楊志群
( 鹽城市大豐人民醫(yī)院肝膽外科,江蘇 鹽城224100)
19 世紀90 年代,美國外科醫(yī)生COLEY[1]發(fā)現(xiàn)利用細菌毒素感染腫瘤患者,腫瘤顯著縮小,這一發(fā)現(xiàn)被業(yè)界認為拉開了腫瘤免疫治療的序幕。但是由于該方法的療效不確定,并且隨后放射療法和化學療法的相繼出現(xiàn),導致腫瘤免疫治療逐漸被人們所忽略。此后腫瘤免疫治療發(fā)展緩慢,直到1991 年比利時科學家THIERRY BOON[2]首次發(fā)現(xiàn)T 細胞識別腫瘤抗原,開啟了腫瘤疫苗治療的新時代,這也為后期腫瘤免疫治療迅猛發(fā)展奠定了基礎。2006 年人類歷史上第一個用于預防腫瘤發(fā)生的疫苗——人乳頭狀瘤病毒疫苗獲批上市。2010 年美國食品藥品監(jiān)督管理局( FDA) 批準了首款治療性樹突狀細胞疫苗用于治療前列腺癌[3]。“腫瘤免疫療法”被評為2013 年全球最佳科學突破[4],也被認為是當今腫瘤治療領域最具有前景的研究方向之一。
目前臨床上腫瘤免疫療法主要分為四大類: 對T 淋巴細胞免疫檢查點( immune checkpoint) 的調(diào)控、嵌合抗原受體T 細胞免疫療法( chimeric antigen receptor T-cell immunotherapy,CAR-T) 、體外激活法和腫瘤特異性抗原治療。其中,用抗體阻斷細胞毒T 淋巴細胞相關抗原4( cytotoxic T lymphocyte-associated antigen-4,CTLA-4) 、程序性死亡受體1( programmed death-1,PD-1) 及其配體( programmed cell death 1 ligand 1,PD-L1) 通路屬于對T 淋巴細胞免疫檢查點的調(diào)控。CTLA-4 和PD-1/PD-L1 通路均能與T 細胞表面的相應受體結(jié)合而產(chǎn)生免疫抑制作用,通過相應的免疫檢查點抑制劑,阻斷CTLA-4或PD-1/PD-L1 與相應受體結(jié)合,能夠解除對T 細胞的免疫抑制作用從而激起免疫系統(tǒng)對腫瘤的殺傷作用。筆者將概述免疫檢查點抑制劑PD-1/PD-L1的表達和作用機制、兩者在腫瘤免疫治療的應用現(xiàn)狀,以期對PD-1/PD-L1 的臨床試驗的開展和提升其臨床價值提供參考。
PD-1 是由日本科學家HONJO[5]于1992 年發(fā)現(xiàn)的,但是當時并沒有引起重視。直到1999 年,該課題組成員[6]發(fā)現(xiàn)敲除PD-1 的小鼠能夠產(chǎn)生自身免疫性疾病,并猜測該分子與免疫抑制相關。同年,華裔科學家陳列平團隊[7]首次鑒定出第一個與腫瘤局部免疫反應抑制相關的分子( B7-H1) ,并證明該分子能夠結(jié)合到T 細胞上的未知受體上而產(chǎn)生免疫抑制反應,該分子于2000 年[8]被證實為PD-1的配體,證明了PD-1/PD-L1 能產(chǎn)生免疫抑制作用。
PD-1 蛋白主要表達于活化的T/B 細胞、單核細胞、樹突狀細胞、調(diào)節(jié)性T 細胞以及自然殺傷T 細胞上[9],而PD-L1 蛋白廣泛表達于抗原提呈細胞、活化T/B 細胞、巨噬細胞、以及一些非免疫細胞如胎盤滋養(yǎng)層、心肌內(nèi)皮和胸腺皮質(zhì)上皮細胞[10]。在人類許多的腫瘤組織中,均可以檢測到PD-L1 蛋白的表達。PD-L1 與T 細胞上的受體PD-1 相互作用,在免疫應答的負性調(diào)控方面發(fā)揮著重要作用。
