PD-1/PD-L1抑制劑及其生物標(biāo)志物在食管鱗狀細(xì)胞癌治療中的研究進(jìn)展△

孫佳琦，黃俊星

1南通大學(xué)醫(yī)學(xué)院臨床系，江蘇 南通226001

2泰州市人民醫(yī)院腫瘤科，江蘇 泰州225300

食管癌原發(fā)于食管黏膜上皮細(xì)胞，是全球范圍內(nèi)發(fā)病率和病死率均較高的的消化道惡性腫瘤[1]。中國(guó)是食管癌的高發(fā)國(guó)家，男性的發(fā)病率高于女性，其發(fā)病率和組織學(xué)亞型存在明顯的地域分布特征[2-3]。根據(jù)病理類(lèi)型的不同，食管癌分為食管鱗狀細(xì)胞癌（esophageal squamous cell carcinoma，ESCC）和食管腺癌。多數(shù)ESCC患者確診時(shí)已發(fā)展為晚期或已發(fā)生轉(zhuǎn)移，失去了手術(shù)的最佳機(jī)會(huì)，多采取姑息性治療，預(yù)后較差，因此，優(yōu)化的治療策略有助于改善食管癌患者的預(yù)后。腫瘤免疫微環(huán)境（tumor immune microenvironment，TIME）在多種腫瘤中的生物學(xué)作用和意義已被逐漸認(rèn)識(shí)。近年來(lái)，隨著對(duì)免疫檢查點(diǎn)研究的不斷深入，程序性死亡受體1（programmed cell death 1，PDCD1，也稱(chēng)PD-1）/程序性死亡受體配體 1（programmed cell death 1 ligand 1，PDCD1LG1，也稱(chēng) PD-L1）通路成為了腫瘤免疫治療領(lǐng)域的熱點(diǎn)。PD-1和PD-L1是重要的免疫檢查點(diǎn)抑制劑，在腫瘤免疫逃逸中起重要的作用。激活PD-1/PD-L1信號(hào)通路能夠抑制T淋巴細(xì)胞和腫瘤浸潤(rùn)淋巴細(xì)胞（tumor infiltrating lymphocyte，TIL）的功能，而針對(duì)這一信號(hào)通路的抑制劑能夠阻斷PD-1與PD-L1的結(jié)合，恢復(fù)T淋巴細(xì)胞的功能，從而增強(qiáng)機(jī)體的免疫應(yīng)答能力。

1 PD-1/PD-L 1信號(hào)通路及抗體

PD-L1是免疫球蛋白超家族的重要成員，是與細(xì)胞凋亡相關(guān)的蛋白，于20世紀(jì)90年代在對(duì)T淋巴細(xì)胞雜交瘤的凋亡研究中首次被發(fā)現(xiàn)。B7蛋白家族在部分T淋巴細(xì)胞的活化和免疫耐受的動(dòng)態(tài)平衡中起著重要的調(diào)節(jié)作用。B7同源物1（B7 homolog 1，B7H1）也稱(chēng) PD-L1，屬于跨膜糖蛋白，是B7蛋白家族的成員。B7-H1與PD-1結(jié)合能夠負(fù)性調(diào)節(jié)T淋巴細(xì)胞介導(dǎo)的免疫反應(yīng)。γ干擾素（interferon-γ，IFN-γ）是重要的抗腫瘤細(xì)胞因子，可上調(diào)腫瘤細(xì)胞表面PD-L1的表達(dá)[4]。PD-L1與激活的T淋巴細(xì)胞表面的PD-1相結(jié)合可抑制T淋巴細(xì)胞的抗腫瘤免疫應(yīng)答能力，促進(jìn)腫瘤免疫逃逸的發(fā)生，從而促進(jìn)腫瘤的生長(zhǎng)[5]。然而，抗PD-L1抗體會(huì)抑制腫瘤的生長(zhǎng)。針對(duì)PD-1和PD-L1的人源化單克隆免疫球蛋白 G4（immunoglobulin G4，IgG4）抗體的第一階段研究為抗PD-1抗體[如納武單抗（Nivolumab）和派姆單抗（Pembrolizumab）]被批準(zhǔn)應(yīng)用于早期實(shí)體腫瘤的治療奠定了基礎(chǔ)[6]。隨后，抗PD-L1抗體如阿特朱單抗（Atezolizumab）、阿維魯單抗（Avelumab）和度伐魯單抗（Durvalumab）也陸續(xù)被批準(zhǔn)用于多種腫瘤的治療，而關(guān)于抗PD-1抗體藥物和抗PD-L1抗體藥物在ESCC中作用的臨床試驗(yàn)也正在進(jìn)行中。美國(guó)食品藥品管理局（Food and Drug Administration，F(xiàn)DA）已批準(zhǔn)派姆單抗可單藥治療腫瘤表達(dá)PD-L1（聯(lián)合陽(yáng)性評(píng)分≥10分）、經(jīng)1種或多種方案全身治療后進(jìn)展的復(fù)發(fā)性局部晚期或轉(zhuǎn)移性ESCC[7,12]。

