腫瘤免疫檢查點(diǎn)抑制劑治療相關(guān)標(biāo)志物的研究進(jìn)展

顧文慧 周麗云 韓雙印

【摘要】腫瘤免疫療法的出現(xiàn)為腫瘤患者帶來了希望，其中免疫檢查點(diǎn)抑制劑（ICI）療法使惡性腫瘤的治療有了極大進(jìn)步。靶向細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞抗原4（CTLA-4）或程序性細(xì)胞死亡受體1（PD-1）途徑的檢驗(yàn)點(diǎn)抑制劑的免疫療法在治療不同類型癌癥治療中取得了令人矚目的成功，其以更低的副作用使患者的生存期得到延長。然而只有部分患者受益，同時(shí)也伴有副作用和高成本等問題。預(yù)測生物標(biāo)志物的開發(fā)有助于精確選擇最可能受益于ICI的患者。本文將對(duì)免疫檢查點(diǎn)抑制劑的作用機(jī)制，治療現(xiàn)狀以及療效相關(guān)的預(yù)測標(biāo)志物進(jìn)行綜述。

【關(guān)鍵詞】免疫檢查點(diǎn)抑制劑；生物標(biāo)志物；PD-L1；微衛(wèi)星不穩(wěn)定；腫瘤突變負(fù)荷

[中圖分類號(hào)]R737.11 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]2096-5249（2021）09-0218-03

腫瘤的傳統(tǒng)治療方法有三種：手術(shù)、放療和化療。對(duì)于晚期惡性腫瘤，傳統(tǒng)治療通常難以達(dá)到根治，而且副作用大。隨著免疫學(xué)、分子生物學(xué)等的發(fā)展，腫瘤微環(huán)境以及腫瘤的免疫機(jī)制逐漸清晰，腫瘤免疫治療飛速發(fā)展。研究者發(fā)現(xiàn)免疫系統(tǒng)既可以約束又可以促進(jìn)腫瘤發(fā)展，即腫瘤免疫編輯，包括消除，平衡和逃逸三個(gè)階段[1]。在這些階段中，腫瘤細(xì)胞通過不同機(jī)制逃避免疫監(jiān)視并繼續(xù)擴(kuò)散，包括腫瘤自身抗原性和免疫原性的改變、腫瘤信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的改變，主要組織相容性復(fù)合體（Major Histocompatibility Complex， MHC）分子的改變，腫瘤代謝重編程，腫瘤細(xì)胞表達(dá)抑制性配體以及免疫抑制細(xì)胞大量存在等。免疫逃逸機(jī)制的逐漸清晰促進(jìn)了腫瘤免疫療法的發(fā)展。目前，免疫療法已經(jīng)成為第四種腫瘤治療方法。相對(duì)于傳統(tǒng)療法，腫瘤免疫療法有更持久的臨床反應(yīng)和更少的副作用[2]。

腫瘤免疫療法包括免疫檢查點(diǎn)抑制劑療法（Immune checkpoint inhibitors， ICI）、過繼性免疫細(xì)胞療法（Adoptive Cell Transfer Therapy， ACT）、腫瘤疫苗和非特異性免疫刺激[2]。其中，ICI療法最引人注目，在過去的幾年中，靶向T細(xì)胞上的抑制性受體并重新激活抗腫瘤免疫反應(yīng)的ICI轉(zhuǎn)變?yōu)槟[瘤臨床關(guān)注點(diǎn)，并于2018年獲得諾貝爾獎(jiǎng)。盡管ICI可改善癌癥治療效果，由于腫瘤有多種逃避免疫手段，治療效力仍然有限并且在許多癌癥患者中尚未獲得腫瘤消退[3]。為選出真正能從中受益的患者，需要能夠準(zhǔn)確預(yù)測療效的生物標(biāo)志物。

1 免疫檢查點(diǎn)抑制劑的作用機(jī)制

在人體內(nèi)，癌細(xì)胞主要通過免疫系統(tǒng)清除。腫瘤免疫周期包括以下步驟：癌癥抗原釋放和樹突細(xì)胞呈遞；外周免疫細(xì)胞的引發(fā)和活化；T細(xì)胞向腫瘤區(qū)室的轉(zhuǎn)運(yùn)和滲透；以及腫瘤細(xì)胞識(shí)別和免疫介導(dǎo)的細(xì)胞死亡[4]。在T細(xì)胞的啟動(dòng)和激活過程中，T細(xì)胞的活化依賴兩個(gè)信號(hào)：①第一信號(hào)，抗原提呈細(xì)胞（APC）上的抗原肽-MHC分子復(fù)合物與T細(xì)胞受體特異性識(shí)別結(jié)合；②第二信號(hào)，APC表面的共刺激分子與T細(xì)胞表面相應(yīng)的受體或配體相結(jié)合（如：APC表面的B7分子與T細(xì)胞表面的CD28結(jié)合）。除了刺激分子，細(xì)胞表面也存在抑制分子，既免疫檢查點(diǎn)，包括PD-1、程序性細(xì)胞死亡受體配體1（PD-L1）、 CTLA-4等[5]。

