转移性黑色素瘤靶向和免疫治疗研究进展

韩利民综述，赵海龙审校

0 引 言

黑色素瘤是一种由皮肤和其他器官的黑色素细胞产生的恶性肿瘤，具有极强的侵袭性和转移性，全球每年新发黑色素瘤约232 100例，约55 500例因该病致死；其中我国每年新增黑色素瘤约6700例，死亡人数高达3200例[1-2]。早期黑色素瘤可通过手术切除治疗，然而转移性黑色素瘤已发生其他器官转移，无法进行手术切除，其5年生存率仅为5%～10%[3]。2011年，美国食品与药品管理局(Food and Drug Administration, FDA)首次批准易普利姆玛(Ipilimumab)用于转移性黑色素瘤的临床治疗[4]。至今FDA先后批准9种药物应用于转移性黑色素瘤的临床治疗，主要分为两种治疗机制：靶向丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase，MAPK)信号通路的小分子抑制剂(靶向治疗)，以及阻断细胞毒性T淋巴细胞相关抗原-4(cytotoxic T lymphocyte-associated antigen-4, CTLA-4)和程序化细胞死亡蛋白1(programmed cell death protein 1, PD-1)的生物性单克隆抗体(免疫治疗)。虽然以上药物的临床治疗效果优于传统放化疗法，但仍存在一些局限性[5]。因此，本文将从转移性黑色素瘤药物及作用机制、临床效果和局限性进行以下综述，并探讨不同药物联合应用的前景。

1 转移性黑色素瘤靶向和免疫治疗药物概述

转移性黑色素瘤具有恶性程度高、预后差、致死率高等特点，虽然现阶段国内外针对转移性黑色素瘤的治疗方法尚有限，但个体化靶向治疗和免疫治疗仍是治疗转移性黑色素瘤的重要手段[6]。目前靶向治疗方面的药物有6种，均为针对MAPK级联信号通路[即小GTP结合蛋白(RAS)-丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶(RAF)-丝裂原活化蛋白激酶/激酶(MEK)-细胞外信号调节的蛋白激酶(ERK)]的小分子药物，分别是维莫非尼、达拉非尼、曲美替尼、考比替尼、康奈菲尼和比美替尼[7-11]。免疫治疗方面的药物有3种，均为单克隆抗体，分别是靶向CTLA-4的易普利姆玛(伊匹单抗)、靶向PD-1的派姆单抗、以及靶向细胞程序性死亡-配体1(programmed death-ligand 1，PDL1)的纳武单抗[12-13]。

2 转移性黑色素瘤分子靶向治疗药物的机制和局限性

黑色素瘤的发生和恶性发展与MAPK通路RAS原癌基因家族中的NRAS和RAF原癌基因家族中的BRAF基因突变息息相关，常伴有BRAF和MEK等靶点的激活[14-15]。因此，靶向治疗是转移性黑色素瘤治疗的重要策略之一，但近年来也发现其存在一定局限性。

2.1靶向治疗药物分子机制

2.1.1 BRAF和MEK抑制剂BRAF作为Raf家族的重要亚型，其下游通路涉及MAPK通路的MEK、ERK等蛋白活化，进而促使核内转录因子磷酸化来调控细胞生长、增殖、凋亡等过程[11]，见图1。研究证实大约有50%的转移性黑色素瘤患者携带BRAFV600突变[5]。正常情况下，MAPK信号通路因受神经纤维瘤蛋白1(neurofribromatosis1，NF1)等负反馈机制调节处于一种低度活化状态，而BRAFV600突变促进BRAF丝氨酸-苏氨酸蛋白激酶激活，并通过激活下游MAPK通路促进肿瘤细胞的增殖与生殖[17-18]。维莫非尼是首个获FDA批准的BRAF小分子抑制剂，其次是达拉非尼和康奈非尼，三者的共同作用都是靶向抑制BRAF。而近年来针对BRAFV600突变的转移性黑色素瘤患者，临床上应用小分子抑制剂治疗效果显著(应答率从9%升至57%)，在延长总生存期(9.7个月升至13.6个月)和无进展生存期方面(1.6个月升至6.9个月)均优于传统化疗[19]。

除BRAF突变型以外，约20%的黑色素瘤患者还携带RAS基因突变(NRAS是主要的突变型)[20]。研究表明即使在无BRAFV600突变情况NRAS仍然可以激活下游MAPK通路，并调控磷脂酰肌醇3-激酶(phosphoinositide 3-kinase, PI3K)-丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶B(protein kinase B，即Akt)通路的激活进而影响细胞凋亡发生[21]。同时，临床研究也证实在使用BRAF抑制剂治疗转移性黑色素瘤患者过程中，联合使用MEK抑制剂，可以显著降低BRAF抑制剂耐药性形成，改善治疗效果[22]。曲美替尼是第一个获FDA批准的MEK小分子抑制剂，其次是考比替尼和比美替尼。无论是基础研究还是临床试验过程中，单独或联合使用MEK抑制剂无论是单独还是联合使用都可以有效提高BRAF突变型黑色素瘤患者应答率，并改善非BRAF突变型患者的预后情况[11, 23-24]。

