童曼琳 尚茹茹 綜述 劉曉紅 審校
多形性膠質(zhì)母細胞瘤(Glioblastoma multiforme,GBM)是最常見的原發(fā)性惡性腦腫瘤之一,占所有原發(fā)性惡性中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤的48%[1]。根據(jù)美國國立綜合癌癥網(wǎng)絡(NCCN)指南,標準治療包括手術切除、放療聯(lián)合替莫唑胺(Temozolomide,TMZ)、TMZ輔助化療以及聯(lián)合放療等。盡管采用標準治療,但GBM有較高的侵襲性,中位總生存期(Overall survival,OS)小于2年,5年生存率低于10%,預后較差[2]。GBM的治愈率低、復發(fā)率高、生存期短,是當前腫瘤治愈率的最大挑戰(zhàn)之一。
免疫檢查點(Immune checkpoint,IC)是指免疫細胞在維持自我耐受的同時,調(diào)節(jié)和控制免疫反應的一種持久性抑制途徑。在腫瘤微環(huán)境中,T淋巴細胞是細胞介導免疫反應的核心角色,它攻擊表達腫瘤特異性抗原的腫瘤細胞。主要的組織相容性復合體(Major histocompatibility complex,MHC)分子將抗原呈現(xiàn)至細胞表面,使T細胞能夠識別?;罨腡細胞能夠表達表面抑制性受體,如細胞毒性T淋巴細胞相關蛋白4(Cytotoxic T lymphocyte associated antigen-4,CTLA-4)和程序性細胞死亡受體1(Programmed cell death receptor 1,PD-1)。當檢查點分子與各自的配體結(jié)合后,就會向宿主T細胞傳遞一個“終止”信號,并減弱T細胞的活化。因此,許多腫瘤細胞通過表達程序性細胞死亡配體1(Programmed cell death ligand 1,PD-L1)表現(xiàn)出負性作用,該配體則被PD-1 T細胞受體識別,以此來逃避T細胞參與調(diào)控的免疫反應[3]。針對IC分子設計相應的抗體促使腫瘤產(chǎn)生免疫逃逸,增強腫瘤免疫,此類藥物即為免疫檢查點抑制劑(Immune checkpoint inhibitor,ICI)。目前PD-1/PD-L1 ICI(以下簡稱為PD-1/PD-L1抑制劑)已被批準上市。本文總結(jié)了現(xiàn)有的PD-1/PD-L1抑制劑治療GBM的相關臨床研究,概述了在治療GBM過程中PD-1/PD-L1抑制劑單藥治療和聯(lián)合治療的療效,以期望尋求治療GBM的最佳方案。
PD-1作為一種細胞表面受體,是免疫球蛋白超家族中的一個成員[4]。PD-L1是PD-1的配體,PD-1與PD-L1相互結(jié)合形成免疫調(diào)節(jié)軸,可減少T細胞的增殖,抑制細胞因子的分泌,誘導T細胞凋亡[5]。在正常情況下,PD-1/PD-L1通路誘導并維持外周免疫耐受,對防止組織過度炎癥和自身免疫性疾病發(fā)揮積極作用。但在腫瘤的發(fā)生發(fā)展過程中,PD-1/PD-L1通路抑制宿主的抗腫瘤免疫,導致腫瘤免疫逃逸[6]。
