小细胞肺癌免疫治疗研究进展

2023-02-23 09:10郭家毓

陕西医学杂志 2023年1期

郭家毓，呼群

(1.内蒙古医科大学第一临床医学院，内蒙古呼和浩特 010000；2.内蒙古医科大学附属医院肿瘤内科，内蒙古呼和浩特 010000)

小细胞肺癌(Small cell lung cancer，SCLC)约占肺癌的15%[1]。SCLC与重度烟草接触密切相关，临床表现为快速生长和早期广泛转移。约70%的病例在诊断时表现为广泛期疾病(ES-SCLC)，其余30%的患者为局限期疾病(LS-SCLC)，LS-SCLC患者肿瘤仅限于一侧胸腔，可以行局部放射治疗[2-4]。SCLC患者的总体预后较差，ES -SCLC患者的中位总生存期(OS)为15～20个月，LS -SCLC患者为8～13个月[2-4]。SCLC患者的传统一线治疗包括铂-依托泊苷双重制剂，尽管最初的药物反应很高，但大多数ES-SCLC患者在头几个月会病情进展(铂耐药<3个月，铂敏感≥ 3个月)，中位无进展生存期(PFS)仅为5.5个月，中位OS<10个月[2-4]。拓扑替康是一种标准的二线选择药物，但由于其疗效不高且血液学毒性显著，并未统一用于患者。

SCLC与免疫介导的副肿瘤过程，如小脑变性、边缘脑炎和Lambert-Eaton综合征有关[5]，在某些情况下，出现这些副肿瘤综合征的患者的预后更好，这表明可能存在潜在的免疫反应机制。SCLC的全面基因组分析表明，大多数患者缺乏功能性TP53(90%)和RB1(65%)[6]。这些普遍的基因畸变导致了基因组稳定性差，从而使肿瘤相关抗原产生永久化，易于通过免疫疗法进行靶向治疗[7]。此外，SCLC也是已知的肿瘤突变负担(TMB)最高的肿瘤之一[8]。SCLC的高突变负荷特征促进了免疫检查点抑制剂作为单一药物或与化疗联合使用的发展。免疫治疗因此打破了近30年来小细胞肺癌治疗领域的僵局，为小细胞肺癌患者带来了新的希望。本文主要对小细胞肺癌的免疫微环境、免疫检查点抑制剂(ICIs)在SCLC中的应用、ICIs的预测标志物进行综述，来帮助临床小细胞肺癌的免疫治疗决策。

1 小细胞肺癌的免疫微环境

肿瘤的免疫微环境主要指肿瘤及周围组织中与肿瘤细胞相互作用的免疫细胞及免疫细胞分泌的细胞因子。免疫细胞作为肿瘤微环境的重要组成部分，可识别肿瘤相关抗原，发挥抗肿瘤效应；但其亦可与肿瘤细胞相互作用，建立免疫耐受，进而促进肿瘤的迁移[9]。由于坏死组织的活组织检查数量较少，且手术治疗不常见，目前关于小细胞肺癌免疫微环境的大样本研究相对有限。回顾性研究发现，预处理活检中的T细胞浸润可以改善化疗反应，并且与更好的预后相关，如肿瘤浸润淋巴细胞(TILs)的经典表面生物标记物CD3、CD20和CD45，这些高表达的标记物往往代表着更好的存活率[10]。关于巨噬细胞(MPs)，Eerola等[11]评估了56例小细胞肺癌患者的手术样本，显示了肿瘤内大量MPs与良好预后之间的联系。但是，目前依旧缺乏将肿瘤微环境作为SCLC患者免疫治疗预测因素的研究，更好地了解小细胞肺癌患者肿瘤微环境与免疫反应之间的关系，可以促进免疫治疗预测因素的研究。

2 ICIs在SCLC中的应用

ICIs包括抗细胞毒性T淋巴细胞抗原-4(CTLA-4)抗体Ipilimumab、Tremelimumab ，程序细胞死亡受体1(PD-1)抗体Pembrolizumab和Nivolumab以及程序细胞死亡配体1(PD-L1)抗体Atezolizumab和Durvalumab。临床数据表明用CTLA-4特异性抗体治疗可以增加记忆T细胞的积累和存活以及减少调节性T细胞来恢复免疫反应[12]。使用单克隆抗体(MAB)阻断PD-1或PD-L1可防止T细胞效应器功能下调，从而使T细胞介导肿瘤细胞死亡[13]。

