单抗的临床获益情况，在Keynote-164队列B研究的63例既往接受治疗患者中，ORR为32%(中位随访时间为12.6个月)，1年无进展生存率与总生存率分别为41%、76%[10]。这项研究显示接受帕博利珠单抗治疗的MSI-H CRC患者在一线治疗进展后仍能获得持久的抗肿瘤效果。目前Ⅲ期临床试验Keynote-177正在对dMMR mCRC患者一线应用帕博利珠单抗与常规化疗的疗效进行评估[11]。

一项Ⅱ期临床试验中纳武利尤单抗用于18例mCRC患者，其中仅1例患者部分获益，并发现其存在dMMR[12]。基于这一研究结果，CheckMate 142进一步观察了dMMR/MSI-H mCRC患者使用纳武利尤单抗的治疗情况，结果显示ORR为31.1%，1年无进展生存率和总生存率分别为50%、73%[13]。因此，2017年FDA批准帕博利珠单抗、纳武利尤单抗可用于既往接受治疗的dMMR/MSI-H mCRC患者。

4 pMMR/MSS mCRC患者PD-1/PD-L1抑制剂治疗现状

在全部mCRC患者中，pMMR/MSS患者约占95%，PD-1/PD-L1抑制剂对这部分患者几乎没有任何治疗效果。研究发现，pMMR/MSS mCRC患者免疫原性差，在肿瘤中心区域缺乏效应T淋巴细胞浸润，PD-L1表达较低，这种免疫抑制型肿瘤微环境也称之为“冷肿瘤”[14]。研究表明，化疗、分子靶向治疗和放疗导致癌细胞死亡的同时可能会释放新的抗原，而后者又被宿主树突状细胞识别。宿主树突状细胞能够将这些抗原呈递给初始T细胞，使CD8+细胞毒性淋巴细胞的浸润程度增强，从而改变肿瘤微环境[15]。因此，结合免疫检查点抑制剂和其他抗癌疗法进行治疗可能会克服pMMR/MSS mCRC对免疫疗法的耐药性。

Shahda等[16]研究结果显示，一线应用帕博利珠单抗联合FOLFOX治疗30例mCRC(包括27例pMMR/MSS患者)，ORR为43%，中位无进展生存期、总生存期分别为16.9、18.8个月，与单纯化疗相比无明显优势。在一项Ⅰ期临床试验中，PD-L1抑制剂阿特珠单抗联合FOLFOX和贝伐单抗治疗mCRC患者，其ORR为52%，中位无进展生存期为14.1个月，与化疗联合贝伐单抗治疗比较也无明显统计学差异[17]。因此，免疫治疗与化疗联合并不能有效逆转肿瘤的免疫抑制型微环境。Liu等[18]研究发现，抑制RAS-MAPK途径的下游信号分子MEK，能够诱导IFN-γ依赖性HLA增加，上调PD-L1表达，与免疫治疗协同增强抗肿瘤活性。基于这些数据，IMblaze370试验以阿特珠单抗与MEK1/MEK2抑制剂考比替尼联合治疗MSS/MSI-L mCRC患者，该研究并没有达到其主要的研究终点，患者中位总生存期、中位无进展生存期分别为8.9、1.9个月，与瑞戈非尼单药治疗相比无明显优势[19]。

Zelenay等[20]研究发现，在大肠癌小鼠模型中，免疫治疗联合抗血管内皮生长因子治疗能够改善免疫抑制状态。首先，通过抗血管内皮生长因子、人血管生成素受体酪氨酸激酶2，增强细胞毒性T淋巴细胞的转运和增殖功能，重新激活效应T细胞，抑制Treg细胞募集；其次，通过肿瘤内血管正常化，增强CD8+T细胞向肿瘤内部的浸润程度，提高对抗PD-1治疗的敏感性。基于动物实验结果，2019年REGONIVO研究将瑞戈非尼联合纳武利尤单抗治疗三线及三线以后的pMMR/MSS mCRC患者，ORR为36%，中位无进展生存期为6.3个月[21]。该研究彻底改变了pMMR/MSS mCRC免疫治疗ORR为0的困境，将肿瘤微环境由免疫抑制型改变为免疫增强型，成功地将“冷肿瘤”转变为“热肿瘤”。

5 PD-1/PD-L1抑制剂治疗相关生物标志物

目前，抗PD-1/PD-L1已成为多种肿瘤的有效治疗方法。PD-1/PD-L1抑制剂不仅使部分肿瘤患者客观缓解率升高，而且还能获得长期缓解。但如何识别哪些患者免疫治疗获益，是PD-1/PD-L1抑制剂取得良好治疗效果的关键。PD-L1扩增可作为抗PD-1/PD-L1抗体治疗反应的预测因子。研究显示，在经典霍奇金淋巴瘤患者中，97%可表现出PD-L1扩增；PD-L1阳性表达越高，抗PD-1/PD-L1治疗效果越好[22]。但在Keynote-028试验中，PD-L1表达阳性的mCRC患者在使用帕博利珠单抗治疗后，出现疾病进展患者高达69.6%[23]。因此，PD-L1表达不能作为预测mCRC预后的唯一指标。

肿瘤突变负荷(TMB)是评估肿瘤免疫原性的重要指标，是预测免疫反应的新兴生物标志物。TMB与抗PD-1/PD-L1免疫治疗反应之间的相关系数为0.74，55%的癌症类型ORR差异可以由TMB解释[24]。TMB越高，新抗原负荷越高，肿瘤的免疫原性就越高。另外，可通过基因插入或缺失状况来确定新抗原负荷的突变类型。具有这些特征的mCRC患者人群相对较小，主要由dMMR或MSI-H的肿瘤患者组成。在这部分患者中，发现了大量活化的CD8+细胞毒性淋巴细胞和免疫检查点上调，如CTLA4、PD-1/PD-L1。PD-L1阳性表达率与dMMR/MSI-H状态密切相关。Zhao等[25]研究报道，dMMR/MSI-H CRC患者中PD-L1阳性表达比例显著高于pMMR/MSS CRC患者。

尽管PD-1/PD-L1抑制剂治疗mCRC具有良好的前景，但其临床获益仍局限于dMMR/MSI-H患者，而这部分患者仅占全部mCRC患者的5%。尽管PD-L1、TMB、MSI、dMMR等生物标志物有助于选择对免疫治疗有反应的肿瘤患者，但目前这些生物标志物还难以准确地预测免疫治疗效果。因此，未来还需要进行更广泛的肿瘤免疫治疗生物标志物及其组合研究，遴选出能够获益的优势人群，指导PD-1/PD-L1抑制剂的临床应用，寻求肿瘤免疫治疗的最佳策略。此外，T细胞的浸润和激活、新抗原或肿瘤相关抗原的识别也可为肿瘤的免疫治疗提供新的途径。因此，通过组合化疗药物、靶向药物或其他免疫调节剂，增强mCRC的免疫原性，可进一步改善PD-1/PD-L1抑制剂的抗肿瘤效果。