腫瘤通過免疫檢查點(diǎn)逃脫免疫系統(tǒng)的監(jiān)視，以CTLA-4和PD-1/PD-L1為例。T細(xì)胞的活化誘導(dǎo)CTLA-4的表達(dá)，CTLA-4 與CD28競爭結(jié)合B7分子，且親和力更高。CTLA-4在T細(xì)胞和APC界面的T細(xì)胞中積累，阻止共刺激并消除T細(xì)胞活化。與CTLA-4完全不同，PD-1不會(huì)干擾共刺激。PD-1在外周的NK，B和T細(xì)胞上表達(dá)，它有2個(gè)配體PD-L1和PD-L2。當(dāng)PD-1與PD-L1或PD-L2連接時(shí)，T細(xì)胞受體信號(hào)被抑制。CTLA-4與B7的結(jié)合及PD-L1與PD-1 的結(jié)合限制了T細(xì)胞的活化和增殖，并削弱了它們對(duì)腫瘤細(xì)胞的細(xì)胞毒性，導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞的增殖和轉(zhuǎn)移。ICI可逆轉(zhuǎn)這一過程從而增強(qiáng)T細(xì)胞的功能以恢復(fù)腫瘤細(xì)胞殺傷功能。

2 免疫檢查點(diǎn)抑制劑的治療現(xiàn)狀

經(jīng)過多年的研究和探索，ICI療法已經(jīng)取得了顯著的成功。迄今為止，已有7種ICI被美國食品藥品管理局（Food and Drug Administration， FDA）批準(zhǔn)用于多種惡性腫瘤的單藥一線或二線治療，包括一種CTLA-4抑制劑（伊匹單抗），三種PD-1抑制劑（派姆單抗、納武單抗和西米普利單抗）和三種PD-L1抑制劑（阿特朱單抗、阿維魯單抗和德瓦魯單抗）。伊匹單抗聯(lián)合納武單抗、阿特朱單抗聯(lián)合化療以及派姆單抗聯(lián)合化療也被FDA批準(zhǔn)用于多種惡性腫瘤的一線治療。

盡管基于ICI的免疫療法取得了巨大成功，但在治療結(jié)果方面卻顯示出巨大的個(gè)體差異。用伊匹單抗治療的患者在轉(zhuǎn)移性黑色素瘤中的反應(yīng)率僅為10%～15%。PD-1/PD-L1阻滯治療的反應(yīng)率很少超過40%，這表明大多數(shù)接受ICI治療的患者未能充分應(yīng)答。更糟糕的是，一些患者甚至出現(xiàn)治療后疾病過度進(jìn)展。這使人們對(duì)識(shí)別和開發(fā)ICI反應(yīng)的預(yù)測性生物標(biāo)志物產(chǎn)生了濃厚的興趣，精確的預(yù)測生物標(biāo)志物對(duì)于臨床上個(gè)性化患者免疫療法至關(guān)重要。

3 免疫檢查點(diǎn)抑制劑療效的潛在預(yù)測標(biāo)志物

3.1 PD-L1免疫檢查點(diǎn)分子中，PD-L1是抗PD-1/ PD-L1治療有希望的標(biāo)志物，并已被廣泛研究。在一項(xiàng)305例未曾接受過轉(zhuǎn)移性NSCLC預(yù)先治療且腫瘤中PD-L1表達(dá)高的患者的試驗(yàn)中，與鉑類化療的患者相比，接受派姆單抗治療的患者有更長的中位無進(jìn)展生存期。根據(jù)這一結(jié)果，2016年10月24日，F(xiàn)DA批準(zhǔn)派姆單抗用于高PD-L1表達(dá)的轉(zhuǎn)移性NSCLC的一線治療。這是FDA首次批準(zhǔn)PD-L1作為ICI腫瘤一線治療的伴隨診斷。此后，隨著多種腫瘤的臨床試驗(yàn)結(jié)果公布，派姆單抗被FDA批準(zhǔn)用于越來越多PD-L1陽性腫瘤的治療，包括胃癌、非小細(xì)胞肺癌、頭頸部鱗狀細(xì)胞癌等。PD-L1抑制劑阿特珠單抗在PD-L1表達(dá)的尿路上皮癌和三陰性乳腺癌患者中也顯示有好的療效。目前，針對(duì)多種惡性腫瘤的多項(xiàng)臨床試驗(yàn)正在進(jìn)行，未來，PD-L1的表達(dá)將越來越多的用作ICI治療適應(yīng)癥患者的選擇標(biāo)準(zhǔn)。