GBM在大腦內(nèi)創(chuàng)造了一個具有免疫抑制作用的微環(huán)境,從而促進了腫瘤細胞的惡性增殖和侵襲特性,同時避開了身體的免疫系統(tǒng)。因此,使用免疫療法來抵消GBM的特性是非常重要的。與黑色素瘤或非小細胞肺癌相比,GBM的體細胞突變負荷更低并且有較強的免疫抑制性腫瘤微環(huán)境。免疫抑制的機制是通過腫瘤細胞表達的PD-L1導致T細胞衰竭和凋亡,即在細胞毒性T細胞表面PD-L1與PD-1結(jié)合使T細胞喪失免疫功能,不能引起有效的抗腫瘤反應。因此,PD-1/PD-L1通路觸發(fā)負性免疫調(diào)節(jié),使腦組織中GBM細胞表現(xiàn)出高度侵襲性。抗原呈遞細胞如小膠質(zhì)細胞、巨噬細胞等能激活T細胞,并通過血管周圍間隙到達中樞神經(jīng)系統(tǒng)后識別腫瘤細胞,這一過程受到PD-1/PD-L1通路的調(diào)控。GBM表面PD-L1表達促進小膠質(zhì)細胞PD-1受體活化,導致T細胞反應負調(diào)控。活化的T細胞上表達的PD-1與GBM細胞和小膠質(zhì)細胞中大量表達的PD-L1高效融合,從而引發(fā)免疫反應的負性調(diào)控,維持腫瘤免疫的穩(wěn)態(tài)[7]。在88%新診斷GBM和72.2%復發(fā)性GBM中觀察到PD-1的高表達,因此,PD-1高表達可能與GBM預后差密切相關[8]。PD-1/PD-L1抑制劑治療GBM正是通過損害該免疫通路從而增強抗腫瘤免疫應答而實現(xiàn)的。
PD-1/PD-L1抑制劑有帕博利珠單抗(Pembrolizumab)、納武利尤單抗(Nivolumab)、度伐利尤單抗(Durvalumab)和阿替利珠單抗(Atezolizumab)等[9]。PD-1/PD-L1抑制劑在治療部分實體腫瘤(如黑色素瘤、肺癌、腎癌和頭頸癌等)患者時表現(xiàn)出非常良好的效果,并延長患者OS[10]。
研究表明,大多數(shù)PD-1/PD-L1抑制劑單藥治療GBM的臨床研究顯示療效有限。Keynote-028臨床試驗研究了26例復發(fā)性GBM患者的帕博利珠單抗單藥治療,結(jié)果顯示療效有限[11]。幾項高級別GBM(WHO3級和4級)研究也表明,與對照組相比,帕博利珠單抗單藥治療的療效有限[12]。并且有資料顯示,國外實施的帕博利珠單抗單藥或聯(lián)合貝伐珠單抗治療復發(fā)GBM患者的隨機臨床Ⅱ期試驗,帕博利珠單抗單藥治療組(30例)患者六個月無進展生存率為6.7%(95%CI:1.7%~25.4%),中位OS為10.3個月(95%CI:8.5~12.5個月),整體反應率為0%。PD-L1抑制劑阿替利珠單抗和度伐利尤單抗已獲批用于多種腫瘤的治療。一項阿替利珠單抗單藥治療16例復發(fā)性GBM患者的Ⅰ期臨床試驗顯示,患者生存期并未延長[13]。在涉及30例接受度伐利尤單抗單藥治療的復發(fā)性GBM患者中,總體疾病控制率為60.0%(4例部分緩解,14例病情穩(wěn)定),中位OS為28.9周(95%CI:22.9周~未達到),中位PFS為13.9周(95%CI:8.1周~24.0周)[14]。PD-1/PD-L1抑制劑單藥治療療效可能受多種因素影響,包括腫瘤細胞PD-L1表達、腫瘤浸潤淋巴細胞(Tumor infiltrating lymphocyte,TIL)[15]、腫瘤浸潤骨髓細胞[16]、腫瘤突變負荷[17]、錯配修復系統(tǒng)狀態(tài)和聚合酶基因突變狀態(tài)。盡管PD-1/PD-L1單藥治療GBM的臨床試驗表明療效不佳,但是關注新的治療方法,如標準治療(TMZ和放療)的聯(lián)合,特別是免疫治療,它可能會成為控制GBM的新策略。