在健康人群中,PD-1 功能是與T 細胞表面的PD-L1 結(jié)合,從而抑制T 細胞激活,以避免因T 細胞的過度激活而引起自身免疫性疾病。而腫瘤細胞也利用了這一特性來降低免疫細胞的活性,阻斷免疫細胞對其的殺傷作用。癌癥患者由于免疫力下降,腫瘤細胞大量增殖,腫瘤細胞上的PD-L1 蛋白能與T 細胞上的PD-1 蛋白結(jié)合,導致Src 同源區(qū)酪氨酸磷 酸 酶-2 ( src homology tyrosine phosphatase-2,SHP2) 的募集,進而導致下游蛋白脾酪氨酸激酶( spleen tyrosine kinase,SYK) 和磷脂肌醇-3 激酶( phospholipid inositol-3-kinase,PI3K) 磷酸化,抑制下游信號傳導、T 細胞增殖、細胞因子分泌和細胞毒作用。PD-1/PD-L1 單抗類藥物可特異性地阻斷PD-1 與PD-L1 的結(jié)合,重新激活T 細胞,恢復其對腫瘤的殺傷作用。拮抗PD-1 與PD-L1 之間的結(jié)合,阻斷負向調(diào)控信號,則可以增強機體內(nèi)源性的抗腫瘤免疫效應[11]。
筆者通過查閱國內(nèi)外文獻,發(fā)現(xiàn)目前PD-1 單抗主要應用于非小細胞肺癌( non-small-cell lung cancer,NSCLC) 、黑色素瘤等腫瘤免疫治療中,另外還可見其在晚期腎細胞癌、皮膚鱗狀細胞癌的應用報道。
3.1.1 PD-1 單抗在NSCLC 免疫治療中的應用
一項關于Nivolumab( PD-1 單抗) 聯(lián)合IL-15 超級激動劑ALT-803 治療NSCLC 的Ⅰ期臨床實驗研究[12]中,21/23 名患者完成4 個劑量水平的ALT-803( 6、10、15、20 μg·kg-1) 聯(lián)合Nivolumab( 3 mg·kg-1) 的治療,入組患者均沒有觀察到嚴重的副反應,提示ALT-803 聯(lián)合Nivolumab 的方法是安全的,但是其臨床療效仍需要更多的臨床研究評估。另一項研究[13]中,Nivolumab 被用來治療38 例進展性NSCLC 患者,發(fā)現(xiàn)這些患者的客觀反應率( objective response rate,ORR) 為23. 7%,中位無進展生存期( progression-free survival,PFS) 為91 d,而其中有14名患者出現(xiàn)免疫相關副反應,出現(xiàn)副相應的患者有更高的ORR( P<0.001) 和更長的PFS( P<0.001) ,提示了免疫相關副反應與Nivolumab 治療患者療效有關,但是仍然需要大樣本的研究驗證。
在一項納入了495 例NSCLC 患者接受Pembrolizumab( PD-1 單抗) 治療以評價其安全性和有效性的研究[14]中,結(jié)果顯示這些患者的ORR 為19.4%,中位PFS 為3. 7 個月,中位總體生存時間( Overall survival,OS) 為12. 0 個月,充分說明了Pembrolizumab 對進展期NSCLC 的抗腫瘤能力。另一項隨機雙盲的臨床Ⅲ期試驗[15]中,通過對559 例未予治療的轉(zhuǎn)移性NSCLC 患者給予順鉑類化療或聯(lián)合Pembrolizumab 治療,以明確免疫治療聯(lián)合化療的有效性及安全性;結(jié)果顯示,免疫治療聯(lián)合化療組患者的OS 為16.9 個月,而單獨化療組患者的OS為11.3 個月( 95% CI 9.5~14.8) ;相比單獨化療組的中位PFS( 4.8 個月,95% CI 4.3~5.7) ,聯(lián)合治療組患者的中位PFS 顯著延長( 6.4 個月,95% CI 6.2~8.3) ,但其因不良反應而停止治療的比率也更高( 13.3% vs 6.4%) 。可見單獨使用PD-1 單抗治療NSCLC 是安全有效的,聯(lián)合療法能夠取得更好的治療效果。
3.1.2 PD-1 單抗在黑色素瘤免疫治療中的應用
