免疫檢查點(diǎn)抑制劑耐藥機(jī)制的再認(rèn)識(shí)

汪步海

0 引 言

多個(gè)免疫檢查點(diǎn)抑制劑(immune checkpoint inhibitor, ICI)不斷獲批上市，為越來越多的晚期惡性腫瘤患者帶來了長期生存的希望；但是ICI的耐藥仍是目前患者生存獲益的最大障礙。有大量患者對于阻斷免疫檢查點(diǎn)的治療沒有明確反應(yīng)，此為原發(fā)性抵抗。另有許多最初對治療有反應(yīng)的患者，最終仍面臨疾病進(jìn)展，此為獲得性抵抗。

對于肺癌， Keynote042研究顯示在細(xì)胞程序性死亡-配體1(programmed cell death 1 ligand 1,PD-L1)1%的患者人群中，ICI單藥原發(fā)性耐藥比例高達(dá)73%[1]。Keynote189研究顯示ICI聯(lián)合化療在總體人群的原發(fā)耐藥比例也高達(dá)52%[2]。免疫治療可以為患者帶來一定概率的長期生存可能，但整體5年生存率不到30%[3]。這意味著多數(shù)患者最終會(huì)經(jīng)歷耐藥。因此探明耐藥機(jī)制并據(jù)此制定克服耐藥的治療策略對于ICI未來的臨床應(yīng)用具有重大戰(zhàn)略意義。

1 耐藥機(jī)制的分類

免疫耐藥分為原發(fā)性耐藥、適應(yīng)性耐藥以及獲得性耐藥3種[4]。原發(fā)性及適應(yīng)性耐藥在臨床表現(xiàn)上均表現(xiàn)為患者對抗腫瘤免疫無反應(yīng)。但是原發(fā)性耐藥機(jī)制與適應(yīng)性耐藥機(jī)制不同。原發(fā)性耐藥機(jī)制單純指患者無抗腫瘤免疫反應(yīng)，起始治療無反應(yīng)。適應(yīng)性耐藥機(jī)制為患者存在抗腫瘤免疫反應(yīng)，但是存在適應(yīng)性的耐受機(jī)制，從而在臨床上未表現(xiàn)出對治療的應(yīng)答反應(yīng)。獲得性耐藥在臨床上表現(xiàn)為患者起始對免疫治療有反應(yīng)，但在后期治療中出現(xiàn)進(jìn)展。因此，獲得性耐藥機(jī)制中，腫瘤后天性獲得了某種抵抗本領(lǐng)，從而產(chǎn)生對免疫治療的抵抗。

2 免疫耐藥機(jī)制的空間維度

現(xiàn)有的研究表明，腫瘤細(xì)胞內(nèi)、外多種因素的參與導(dǎo)致了耐藥的發(fā)生[4]。

腫瘤細(xì)胞外因素主要是腫瘤微環(huán)境(tumor microenvironment，TME)中大量的免疫相關(guān)負(fù)性調(diào)控細(xì)胞侵潤，抑制了T細(xì)胞的活化。這些細(xì)胞包括調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Tregs)、髓源性抑制細(xì)胞(myeloid derived suppressor cells，MDSCs)、M2+巨噬細(xì)胞、腫瘤相關(guān)成纖維細(xì)胞(tumor associated fibroblasts，TAF)、腫瘤相關(guān)中性粒細(xì)胞(tumor associatedneutrophils，TAN)等[5]。此外，TME中的一些可溶因子包括免疫抑制細(xì)胞因子、代謝物等，以及缺氧和pH值的降低也都參與了免疫逃逸[5]。TME內(nèi)缺少腫瘤浸潤的T淋巴細(xì)胞(tumor infiltrating cells,TIL)呈現(xiàn)沙漠化微環(huán)境狀態(tài)，使得ICIs失去效應(yīng)細(xì)胞?？傮w來說， 腫瘤外因素的耐藥機(jī)制主要分為： 免疫負(fù)性細(xì)胞浸潤，例如Tregs、MDSC、TAM；抑制性檢查點(diǎn)分子增加，例如CTLA-4、PD1、TIM3、LAG3；促進(jìn)性免疫檢查點(diǎn)分子減少，例如4-1BB、OX40；免疫抑制性細(xì)胞因子存在，例如代謝物血管內(nèi)皮生長因子-α( vascular endothelial growth factor,VEGFA)、吲哚胺2,3-雙加氧酶(indoleamine 2, 3-dioxy-genase, IDO)的釋放。