PD-1/PD-L1抑制劑新輔助治療具有可逆轉(zhuǎn)GBM微環(huán)境的免疫抑制,增強局部、全身抗腫瘤免疫反應,以及增強腫瘤的免疫細胞浸潤等特性[18]。PD-1/PD-L1抑制劑新輔助治療在GBM中已取得初步成果。一項單組Ⅱ期臨床試驗以帕博利珠單抗新輔助治療方式治療了30例GBM患者(27例復發(fā),3例新診斷),結(jié)果顯示患者中位OS達7.3個月,中位PFS達4.1個月。此外,2例患者的PFS分別為28.5個月和33.3個月。多分子和細胞分析顯示,新輔助治療導致趨化因子轉(zhuǎn)錄表達明顯增強、免疫細胞浸潤增加和TIL的中T細胞受體克隆多樣性增加,支持治療的局部免疫調(diào)節(jié)作用[19]。最近,常春藤聯(lián)盟在35例復發(fā)性GBM患者(手術可切除)中進行了一項以帕博利珠單抗新輔助治療的隨機、多機構(gòu)臨床試驗,以評價患者的免疫反應和生存率[20]。結(jié)果顯示帕博利珠單抗新輔助治療顯著改善了患者的OS和PFS,并與腫瘤內(nèi)T細胞和干擾素-γ相關的基因表達增強以及細胞周期相關的基因表達減弱有關。
上述2項研究為小規(guī)模研究,尚不能作為將PD-1/PD-L1抑制劑應用于GBM新輔助治療的有效依據(jù),但是其為PD-1/PD-L1抑制劑治療GBM提供了另一方向。
TMZ是一種口服烷化劑,在最近十年被視為術后治療GBM的一線化療藥物。Wang等[21]分別將外周血單個核細胞(Peripheral blood mononuclear cell,PBMC)與GBM細胞、與TMZ處理的GBM細胞共培養(yǎng),結(jié)果顯示TMZ處理的GBM細胞對PBMC產(chǎn)生促炎細胞因子的抑制能力高于對照GBM細胞。而敲除PD-L1基因則損害了TMZ誘導的GBM細胞對PBMC的抑制作用,表明PD-L1是參與TMZ激發(fā)后GBM細胞免疫逃避的關鍵IC。此外,GBM細胞中TMZ介導的PD-L1表達依賴于信號傳導及轉(zhuǎn)錄激活蛋白3的激活。研究還表明TMZ和PD-1抑制劑聯(lián)合治療明顯縮小了GBM動物模型的腫瘤大小,提高了生存率??偟膩碚f,這些數(shù)據(jù)說明TMZ通過上調(diào)PD-L1促進GBM細胞的免疫逃逸,TMZ和PD-1抑制劑聯(lián)合方案可能是GBM患者的希望。
TMZ是治療GBM最常見的化療藥物,可導致淋巴細胞減少。這種淋巴細胞減少已被證明會影響對各種免疫治療策略的反應。Karachi等[22]發(fā)現(xiàn)TMZ對宿主免疫功能的調(diào)節(jié)因劑量而異。標準劑量(Standard dose,SD)TMZ(50 mg/kg×5天)治療會導致T細胞耗竭標志物如淋巴細胞活化基因3和T細胞免疫球蛋白粘液素3增加,而節(jié)拍劑量(Metronomic dose,MD)TMA(25 mg/kg×10天)未觀察到這種結(jié)果。當TMZ聯(lián)合PD-1抑制劑治療時,MD TMZ/PD-1抑制劑組顯示TIL中的耗竭標志物減少,而SD TMZ/PD-1抑制劑組未觀察到。此外,通過在治療中加入SD TMZ,PD-1抑制劑在治療鼠同基因GBM模型中的生存優(yōu)勢消失。然而,當在PD-1抑制劑的基礎上加用MD TMZ時,保留了PD-1抑制劑單藥治療所見的生存獲益。因此,當與依賴于內(nèi)源性免疫應答激活的免疫治療聯(lián)合使用時,TMZ節(jié)拍給藥可能是一種首選策略。這些發(fā)現(xiàn)對化療與免疫治療聯(lián)合方案治療GBM有巨大意義。
