免疫評分系統(tǒng)在結(jié)腸癌中的應(yīng)用研究進(jìn)展*

龔惠英，周 睿，張 濤 綜述，李龍浩 審校

(重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院腫瘤科，重慶 400016)

結(jié)直腸癌是嚴(yán)重危害人類健康的常見惡性腫瘤之一，居男性第3位、女性第2位[1]。其中結(jié)腸癌每年新增120多萬病例，死亡人數(shù)達(dá)60多萬，是導(dǎo)致癌癥死亡的第5大惡性腫瘤[2]。目前,結(jié)腸癌常用的分期系統(tǒng)是美國癌癥聯(lián)合委員會/國際抗癌聯(lián)盟的TNM分期。越來越多的臨床資料顯示，同一類型腫瘤相同分期的不同患者經(jīng)過相同或類似治療后，其臨床結(jié)局有顯著差異[3]，這表明該分期在提供預(yù)后信息方面存在局限性。隨后又提出了多種預(yù)后評估方法，包括根據(jù)腫瘤形態(tài)學(xué)、信號通路、基因表達(dá)狀態(tài)等評估患者預(yù)后[4-5]。其中，根據(jù)基因表達(dá)狀態(tài)、mirRNA等建立了多種數(shù)學(xué)預(yù)測模型，如Oncotype DX、ColoPrint評分系統(tǒng)等。這些模型具有較高的預(yù)后價值，但是由于其技術(shù)的成熟性、可及性、經(jīng)濟(jì)性等原因未能廣泛應(yīng)用于臨床。目前，臨床醫(yī)生通常綜合TNM分期、腫瘤位置、基因表達(dá)和錯配修復(fù)功能狀態(tài)等評估患者預(yù)后。隨著對腫瘤微環(huán)境的深入研究發(fā)現(xiàn)，腫瘤浸潤淋巴細(xì)胞(TIL)在抗腫瘤治療方面具有重要作用[6-7]。因此，有學(xué)者提出采用免疫評分系統(tǒng)評估腫瘤患者的預(yù)后情況。有研究表明，該系統(tǒng)的預(yù)后預(yù)測能力優(yōu)于TNM分期，可進(jìn)一步指導(dǎo)腫瘤患者治療決策的制定。本文對免疫評分系統(tǒng)進(jìn)行了系統(tǒng)綜述，以期為腫瘤預(yù)后評估的選擇提供一些思路。

1 癌癥定義的演變

20世紀(jì)基于對基因組的認(rèn)識，癌癥被定義為參與細(xì)胞分裂、增殖的基因發(fā)生累積突變而引起的疾病。這一觀點以癌細(xì)胞為中心，即無論其所處何種環(huán)境，只要其基因組發(fā)生突變都可導(dǎo)致該細(xì)胞發(fā)生不可逆的變化。有學(xué)者提出通過導(dǎo)入外源性正常基因來治療癌癥[8]。這為癌癥的診斷、治療提供了新策略，但其認(rèn)識仍存在局限性。2000年，HANAHAN和WEINBERG發(fā)現(xiàn)了癌癥的六大基本特征，即生長信號自給自足、對生長抑制信號不敏感、逃避細(xì)胞凋亡、無限復(fù)制潛能、持續(xù)血管生成、組織侵襲和轉(zhuǎn)移。2011年又補充了4個特征：調(diào)控能量代謝、逃避免疫監(jiān)視、促進(jìn)腫瘤炎癥、基因組不穩(wěn)定和突變[9]。這一發(fā)現(xiàn)讓人們對癌癥有了更加全面的認(rèn)識。癌癥不再僅由癌細(xì)胞定義，而以癌細(xì)胞及其微環(huán)境共同定義[3]。其中，腫瘤微環(huán)境由成纖維細(xì)胞、免疫細(xì)胞、炎細(xì)胞及其生物分子等組成，這些細(xì)胞通過直接接觸或分泌細(xì)胞因子等方式影響癌癥進(jìn)展。研究表明，腫瘤預(yù)后與其微環(huán)境中免疫成分密切相關(guān)(主要指免疫細(xì)胞的密度、類型、分布區(qū)域和表型激活狀態(tài))，其中TIL密度與患者生存期呈正相關(guān)[10-12]。