2.1 一线治疗 SCLC恶性程度高，且对化疗较为敏感，因此，大部分相关的临床试验均为化疗联合免疫用药，极少单用 ICIs。另外，化疗也可以增加肿瘤抗原的暴露水平，因此理论上 ICIs 联合化疗可提高 SCLC 患者的治疗反应率。已经有三个Ⅲ期试验的结果报告了这种方法的有效性。IMPower133是一项随机、双盲、Ⅰ/Ⅲ期研究，证明在卡铂(批号：H20171063)加依托泊苷(批号：H37023183)一线治疗ES-SCLC时，与安慰剂加卡铂和依托泊相比，Atezolizumab(批号：S20200004)可显著改善总生存率(OS)和无进展生存率(PFS)，在22.9个月的中位随访后，Atezolizumab随机组的中位OS为12.3个月，安慰剂组为10.3个月(HR=0.76，95%CI:0.60～0.95，P=0.0154)。并且无论PD-L1免疫组化或血浆中的TMB(bTMB)状态如何，添加Atezolizumab的患者均受益。CASPIAN是一项Ⅲ期、随机、开放性临床试验，证明了Durvalumab(D)(批号：S20190039)与标准剂量的卡铂(或顺铂)和依托泊苷(EP)联合使用与单用标准铂类化疗相比具有生存优势。它包含三个治疗组，D+EP、D+T(Tremelimumab)+ EP和单独EP。在D+EP组中，中位OS为13.0个月，而在EP组为10.3个月。对D+EP组与EP组进行的最新分析显示，在额外11个月的随访后，使用D+EP一线治疗可持续获得总体生存效益，且安全性与之前报道的一致。这些结果支持使用Durvalumab加EP作为ES-SCLC一线治疗的新标准，提供了铂选择的灵活性和每4周的维持给药计划，扩大了患者和医生的治疗选择。而对于D+T+EP组，这项试验的最新结果显示，与传统化疗组相比，双免疫治疗组与总生存率的显著改善无关，值得注意的是，双免疫治疗组在24个月时的总生存率高于铂-依托泊苷组。该实验表明CTLA-4阻断剂与PDL-1/PD-1抑制剂联用在这种未经选择的患者群体中没有实质性作用，而需要我们进一步思考的是如何选择出可以获益的患者。基于这两项临床试验，美国国立综合癌症网络 (NCCN) 指南已将Atezolizumab/ Durvalumab联合化疗方案作为 ES-SCLC患者的一线选择，并获得 FDA 批准。此外，在副作用及不良事件方面， IMPower 133或CASPIAN研究中，没有观察到化疗联合ICIs组的神经副肿瘤综合征(PNS)或其他3、4级不良事件显著增加。这表明Atezolizumab/Durvalumab联合化疗方案在延长OS的同时，不额外增加毒副作用风险，相对安全。

Ipilimumab (批号：SJ20210019)是一种在活化的T细胞上发现的针对CTLA-4抗原的人IgG1单克隆抗体。CA184-041是一项Ⅱ期随机双盲试验[14]，患者以1∶1∶1的随机方式接受三种方案中的一种：①卡铂、紫杉醇；②Ipilimumab 10mg/kg与卡铂和紫杉醇同时使用；③Ipilimumab与卡铂和紫杉醇分期使用，其中Ipilimumab从第3个治疗周期开始。主要终点包括PFS、免疫相关无进展生存期(irPFS)和OS。与对照组相比，阶段性使用Ipilimumab改善了irPFS，但其他终点，包括PFS和OS，没有显示出统计学差异。CA184-156是一项Ⅲ期随机双盲研究，评估了1132例新诊断ES-SCLC患者使用Ipilimumab或安慰剂加依托泊苷和铂(EP)的疗效和安全性，EP加Ipilimumab组的中位OS为11.0个月，而EP加安慰剂组的中位OS为10.9个月。EP加Ipilimumab组的中位PFS为4.6个月，而EP加安慰剂组为4.4个月。两组治疗相关不良事件的发生率和严重程度相似，但EP加Ipilimumab组腹泻、皮疹和结肠炎更常见[15]。由此可见，Ipilimumab联合化疗对比安慰剂联合化疗作为ES-SCLC患者一线治疗方案并不能延长OS。因此，美国国家食品药品监督管理局(FDA)尚未批准Ipilimumab用于SCLC的治疗。与此同时，基于这些阴性结果，研究者们展开了对Ipilimumab联合抗PD1抑制剂治疗小细胞肺癌的评估。