放射治療通過增加MHCⅠ類分子表達、增強腫瘤相關抗原的提呈、增加促炎性細胞因子表達、促進樹突狀細胞成熟、下調(diào)Fas配體表達來對抗免疫抑制性腫瘤微環(huán)境[23]。Zeng等[24]發(fā)現(xiàn),與任一模式的單藥治療相比,PD-1抑制劑聯(lián)合放療顯示OS有所改善:對照組的中位OS為25天,PD-1抑制劑組為27天,放療組為28天,放療聯(lián)合PD-1抑制劑治療組為53天(P<0.05)。僅在放療聯(lián)合PD-1抑制劑治療組中觀察到長期生存,部分(15%~40%)動物在治療180天后仍存活。與單一模式組相比,放療聯(lián)合PD-1抑制劑治療組細胞毒性T細胞(CD8+/IFN-γ+/TNF-α+)的腫瘤浸潤增加,調(diào)節(jié)性T細胞(CD4+/FOXP3)減少。PD-1抑制劑和局部放射治療的結(jié)合可使原位腦腫瘤小鼠長期存活。這些研究提供了強有力的臨床證據(jù),支持在GBM患者中進行PD-1/PD-L1抑制劑與放療聯(lián)合治療的試驗。
自2019年靶向單克隆抗體貝伐珠單抗(Bevacizumab)批準上市以來,其一直被當做挽救治療而定期用于復發(fā)性GBM[25]。貝伐珠單抗可通過誘導局部高內(nèi)皮小靜脈,下調(diào)PD-1和PD-L1的表達,調(diào)節(jié)免疫微環(huán)境,促進抗腫瘤免疫反應,從而促進ICI的療效[26]。
PD-1/PD-L1抑制劑與貝伐珠單抗聯(lián)合治療的幾項臨床試驗已發(fā)表了初步結(jié)果。兩項Ⅱ期臨床試驗報道,帕博利珠單抗和貝伐珠單抗聯(lián)合用藥可以有益于腫瘤控制,延長生存時間[27]。另一項Ⅱ期臨床試驗用度伐利尤單抗聯(lián)合貝伐珠單抗治療貝伐珠單抗難治性復發(fā)性GBM。8例患者(36%)的OS≥22周,11例患者(50%)的PFS≥8周[28],結(jié)果表明度伐利尤單抗+貝伐珠單抗聯(lián)合治療GBM獲得初步療效。這些研究的結(jié)果表明PD-1/PD-L1抑制劑與貝伐珠單抗聯(lián)合治療可能有效,但需要進一步研究。
PD-1抑制劑的不良反應在皮膚、腸道、內(nèi)分泌、肺中較為普遍,而在心血管、血液學、腎臟、神經(jīng)系統(tǒng)和眼科發(fā)生率較低[29]。糖皮質(zhì)激素幾乎可以逆轉(zhuǎn)所有免疫相關不良事件(Immune related adverse events,irAE)[30]。長期使用糖皮質(zhì)激素可能對預防irAE復發(fā)有益,尤其是肺炎和肝炎。糖皮質(zhì)激素廣泛應用于GBM患者,以減輕腫瘤相關腦水腫和放射性壞死。地塞米松除降低淋巴細胞功能外,還通過增加細胞凋亡降低T淋巴細胞數(shù)量,也普遍降低了髓系和NK細胞群。研究表明[31],PD-1/PD-L1抑制劑與地塞米松同時使用時可能會削弱GBM患者免疫治療的療效。但是,糖皮質(zhì)激素對接受ICI治療的GBM患者的影響尚未得到充分研究。因此,在GBM患者的臨床實踐中,糖皮質(zhì)激素的臨床有益作用、免疫抑制作用、免疫治療irAE逆轉(zhuǎn)作用和生存作用必須平衡。
近年來,PD-1/PD-L1抑制劑治療GBM備受關注,但總體療效仍不理想。PD-1/PD-L1抑制劑單藥治療GBM療效有限,盡管一些小規(guī)模研究報告了不同程度的獲益,但大多數(shù)已發(fā)表的結(jié)果顯示出GBM患者無顯著生存獲益。同時,單藥聯(lián)合化療、放療等其他治療的大規(guī)模臨床試驗數(shù)據(jù)有限,臨床用藥依據(jù)尚且不足。由此啟發(fā)我們GBM的免疫治療具有多重挑戰(zhàn)和潛力,需要更深入的研究和臨床試驗。因此,開發(fā)不同方案的免疫治療策略,如聯(lián)合治療(新輔助治療、化療、放療、靶向治療等),對成功治療GBM患者都至關重要。