免疫检查点抑制剂在结直肠肿瘤治疗中的研究进展

何逸凡,刘全丽,左芦根

(蚌埠医学院第一附属医院胃肠外科，安徽 蚌埠 233004)

结直肠癌(colorectal cancer，CRC)是最为常见的消化系统实体肿瘤，其发病率和死亡率均居于全球恶性肿瘤的第3位[1]。CRC在我国的发病率呈现逐年增长趋势，以手术为主的综合治疗虽然取得了长足进步，但仍然未显著提高CRC患者的5年生存率[2]。CRC病程早期缺乏典型的临床表现，部分患者在获得诊断时已失去手术治疗机会，此时非手术治疗是减轻临床症状及延长患者生命的主要治疗方式[3]。随着肿瘤免疫学的迅速发展，免疫检查点抑制剂(immune checkpoint inhibitors，ICPIs)的治疗范围已经从原先的黑色素瘤、肺癌等扩展至消化系统肿瘤领域。作为一种非手术治疗方法，ICPIs展现出前所未有的疗效。本文就ICPIs在CRC治疗中的研究进展进行文献综述，以期为了解该领域的研究动态提供参考。

1 免疫检查点的功能及其抑制剂的抗肿瘤机制

1.1 恶性肿瘤的免疫逃避现象恶性肿瘤细胞的增殖、侵袭、转移及复发都与免疫逃避/抑制有着密不可分的关系。肿瘤细胞可以通过促进人类白细胞抗原(Human Leucocyte Antigen, HLA) I类抗原的异常表达，影响共抑制/共刺激分子、干扰素信号转导通路等途径，逃避CD8+T细胞或自然杀伤细胞的免疫监视[4]。此外，肿瘤细胞还可诱导具有负向免疫调节验证的淋巴细胞分化和聚集，从而实现免疫逃避。因而，肿瘤细胞的免疫逃避机制是其恶性进展的关键因素。

1.2 免疫检查点在肿瘤免疫逃避中的作用人体免疫系统在识别并杀伤异物的同时需要保证正常细胞不受损伤，其中免疫检查点(immune checkpoint，ICP)就起这样一种保护作用。ICP可表达于人体正常免疫细胞，生理情况下这些ICP分子相互协作发挥免疫n别和调节免疫激活程度的作用。例如，在免疫/炎症反应中，可防止T细胞过度活化而损伤正常细胞。但也会在病理状态下被肿瘤细胞利用，导致肿瘤免疫逃避的产生。肿瘤组织可通过过度表达ICP分子，引起T细胞免疫检查点反应，使T细胞表面抑制性调节受体表达上调并诱导其凋亡，降低T细胞识别、杀伤肿瘤细胞的作用[5]。因此如何有效抑制肿瘤细胞免疫逃避是我们当今研究的重点方向。

1.3 免疫检查点抑制剂的抗肿瘤机制ICP为肿瘤细胞带上“面具”逃过人体免疫系统的监视，与此同时ICPIs逐渐进入人们的视线。ICPIs可以有效阻断肿瘤细胞表达的ICP配体与T细胞表达的ICP受体结合，激活免疫系统尤其是T细胞活性，摘去肿瘤细胞的“面具”，使T细胞重新识别并杀伤肿瘤细胞。临床研究发现，ICPIs在一些肿瘤的治疗中已经表现出较好疗效，因此，找到更多ICP并研发出与其相对应的高疗效ICPIs刻不容缓。

2 免疫检查点抑制剂的种类

2.1 PD-1/PD-L1抑制剂PD-1属于免疫球蛋白B7-CD28家族，在T细胞、B细胞、N K细胞、单核细胞和树突状细胞中都有表达，PD-L1为其主要配体。当PD-1与PD-L1结合时，可抑制干扰素-γ、白介素-2、肿瘤坏死因子-α等多种细胞因子的合成，使T细胞程序性死亡因子受激活而产生凋亡。研究表明在CRC肿瘤微环境中PD-1在CD8+T细胞中表达明显上调，并且发现CRC细胞上的PD-L1表达与T细胞密度成反比。此外,在CRC患者术后的外周血中发现CD4+和CD8+T细胞存在PD-1过度表达现象。因此，阻断PD-1/PD-L1通路是当今CRC的治疗策略之一。

