卡瑞利珠单抗对晚期结直肠癌免疫功能及PD-1/PD-L1信号通路的近期疗效

杜海旭,洪春霞,喻 彤

杜海旭,洪春霞,喻彤,浙江大学医学院附属金华医院药学部 浙江省金华市 321000

0 引言

结直肠癌早期症状较为隐匿导致其确诊时已处于晚期(相当一部分病人确诊时已属进展期).临床常采用化疗进行治疗,对于化疗约有50%患者存在原发性耐药,且治疗难度较大[1,2].目前临床常采用的奥沙利铂联合卡培他滨联合治疗晚期结直肠癌,虽一定程度上可杀伤肿瘤细胞、淋巴免疫细胞,但也会损害机体免疫功能[3,4].因而寻找新型干预方案成为临床研究重点.卡瑞利珠单抗属于程序性细胞死亡蛋白1(programmed cell death protein 1,PD-1)单克隆抗体,可靶向结合T细胞、B淋巴细胞,阻断其与癌细胞之间的相互作用,抑制PD-1介导的T细胞免疫抑制作用,进而发挥抗肿瘤作用[5].PD-1/程序性死亡配体1(programmed death ligand 1,PD-L1)信号通路可调节机体免疫反应,促进肿瘤细胞逃避免疫监视[6].目前卡瑞利珠单抗调节晚期结直肠癌患者免疫功能的作用机制尚未完全明确,基于此,本研究主要探讨注射用卡瑞利珠单抗对PD-1/PD-L1信号通路的调控作用,分析其对营养状态指标、肿瘤标志物及生存状况的影响,为临床治疗提供科学指导.

1 材料和方法

1.1 材料 采用前瞻性随机对照组研究,选取2019-01/2021-10本院收治的127例晚期结直肠癌患者为研究对象,采用电脑随机数字法分为对照组63例、研究组64例.对照组: 男44例、女19例,年龄54-63(58.64±1.36)岁,体质量指数(身体质量指数)21-24(22.28±0.28) kg/m2,原发部位: 左半结直肠25例、右半结直肠38例;病理分化程度: 低分化27例、中分化26例、高分化10例.研究组:男46例、女18例,年龄54-64(59.01±1.45)岁,体质量指数20-24(22.19±0.42) kg/m2,原发部位: 左半结直肠28例、右半结直肠36例;病理分化程度: 低分化32例、中分化21例、高分化11例.两组临床资料均衡可比(P>0.05).本研究经本院伦理委员会批准.

纳入标准: 符合结直肠癌诊断标准[7],初诊者且经病理检查确诊;TNM分期为Ⅳ期[8];初诊者;既往接受奥沙利铂联合卡培他滨化疗方案+西妥昔单抗;存在MSI-H;Karnofsky功能状态评分≥70分;预期生存时间≥6 mo;邻近组织器官无受累;体能状态量表(ECOG)体质状况评分为0-1分;心电图无明显异常;签署知情同意书.排除标准: 合并血液循环系统功能障碍者;合并严重感染性疾病、自身免疫性疾病者;既往接受抗PD-1/PD-L1单抗治疗;既往遗传性或获得性出血病史者;需长期服用皮质类激素治疗者;伴有胃肠道出血、胸腔积液者.

1.2 方法 对照组予以奥沙利铂(哈药集团生物工程有限公司,国药准字H20133094)+卡培他滨(江苏恒瑞医药股份有限公司,国药准字H20133365)治疗: 第1 d静脉滴注奥沙利铂130 mg/m2,于2 h内滴注完毕;第1-14 d口服卡培他滨1000 mg/m2,2次/d,以3 wk为1个周期,共治疗4个周期[9].研究组予以奥沙利铂+卡培他滨+注射用卡瑞利珠单抗(苏州盛迪亚生物医药有限公司,国药准字S20190027)治疗.注射用卡瑞利珠单抗200 mg/次,首次间隔4 wk后,随后每2 wk给药1次,以3 wk为1个周期,共治疗4个周期,奥沙利铂+卡培他滨治疗方案同对照组.治疗4个周期结束后,两组均采用注射用卡瑞利珠单抗维持治疗,直至疾病进展或出现不可耐受毒性.