腫瘤內(nèi)因素主要是腫瘤細(xì)胞內(nèi)的環(huán)境改變，通過調(diào)節(jié)某些基因和通路在細(xì)胞內(nèi)的表達(dá)，改變腫瘤的特性，使其逃避免疫系統(tǒng)的殺傷。近年來已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了多種腫瘤內(nèi)在的抵抗機(jī)制，包括：①腫瘤抗原表達(dá)丟失，導(dǎo)致T細(xì)胞缺乏反應(yīng)，在抗原遞呈的過程中，腫瘤細(xì)胞通過修飾抗原，改變抗原遞呈機(jī)制等逃避抗原遞呈，最終導(dǎo)致腫瘤逃避殺傷[6]；②通過絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase，MAPK)途徑和/或磷酸酶和張力蛋白同源基因 phosphatase and tensin ho-molog deleted from chromosome 10， PTEN)表達(dá)丟失，增強(qiáng)磷脂酰肌醇3-激酶(phosphoinositide 3-kinase, PI3K)信號(hào)及下游通路，促進(jìn)腫瘤生長，對ICI治療抵抗[7]；③Wnt/β-catenin信號(hào)通路的過表達(dá)，激活靶基因；WNT通路中β-catenin的過度表達(dá)被發(fā)現(xiàn)與黑色素瘤中腫瘤特異性T細(xì)胞的浸潤減少密切相關(guān)[8]；④干擾素-γ(IFN-γ)信號(hào)通路丟失，導(dǎo)致下游免疫反應(yīng)無法啟用[9]。

3 免疫耐藥機(jī)制的時(shí)間維度

免疫反應(yīng)的過程大體可以分為腫瘤抗原的釋放、提呈，T細(xì)胞抗原識(shí)別及T細(xì)胞活化，T細(xì)胞效應(yīng)3個(gè)階段[10]。

3.1T細(xì)胞抗原識(shí)別障礙腫瘤釋放特異性抗原，從而激活免疫系統(tǒng)產(chǎn)生免疫反應(yīng)。若腫瘤特異性抗原發(fā)生改變，或失去抗原性，或不能被遞呈，那么T細(xì)胞便識(shí)別不了該抗原，腫瘤細(xì)胞從而逃避了免疫細(xì)胞的殺傷[10]。Anagnostou等[11]隨訪觀察42例經(jīng)ICI治療的NSCLC患者，對其中4例耐藥的患者進(jìn)行耐藥前后病理組織對比分析，發(fā)現(xiàn)在免疫治療的過程中，腫瘤原有突變消失，出現(xiàn)更復(fù)雜的新生突變。這種耐藥不依賴PDL1通路，也與T細(xì)胞的浸潤程度無關(guān)。Zaretsky等[12]對1例PD-1治療耐藥的患者前后樣本進(jìn)行全外顯子測序發(fā)現(xiàn)，β2M 的突變導(dǎo)致了腫瘤細(xì)胞表面抗原提呈障礙，腫瘤抗原無法正常提呈到細(xì)胞表面。另外，人類白細(xì)胞抗原 (human Leucocyte antigen，HLA )基因的變異導(dǎo)致主要組織相容性復(fù)合體(major histocompatibility complex, MHC)分子呈現(xiàn)多樣性，在腫瘤細(xì)胞抗原提呈上呈現(xiàn)亞克隆改變，從而逃避先前活化的細(xì)胞毒性 T 細(xì)胞(cytotoxic T lymphocyte, CTL)殺傷。腫瘤細(xì)胞表觀遺傳修飾也影響抗原的加工和提呈。

3.2T細(xì)胞活化障礙T細(xì)胞的活化離不開抗原遞呈細(xì)胞(antigen presenting cell ，APC)的抗原遞呈和激活。在此過程中，樹突狀細(xì)胞(dendritic cell,DC)細(xì)胞浸潤減少，APC缺乏、共刺激信號(hào)表達(dá)缺失等都會(huì)影響到T細(xì)胞的活化[11]。有研究發(fā)現(xiàn)，Wnt/β-catenin通路與DC細(xì)胞的浸潤減少有關(guān)[13]。β-catenin可通過促進(jìn)轉(zhuǎn)錄激活因子(activating transcription factor 3，ATF3)的轉(zhuǎn)錄，抑制趨化因子(C-C 基元)配體4[chemokine (C-C motif) ligand 4，CCL4]基因表達(dá)，從而導(dǎo)致CD103+DC浸潤減少。