HGF：肝细胞生长因子；RTK：酪氨酸激酶型受体；FGFR1：成纤维细胞生长因子受体1；IGF-1R：胰岛素样生长因子1受体；HER3：人表皮生长因子受体3 ；PDGFRβ：血小板衍生生长因子受体β亚基；NF1：神经纤维瘤蛋白1；NRAS：神经母细胞瘤中大鼠肉瘤病毒癌基因同源物；BRAF：鼠类肉瘤滤过性毒菌致癌同源体B；ARAF：鼠类肉瘤滤过性毒菌致癌同源体A；CRAF：鼠类肉瘤滤过性毒菌致癌同源体C；ERK：细胞外信号调节激酶；MEK：丝裂原活化蛋白激酶激酶；PTEN：同源性磷酸酶-张力蛋白；Bcl-xL：B细胞淋巴瘤因子-特大型；Bcl-2A1：B细胞淋巴瘤因子2相关蛋白1；PI3K：磷脂酰肌醇3-激酶；Akt：丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶B；mTOR：哺乳动物雷帕霉素靶点

2.1.2其他靶向抑制剂除BRAF和MEK两个靶点外，大量临床II期试验表明KIT抑制剂对携带KIT突变的转移性黑色素瘤患者有一定治疗效果，诸如伊马替尼(Imatinib)和尼罗替尼(Nilotinib)等KIT靶向抑制类药物都已经进入临床试用阶段[25-26]。此外，遗传学研究表明PI3K通路的负调控因子同源性磷酸酶-张力蛋白(phosphatase and tensin homolog，PTEN)可以抑制MAPK通路激活阻止黑色素瘤的发生发展过程[27]。因此，在BRAF或NRAS突变型黑色素瘤中靶向抑制PI3K的活性可能有助于增强BRAF抑制剂的临床效果，并减少其耐药的发生。

2.2靶向治疗的局限性多项研究证实，不同靶向药物在治疗转移性黑色素瘤过程中容易引起多种皮肤毒性损伤、关节痛、脱发和腹泻等副作用，并且过度使用靶向药物还可能引发皮肤鳞状细胞癌、皮肤基底细胞癌等肿瘤[7, 28]。比如接受BRAF抑制剂维莫非尼治疗的患者治疗过程中易出现恶心、腹泻、关节痛、光过敏等症状以及毛发角化病，严重时还可能发生大面积毒性表皮坏死溶解[11, 29]。康奈非尼常见的不良反应为脱发、关节痛和跖红骨感觉障碍综合征等[27]。而使用MEK抑制剂考比替尼治疗的患者也易发生肝功能损害、肌酸激酶升高、腹泻，皮疹等不良反应。因此，临床上采用降低30%用药量来缓解副作用对患者身体的损伤[5]。此外，BRAF抑制剂还可能促进NRAS突变和RAF同源体形成进一步激活MAPK通路导致肿瘤过度增殖[30]。因此在临床上，需要考虑MEK抑制剂与BRAF抑制剂联合应用，抑制MAPK通路激活程度，从而减缓皮肤毒性和肿瘤过度增殖。

3 转移性黑色素瘤免疫治疗药物的机制和局限性

免疫治疗转移性黑色素瘤的机制主要是激发或调控机体免疫系统、改善肿瘤微环境以提高抗肿瘤免疫力[13]。目前FDA批准上市的黑色素瘤免疫治疗药物单用或联用均可以显著延长晚期黑色素瘤患者的总生存期和无进展生存期[4, 12-13, 31]。

3.1免疫治疗药物的分子机制

3.1.1 CTLA-4单克隆抗体CTLA-4是免疫球蛋白家族成员之一，在活化后的T淋巴细胞上表达。相对于T细胞表面蛋白CD28，CTLA-4具有更强的抗原提呈亲和力，更容易与树突状细胞表面的配体结合。CTLA-4与相应配体结合后诱导T细胞失活，并抑制白细胞介素-2分泌，从而减弱机体免疫反应[32]。而使用特异性结合CTLA-4的抗体降低CTLA-4与其配体的结合程度可减弱对T细胞的负向调控水平[6]，见图2。临床研究表明从低剂量(3 mg/kg)到高剂量(10 mg/kg)应用伊匹单抗可以有效提高转移性黑色素瘤患者的总生存期(从11.5个月升至15.7个月)[4]。但伊匹单抗通过抑制CTLA-4容易过度激活T细胞，临床应用中引发多种免疫不良反应，对机体造成损害[33]。

