抗血管生成药物联合免疫检查点抑制剂治疗非小细胞肺癌的作用机制及临床应用进展

邱鲁鹏，孙卓雅，赵晓，焦顺昌

1 解放军医学院，北京 100853；2解放军总医院第一医学中心 肿瘤内科，北京 100853

肺癌是严重危害人类健康的疾病，也是我国癌症死亡的重要原因[1-2]。国际癌症研究所统计数据显示，2020 年新诊断癌症病例约1 930 万人，死亡病例约1 000 万人。其中，新诊断肺癌病例约220 万人，死亡病例约180 万人[3]。非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer，NSCLC) 病例占所有肺癌病例的80%～ 85%[4-5]，大多数患者在确诊时已丧失手术根治的机会，总体预后较差[6]。在过去，含铂双药化疗是临床治疗晚期NSCLC 的主要手段，但化疗药物对患者生存预后的改善并不能让人满意[7]。传统化疗方案的中位生存期仅为11～12 个月，并且过多周期化疗不但不能提高患者的生存时间，反而会产生毒性积累效应，威胁患者生命健康[8]。近年来，基因检测和靶向药物的逐步成熟和广泛应用，显著延长了携有某些突变基因患者的生存时间，但只有特定人群才能获益，并且在治疗过程中也不可避免地会出现药物耐药[9-10]。因此，需要更理想的治疗手段来延长晚期NSCLC患者的生存时间。近年来，以程序性死亡受体-1(programmed death 1，PD-1)/程序性死亡受体-配体1(programmed death ligand 1，PD-L1)抑制剂为代表的免疫检查点抑制剂(immune checkpoint inhibitor，ICI)治疗NSCLC 取得了突破性进展。部分研究发现抗血管生成药物与ICI 联用可以发挥协同效应，从而改善NSCLC 患者的生存时间[11]。基于此，本文就抗血管生成药物联合ICI 治疗NSCLC 的作用机制和研究进展做一综述。

1 抗血管生成药物及ICI 治疗NSCLC 的现状

Folkman 博士在1971 年提出了阻断肿瘤血管生成的抗肿瘤治疗策略，其原理在于肿瘤的生长、浸润和转移都需要依赖血管这一介质[12]。血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)是血管生成的主要调节因子，主要通过与VEGFR-2 结合，刺激促血管生成信号通路[13-14]。另外，血小板衍生生长因子(platelet-derived growth factor，PDGF) 和成纤维细胞生长因子(fibroblast growth factor，FGF)等也可参与血管生成的调节[15]。抗血管生成类药物主要通过抑制上述靶点，阻断肿瘤新生血管形成，起到抗肿瘤治疗的作用。此外，多项研究还发现抗血管生成类药物可以改善肿瘤免疫抑制微环境，从而提高抗肿瘤疗效。2004年，贝伐珠单抗成为全球首个获批的抗血管生成药物，它能够准确靶向VEGF，阻止肿瘤血管生成[16]。而小分子酪氨酸激酶抑制剂可同时作用于VEGFR、PDGFR 和FGFR 等多个靶点及其下游信号通路，进而阻断肿瘤血管生成。目前临床常用的小分子酪氨酸激酶抑制剂中，安罗替尼和阿帕替尼在NSCLC 治疗中表现出了不俗的临床疗效[17-18]。然而，恶性肿瘤不可避免地会对抗血管生成药物产生耐药，使其单独使用疗效不佳[19]。

近年来免疫治疗的兴起，改变了NSCLC 的治疗格局[20]。PD-1/PD-L1 抑制剂作用于T 细胞的抑制性通路，激活其对肿瘤细胞的免疫应答，最大优势在于部分患者可以得到长期生存获益[21-22]。在CheckMate-017 和CheckMate-057 研究中，纳武利尤单抗组的总生存期(overall survival，OS)均优于多西他赛治疗组，并且安全性更佳[23]。另一项研究中，纳武利尤单抗在以中国人群为主的患者中也同样展现出了良好的疗效，整体结果与CheckMate-017 和CheckMate-057 研究一致[24]。KEYNOTE-024 研究主要对比帕博利珠单抗与含铂化疗一线治疗晚期NSCLC 的疗效，所有入组患者PD-L1 表达均≥50%，结果示帕博利珠单抗组的OS 明显优于化疗组(30.0 个月vs14.2 个月，P=0.002)[25]。根据上述研究结果，这两种PD-1 抑制剂获批用于治疗晚期NSCLC，开启了NSCLC免疫治疗的时代。