3.3T細(xì)胞效應(yīng)功能障礙腫瘤微環(huán)境中多因素均會(huì)改變、影響T細(xì)胞最終的殺傷效應(yīng)，使得T細(xì)胞出現(xiàn)效應(yīng)障礙[10]。腫瘤微環(huán)境中，目前已知誘使活化T細(xì)胞性能改變的因素有：①癌基因信號(hào)通路異?；蚧蛉笔?。例如BRAF基因是MAPK信號(hào)通路的一個(gè)重要轉(zhuǎn)導(dǎo)因子，BRAF突變可促進(jìn)IL-1α、IL-1β和抗血管內(nèi)皮生長因子(Vascular endothelial growth factor,VEGF)等因子分泌，上調(diào)腫瘤相關(guān)纖維細(xì)胞中PD-L1/PD-L2表達(dá)，進(jìn)而抑制T細(xì)胞浸潤及活性[14]。②IFN-γ信號(hào)通路異常。IFN-γ可誘導(dǎo)有效的抗腫瘤免疫應(yīng)答，若其信號(hào)通路發(fā)生改變，則影響免疫應(yīng)答。IFN-γ信號(hào)通路目前已知會(huì)發(fā)生的改變主要有：下游信號(hào)JAK1/2分子失活突變、IFN-γ信號(hào)通路持續(xù)活化等[15]。③ Tregs、MDSCs、TAM的誘導(dǎo)。免疫負(fù)調(diào)控細(xì)胞髓系來源的細(xì)胞(Myeloid-derived suppressor cells ,MDSCs)誘使TGF-β增加導(dǎo)致獲得性耐藥[16]。④免疫應(yīng)答激活引起的PD1/LAG3等免疫抑制性分子表達(dá)上調(diào)。⑤持續(xù)的PD-L1表達(dá)介導(dǎo)耐藥[17]。

4 免疫耐藥的監(jiān)測及應(yīng)對策略

4.1 免疫耐藥的檢測針對免疫耐藥的檢測，需要首先明確和選擇可以預(yù)示耐藥的標(biāo)志物?；颊叩耐蛔冐?fù)荷狀態(tài)、驅(qū)動(dòng)基因突變情況、其他伴隨基因的表達(dá)情況、微環(huán)境中CD8+T細(xì)胞浸潤的情況、PD-L1表達(dá)情況、T細(xì)胞克隆類型等[4]，或可以為耐藥提供有價(jià)值的信息。

2017年，Chen等[18]對腫瘤的微環(huán)境進(jìn)行了分類。根據(jù)免疫細(xì)胞的浸潤狀態(tài)、促炎及效應(yīng)因子的存在狀態(tài)等，將腫瘤微環(huán)境分為3種類別：免疫炎癥型、免疫排除型、免疫沙漠型。免疫沙漠型及免疫排除型腫瘤常常意味著免疫治療療效不佳。腫瘤突變負(fù)荷(tumor mutation burden, TMB)是研究比較深入的一個(gè)預(yù)測指標(biāo)。TMB低的患者常被認(rèn)為腫瘤新抗原產(chǎn)生較少，從而不利于免疫細(xì)胞的激活和殺傷[19]。同理，微衛(wèi)星穩(wěn)定(Microsatellite Stability, MSS)等基因狀態(tài)有可能使得腫瘤突變變少，從而影響新抗原的產(chǎn)生[20]。此外，腫瘤基因拷貝數(shù)的改變也可以預(yù)示耐藥的發(fā)生。 2018 ASCO大會(huì)報(bào)道了郭軍教授團(tuán)隊(duì)的一項(xiàng)研究，該研究對國內(nèi)13例使用PD1單抗治療的黑色素瘤患者進(jìn)行療效比對，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，經(jīng)全外顯子測序，CR + PR組(complete remission，CR，完全緩解；partial remission，PR，部分緩解)與PD組(progressive disease, PD，疾病進(jìn)展)存在部分基因拷貝數(shù)擴(kuò)增的差異，PD組中存在幾個(gè)顯著的基因拷貝數(shù)的擴(kuò)增，如1q23.1、5p15.33、7p22.3、11q13.3和12q14.1，其基因位點(diǎn)包含Cdk4、Ccnd1、CARD11和Mtor等基因[21]。