2 免疫評分系統(tǒng)的發(fā)展

有研究通過高通量結(jié)腸癌微環(huán)境數(shù)據(jù)庫分析發(fā)現(xiàn)，CD3、CD8、顆粒酶B(GZMB)等免疫相關(guān)基因與患者生存期密切相關(guān)，且在其組織切片中發(fā)現(xiàn)腫瘤中心和腫瘤浸潤邊緣(IM)CD3+、CD8+、CD45R0+、GZMB+細(xì)胞浸潤密度與患者生存期呈正相關(guān)[13]。與單純腫瘤區(qū)域腫瘤中心或IM相比，腫瘤中心和IM的聯(lián)合分析明顯提高了其預(yù)后準(zhǔn)確性。基于以上發(fā)現(xiàn)，GALON等建立了免疫評分系統(tǒng)以評估腫瘤患者的臨床預(yù)后情況。由于腫瘤內(nèi)CD45R0+與CD3+T細(xì)胞浸潤密度高度相似，且在制片和染色過程中CD45R0和GZMB抗原性易迅速丟失，最終將腫瘤中心和IM中CD3+、CD8+T細(xì)胞浸潤密度作為評分依據(jù)。其具體方法是先從每個腫瘤組織樣本取得2個同時包含腫瘤中心和IM的切片，分別進(jìn)行CD3、CD8單抗染色；再利用免疫評分病理圖像分析儀(將專門研發(fā)的免疫評分模件與數(shù)字病理軟件的圖像分析系統(tǒng)相結(jié)合)分別計算腫瘤中心和IM中CD3+、CD8+T細(xì)胞密度；利用SPSS軟件分析確定最佳臨界值以劃分高密度(記1分)和低密度(記0分)，最后計算分?jǐn)?shù)總和，即免疫評分(分值范圍0～4分)[14]。為進(jìn)一步優(yōu)化該評分系統(tǒng)，將細(xì)胞密度轉(zhuǎn)化為四分位數(shù)，再計算其平均值，即免疫評分。該評分系統(tǒng)有兩種分類方法。在三分類評分系統(tǒng)中，0～25%、25%～70%、70%～100%分別為低、中、高免疫評分；二分類中，0～25%、25%～100%分別為低、高免疫評分。與二分類相比，三分類分組更詳細(xì)，似乎有利于準(zhǔn)確評估患者預(yù)后。除了評估復(fù)發(fā)風(fēng)險、指導(dǎo)治療決策外，免疫評分系統(tǒng)還具有重要的生物學(xué)意義，包括為新療法提供作用靶點，預(yù)測多種抗腫瘤治療方法療效等[15]。與傳統(tǒng)病理檢測技術(shù)相比，免疫評分系統(tǒng)的數(shù)字化病理技術(shù)對TIL的測定更加準(zhǔn)確[3]。

3 免疫評分系統(tǒng)的價值

為了促進(jìn)免疫評分在臨床實踐中的應(yīng)用，在癌癥免疫治療協(xié)會的支持下，全球免疫評分聯(lián)盟(由全球13個國家和14個中心組成)對免疫評分的重復(fù)性、預(yù)測能力等進(jìn)行驗證，其主要研究終點為復(fù)發(fā)時間(TTR)，次要研究終點為總生存期(OS)、無病生存期(DFS)等。2018年，有研究納入3 539份Ⅰ～Ⅲ期結(jié)腸癌樣本進(jìn)行制片、染色，經(jīng)過質(zhì)控后排除858份，余下2 681份(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ期分別占17%、54%、29%)被隨機分配至訓(xùn)練集、內(nèi)部驗證集和外部驗證集，然后利用免疫評分病理圖像分析儀得出其免疫評分。該研究結(jié)果顯示：在訓(xùn)練集中，高、中、低免疫評分患者5年復(fù)發(fā)率分別為8%、19%、32%，5年OS率分別是82%、77%、62%，提示高免疫評分者有更低復(fù)發(fā)率、更長生存時間；在外部驗證集中，高、中、低免疫評分的3年復(fù)發(fā)率分別為14%、24%、36%；內(nèi)部驗證集中也出現(xiàn)類似結(jié)果[16]。8位病理學(xué)專家隨機對5個中心的數(shù)據(jù)進(jìn)行驗證，結(jié)果顯示重復(fù)性良好。因此，免疫評分被認(rèn)為是結(jié)腸癌TTR、DFS和OS的重要預(yù)測因子。Cox回歸模型多因素分析顯示，免疫評分是TTR的獨立預(yù)后因素，且其預(yù)測患者OS的準(zhǔn)確性優(yōu)于TNM分期等因素。