目前，免疫治疗相关研究正如火如荼地开展着，已经成为NSCLC 治疗手段中不可缺少的一部分。特别是抗PD-1/PD-L1 药物的应用取得了振奋人心的成果，部分患者可得到长期生存获益，因此很多研究认为晚期肺癌治疗已经进入了免疫治疗的时代[26-27]。然而在实际临床应用中，只有20%～ 30%的患者可以从免疫单药治疗中获益，因此联合治疗才是肿瘤治疗的未来趋势[28-29]。

2 抗血管生成药物联合ICI 抗肿瘤的作用机制

2.1 肿瘤局部血管异常形成免疫抑制微环境 血管生成与肿瘤的生长、浸润和转移密切相关[30]。首先，在促血管生成因子的作用下，肿瘤局部血管弯曲、缠绕且渗透性增加，间质压力升高，这意味着T 细胞需要克服更大的压力差才能浸润到肿瘤组织中。这种以缺氧、酸性及高间质压为特征的肿瘤微环境，为恶性肿瘤的生长、转移及耐药提供了条件[31-32]。其次，组织缺氧会上调PD-L1、白细胞介素-6、白细胞介素-10 等免疫应答抑制信号的表达，VEGF 还会使树突状细胞(dendritic cell，DC)向局部聚集，但其抗原提呈能力却大幅下降[33]。同时，缺氧促进辅助性T 细胞(helper T cell，Th cell)向Th2 型而非抗肿瘤疗效更强的Th1 型转化，肿瘤相关巨噬细胞(tumor-associated macrophage，TAM) 也向具有免疫抑制功能的M2 表型分化[34-35]。最后，调节性T 细胞(regulatory cell，Treg)细胞中FLICE 样抑制蛋白高表达，肿瘤内皮屏障上的Fas 配体会选择性作用于效应CD8+T 细胞，抑制免疫应答[36]。总的来说，血管生成以多种方式参与了肿瘤的生长和免疫逃逸。肿瘤血管的结构和功能异常会形成缺氧和酸性的肿瘤微环境，阻碍免疫效应细胞浸润，促进骨髓来源抑制性细胞(myeloid-derived suppressor cell，MDSC)和Treg 聚集，最终形成免疫抑制微环境。另外，缺氧还可以诱导肿瘤细胞、DC 以及TAM 细胞上调PD-L1 等免疫抑制分子的表达，从而抑制T 细胞和其他免疫细胞的活性，最终影响ICI 发挥疗效。

2.2 抗血管生成药物促进淋巴细胞浸润，改善免疫抑制微环境 肿瘤组织会分泌多种促血管生成因子，如VEGF、PDGF 及肝细胞生长因子等[37-38]。目前认为VEGF 是其中最关键的作用因子，它通过与VEGFR-2 结合转导信号[39]。1)VEGF 与VEGFR-2 结合，可激活下游PLCγ-PKC-Raf-MAPK和Grb2-Gab1-MAPK/PI3K-Akt 信号通路，促进内皮细胞的增殖和迁移。2)VEGF 可上调肿瘤细胞PD-L1 及T 细胞中PD-1 和免疫球蛋白黏蛋白分子3 的表达，影响肿瘤浸润T 细胞发挥功能。3)VEGF 可以促进Treg、MDSC 等免疫抑制细胞增殖，加速TAM 向免疫抑制M2 表型分化，抑制肿瘤局部免疫应答，减弱抗肿瘤效果。4)肿瘤组织VEGF 表达升高，导致局部高间质压力，使得免疫效应细胞难以进入肿瘤内部，从而减弱其杀伤效应[40]。此外，VEGF 表达降低可以调节肿瘤血管密度并上调内皮黏附分子表达，导致T 细胞浸润增加，从而提高免疫应答效应[41]。总之，抗血管生成药物可以使肿瘤血管“正常化”，有助于免疫治疗药物及免疫效应细胞运输至肿瘤局部，从而增强抗肿瘤效果。

2.3 免疫治疗改善肿瘤微环境，增强抗血管生成药物的作用 Tian等[42]研究发现，PD-L1 抑制剂可以使肿瘤组织对抗血管生成药物敏感并增强其疗效。在一项细胞毒性T 淋巴细胞相关蛋白4 抑制剂和PD-1 抑制剂联合治疗的研究中，肿瘤的血管密度下降，血管灌注得到改善，而这些都是血管趋向正常化的标志[43]。有研究发现，ICI 可以通过激活CD4+Th1 细胞促进肿瘤血管正常化[44]。另一项研究发现，ICI 会激活T 淋巴细胞聚集并分泌γ 干扰素(interferon-γ，IFN-γ)，诱导肿瘤血管正常化，而正常化的肿瘤血管可以反过来促进免疫细胞浸润和发挥功能[45]。此外，多种免疫抑制细胞在抗血管生成治疗的耐药过程中发挥着重要作用[46]。VEGF 抑制剂使血管过度退化从而导致肿瘤缺氧，诱导M2 型TAM 代偿性产生促血管生成因子来促进肿瘤血管生成。MDSC 也可以在VEGF 信号通路被阻断的情况下直接促进肿瘤血管生成。上述研究表明免疫治疗在起到抗肿瘤疗效的同时，也可以改善恶性肿瘤局部的血管环境。