一項比較Nivolumab 聯(lián)合伊匹單抗及單獨使用納武單抗對黑色素瘤腦轉(zhuǎn)移患者的安全性和有效性的Ⅱ期臨床實驗[16]發(fā)現(xiàn),聯(lián)合治療中16/35 例患者( 46%,95% CI 29 ~63%) 出現(xiàn)顱內(nèi)反應,而在單獨使用Nivolumab 治療的患者中,5/25 名( 20%,95%CI 7~41%) 患者出現(xiàn)顱內(nèi)治療反應,可見聯(lián)合治療可達到更高比例的ORR,針對這些患者,應該考慮選擇聯(lián)合治療作為一線治療方式。另一項比較Nivolumab 和Ipilimumab( CTLA-4 單抗) 聯(lián)合治療與Nivolumab 或Ipilimumab 單獨治療Ⅲ期或Ⅳ期黑色素瘤患者的安全性和療效的臨床Ⅲ期研究[17],結(jié)果顯示聯(lián)合治療組、單獨使用Nivolumab 或Ipilimumab的中位PFS 分別為11.5、6.9、2.9 個月,表明聯(lián)合使用免疫檢查點抑制劑對于黑色素瘤的具有較為明顯的治療作用。
3.1.3 PD-1 單抗在其他癌癥免疫治療中的應用
MOTZER 等[18]比較了Nivolumab 與Ipilimumab聯(lián)合治療、Sunitinib( 酪氨酸激酶抑制劑) 單獨治療晚期腎細胞癌的臨床效果,結(jié)果表明,相比于Sunitinib 單獨治療( 60%,95%CI 55 ~65%) ,Nivolumab 和Ipilimumab 聯(lián)合免疫療法組具有更高的總體生存率( 75%,95%CI 70 ~78) 和ORR( 42% vs 27%,P<0.001) ,甚至有9%的患者出現(xiàn)完全緩解。該課題組最新的隨機對照研究[19]發(fā)現(xiàn)相比于Sunitinib 單獨治療,Nivolumab 和Ipilimumab 聯(lián)合免疫療法能夠降低晚期腎細胞癌惡化的風險,減少疾病相關癥狀并且提高患者生活質(zhì)量。
FALCHOOK 等[20]開展的一項臨床Ⅰ期試驗發(fā)現(xiàn)Cemiplimab( PD-1 單抗) 對進展性皮膚鱗狀細胞癌表現(xiàn)出持久的治療效果,并且在治療后超過16 個月沒有發(fā)現(xiàn)疾病復發(fā)。MIGDEN 等[21]開展的一項Ⅱ期臨床試驗結(jié)果顯示Cemiplimab 治療進展性皮膚鱗狀細胞癌的ORR 為47%。REN 等[22]的研究表明,與Vinflunine( 雙氟微管抑制劑) 、多西紫杉醇及紫杉醇聯(lián)合治療局部晚期或轉(zhuǎn)移性尿路上皮癌的患者相比,Pembrolizumab( PD-1 單抗) 改善了這些患者的總體生存率。
綜述所述,PD-1 單抗在多種癌癥中展現(xiàn)出了巨大的療效和價值,但是仍然需要大規(guī)模的前瞻性臨床研究驗證,尋找合適的聯(lián)合療法具有重要意義。
目前PD-L1 單抗主要應用于NSCLC、結(jié)直腸癌等腫瘤免疫治療中。另外還可見其在皮膚鱗狀細胞癌的應用報道。
3.2.1 PD-L1 單抗在非小細胞肺癌免疫治療中的應用
GARASSINO 等[23]開展的一項Ⅱ期臨床試驗研究中,根據(jù)進展期NSCLC 患者EGFR/ALK 及腫瘤細胞表達PD-L1 的情況,將444 名患者分為3 組:組I( EGFR+/ALK+,腫瘤細胞表達PD-L1≥25%和<25%,111 人) ,組II( EGFR-/ALK-,腫瘤細胞表達PD-L1≥25%和<25%,265 人) 和組III( EGFR-/ALK-,腫瘤細胞表達PD-L1≥90%,68 人) 。各組均給予抗PD-L1 抗體Durvalumab 治療,結(jié)果顯示各組腫瘤細胞表達PD-L1≥25%的患者中,組I 的ORR為12.2%( 9/74,95% CI 5.7~21.8%) ,組II 的ORR為16.4%( 1/24,95% CI 10.8~23.5%) ,而組III 的ORR 達到了30.9%( 21/68,95% CI 20.2~43.3%) ,提示相比于EGFR+/ALK+患者,抗PD-L1 藥物Durvalumab 在EGFR-/ALK-的NSCLC 患者中有更高的ORR,并且在EGFR+/ALK+的腫瘤細胞表達PD-L1≥25%的患者也展現(xiàn)了巨大的價值。