PD-1/PD-L1抑制剂可以阻断PD-1和PD-L1结合，重新开启T细胞对肿瘤细胞的识别，并抑制肿瘤细胞促T细胞凋亡的进程[6]。在临床上使用的针对PD-1的ICPIs有Nivolumab (MDX1106)、Pembrolizumab (MK-3475)、Pidilizumab (CT-011)等，针对PD-L1的有Atezolizumab(MPDL3280A)、Durvalumab(MEDI4736)、BMS-936559(MDX-1105)、Avelumab(MSB0010718C)等。现已经证实PD-1/PD-L1抑制剂对晚期癌症患者尤其是对部分无法采用手术方法进行治疗的病人有较好的疗效，不同程度的延长了肿瘤患者的生存期。

2.2 CTLA-4抑制剂CTLA-4，又称CD152，与肿瘤免疫、自身免疫密切相关，负性调节T细胞的功能、抑制T细胞活化，导致T细胞增殖减少以及细胞因子分泌减少。现研究表明，CTLA-4基因多态性与CRC的发生存在相关性，但是其结果受居住地域、人种及统计样本量的差异影响显著。例如在亚洲人群中, CTLA-4+49 G/A基因多态性与CRC易感性有明显相关性。所以，CTLA-4是我国当今CRC免疫治疗的重要免疫检查点之一，但其对于全球范围内CRC的治疗效果影响仍不明确，需要日后深入研究。CTLA-4抑制剂能有效阻断CTLA-4分子在T淋巴细胞活化过程中所起的抑制作用，从而表现出对免疫系统的正性激活作用。Ipilimumab是一种CTLA-4单克隆抗体，最早获得FAD批准，并用于临床上黑色素瘤的治疗。Alexander M M Eggermont[7]等的研究列入了951例III期皮肤黑色素瘤患者，切除肿瘤并充分清楚区域淋巴结后接受Ipilimumab治疗，患者不同程度地从ICPIs治疗中获益。其次Tremelimumab是完全人源化的抗CTLA-4单克隆抗体,现也已获得FDA批准用于临床治疗。

2.3 其他免疫检查点抑制剂除以上常用的免疫检查点抑制剂以外，人们也正在发掘新的免疫检查点及其抑制剂以对现有治疗进行补充。例如针对T细胞免疫球蛋白和黏液蛋白-3(T cell immunoglobulin mucin 3，TIM-3)的单抗有MBG-453、SHR-1702、BGB-A425等，其中MBG-453于2020年7月6日在中国获批并用于临床治疗，其余均处于实验阶段。针对淋巴细胞激活基因3(Lymphocyte-activation-gene-3，LAG-3)的单抗有SHR-1802，其已获批并用于临床治疗。针对糖皮质激素诱导的肿瘤坏死因子受体相关蛋白(Glucocorticoid-induced Tumor necrosis factor receptor，GITR)的单抗有BMS-986156、MK-4166、BMS-986156等，均处于临床实验阶段。相信在日后的临床治疗过程中，越来越多的高疗效免疫检查点抑制剂会得以应用，开启肿瘤治疗新篇章。

3 免疫检查点抑制剂在结直肠癌治疗中的应用

3.1 PD-1/PD-L1单抗在CRC治疗中的应用在CRC治疗领域中，PD-1/PD-L1单抗目前多用于进展期结直肠肿瘤的治疗，部分研究显示其可有效延缓患者生存期。例如Jianwei Zhang[8]等报道了两例进展期直肠癌患者采用PD-1单抗进行辅助治疗后，其中一例患者经过6个周期的Nivolumab合并手术治疗达到病理完全缓解；另一例CRC患者经6个周期的Nivolumab治疗达到临床完全缓解，且避免了Miles手术，保留了肛门的功能，可见ICPCs在中晚期CRC的治疗中效果显著，甚至能达到临床完全缓解的良好疗效。Eng C[9]等的一项研究在2016年7月27日至2017年1月19日，共纳入363例CRC患者(Atezolizumab+Cobimetinib组183例，Atezolizumab组90例，Regorafenib组90例)，Atezolizumab联合Cobimetinib的中位总生存期为8.87个月， Atezolizumab的中位总生存期为7.10个月，Regorafenib的中位总生存期为8.51个月。其次在一项对25位CRC患者使用Regorafenib治疗的病例研究中发现，有9位患者(36%)出现肿瘤应答，结直肠癌患者的中位无进展生存期为7.9个月[10]。以上病例均体现出PD-1/PD-L1单抗治疗CRC时有较好疗效。