KEYNOTE-604探讨了在铂加依托泊苷(EP)中添加Pembrolizumab(批号：S20180019)的影响，并以此作为ES-SCLC患者的一线治疗。与安慰剂加EP相比，Pembrolizumab加EP显著改善PFS，且Pembrolizumab加EP未发现意外毒性。这些数据支持Pembrolizumab在ES-SCLC中的益处，然而很遗憾的是该实验OS没有超过优势阈值。但是Pembrolizumab单药疗法在一些国家仍被批准为转移性小细胞肺癌的第三线或后续疗法。

2.2 一线维持治疗在一项Ⅱ期研究中，研究人员评估了广泛期小细胞肺癌患者的Pembrolizumab维持治疗[16],这项研究中位PFS为1.4个月，中位OS为9.6个月，这些数据表明，作为维持治疗的Pembrolizumab缺乏活性。另外一项双盲Ⅲ期研究CheckMate- 451[17]，评估了化疗后作为维持治疗的Nivolumab(批号：S20180014)联合Ipilimumab和Nivolumab单一疗法在ES-SCLC患者中的疗效，并与安慰剂进行了比较。在本研究中，与安慰剂相比，双免疫联合用药和Nivolumab单药治疗均未改善中位OS(中位OS分别为9.2个月和10.4个月，而对照组为9.6个月)。然而在完成化疗后5周内接受维持性Nivolumab治疗的患者的亚组数据分析中，OS出现了改善，这一观察结果可能与Nivolumab作用机制有关，假设在化疗接近完成时有更多可用的肿瘤相关抗原，那么早期启动ICIs可能会产生更好的临床效果。

2.3 二线或以后的单一疗法 Nivolumab是一种针对PD-1的人源化IgG4单克隆抗体。Checkmate-032是一项多中心Ⅰ/Ⅲ期试验，研究了Nivolumab作为单一疗法或与Ipilimumab联合治疗复发性小细胞肺癌的安全性和初步疗效[18]。该实验登记了109例患者，Nivolumab单药治疗的客观缓解率(Objective response rate，ORR)为11.9%，平均有效期为17.9个月。基于这一数据，FDA批准Nivolumab用于在铂类化疗和其他一系列治疗后进展的ES-SCLC患者。Checkmate-331试验将Nivolumab单药与标准二线化疗方案(拓扑替康或氨柔比星)进行对比，治疗铂类进展的 SCLC 患者[19]。该试验没有达到终点，因为Nivolumab组的中位OS为7.5个月，而化疗组为8.4个月(HR=0.86，95%CI:0.72～1.04)。然而，曲线显示12个月后有分离延迟的现象，这提示可能存在一部分 SCLC 患者在单药免疫治疗中能够获得长期良好的治疗效果，寻找有可能从Nivolumab中受益的SCLC患者群体，并且确定相关生物标志物是未来几年临床和科研工作者需要关注的重点。