综上所述，抗血管生成治疗使肿瘤血管正常化，有助于改善肿瘤免疫微环境。而ICI 通过激活T 淋巴细胞分泌IFN-γ，反过来减轻局部缺氧，促进肿瘤血管正常化。这一机制很好地解释了ICI联合抗血管生成药物的协同增效作用，为其联用治疗NSCLC 提供了理论依据。

3 抗血管生成药物联合ICI 治疗NSCLC 的临床研究

目前临床上常用的抗血管生成药物有贝伐珠单抗、雷莫芦单抗、安罗替尼及阿帕替尼等，常用的ICI 有帕博利珠单抗、纳武利尤单抗、阿替利珠单抗、卡瑞利珠单抗及信迪利单抗等。近期，多项研究正在探索抗血管生成药物联合ICI 治疗NSCLC 的临床疗效及不良反应。本文就相关的临床研究进展进行总结分析。

3.1 贝伐珠单抗联合阿替利珠单抗 IMpower150研究是一项在初治晚期非鳞NSCLC 患者中进行的Ⅲ期临床研究，其主要研究目标是表皮生长因子受体/间变性淋巴瘤激酶突变阴性的意向治疗人群(ITT-WT 人群)[47]。在ITT-WT 人群中，356 例患者被分配至阿替利珠单抗+贝伐珠单抗+卡铂及紫杉醇组(ABCP 组)，336 例患者被分配至贝伐珠单抗+卡铂及紫杉醇组(BCP 组)，结果示ABCP组的中位无进展生存期(median progression-free survival，mPFS)更长(8.3个月vs6.8个月，HR=0.62，95%CI：0.52～ 0.74，P＜0.001)。随访截止时，376 例(54.0%) 患者已死亡，ABCP 组在OS 上的获益也更明显(19.2 个月vs14.7 个月，HR=0.78，95%CI：0.64～ 0.96，P=0.020)。此外，ITT-WT人群中，ABCP 组在客观缓解率(objective response rate，ORR)和缓解持续时间(duration of response，DoR)上的表现也更优异(ORR：63.5%vs48.0%；DoR：9.0 个月vs5.7 个月)。在不良反应上，两组总体上相似，ABCP 组皮疹、口腔炎及咯血的发生率更高(1～ 2 级不良反应：35.9%vs45.4%；3～ 4 级不良反应：55.7%vs47.7%)。IMpower150 研究首次证实了贝伐珠单抗联合阿替利珠单抗及标准化疗可改善晚期非鳞NSCLC 的PFS 和OS，且不良反应相对可控。这说明抗血管生成药物与ICI 存在协同作用，为临床用药提供了新的选择。

3.2 贝伐珠单抗联合纳武利尤单抗 Rizvi等[48]进行了一项关于贝伐珠单抗联合纳武利尤单抗对比纳武利尤单抗单药一线维持治疗的Ⅰ期临床试验，纳入了一线至少4 周期含铂化疗后疾病稳定的33 例患者。联合治疗组12 例患者均为非鳞癌，其mPFS 为37.1 周。而单药治疗组13 例非鳞癌患者的mPFS 为21.4周，8 例鳞癌患者的mPFS为16.0 周。此外，联合治疗组发生4 例3 级不良反应(2 例肺炎，1 例咳嗽，1 例肾炎)，单药治疗组发生3 例3 级不良反应(2 例肺炎，1 例胸腔积液)，安全性总体可耐受。该研究结果显示贝伐珠单抗联合纳武利尤单抗可以改善患者的生存时间，但还需大样本的临床研究来进行验证。

3.3 雷莫芦单抗联合帕博利珠单抗 JVDF 研究(NCT02443324)是一项评估雷莫芦单抗联合帕博利珠单抗用于难治实体瘤的Ⅰ期临床试验[49]。该研究初步报道了27 例NSCLC 患者的一线治疗数据，总体ORR 为42.3%，疾病控制率(disease control rate，DCR)为84.6%。其中PD-L1 表达≥50%的16例患者，ORR 达到56.3%，DCR 达到87.5%，该研究结果提示雷莫芦单抗联合帕博利珠单抗能为NSCLC 患者带来生存获益，且安全性相对可控。