HORN 等[24]開展的一項隨機雙盲臨床研究發(fā)現(xiàn)Atezolizumab( PD-L1 單抗) 聯(lián)合化療與單獨化療相比,能夠延長NSCLC 患者OS( 12.3 vs 10.3 個月,P=0.007) 以及PFS( 5. 2 vs 4. 3 個月,P=0.02) 。ANTONIA 等[25]的研究發(fā)現(xiàn),與安慰劑組相比,應用Durvalumab 治療能夠延長NSCLC 放化療后的患者總體生存率( 66. 3%,95% CI 61. 7 ~70.4% vs 55.6%,95% CI 48.9~61.8%;P=0.005) 。以上結(jié)果均提示抗PD-L1 抗體在治療NSCLC 中的安全性和有效性。
3.2.2 PD-L1 單抗在結(jié)直腸癌免疫治療中的應用
SMITH 等[26]的臨床研究中,應用Atezolizumab聯(lián)合貝伐單抗和( 或) 化療治療高頻微衛(wèi)星不穩(wěn)定腫瘤,結(jié)果顯示ORR 可達30%( 95% CI 6.7%~65.3%) ,并且90%的患者病情得到了控制。WANG等[27]的臨床研究中,聯(lián)合應用Atezolizumab 與Cobimetinib( MEK 蛋白激酶抑制劑) 治療84 例轉(zhuǎn)移性結(jié)直腸癌患者,結(jié)果顯示7/84( 8%) 的患者產(chǎn)生部分反應,疾病的控制率為31%,中位OS 為10 個月( 95% CI 6.2~14.1) ,提示PD-L1 免疫檢查點抑制劑聯(lián)合靶向治療在結(jié)直腸癌治療中的臨床優(yōu)勢和價值,但是仍需要開展更深入的臨床研究驗證。
3.2.3 PD-L1 單抗在其他癌癥免疫治療中的應用
D'ANGELO 等[28]通過評價PD-L1 抗體Avelumab 治療惡性皮膚癌的安全性和有效性,結(jié)果顯示其治療的ORR 為62. 1% ( 95% CI 42. 3 ~79.3%) 。SIU 等[29]開展的一項隨機非雙盲的臨床Ⅱ期研究,比較單獨使用或聯(lián)合應用PD-L1 及CTLA-4 抑制劑對于頭頸鱗狀細胞癌的安全性和有效性,發(fā)現(xiàn)單獨應用Durvalumab、Tremelimumab( CTLA-4 單抗) 以及聯(lián)合應用治療頭頸鱗狀細胞癌的ORR( 95% CI) 分別為9.2%( 3.46%~19.02%) 、1.6%( 0.04%~8.53%) 、7.8%( 3.78%~13.79%) ,中位OS( 95% CI) 分別為6.0( 4.0 ~11.3) 、5.5( 3.9~7.0) 、7.6( 4.9~10.6) 個月,提示免疫檢查點抑制劑聯(lián)合應用的臨床價值,但是仍然需要大規(guī)模的臨床研究來驗證。
盡管在最近的十幾年中,基于免疫檢查點抑制劑的免疫治療已經(jīng)有許多突破性的進展,但是仍然存在許多障礙和挑戰(zhàn)。其中,如何篩選出能從治療中獲益的患者,預測患者療效是我們面臨的挑戰(zhàn)之一,這就需要我們?nèi)ふ腋鼫蚀_的生物標志物指示免疫療效;同時對免疫療法的耐藥性以及副作用等問題的研究仍然迫在眉睫; 并且,在其他癌癥,如肝癌等癌癥的臨床研究相對較少,免疫檢查點抑制劑對其他癌癥的療效仍然需要大量的臨床試驗驗證。
綜上所述,基于PD-1/PD-L1 的免疫檢查點抑制劑確實顯示出了巨大的臨床潛能和價值,聯(lián)合CTLA-4 單抗或者化學療法、生物制劑等,能夠顯著改善和提高患者的生存預后,但是仍然需要警惕其副作用的發(fā)生;尋找合適的聯(lián)合免疫治療方案,利用大數(shù)據(jù)以及人工智能等新手段尋找更加有效和敏感的預測療效的生物標志物,精準定位獲益人群,實現(xiàn)個體化、精準化的治療,也將是未來需要解決的重要問題。但毫無疑問,PD-1/PD-L1 免疫檢查點抑制劑為癌癥患者帶來了新的治療選擇。