Pembrolizumab在IB期多中心研究KEYNOTE-028(NCT02054806)和2期多中心研究KEYNOTE-158(NCT02628067)中对治疗后复发/转移性小细胞肺癌患者显示出临床益处。有学者对来自KEYNOTE-028和KEYNOTE-158的接受过药物治疗的83例患者(KEYNOTE-028，n=19；KEYNOTE-158，n=64)进行了汇总分析。中位随访时间为7.7个月，ORR为19.3%(95%CI:11.4～29.4)。该实验显示Pembrolizumab在复发/转移性小细胞肺癌患者中表现出持久的抗肿瘤活性，与PD-L1表达无关，且Pembrolizumab耐受性良好。这项汇总分析支持对SCLC患者使用Pembrolizumab作为第三线或后续治疗。此外，在一项Ⅱ期试验(IFCT-1603)中，将Atezolizumab作为单一药物用于二线SCLC,未显示任何疗效信号，该实验未达到研究的主要终点。Atezolizumab和化疗的中位无进展生存期分别为1.4个月(95%CI:1.2～1.5)和4.3个月(95%CI:1.5～5.9)。两组之间的总生存率没有统计学差异。Atezolizumab组和化疗组的中位总生存期分别为9.5个月和8.7个月。总之，复发性小细胞肺癌患者二线治疗的随机对照试验中，与标准化疗相比，Nivolumab和Atezolizumab均未能改善OS。FDA仅批准在三线或三线以后Nivolumab或Pembrolizumab单药在复发性小细胞肺癌患者中使用。

2.4 二线或以后的联合治疗 CheckMate-032评估了Nivolumab联合Ipilimumab治疗复发性小细胞肺癌的疗效。在这项试验的初始非随机组分中，评估了两种不同剂量的Nivolumab加Ipilimumab组合：①1组：Nivolumab 1 mg/kg加Ipilimumab 3 mg/kg；②2组：Nivolumab 3 mg/kg加Ipilimumab 1 mg/kg。患者接受四个周期的联合治疗，然后接受Nivolumab单药治疗，直到疾病进展。1组ORR为23%，中位PFS为2.6个月，中位OS为7.7个月。2组ORR为19%，中位PFS为1.4个月，中位OS为6个月。基于1组更具前景的结果，该组合继续在CheckMate-032的随机组分中进行研究，将这些患者的结果与接受Nivolumab单一疗法的患者进行比较，期待进一步的临床试验结果。

3 其他免疫治疗方法

最近正在探索其他免疫治疗策略，包括嵌合抗原受体(CAR)T细胞、肿瘤疫苗、抗体药物结合物(ADC)、免疫调节剂。一些细胞表面分子如CD56、delta样蛋白3(DLL3)和CD47在SCLC中高度表达，它们是CART治疗的潜在靶点[20]。肿瘤疫苗可以与肿瘤相关抗原(TAA)结合，诱导细胞和体液免疫反应，刺激树突状细胞(DC)并激活CD8 T细胞。此外，尽管在SCLC细胞中发现了几种TAA，包括岩藻糖基GM1、神经节苷脂GD3、聚唾液酸、P53蛋白，但大多数肿瘤疫苗的临床试验都未能改善患者的OS。而ADC可以通过识别肿瘤细胞中的TAA来杀死肿瘤细胞。此外，多种免疫调节剂，包括白细胞介素-2(IL-2)、干扰素(IFN)在小细胞肺癌中也进行了试验，结果为阴性。最近研究发现，Toll样受体9(TLR9)的激动剂来氟他利莫(MGN1703)在早期研究中表现出良好的耐受性和免疫活性[21]。

HLX10是一种完全人源化的抗PD-1受体的IgG4单克隆抗体，可增强人T细胞的功能活性，并在体外显示出抗肿瘤活性。通过对HLX10详细的表位分析表明，与临床批准的PD1抗体Pembrolizumab和Nivolumab相比，HLX10具有独特的识别模式。HLX10目前正在进行Ⅲ期试验(NCT04063163)研究，联合化疗作为鳞状非小细胞肺癌的一线治疗。对于其能否在SCLC中得以运用，还有很长的路要走。

4 ICIs的预测标志物

尽管ICIs联合标准化疗改善了ES-SCLC的OS，但迄今为止观察到的免疫治疗结果不能被视为SCLC期待已久的突破，因为总体生存率的改善很小，受益仅限于少数患者，而且缺乏预测性生物标记物。在这里，我们回顾了有关免疫治疗的主要生物标志物，即PD-L1表达和TMB。此外，我们还探索了其他潜在的生物标志物，包括基因改变的作用，以及神经副肿瘤综合征、血清抗神经元核抗体和接受免疫治疗的小细胞肺癌患者预后之间的潜在联系。