1.3 主要观察指标

1.3.1 临床疗效[10]: 治疗4个周期后评价疗效,完全缓解(complete slow release,CR): 靶病灶消失、无新靶病灶出现,维持时间≥4 wk;部分缓解(partial remission,PR): 靶病灶最大径之和减少≥30%,维持时间≥4 wk;疾病稳定(disease stability,SD): 靶病灶最大径之和减少<30%或增加<20%;疾病进展(disease progression,PD): 不符合上述标准;疾病控制率(disease control rate,DCR)为CR、PR、SD比例之和.客观缓解率(objective remission rate,ORR)为CR、PR比例之和.以DCR作为疗效判定依据.

1.3.2 实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测血清PD-1、PD-L1 mRNA表达水平: 采集治疗前、治疗4个周期后两组研究对象外肘静脉血5 mL,采用淋巴细胞分离液分离单个核细胞,参照Trizol试剂(美国Invitrogen公司)提取细胞总RNA,按照反转录试剂盒(北京天根生化公司)将RNA反转录合成cDNA,采用SYBR Green染料法进行定量(北京天根生化公司),以GAPDH为内参,使用StepOnePlus实时荧光定量PCR仪(美国Applied Biosystems公司)检测PD-1、PD-L1 mRNA表达水平.PD-1正向引物5’-ATCTCACCGCTCGTTTCCT-3’,反向引物5’-CACTGCAAACCT CGGTGATG-3’;PD-L1正向引物5’-GGTAATCCGTTTCCCTTGA-3’,反向引物5’-CCTAAT TTATGAGCCTATC-3’;GAPDH正向引物5’-GGAGCGAGATCCCTCCAAAA T-3’,反向引物5’-GGCTGTTGTCATACTTCTCATGG-3’,引物购自上海生工公司.

1.3.3 免疫组化法检测PD-1、PD-L1蛋白水平: 采用活检技术取癌组织标本并制备石蜡切片,脱水后在柠檬酸盐溶液中20 min,滴加3%过氧化氢溶液后反应25 min(37 ℃),滴加山羊血清反应15 min,分别加入PD-1(稀释比1:150)、PD-L1一抗(稀释比1:200),4 ℃冰箱中孵育过夜,加入二抗辣根过氧化物酶标记山羊抗兔IgG,37 ℃下反应2 h,滴加DAB显色液,清洗后采用苏木素复染,滴加二甲苯进行透明处理,用中性树脂进行封片,显微镜下观察阳性细胞(棕色圆圈状),采用Image-Pro Plus6.0图像分析软件分析阳性部位,采用光密度值作为蛋白表达水平,所有抗体购自美国Abcam公司.

1.4 次要观察指标

1.4.1 比较两组治疗前后营养状态指标: 分别于治疗前、治疗4个周期后采集两组研究对象空腹静脉血10 mL,分为2份(5 mL/份),3300 r/min转速离心10 min分离上清液,采用酶联免疫法(enzyme-linked immunoassay,ELISA)检测血清白蛋白(albumin,ALB)、血红蛋白(hemoglobin,HGB)、前白蛋白(prealbumin,PA)、转铁蛋白(transferrin,TF)水平,美国Epitope Diagnostics公司提供检测试剂盒.主观全面评定量表(patient-generated subjective global assessment,PG-SGA)包括自评内容(0-5分)、医疗测评(0-9分),分值与营养状况呈负相关[11].

1.4.2 比较两组治疗前后肿瘤标志物水平: 采用化学发光免疫法检测两组治疗前、治疗4个周期后血清糖类抗原125(carbohydrate antigen 125,CA125)、糖类抗原242(carbohydrate antigen 242,CA242)、胸苷激酶1(thymidine kinase 1,TK1)、癌胚抗原(carcinoembryonic antigen,CEA)水平(上海酶联生物).

1.4.3 比较两组治疗后毒副反应: 比较两组治疗毒副反应[12],依据毒性分级标准评价毒副反应,分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级,级别与毒副反应严重程度呈正相关[13].