3.2 CTLA-4单抗在CRC治疗中的应用CTLA-4抑制剂的应用已经从恶性黑色素瘤扩展到其他肿瘤领域。Sho Suzuki[11]等报道一例黑色素瘤复发合并CRC的病例，使用Ipilimumab治疗(每3周3 mg/kg)四个周期后，原CRC癌肿部位已形成瘢痕且活检显示肿瘤细胞完全消失，可见CRC患者可从CTLA-4抑制剂治疗中获益。目前单独应用CTLA-4单抗治疗CRC的临床实验及病例报道较为少见，其多与其他ICPIs联合使用以增加疗效并防止耐药性的产生。

3.3 PD-1/CTLA-4双重阻断在CRC治疗中的应用大量的实验研究表明，靶向PD-1和CTLA-4免疫检查点的双重阻断治疗可明显提高ICPIS的抗肿瘤作用。在Cohen R[12]等的实验纳入27例既往接受过≥3种化疗方案的CRC患者中(使用Nivolumab 3 mg/kg +Ipilimumab 1 mg/kg每3周4个周期，然后Nivolumab 3 mg/kg每2周4个周期，直到进展或最多20个周期)，12周时疾病控制率为86%，12个月的中位无进展生存期率为72.9%。此外Loupakis F[13]等报告一例转移性CRC患者在接受Nivolumab和 Ipilimumab联合治疗后，症状明显好转，具有显著的临床效应。在Overman MJ[14]等的研究中纳入了119位CRC患者[每3周接受一次Nivolumab 3 mg/kg+Ipilimumab 1 mg/kg(4次剂量)，然后每2周接受一次Nivolumab 3 mg/kg]，其中76%的患者曾接受过≥2次全身化疗，在13.4个月的中位随访中，评估的客观缓解率为55%，≥12周的疾病控制率为80%，无进展生存率分别为76%(9个月)和71%(12个月)；总生存期分别为87%和85%。Michael A. Morse[15]等的研究列入102位转移性CRC患者，他们接受了Nivolumab和低剂量Ipilimumab联合治疗，患者的12个月总生存率为85%，相较于传统治疗得到一定的改善，并且结肠炎等不良事件发生的概率也明显降低。因此，CTLA-4单抗和PD -1单抗联合使用的治疗方法，可能在早期疗效上较单独使用更佳，但是整体疗效如何仍缺乏更有力的证据。

3.4 免疫检查点抑制剂联合其他药物使用临床研究中发现，单独使用ICPIs治疗CRC的有效率较低[16]，借鉴联合用药治疗其他疾病时所展现出的良好效果，ICPIs联合其他药物治疗CRC的有效率可能有所提高。

现研究表明贝伐珠单抗(bevacizumab，抗血管内皮生长细胞因子)可以增加肿瘤组织中CD8+T细胞的数量，因此贝伐珠单抗可能存在一定的免疫调节功能并协同ICPIs发挥抗肿瘤效应。Alessandro Ottaiano[17]等评估了A组：贝伐珠单抗和Atezolizumab联合治疗和B组：贝伐珠单抗、Atezolizumab加改良的FOLFOX6化疗。A组14例化疗耐受的结直肠癌患者每3周接受1次Atezolizumab (20 mg/kg)和贝伐珠单抗(15 mg/kg)治疗，有1例(7%)患者出现部分缓解(PR)，9例患者达到疾病稳定(SD)。在B组中，23例化疗耐受的患者每2周接受1次Atezolizumab (800 mg)、贝伐单抗(10 mg/kg)和改良的FOLFOX6联合治疗，患者的客观缓解率达到了52%(12/23)，并且中位无进展生存期和缓解持续时间分别为14.1个月和11.4个月。但是也有临床试验显示CRC患者未能从联合治疗中获益，二者联合治疗的疗效仍需进一步探索。