2 抗PD-1/PD-L 1抗體與ESCC的關(guān)系

2.1 派姆單抗

Doi等[7]進(jìn)行了評(píng)估派姆單抗在PD-L1陽(yáng)性晚期ESCC患者中安全性和有效性的I期臨床試驗(yàn)，證實(shí)了派姆單抗在PD-L1陽(yáng)性晚期ESCC患者中具有良好的抗腫瘤活性和安全性。此外，派姆單抗在食管癌中的抗腫瘤活性和安全性在Ⅱ期KEYNOTE-059試驗(yàn)[8]和Ⅱ期KEYNOTE-180試驗(yàn)[9]中也得到了驗(yàn)證。2018年，美國(guó)國(guó)立綜合癌癥網(wǎng)絡(luò)（NationalComprehensiveCancerNetwork，NCCN）指南推薦派姆單抗用于確定存在高度微衛(wèi)星不穩(wěn)定性或錯(cuò)配修復(fù)（mismatch repair，MMR）基因缺陷腫瘤患者的二線或后續(xù)治療，以及PD-L1陽(yáng)性的食管和胃食管交界部腺癌[10]的三線或后續(xù)治療。Kato等[11]進(jìn)行的KEYNOTE-590研究探討了派姆單抗作為晚期食管癌一線治療藥物的安全性和有效性，納入的患者是經(jīng)組織學(xué)或細(xì)胞學(xué)確診為局部晚期不可切除或轉(zhuǎn)移性的ESCC患者，該研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，派姆單抗聯(lián)合5-氟尿嘧啶化療的效果優(yōu)于5-氟尿嘧啶單藥化療。

2.2 納武單抗

Kudo等[12]進(jìn)行了關(guān)于晚期ESCC患者應(yīng)用納武單抗治療的Ⅱ期臨床試驗(yàn)，納入了65例未根據(jù)PD-L1的表達(dá)狀態(tài)進(jìn)行預(yù)先選擇的食管癌患者，患者既往均接受過(guò)1次及以上的治療，并評(píng)估了64例患者的臨床療效，總生存時(shí)間（overall survival，OS）為12.1個(gè)月，客觀緩解率為17.2%（11/64）。納武單抗在未經(jīng)治療的ESCC患者中也表現(xiàn)出了持久的抗腫瘤活性。隨著免疫檢查點(diǎn)抑制劑在Ⅰ～Ⅱ期臨床試驗(yàn)中取得了良好的效果，Ⅲ期臨床試驗(yàn)（NCT02569242）隨之開(kāi)展，該試驗(yàn)共納入了無(wú)法進(jìn)行手術(shù)的390例晚期或復(fù)發(fā)ESCC患者，并將其隨機(jī)分為了納武單抗組、紫杉醇/多西他賽組，主要研究終點(diǎn)為OS，結(jié)果預(yù)計(jì)將于2020年公布[13]。

2.3 卡瑞利珠單抗

卡瑞利珠單抗（Camrelizumab）（研發(fā)代號(hào)為SHR-1210）是一種選擇性、人源化、高親和力的抗PD-1 IgG4單克隆抗體。Huang等[14]首次報(bào)道了卡瑞利珠單抗在ESCC治療中的安全性和抗腫瘤活性，研究對(duì)象為難治性晚期ESCC患者，化療方法：靜脈注射卡瑞利珠單抗60 mg，后逐漸增加劑量至200 mg和400 mg（首次注射后間隔4周，隨后按每2周的計(jì)劃進(jìn)行治療），直至病情進(jìn)展或患者無(wú)法耐受不良反應(yīng)，結(jié)果顯示，患者的主要不良反應(yīng)為反應(yīng)性毛細(xì)血管瘤，而治療相關(guān)的3級(jí)不良反應(yīng)包括肺炎和心肌肌鈣蛋白I升高。Wang等[15]的研究結(jié)果顯示部分晚期ESCC患者可以從卡瑞利珠單抗治療中獲益，且認(rèn)為血清乳酸脫氫酶（lactate dehydrogenase，LDH）是預(yù)測(cè)卡瑞利珠單抗治療晚期ESCC患者臨床反應(yīng)的潛在標(biāo)志物。