1.4.4 比较两组生存情况: 两组治疗结束后均接受为期1年门诊或电话随访,统计两组生存情况.

统计学处理采用SPSS 25.0软件进行统计学分析,计量资料采用(mean±SD)表示,两组间比较采用独立样本t检验;计数资料采用n(%)表示,采用χ2检验;采用Kaplan-Meier生存曲线进行生存分析,组间比较采用Log-rank检验,以P<0.05为差异有统计学意义.

2 结果

2.1 两组疗效 治疗4个周期后,研究组DCR高于对照组(P<0.05).见表1.

表1 两组疗效比较n(%)

2.2 两组PD-1/PD-L1信号通路(PD-1/PD-L1 mRNA及蛋白表达情况) 治疗前两组PD-1/PD-L1信号通路比较mRNA及蛋白表达情况差异无统计学意义;治疗4个周期后研究组PD-1、PD-L1 mRNA和蛋白均低于对照组(P<0.05).见表2.

表2 两组PD-1/PD-L1信号通路(PD-1/PD-L1 mRNA及蛋白表达情况)比较

2.3 两组营养状态 治疗4个周期后研究组血清ALB、TF、PA水平及PG-SGA评分高于对照组(P<0.05).见表3.

表3 两组营养状态

2.4 两组肿瘤标志物 治疗4个周期后研究组血清CA125、CA242、TK1、CEA均低于对照组(P<0.05).见表4.

表4 两组肿瘤标志物

2.5 两组毒副反应 两组毒副反应发生率比较差异无统计学意义.见表5.

表5 两组毒副反应

2.6 两组生存率 两组均接受为期1年门诊或电话随访,研究组和对照组分别失访4例、3例,生存率分别为90.00%(54/60)、86.67%(52/60),组间比较差异无统计学意义(χ2=0.323,P=0.570).见图1.

图1 两组生存情况.

3 讨论

结直肠癌发生机制可能与机体免疫功能失调有关,化疗可杀伤肿瘤细胞,还可杀伤淋巴细胞,以此降低机体免疫功能,而免疫系统的状况与治疗获益、预后密切相关[14,15].

奥沙利铂可促使烷化结合物生成,破坏DNA复制过程,引起DNA损伤,促进肿瘤细胞凋亡,进而杀灭肿瘤细胞,并可刺激T细胞产生,增强肿瘤细胞免疫原性表达;卡培他滨可干扰蛋白质合成,抑制细胞分化,增强T细胞,但单药化疗存在较大局限性[16,17].卡瑞利珠单抗可进肿瘤组织微环境、抗肿瘤效应改善,并可增强对PD-1/PD-L1抑制剂的免疫应答,调节机体免疫功能[18-20].但关于其具体作用机制仍需进一步探究.本研究结果显示,治疗4个周期后研究组DCR高于对照组,提示在奥沙利铂+卡培他滨基础上联合注射用卡瑞利珠单抗,可提高临床疗效.分析原因为奥沙利铂、卡培他滨可诱导免疫原性细胞凋亡,卡瑞利珠单抗可通过调节免疫机制,抑制肿瘤生长,增强机体细胞免疫功能,联合应用可发挥协同增效作用.PD-1、PD-L1在肿瘤细胞中呈高表达,可降低机体免疫应答,激活T细胞介导免疫应答,阻断肿瘤细胞免疫逃逸,抑制PD-1可提高化疗敏感性[21,22].PD-1、PD-L1可降低T淋巴细胞免疫杀伤功能,降低机体免疫水平,促进肿瘤生长和侵袭,可能作为抗肿瘤免疫应答的潜在机制[23,24].本研究结果显示,研究组治疗4个周期后PD-1、PD-L1 mRNA和蛋白均低于对照组,提示奥沙利铂+卡培他滨+注射用卡瑞利珠单抗联合治疗可能通过抑制PD-1/PD-L1信号通路活化,改善机体免疫功能.由此推测卡瑞利珠单抗可作用于PD-1/PD-L1信号通路,启动肿瘤细胞免疫监视,维持T细胞动态平衡、免疫微环境稳态,恢复免疫细胞抗肿瘤作用,减弱结直肠癌免疫逃逸,抑制癌细胞增殖,增强淋巴细胞免疫活性,进而提高免疫功能.