研究表明，Ⅱ期結(jié)腸癌術(shù)后輔助化療整體獲益不高(≤5%)，因此對于術(shù)后是否需要進(jìn)行輔助化療存在較大爭議[17]。目前，臨床醫(yī)生主要根據(jù)錯配修復(fù)蛋白功能狀態(tài)或微衛(wèi)星不穩(wěn)定狀態(tài)和臨床病理高危因素等將Ⅱ期結(jié)腸癌患者進(jìn)行分組。“低?！苯M即錯配修復(fù)功能缺陷或微衛(wèi)星高度不穩(wěn)定型(MSI-H)且無臨床病理高危因素者，其預(yù)后通常較好，一般不推薦輔助化療；“高?！苯M即錯配修復(fù)功能完整或微衛(wèi)星穩(wěn)定型且具有臨床病理高危因素者，其預(yù)后不佳，通常建議行輔助化療。余下Ⅱ期患者即“中危”組，可選擇單藥化療或觀察[18]。然而實際上，一部分“高?！被颊卟⑽磸?fù)發(fā)，而一些“低?！被颊邊s出現(xiàn)了復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移。顯然，這種方法不能準(zhǔn)確識別高危Ⅱ期患者。上述研究的亞組分析結(jié)果表明，免疫評分能更準(zhǔn)確的識別高危Ⅱ期患者，使其從輔助化療中獲益，同時使低危Ⅱ期患者豁免輔助化療。此外，該研究還發(fā)現(xiàn)MSI-H與高免疫評分存在相關(guān)性，這可能與MSI-H腫瘤高水平抗原負(fù)荷誘導(dǎo)的強烈免疫反應(yīng)有關(guān)。

此外，法國國際輔助化療持續(xù)時間評估(IDEA)隊列研究發(fā)現(xiàn)，在Ⅲ期結(jié)腸癌中，相較于3個月mFOLFOX(氟尿嘧啶/亞葉酸鈣+奧沙利鉑)治療，6個月療程更具優(yōu)勢性[19]。在此基礎(chǔ)上，PAGES等評估了免疫評分在mFOLFOX6亞組中的預(yù)后價值，該研究結(jié)果公布在2020美國臨床腫瘤學(xué)會胃腸道腫瘤研討會會議上，即低、中高免疫評分的3年DFS率分別為66.34%和77.66%，低免疫評分者有更高的復(fù)發(fā)或死亡風(fēng)險；在結(jié)合T/N分期的多變量分析中，免疫評分仍與其DFS獨立相關(guān)。該研究還發(fā)現(xiàn)免疫評分可指導(dǎo)Ⅲ結(jié)腸癌患者輔助化療療程，即相比于3個月療程，只有中、高IS者可從6個月mFOLFOX治療中獲益。另一項前瞻性臨床試驗顯示，600例接受術(shù)后mFOLFOX化療的Ⅲ期結(jié)腸癌患者進(jìn)行免疫評分檢測，其高、低免疫評分者3年DFS分別為92%、78%[16]，與IDEA隊列研究一致。由此可見免疫評分可以優(yōu)化Ⅲ期結(jié)腸癌患者的輔助治療決策。YOMODA等[20]也發(fā)現(xiàn)，高免疫評分的Ⅱ、Ⅲ期結(jié)直腸癌患者具有較好預(yù)后，且免疫評分是OS和無復(fù)發(fā)生存率(RFS)的獨立預(yù)后因素。

4 免疫評分的探索

4.1預(yù)測其他疾病的預(yù)后 作為一個基于免疫功能的生物標(biāo)記物，免疫評分具有可行性、簡單性和重復(fù)性等特點[21]。目前，免疫評分系統(tǒng)已在多種實體腫瘤的預(yù)后評估中取得進(jìn)展[22]，包括黑色素瘤、胰腺癌[23]、膀胱癌[24]等。免疫反應(yīng)作為機體應(yīng)對各種刺激的一種防御反應(yīng)，可以影響多種疾病的進(jìn)展，包括腫瘤及非腫瘤性疾病。一項關(guān)于免疫評分預(yù)測非腫瘤性疾病生存時間的研究正在進(jìn)行中，該研究指向高免疫細(xì)胞浸潤與更長的生存時間有關(guān)[22]。若其結(jié)果得到進(jìn)一步驗證，免疫評分將廣泛應(yīng)用于臨床為患者帶來獲益。

4.2預(yù)測抗腫瘤治療療效 免疫評分系統(tǒng)可用于預(yù)測多種抗腫瘤常規(guī)療法和新療法的治療療效。有研究發(fā)現(xiàn)，蒽環(huán)類、鉑類化療藥物及電離輻射通過激活機體免疫反應(yīng)以達(dá)到最佳抗腫瘤治療效果[17]；直腸癌和乳腺癌良好的新輔助放化療療效與腫瘤內(nèi)高CD3+、CD8+T細(xì)胞浸潤密切相關(guān)[25-26]。