3 ESCC相關(guān)抗PD-1/PD-L 1抗體生物標(biāo)志物

3.1 免疫相關(guān)生物標(biāo)志物

在腫瘤細(xì)胞和免疫細(xì)胞中，PD-L1是目前最常用的腫瘤免疫治療的療效預(yù)測(cè)性生物標(biāo)志物。PD-L1陽(yáng)性的TIL增多的患者對(duì)抗PD-1/PD-L1抗體的反應(yīng)率增加[16]。PD-L1在ESCC等多種腫瘤中的表達(dá)水平均較高，有研究發(fā)現(xiàn)，PD-L1和程序性死亡受體配體2（programmed cell death 1 ligand 2，PDCD1LG2，也稱(chēng)PD-L2）在ESCC中的陽(yáng)性表達(dá)率分別為45.5%和59.7%[17]。CD8+T淋巴細(xì)胞被稱(chēng)為細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞，能夠分泌IFN-γ，是細(xì)胞免疫的重要組成部分。PD-L1在ESCC中的陽(yáng)性表達(dá)情況與CD8+T淋巴細(xì)胞數(shù)量可能有關(guān)（P=0.0157）。PD-L2在ESCC中的陽(yáng)性表達(dá)率為59.7%，高于PD-L1的45.5%，且PD-L2的陽(yáng)性表達(dá)與患者較差的預(yù)后有關(guān)[17]。有研究發(fā)現(xiàn)，PD-L1/PD-L2陽(yáng)性腫瘤患者的OS明顯短于PD-L1/PD-L2陰性的患者，PD-L1/PD-L2陽(yáng)性是ESCC患者預(yù)后不良的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，這一發(fā)現(xiàn)可能具有臨床相關(guān)性，因?yàn)閱为?dú)應(yīng)用抗PD-L1抗體治療后患者的應(yīng)答率低于抗PD-1抗體，此外，多種PD-L1陰性腫瘤對(duì)抗PD-L1抗體的治療有應(yīng)答，提示除了PD-L1外，還有其他分子參與ESCC的PD-L1抑制軸[17]。有研究發(fā)現(xiàn)，PD-L2在卵巢癌、原發(fā)性縱隔大B細(xì)胞淋巴瘤等腫瘤中的表達(dá)水平均較高，預(yù)示患者的預(yù)后較差[17-18]。

Kato等[19]進(jìn)行了一項(xiàng)關(guān)于納武單抗治療晚期ESCC的臨床試驗(yàn)（JAPICCTI-142422），采用流式細(xì)胞儀檢測(cè)20例晚期ESCC患者的外周血T淋巴細(xì)胞表面分子和細(xì)胞因子的表達(dá)情況，分析了納武單抗治療后完全緩解（CR）/部分緩解（PR）與疾病穩(wěn)定（SD）/疾病進(jìn)展（PD）患者中白蛋白、中性粒細(xì)胞、Tim-3+、CD45RA-CD27-和白細(xì)胞介素-1β（interleukin-1β，IL-1β）的表達(dá)情況，結(jié)果顯示，Tim-3+CD4水平與患者的生存情況有關(guān)，認(rèn)為T(mén)im-3+可能能夠作為預(yù)測(cè)晚期ESCC患者免疫治療后臨床反應(yīng)和預(yù)后的標(biāo)志物。該研究還發(fā)現(xiàn)，與SD/PD患者相比，CR/PR患者的淋巴細(xì)胞計(jì)數(shù)增多、中性粒細(xì)胞計(jì)數(shù)減少、中性粒細(xì)胞淋巴細(xì)胞比值（neutrophil lymphocyte ratio，NLR）降低、白蛋白水平升高、C反應(yīng)蛋白（C-reactive protein，CRP）水平降低、腫瘤標(biāo)志物水平降低，提示低NLR可能也有助于預(yù)測(cè)治療效果。