超進(jìn)展是免疫治療疾病進(jìn)展的一個(gè)特殊類型。有研究報(bào)道，經(jīng)免疫治療的患者超進(jìn)展的發(fā)生率在8%～29%，每個(gè)瘤種發(fā)生超進(jìn)展的比率也不一樣[22]；發(fā)生超進(jìn)展的患者預(yù)后往往更差[23]。因此大量的研究在探討超進(jìn)展的特征指標(biāo)，以期望能提前分選患者。目前發(fā)現(xiàn)，高齡(>65歲)、基線轉(zhuǎn)移病灶數(shù)量、MDM2/MDM4、EGFR狀態(tài)等跟超進(jìn)展的發(fā)生有一定的相關(guān)性[23]。

針對免疫耐藥的監(jiān)測，需要在治療前了解患者的基線微環(huán)境狀態(tài)，以及在治療過程中實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的檢測腫瘤微環(huán)境的分子改變。通過監(jiān)測腫瘤組織的基因及蛋白組學(xué)狀態(tài)、淋巴細(xì)胞功能狀態(tài)、血液(外周血單核細(xì)胞)、排泄物的微生物組學(xué)、口腔的微生物組學(xué)等，了解微環(huán)境的動(dòng)態(tài)變化，提前給予耐藥的預(yù)警[4]。

4.2免疫耐藥應(yīng)對策略聯(lián)合治療是目前防止耐藥或克服耐藥的最重要應(yīng)對策略。常用的聯(lián)合治療模式有：免疫聯(lián)合化療、免疫聯(lián)合放療、免疫聯(lián)合抗血管生成治療以及免疫聯(lián)合免疫治療等。

4.2.1免疫聯(lián)合化療免疫聯(lián)合化療治療肺癌的方案已經(jīng)被廣泛探索。化療藥物直接作用于腫瘤細(xì)胞，殺死腫瘤細(xì)胞并促進(jìn)腫瘤抗原的釋放，從而更好的進(jìn)行抗原遞呈及T細(xì)胞活化。Keynote189研究探索了帕姆利珠單抗聯(lián)合培美曲塞及鉑類一線治療驅(qū)動(dòng)基因野生型非小細(xì)胞肺癌患者，并取得了不錯(cuò)的療效[24]。IMpower130研究探索了阿替利珠單抗聯(lián)合卡鉑及白蛋白納米紫杉醇在非小細(xì)胞肺癌中的療效，最終取得了無進(jìn)展生存期(progression free survival，PFS)、總生存期(overall survival,OS)雙陽性的結(jié)果[25]。在小細(xì)胞肺癌中，阿替利珠單抗聯(lián)合依托泊苷及順鉑的一線治療方案也最終取得了雙陽性的結(jié)果[26]。目前，初治患者使用PD1/L1抑制劑聯(lián)合化療已經(jīng)成為肺癌患者治療的新推薦。

4.2.2免疫聯(lián)合放療放療作為一種直接殺死腫瘤的治療措施，也被認(rèn)為有著很好的促進(jìn)抗原釋放的作用。局部照射可以誘發(fā)全身的免疫介導(dǎo)的抗腫瘤效應(yīng)[27-29]。 此外，局部放療和免疫調(diào)節(jié)的結(jié)合可以通過增加腫瘤抗原釋放、促進(jìn)抗原提呈細(xì)胞(antigen-presenting cells, APC)交叉提呈、改善樹突狀細(xì)胞(dendritic cell, DC)功能和啟動(dòng)T細(xì)胞等來達(dá)到局部控制及引起遠(yuǎn)隔效應(yīng)[30]。PACIFIC研究探討了在Ⅲ期非小細(xì)胞肺癌患者同步放化療后使用度伐利尤單抗維持治療的效果和安全性。結(jié)果顯示，在同步放化療之后使用免疫治療，顯著的延長了患者的PFS和OS[31]。目前，仍有許多放療同步或序貫PD1/PDL1抑制劑的臨床研究正在進(jìn)行中。