近年來，免疫治療是抗腫瘤治療領(lǐng)域取得的最重大突破，成為繼手術(shù)、化療、放療和靶向治療后又一全新抗腫瘤治療方法，在治療多種晚期惡性腫瘤中獲得引人注目的臨床療效，主要包括T淋巴細(xì)胞過繼療法、腫瘤疫苗及免疫檢查點抑制劑等。其中，針對程序性死亡受體1(PD-1)及其配體(PD-L1)、細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞相關(guān)蛋白4(CTLA-4)的免疫檢查點抑制劑已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于黑色素瘤、非小細(xì)胞肺癌、結(jié)直腸癌等多種實體腫瘤的一線或后線治療，為患者帶來長期生存獲益。然而其客觀有效率僅為10%～30%[27]，并且部分患者出現(xiàn)明顯不良反應(yīng)[28]。因此，準(zhǔn)確預(yù)測免疫治療療效、篩選適宜患者是一個重要的環(huán)節(jié)。目前，最常用的預(yù)測指標(biāo)主要是PD-1/PD-L1表達(dá)狀態(tài)、微衛(wèi)星不穩(wěn)定性或錯配修復(fù)功能狀態(tài)。CHEN等[29]對接受抗CTLA-4序貫抗PD-1治療的患者進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，抗CTLA-4治療早期及序貫抗PD-1治療早期應(yīng)答者的CD3+、CD8+T細(xì)胞密度高于無應(yīng)答者，且治療過程中應(yīng)答者CD8表達(dá)水平明顯提高。因此，治療早期評估腫瘤組織的免疫狀態(tài)具有更高的預(yù)后價值。有研究發(fā)現(xiàn)，黑色素瘤、結(jié)直腸癌等多種惡性腫瘤治療前組織活檢中CD8+、CD4+、PD-1+細(xì)胞浸潤密度與其治療反應(yīng)密切相關(guān)[30-31]，并且預(yù)測Pembrolizumab治療Ⅲ期黑色素療效的最佳指標(biāo)不是PD-1、PD-L1，而是腫瘤中心和IM中CD8+T細(xì)胞浸潤密度。其中，腫瘤內(nèi)高CD8+T細(xì)胞浸潤是抗PD-1單抗激活抗腫瘤免疫反應(yīng)的重要基礎(chǔ)?？傊?，免疫評分亦可作為一種預(yù)測抗腫瘤治療療效的標(biāo)記物。

4.3結(jié)合其他指標(biāo)或技術(shù)的探索 由于免疫組化可用型標(biāo)記物的限制，CD3、CD8+T細(xì)胞浸潤密度未必能全面反映腫瘤局部免疫狀況。并且針對不同區(qū)域、不同種族人群可能需要結(jié)合TNM分期、MSI狀態(tài)等指標(biāo)以完善該評分系統(tǒng)[32]。新西蘭的一項研究表明，將B淋巴細(xì)胞誘導(dǎo)蛋白-1納入免疫評分可進(jìn)一步識別高?；颊遊33]。除了免疫因素外，腫瘤基質(zhì)密度、間質(zhì)區(qū)域面積等內(nèi)在因素也具有重要的預(yù)后價值。REICHLING等[34]研發(fā)了一可以同時檢測上述因素的人工智能軟件。通過該軟件對腫瘤中心和IM中CD3+、CD8+T細(xì)胞密度進(jìn)行評估，結(jié)果顯示，標(biāo)準(zhǔn)免疫評分預(yù)測RFS的能力未明顯優(yōu)于單獨的腫瘤中心CD3+T細(xì)胞密度，而后者與腫瘤基質(zhì)密度等相結(jié)合后明顯優(yōu)于前者。JAN等[35]通過研究發(fā)現(xiàn)，與健康人相比，Ⅱ、Ⅲ期結(jié)直腸癌患者血管內(nèi)皮生長因子、血漿轉(zhuǎn)化因子B1等抑制因子水平明顯升高，而CD8+T、CD4+T細(xì)胞和自然殺傷細(xì)胞等明顯減少?？蛇M(jìn)一步將其與免疫評分進(jìn)行比較以探索循環(huán)免疫狀態(tài)與腫瘤局部免疫狀態(tài)之間的相關(guān)性，從而明確循環(huán)免疫狀態(tài)是否可以作為評估腫瘤預(yù)后、篩選高?；颊叩男鹿ぞ遊36]。將免疫評分與其他具有預(yù)后價值的指標(biāo)或技術(shù)相結(jié)合，有望進(jìn)一步提高腫瘤患者預(yù)后評估的準(zhǔn)確性。

5 小結(jié)與展望

免疫評分評分系統(tǒng)是可重復(fù)的、穩(wěn)定的，其在預(yù)測結(jié)腸癌患者預(yù)后、篩選高復(fù)發(fā)風(fēng)險人群等方面具有重要價值。目前，免疫評分已被正式納入世界衛(wèi)生組織《消化系統(tǒng)腫瘤(第5版)》和2020年歐洲臨床腫瘤協(xié)會指南，并且已被引入我國。推薦Ⅱ～Ⅲ期結(jié)腸癌患者進(jìn)行免疫評分檢測，以輔助臨床醫(yī)生評估術(shù)后復(fù)發(fā)風(fēng)險，指導(dǎo)治療決策的制定，但是目前尚未明確其二分類和三分類系統(tǒng)的優(yōu)缺點。因此，該評分系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)尚待進(jìn)一步細(xì)化。