3.2 基因組相關(guān)生物標(biāo)志物

腫瘤突變負(fù)荷（tumor mutational burden，TMB）檢測(cè)已成為一種常見(jiàn)的技術(shù)，其是指每百萬(wàn)堿基中被檢測(cè)出的體細(xì)胞基因編碼錯(cuò)誤、堿基替換、基因插入或缺失錯(cuò)誤的總數(shù)，其作為生物標(biāo)志物對(duì)免疫檢查點(diǎn)抑制劑療效的預(yù)測(cè)作用在臨床研究中得到證實(shí)[20]。TMB是篩選PD-1/PD-L1阻斷治療中潛在受益患者的生物標(biāo)志物。

MMR基因負(fù)責(zé)識(shí)別和修復(fù)DNA復(fù)制和重組過(guò)程中出現(xiàn)的堿基錯(cuò)配和損害，使核苷酸順序恢復(fù)正常。微衛(wèi)星DNA是真核細(xì)胞基因組中隨機(jī)出現(xiàn)的大量簡(jiǎn)單串聯(lián)重復(fù)序列，其通過(guò)改變DNA結(jié)構(gòu)或通過(guò)與特異性蛋白質(zhì)結(jié)合而發(fā)揮其基因調(diào)控作用，但是某些微衛(wèi)星DNA在特定的腫瘤中容易發(fā)生微衛(wèi)星不穩(wěn)定（microsatellite instability，MSI），即存在DNA不穩(wěn)定熱點(diǎn)區(qū)，也就是說(shuō)MSI是由于MMR基因發(fā)生突變所引起的。MSI/MMR基因及MSI病灶的存在和數(shù)量可以通過(guò)聚合酶鏈反應(yīng)（polymerase chain reaction，PCR）或免疫組化法進(jìn)行檢測(cè)[21]。通過(guò)檢測(cè)MSI可間接反映MMR是否異常，因此，檢測(cè)MSI可以用于腫瘤的早期篩查。2017年，F(xiàn)DA批準(zhǔn)派姆單抗用于治療具備微衛(wèi)星高度不穩(wěn)定性（microsatellite instability-high，MSIH）和錯(cuò)配修復(fù)缺陷（mismatch repair deficiency，dMMR）基因特征的無(wú)法手術(shù)或已經(jīng)出現(xiàn)轉(zhuǎn)移的實(shí)體腫瘤。Jin和Yoon[22]研究發(fā)現(xiàn)，10%～20%的胃食管癌患者發(fā)生MSI，MSI與非同義突變負(fù)荷以及TIL的聚集有關(guān)，且與胃腸道腫瘤對(duì)抗PD-1抗體的治療反應(yīng)有所改善有關(guān)。dMMR腫瘤的新抗原負(fù)荷較高。Le等[23]進(jìn)行了一項(xiàng)關(guān)于派姆單抗治療轉(zhuǎn)移性晚期腫瘤療效的研究，結(jié)果顯示，dMMR腫瘤的TMB、客觀緩解率、無(wú)病生存率（progressionfree survival，PFS）均高于MSI腫瘤。有研究發(fā)現(xiàn)，TMB與PD-L1的表達(dá)無(wú)關(guān)[24]。

在多種腫瘤中，T淋巴細(xì)胞能夠特異性識(shí)別抗原呈遞細(xì)胞（antigen presenting cell，APC）表面特定的抗原肽-主要組織相容性復(fù)合體（major histocompatibility complex，MHC）復(fù)合物，這種抗原肽可能來(lái)自?xún)煞N腫瘤抗原，一種是由T淋巴細(xì)胞不完全耐受的非突變蛋白形成的，另一種是由完全不存在于正常人類(lèi)基因組中的多肽形成的，即所謂的新抗原[25]。對(duì)于大量無(wú)病毒病原學(xué)的人類(lèi)腫瘤，此種新抗原完全是因腫瘤特異性DNA發(fā)生改變而產(chǎn)生的，從而形成新的蛋白序列。TMB高的患者產(chǎn)生的新抗原多，而PD-1/PD-L1免疫檢查點(diǎn)抑制劑的治療效果與新抗原的負(fù)荷具有相關(guān)性，新抗原的負(fù)荷越高，PD-1/PD-L1免疫檢查點(diǎn)抑制劑的治療效果越好[26]。