4.1 PD-L1的表达在IMPower133试验中，只有大约三分之一的患者有可评估的肿瘤组织。对于具有足够数量肿瘤材料的患者，几乎所有病例的肿瘤细胞中PD-L1表达水平均<1%，而约一半病例的免疫细胞中PD-L1表达水平<1%。在这项实验中并未发现肿瘤细胞或免疫细胞中PD-L1表达水平与临床结果之间存在相关性。根据IMPower-133试验的分析，CASPIAN试验评估了Durvalumab与EP的使用，结果显示PD-L1表达对治疗效果没有显著影响。类似于CASPIAN和IMPower-133试验，在Keynote-604的Ⅲ期研究中，PD-L1阳性和PD-L1阴性恶性肿瘤患者的PFS和OS 的风险比(HRs)相似。总结有关SCLC中PD-L1表达的数据，该生物标记物似乎不适用于化疗加ICIs治疗的患者。未来的研究应该评估不同于PD-L1表达的生物标志物。

4.2 TMB 众所周知，由于SCLC与吸烟相关，SCLC通常具有较高的体细胞突变负担。CheckMate-032试验中评估了TMB对使用Nivolumab或Nivolumab+Ipilimumab治疗的SCLC患者预后的影响。高的TMB水平往往伴随着较高的ORR。在KEYNOTE-158实验中，高TMB(≥10 mut/Mb)的患者使用Pembrolizumab治疗结果更好。由于SCLC活检和SCLC标本中发现的坏死组织较小，TMB分析可行性差。因此，对接受一线Atezolizumab联合化疗的SCLC患者的bTMB(Blood-TMB)进行了评估，最新的OS分析显示，在低bTMB和高bTMB亚组中添加Atezolizumab都有好处。目前的数据表明,TMB可能对接受免疫治疗的复发性小细胞肺癌患者具有预测价值，而对接受ICIs联合化疗的初治患者的治疗没有一致的预测价值。

4.3 其他相关预测标志物大量实验表明与SCLC相关的神经系统副肿瘤综合征(PNS)与良好的预后相关。但依旧需要更多的研究来证明血清抗神经元核抗体(neur-Abs)是否能够用作免疫治疗疗效和毒性的生物标志物。随着检测技术的进步和生物信息学的发展，对 SCLC 的认识也不断深入。关于SCLC-I，正在进行一项Ⅲ期临床试验，检查在卡铂-依托泊苷-Atezolizumab方案中添加抗TIGIT(SCLC-I表达的基因的一种)单克隆抗体Tiragolumab的情况。比较化疗加Atezolizumab组和单纯化疗组的生存率的亚型分析显示，所有亚型的生存率都有益处，在SCLC-I亚型患者中添加Atezolizumab后，中位OS为18个月，而无Atezolizumab的患者为10个月。为了评估这些亚型在临床实践中的作用，需要进行前瞻性研究。对于炎症细胞因子在小细胞肺癌免疫治疗的预测价值已进行了评估，比较了化疗患者和化疗加Ipilimumab治疗的患者，添加Ipilimumab导致各种细胞因子增加，包括白细胞介素-1β(IL-1β)、IL-2、IL-4、IL-5、IL-6、IL-8、巨噬细胞炎性蛋白-1α(Mip-1α)、粒细胞巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)、γ-干扰素(INF-γ)和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)。尤其是在免疫治疗期间，较高的基线IL-2水平和IL-4水平的增加与较好的OS率相关。另一方面，高TNF-α和IL-6水平预测了对Ipilimumab的耐药性。关于接受免疫治疗的SCLC患者的进一步研究可以探索LIPI和其他炎症生物标记物(中性粒细胞与淋巴细胞比率、血小板与淋巴细胞比率等)作为免疫治疗预测性生物标记物的作用。除此以外，Galectin-9(Gal-9)与人类白细胞抗原(HLA)在接受免疫治疗的SCLC患者中作为预测性生物标记物的也有着潜在作用。

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