晚期结直肠癌患者恶病质消耗、胃肠功能减退,可引起营养不良,而ALB、TF、PA水平及PG-SGA评分属于营养状态指标,且与免疫功能密切相关[25,26].本研究结果显示,研究组治疗4个周期后血清ALB、TF、PA水平及PG-SGA评分高于对照组,提示卡瑞利珠单抗对机体营养状态的影响较小.分析其可能为奥沙利铂+卡培他滨治疗后各指标较治疗前变化更为异常,加用注射用卡瑞利珠单抗可调节肠道功能,促进营养物质吸收,减弱化疗药物对机体营养状态的不利作用.CA125、CA242、TK1、CEA属于肿瘤标志物,其在结直肠癌中呈高表达,且与肿瘤转移风险呈正相关[27-29].本研究结果显示,研究组治疗4个周期后血清CA125、CA242、TK1、CEA水平低于对照组,提示卡瑞利珠单抗联合奥沙利铂+卡培他滨协同抗肿瘤作用更显著,可减少肿瘤负荷,因而治疗后肿瘤标志物水平下降程度更为明显.既往研究显示卡瑞利珠单抗治疗后可能发生不良反应,但大部分具有可逆性[30].本研究分析不同治疗方案安全性,结果发现两组毒副反应发生率、生存率比较差异无统计学意义,提示在奥沙利铂+卡培他滨基础上,加用卡瑞利珠单抗治疗后,生存率并未提高,不良反应并未增加,这可能与本研究纳入样本量较少有关.

4 结论

综上所述,注射用卡瑞利珠单抗联合奥沙利铂、卡培他滨治疗晚期结直肠癌近期临床疗效确切,可能通过与抑制PD-1/PD-L1信号通路活化,减小化疗药物对营.

文章亮点

实验背景

晚期结直肠癌是常见癌症,化疗是一线治疗方案,但会对患者免疫功能造成不良影响.卡瑞利珠单抗是程序性死亡受体1(programmed cell death protein 1,PD-1)抑制剂中的一种,其联合化疗的方案是目前新型治疗方案之一.

实验动机

关于联合卡瑞利珠单抗治疗是否能通过调节通路改善晚期结直肠患者的治疗效果及身体状态的研究报道较少.本研究结果有助于为卡瑞利珠单抗治疗方案的选择提供数据支持.

实验目标

证实卡瑞利珠单抗可通过调控PD-1/程序性死亡配体1(programmed death ligand 1,PD-L1)通路影响机体免疫功能,进而对患者病情及身体状态产生积极影响,以期为卡瑞利珠单抗的临床应用提出理论依据.

实验方法

本研究区以本院收治的127例晚期结直肠癌患者为研究对象,通过观察并记录治疗前、治疗后患者病灶改善情况、毒副反应、全面评定量表评分,并采用实时荧光定量PCR测定PD-1、PD-L1 mRNA表达水平,采用免疫组化法检测PD-1、PD-L1蛋白水平,采用酶联免疫法检测血清白蛋白、血红蛋白、前白蛋白、转铁蛋白水平,采用化学发光免疫法检测糖类抗原125、糖类抗原242、胸苷激酶、癌胚抗原水平,同时门诊或电话随访1年,证实化疗联合卡瑞利珠单抗的应用效果.

实验结果

经卡瑞利珠单抗联合化疗治疗后,患者肿瘤标志物水平得以降低,营养水平得以提升,生理状态得以改善.明确卡瑞利珠单抗联合化疗方案的良好治疗效果.

实验结论

本研究证实了联合卡瑞利珠单抗治疗可提升疾病控制率,阐明了卡瑞利珠单抗可通过影响PD-1/PD-L1通路发挥改善机体免疫及影响状态的作用.

展望前景

未来还需开展大样本量研究,并进行长期乃至终生随访机制明确联合治疗的远期疗效,观察该方案是否能显著延长患者生活期限、改善生活质量.此外,今后可继续开展动物实验深入探究免疫功能与毒副反应及癌细胞增殖的具体调控机制.