腫瘤新表位是存在于腫瘤新抗原表面的、決定抗原特異性的具有特殊性結(jié)構(gòu)的化學(xué)基團(tuán)。Huang等[14]應(yīng)用抗PD-1抗體對(duì)晚期ESCC患者進(jìn)行治療，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，新抗原表位標(biāo)記與TMB和潛在的突變相關(guān)新抗原計(jì)數(shù)密切相關(guān)，而高計(jì)數(shù)的新抗原表位（＞4）可能是預(yù)測(cè)治療效果的唯一標(biāo)志物。該研究表明，有效的新抗原可能是抗PD-1抗體治療食管癌的關(guān)鍵因素。TMB的增加將增加擁有更多突變相關(guān)的新抗原和更加有效的新抗原表位的可能性。突變負(fù)荷、新抗原和新抗原表位分析可成為ESCC患者潛在的生物標(biāo)志物。此外，免疫相關(guān)的基因表達(dá)，包括T淋巴細(xì)胞功能基因、抗原呈遞和干擾素-g信號(hào)等，可能是抗PD-1單抗治療后患者臨床獲益的有效預(yù)測(cè)因子。

3.3 腸道微生物菌群

宿主腸道微生物菌群與免疫系統(tǒng)存在著密切的關(guān)系，宿主腸道微生物菌群可以通過(guò)影響腫瘤患者機(jī)體免疫系統(tǒng)的功能從而影響腫瘤的發(fā)生、發(fā)展，在應(yīng)用PD-1/PD-1免疫檢查點(diǎn)抑制劑的同時(shí)或之前調(diào)節(jié)腸道微生物菌群可促進(jìn)免疫治療后免疫系統(tǒng)的免疫應(yīng)答。應(yīng)用抗PD-1抗體進(jìn)行免疫治療的臨床反應(yīng)率與在黑色素瘤[27]患者中采集的微生物樣品內(nèi)反芻球菌科細(xì)菌的多樣性及相對(duì)豐度有關(guān)，也與非小細(xì)胞肺癌、腎細(xì)胞癌、尿路上皮癌患者腸道中某種細(xì)菌的相對(duì)豐度有關(guān)[28]。此外，雙歧桿菌被證明在體內(nèi)能夠增強(qiáng)抗PD-L1抗體的活性[29]。研究表明，腸道微生物菌群在ESCC的發(fā)生與發(fā)展中起著至關(guān)重要的作用，如牙齦卟啉單胞菌的存在與ESCC的分化和轉(zhuǎn)移呈正相關(guān)，且患者預(yù)后較差。ESCC患者的不良預(yù)后也與口腔內(nèi)核梭桿菌的存在有關(guān)[30]，今后需要進(jìn)一步地探索腸道微生物菌群在ESCC中的生物標(biāo)志性作用及其與免疫治療之間的關(guān)系。

4 小結(jié)與展望

盡管多學(xué)科綜合治療手段不斷進(jìn)步，但晚期ESCC患者的預(yù)后仍不容樂(lè)觀，因此，迫切需要針對(duì)晚期ESCC患者制訂新的治療策略。采用治療性單克隆抗體抑制PD-1與PD-L1的相互作用將是治療ESCC的一種有前途的新策略。通過(guò)探索腫瘤微環(huán)境涉及的免疫標(biāo)志物以預(yù)測(cè)ESCC患者預(yù)后、指導(dǎo)ESCC免疫治療已成為必然。腫瘤可通過(guò)對(duì)PD-1、PD-L1、PD-L2等免疫檢查點(diǎn)的表達(dá)進(jìn)行調(diào)控以逃避宿主免疫系統(tǒng)的監(jiān)視。全面檢測(cè)和評(píng)估影響ESCC患者預(yù)后的免疫檢查點(diǎn)，對(duì)提高ESCC患者的治療和管理水平具有重要意義?？筆D-1/PD-L1單克隆抗體是ESCC免疫治療的重要藥物，其結(jié)合腫瘤疫苗或放化療治療可能成為ESCC治療的理想或合理策略。由于ESCC具有高頻率非同義突變、放射性敏感和多種抗原肽等生物學(xué)特性，免疫檢查點(diǎn)抑制劑對(duì)于ESCC的治療具有重要的作用，抗PD-1/PD-L1單克隆抗體在ESCC治療領(lǐng)域擁有廣闊的應(yīng)用前景。