4 影响免疫检查点抑制剂对结直肠癌治疗效果的因素

ICPIs在临床治疗CRC中取得了很好的成果，已有很多癌症晚期患者受益于ICPIs治疗，但是ICPIs的疗效存在明显的个体差异，不同的治疗策略适用不同的患者。因此，判断各种生物标志物如何影响ICPIs对CRC的疗效尤为重要。

4.1 肿瘤细胞PD-L1表达水平甲基化和组蛋白乙酰化等表观遗传调控影响了PD-L1的表达，而肿瘤细胞表达PD-L1是单抗药物有效性的前提，但并非所有恶性肿瘤均会表达PD-L1。Omura Y[18]等的实验表明，PD-L1高表达的CRC患者会更早期的出现淋巴转移，其与预后效果有着明显的关系。而肿瘤细胞高表达的PD-L1将会更易被相应ICIPs识别，更有利于肿瘤细胞的清除。Caroline Robert[19]等的实验表明，PD-L1高表达的患者对PD-1单抗反应率为36%～100%，而PD-L1低表达的患者对PD-1单抗反应率仅为0%～17%，因此CRC患者PD-L1的表达可作为预测ICIPs疗效的指标之一。

4.2 肿瘤突变负荷肿瘤的发生由原癌基因和抑癌基因发生突变所致。肿瘤突变质荷(Tumor Mutational Burden, TMB)被定义为在肿瘤基因组的每个编码区中被检测出的基因编码错误、碱基替换、基因插入或缺失错误的总数[20]。Le DT等研究发现，PD-1抑制剂对TMB高的CRC患者疗效更为突出[21]。Mark Yarchoan等分析大量数据后提出肿瘤治疗的客观缓释率与TMB之间存在显著相关性，不同类型的癌症对ICPIs应答率的差异有55%是由TMB引起[20]，这提示TMB在临床上也被认为是判断ICPIs疗效的生物标志物之一。

4.3 肠道菌群微生态肠道作为人体最大的免疫器官，内有大量的细菌定植，通过与肠道内免疫细胞的直接作用，生成并分泌多种代谢小分子而诱导产生细胞因子并作用于局部或全身的免疫系统，起到调节机体免疫的作用。因此肠道菌群可能通过调节免疫进而影响ICPIs对CRC的疗效。Qian Zhuo[22]等观察了嗜酸乳酸杆菌细胞裂解产物联合CTLA-4单抗对CRC模型的BALB/c小鼠的治疗作用，研究发现嗜酸乳杆菌裂解物能明显缓解小鼠体重的下降，并对小鼠CRC的发生有明显的保护作用。Gopalakrishnan[23]等调查了对PD-1单抗治疗有效和无效的两组黑色素瘤患者的肠道菌群丰富度，结果发现在反应良好患者肠道菌群中，普拉梭菌属含量更高，而肠道中拟杆菌目含量更高的患者反应差。临床中CRC患者在使用ICPIs治疗方案时常可观察到肠道菌群的紊乱，且菌群紊乱程度越重的患者ICPIs的毒副作用就越强。但是通过人工重建正常肠道菌群可以在一定程度上缓解此类免疫性肠炎。因此，肠道菌群微生态也可作为ICIPs对CRC疗效的影响因素之一。

5 小结与展望

临床治疗CRC的过程中，ICPIs体现出前所未有的疗效。但由于个体差异等众多因素，ICPIs的使用仍受限，肿瘤细胞也在一定程度上产生了耐药性。同时，CRC肿瘤微环境的千变万化也给ICPIs靶向治疗带来新的机遇和挑战。因此，联合用药和不断寻找新的免疫检查点必将成为未来研究ICPIs治疗CRC的热点。总之，ICPIs的治疗方法给人类对抗肿瘤疾病提供全新的思路，未来精准医疗将会越来越多的造福人类。