3.1.2PD-1单克隆抗体由于临床上应用伊匹单抗存在严重的免疫不良反应，因此转移性黑色素瘤免疫治疗方法需要引入其他免疫检查点。其中PD-1的临床效果最好，相关抗体药物应用最广，对多种肿瘤效果显著[6]。PD-1主要在活化的T细胞、B细胞、单核细胞和杀伤细胞等免疫细胞表面表达，而肿瘤细胞或抗原提呈细胞(如巨噬细胞和树突细胞)表面有PD-1特异性配体(PD-L1和PD-L2)表达[12]。在外周组织中，T细胞表面的PD-1与肿瘤细胞表面的PD-L1等配体结合后，通过负向调控T细胞活化、增殖促使肿瘤细胞完成免疫逃逸[34]。在靶向PD-1的免疫治疗方法中，使用特异性结合PD-1或PD-L1的抗体能阻断两者的相互作用，减弱其负向调控T细胞的能力，从而提高T细胞抗肿瘤效能[35]，见图2。相对于伊匹单抗单药治疗和化疗方式，PD-1相关单克隆抗体药物治疗产生的细胞毒性程度大幅下降，并在治疗早期无免疫不良反应[36]。

MHC：主要组织相容性复合体；TCR：T细胞抗原受体；PD-1：程序化细胞死亡蛋白1；PD-L1：细胞程序性死亡-配体1；CD28：分化决定簇28；B7：分化决定簇80或分化决定簇86

3.2免疫治疗的局限性虽然相较于传统放化疗手段治疗转移性黑色素瘤，免疫疗法具有应答率高、毒性小、疗效好的特点，但其仍然面临治疗成本高、缺乏可靠的预测性生物标志物等困境[37]。重要的是，对于晚期黑色素瘤患者，由于调控免疫环境不当而出现的免疫不良反应常是致命的，这就要求执行免疫治疗的医疗团队必须具有丰富、扎实的免疫学相关知识与技术体系[38]。而在对PD-L1阴性的转移性黑色素瘤患者制定治疗方案时，医师应充分分析并监视患者机体内免疫学微环境，并谨慎选择适当的治疗方法和组合形式，以免出现免疫不良反应或免疫药物耐药性[39]。

4 转移性黑色素瘤联合治疗优化方案现状及前景

黑色素瘤的发生、发展和转移过程复杂，临床上应用单一药物治疗的疗效有限，因此多种药物联合应用能相互弥补治疗缺陷、提高疗效和改善患者预后[16, 39-40]。目前，临床上针对转移性黑色素瘤联合用药方案主要是BRAF抑制剂达拉菲尼与MEK抑制剂曲美替尼的联合应用，以及免疫治疗抗体伊匹单抗与纳武单抗的联合应用，两种治疗方式均能有效缩小肿瘤体积，延长患者无进展生存期和总生存期[24, 31, 41]。

多项研究证实在转移性黑色素瘤治疗初期，采用靶向和免疫联合治疗具有降低毒性风险、增强T细胞活性等优势[42-43]。其机制如下：①转移性黑色素瘤中MAPK通路活化，可促使肿瘤细胞表面抗原表达下降无法被T细胞识别完成免疫逃逸[21]。BRAF和MEK靶向抑制剂可以阻断MAPK通路，使肿瘤细胞抗原正常表达被T细胞识别[44]；②BRAFV600突变促进肿瘤细胞免疫逃逸，而BRAF抑制剂和MEK抑制剂的联合应用在早期阶段可以调控机体免疫微环境，引发黑色素瘤细胞表面抗原以及CD8+T细胞毒性标记物(穿孔素和颗粒酶B)表达增加，进而促进T细胞浸润以及淋巴细胞增殖[43]。

综上，靶向治疗联合免疫治疗既可以改善免疫微环境，又可以扩大治疗黑色素瘤的种类范畴，两者协同在治疗早期拥有较强的抗肿瘤效果，为转移性黑色素瘤的治疗提供一个新的方向[45]。

5 总结与展望

近期的研究成果和临床数据显示，与传统放化疗治疗相比，无论是靶向治疗还是免疫治疗均能显著提高转移性黑色素瘤患者的疗效，改善患者预后。同时，靶向治疗和免疫治疗联合方案还能相互取长补短，提高转移性黑色素瘤患者早期疗效，这可能是现阶段临床上治疗转移性黑色素瘤的最佳方案。但关于转移性黑色素瘤靶向和免疫治疗药物联合用药的最优疗程、用药顺序与组合方式目前仍不明确，并且联合用药方案的长期治疗效果还需要密切关注。原因有以下两点：①由于机体免疫应答能力有限，在联合治疗的后期，BRAF抑制剂等靶向治疗药物可促使肿瘤细胞或T细胞表达PD-1、PD-L1等T细胞抑制因子，减弱机体对肿瘤细胞的免疫杀伤能力[44]；②BRAF抑制剂或MEK抑制剂可以破坏肿瘤细胞之间的信号连接，阻碍T细胞向肿瘤细胞间浸润，从而促进肿瘤细胞增殖[46]。因此，针对转移性黑色素瘤的治疗，还需要更广泛的基础和临床研究提供更多的研究数据以便制定联合用药的最优疗程与组合方式。