4.2.3免疫聯(lián)合抗血管治療在免疫排除型腫瘤中，CD8+T細(xì)胞常常浸潤不到腫瘤組織內(nèi)，僅存于腫瘤周圍。因此，針對該類腫瘤的免疫狀態(tài)，需要幫助T細(xì)胞進(jìn)入腫瘤組織，例如利用抗血管生成治療使瘤內(nèi)血管正?；蛲ㄝ斔拖到y(tǒng)。IMpwer150研究是走在前列的一個(gè)大型Ⅲ期臨床研究，首次嘗試了PDL1單抗與抗血管生成治療的聯(lián)合[32]。在該研究中，B組的患者使用了阿替利珠單抗聯(lián)合貝伐珠單抗聯(lián)合含鉑雙藥化療的方案。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與C組(貝伐珠單抗聯(lián)合化療組)相比，B組更好的改善了晚期初治非小細(xì)胞吧肺癌患者的PFS和OS。之后，國內(nèi)外又相繼開展了多項(xiàng)PD1/PDL1單抗聯(lián)合抗血管生成治療的臨床研究。JVDF研究是使用雷莫蘆單抗聯(lián)合帕姆單抗治療晚期初治非小細(xì)胞肺癌的Ⅰ期臨床研究，在2019年世界肺癌大會(huì)(WCLC)上報(bào)道了初步結(jié)果。該研究結(jié)果顯示，PDL1表達(dá)在1%～49%的人群，客觀緩解率(objective response rate, ORR)達(dá)到 22.2%；在PDL1≥50%的人群中，ORR達(dá)到 56.3%。另一項(xiàng)信迪利單抗聯(lián)合安羅替尼一線治療晚期NSCLC的Ⅰ期臨床研究顯示，總?cè)虢M的22例患者中，16例患者達(dá)到部分緩解，總?cè)巳旱?ORR達(dá)到72.7%(49.8%，89.3%)，DCR為100%(84.6%，100%)[33]。

4.2.4免疫聯(lián)合免疫治療免疫聯(lián)合免疫治療策略是為了更好的促進(jìn)T細(xì)胞的活化效應(yīng)或逆轉(zhuǎn)T細(xì)胞耗竭，從而加強(qiáng)免疫治療的效果。伊匹木單抗是靶向作用在CTLA4分子上的免疫檢查點(diǎn)抑制劑。CTLA4分子常表達(dá)在T細(xì)胞表面。在抗原遞呈階段，抗原遞呈細(xì)胞上的共刺激分子B7與T細(xì)胞表面的CD28結(jié)合，與TCR-抗原-MHC分子復(fù)合物共同啟動(dòng)T細(xì)胞活化。但CTLA4分子可拮抗性競爭B7分子，抑制T細(xì)胞的活化。CTLA4抑制劑可阻斷負(fù)性信號(hào)，正向促進(jìn)活化過程。Checkmate227研究探討了伊匹木單抗聯(lián)合納武利尤單抗治療初治晚期非小細(xì)胞肺癌的療效，在2019年ESMO上匯報(bào)了Part1組的OS結(jié)果[34]。伊匹木單抗聯(lián)合納武利尤單抗組OS達(dá)到17.1個(gè)月，顯著好于單純化療組。2020年AACR大會(huì)報(bào)道了ARCTIC研究的Part B研究結(jié)果[35]，Part B探討了度伐利尤單抗聯(lián)合Tremelimumab治療復(fù)發(fā)晚期PDL1表達(dá)≤25%的非小細(xì)胞肺癌，聯(lián)合治療組的OS顯著好于標(biāo)準(zhǔn)化療組。

T細(xì)胞表面除了表達(dá)PD1以外，還會(huì)表達(dá)其它多種免疫負(fù)性調(diào)控作用的分子，如Lag-3、Tim-3以及TIGIT分子[36]?？筆D1/PDL1單抗聯(lián)合這類分子抑制劑的臨床研究正在進(jìn)行中。

5 結(jié) 語

免疫治療的耐藥問題已經(jīng)越來越被重視。了解免疫耐藥的機(jī)制是預(yù)防耐藥和克服耐藥的前提?？朔退幰环矫嫘枰谥委熐傲私饣颊叩幕€微環(huán)境狀態(tài)，另一方面需要在治療過程中實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)檢測TME的分子改變。分子及基因監(jiān)測是重要的手段。患者的突變負(fù)荷狀態(tài)、驅(qū)動(dòng)基因突變情況、多種相關(guān)基因的表達(dá)情況，以及微環(huán)境中CD8+T細(xì)胞浸潤的情況、PD-L1表達(dá)情況、T細(xì)胞克隆類型等[4]，均可以為耐藥提供有價(jià)值的信息。聯(lián)合治療可以擴(kuò)大免疫療效及改變免疫治療結(jié)局。精準(zhǔn)的聯(lián)合治療必須建立在精準(zhǔn)檢測以及多種針對性藥物可及的前提下。聯(lián)合的模式需要考慮1+1>2的方案，而不僅是簡單的排列組合。免疫治療前景光明美好，但還有太多的未知需要不斷探索。