3.4 仑伐替尼联合帕博利珠单抗 在KEYNOTE-146 研究中，21 例晚期NSCLC 患者接受了仑伐替尼联合帕博利珠单抗治疗，总体ORR 达33.3%，mPFS 为5.9 个月，不良反应也相对可控[50]。随后，LEAP-007 研究进一步探索PD-L1 阳性(TPS≥1%)晚期NSCLC 患者一线接受仑伐替尼联合帕博利珠单抗或帕博利珠单抗单药治疗的临床结局[51]。该研究共纳入623 例晚期NSCLC 患者，其中联合治疗组和对照组的mPFS 分别为6.6 个月和4.2 个月，分析示仑伐替尼联合帕博利珠单抗降低疾病进展风险达22%(HR=0.78；95%CI：0.64～ 0.95；P=0.006)。但随访截止时，联合治疗组和对照组的mOS 分别为14.1 个月和16.4 个月，差异无统计学意义(P=0.797)。此外，联合治疗组3～ 5 级治疗相关不良事件的发生率高于对照组(57.9%vs24.4%)，两组5 级治疗相关不良事件的发生率分别为5.2%和1.9%。上述结果显示，尽管仑伐替尼联合帕博利珠单抗改善了患者的ORR 和PFS，但这种获益却未能转化为肿瘤患者临床试验的金标准OS。我们分析这一结果可能是因为联合用药后肿瘤过度压缩，诱导肿瘤微环境产生代偿性变化，从而影响了患者的生存预后，但还需更深入的基础研究来进行验证。

3.5 阿帕替尼联合卡瑞利珠单抗 在Zhou等[52]进行的研究中，阿帕替尼(250～ 500 mg)联合卡瑞利珠单抗在晚期非鳞NSCLC 的治疗中表现优异。其中94 例患者完成了疗效评价，总体ORR 为30.9%，mPFS 为5.7 个月，mOS 为15.5 个月。此外，还发现携带STK11/KEAP1 基因突变的患者从该治疗方案中获益更大(ORR：42.9%vs28.1%；1 年生存率：85.1%vs53.1%)。总体来看，这一联合治疗方案在晚期非鳞NSCLC 中展现了良好的疗效。该研究仍在进行中，更多数据有待进一步揭晓。

3.6 安罗替尼联合信迪利单抗 在Chu等[53]报道的一项Ⅰb 期临床研究中，安罗替尼联合信迪利单抗在驱动基因野生型患者中表现良好。22 例NSCLC 患者的总体ORR 为72.7%(95%CI：49.8%～89.3%)，DCR 为100.0%(95%CI：84.6 %～ 100%)，并且在各亚组中均显示出生存获益。其中7 例高肿瘤突变负荷患者的ORR 达到了85.7%(95%CI：42.1%～ 99.6%)。所有患者均发生了治疗相关不良反应，较常见的为出血13 例(59.1%)、甲状腺功能减退11 例(50.0%) 和尿酸增高9 例(40.9%)，3 级及以上不良事件的发生率为54.5%(12/22)。值得注意的是，本研究中22 例患者治疗后DCR 达到了100%，这也说明了安罗替尼联合信迪利单抗这个无化疗方案可以有效控制NSCLC 的疾病进展。

综上所述，ICI 联合抗血管生成治疗为晚期NSCLC 患者带来了生存改善，且不良反应相对可控。这一方案为临床治疗晚期NSCLC 提供了新的选择，但仍需更多的数据积累来指导临床用药。

4 结语及展望

抗血管生成药物和ICI 都可以改善肿瘤微环境，两种药物存在着密切的协同作用机制。抗血管生成治疗使肿瘤血管“正常化”的同时，抑制了MDSC 及Treg 的活性，激活并促进DC 成熟，增强T 细胞的浸润，有利于ICI 发挥疗效。而ICI 激活T 细胞分泌IFN-γ，反过来促进血管正常化，这一正反馈机制为两者联合用药提供了理论依据。在临床研究中，抗血管生成药物联合ICI 治疗也取得了振奋人心的成果[54]。以IMpower150 研究为代表的临床实践进一步验证了ICI 与抗血管生成治疗的联合作用，为晚期NSCLC 患者提供了新的选择。

肿瘤微环境的改变由肿瘤细胞、免疫细胞及成纤维细胞等共同参与，其信号通路交错复杂，作用机制至今仍未完全阐明。ICI 联合抗血管生成治疗也会发生药物耐药而导致治疗失败，因此，如何延缓耐药细胞的产生是目前急需解决的问题之一[55]。肿瘤治疗领域如免疫治疗、放化疗及手术治疗等都取得了突飞猛进的发展，如何为不同患者选择最恰当的治疗方案，如何个体化精准化治疗肿瘤，如何筛选能提示患者预后的生物标志物，从而确定潜在的获益人群等，仍是今后将面临的重大挑战。总之，还需进行更深入的基础实验和临床研究来优化ICI 联合抗血管生成治疗方案，从而进一步延长晚期NSCLC 患者的生存时间。