3.2微衛(wèi)星不穩(wěn)定性微衛(wèi)星序列，也稱為簡單重復(fù)序列，是通常包含1～6個(gè)核苷酸的短且重復(fù)的DNA序列。錯(cuò)配修復(fù)基因的突變或沉默導(dǎo)致錯(cuò)配修復(fù)缺陷，導(dǎo)致多個(gè)突變和微衛(wèi)星不穩(wěn)定性（Microsatellite Instability， MSI）的積累。有研究表明，無論原發(fā)于何種組織，具有MSI的腫瘤均對(duì)ICI治療高度敏感。這引發(fā)了研究者對(duì)各種腫瘤ICI治療效果與MSI之間相關(guān)性的研究興趣。針對(duì)多種類型腫瘤的Keynote 016， 164， 158， 012， 028五項(xiàng)試驗(yàn)綜合結(jié)果表明，149名高位衛(wèi)星不穩(wěn)定（MSI-H）惡性腫瘤患者的客觀反映率為39.6%。綜上表明，腫瘤組織中MSI-H是有用的生物標(biāo)志物，其是對(duì)ICI的更好的抗腫瘤反應(yīng)的指標(biāo)。

3.3腫瘤突變負(fù)荷ICI通過增強(qiáng)預(yù)先存在的抗腫瘤免疫反應(yīng)來發(fā)揮作用，腫瘤細(xì)胞乘客基因中的體細(xì)胞突變產(chǎn)生的新抗原是抗腫瘤適應(yīng)性免疫應(yīng)答的主要驅(qū)動(dòng)因素。有理由假設(shè)腫瘤中非同義單核苷酸變體的數(shù)量，也就是腫瘤突變負(fù)荷（Tumor mutational burden， TMB）是潛在的標(biāo)志物。雖然TMB可能在科學(xué)上有希望作為預(yù)測ICI反應(yīng)的工具，但仍需要進(jìn)一步研究以確認(rèn)其臨床效用。

3.4新抗原負(fù)荷據(jù)推測，TMB升高會(huì)增加產(chǎn)生免疫原性新抗原的產(chǎn)生。但并非所有的突變都產(chǎn)生新抗原。由此可見，真正的新抗原負(fù)荷，即T細(xì)胞實(shí)際靶向的突變數(shù)量，與TMB相比可能與ICI反應(yīng)具有更強(qiáng)的關(guān)系。具有這些特定體細(xì)胞新表位的患者與沒有這些特征的患者相比，存活率顯著提高。免疫原性可以解釋新抗原克隆性與檢查點(diǎn)封鎖反應(yīng)之間的這種相關(guān)性，其中免疫原性新抗原觸發(fā)抗腫瘤免疫反應(yīng)，然后消除這些新抗原。因此，與沒有反應(yīng)的腫瘤相比，新抗原的克隆性可以鑒定出免疫逃逸策略不那么復(fù)雜的腫瘤?？傮w而言，新抗原負(fù)荷需要進(jìn)一步驗(yàn)證才能用作臨床生物標(biāo)志物。

3.5腫瘤免疫浸潤淋巴細(xì)胞腫瘤浸潤淋巴細(xì)胞（TumorInfiltrating Lymphocyte， TIL）作為抗腫瘤免疫的主力，腫瘤內(nèi)淋巴細(xì)胞的存在是癌癥中的利預(yù)后因素。淋巴細(xì)胞浸潤似乎也是對(duì)ICI反應(yīng)的預(yù)測因素。在用伊匹單抗治療的轉(zhuǎn)移性黑素瘤患者中，治療開始后3周時(shí)腫瘤中淋巴細(xì)胞浸潤的增加與臨床反應(yīng)相關(guān)。用阿特朱單抗治療的轉(zhuǎn)移性乳腺癌患者也顯示與基質(zhì)TIL相關(guān)的客觀緩解率（Objective Response Rat， ORR）增加。對(duì)各種ICI的進(jìn)一步研究將有助于驗(yàn)證腫瘤浸潤免疫細(xì)胞的預(yù)測作用。

3.6臨床相關(guān)標(biāo)志物除以上標(biāo)志物，一些研究發(fā)現(xiàn)ICI的療效還與患者的臨床因素（性別，年齡，飲食，腫瘤大小和病毒感染等）相關(guān)。一項(xiàng)對(duì)ICI治療的患者的療效和性別之間關(guān)系的系統(tǒng)評(píng)價(jià)表明，在所有研究的癌癥類型中男性患者的益處更大。雖然大多數(shù)ICI的臨床試驗(yàn)顯示年輕和年長患者的生存獲益沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)上的顯著差異，但大型薈萃分析表明，對(duì)于75歲以上的患者，抗PD-1藥物沒有使其有明顯的生存獲益。臨床相關(guān)生物標(biāo)志物的特異性較低，且影響因素較多，其預(yù)測效能有待進(jìn)一步證實(shí)。

4 挑戰(zhàn)與對(duì)策

標(biāo)志物動(dòng)態(tài)表達(dá)，單個(gè)標(biāo)志物不能完全預(yù)測，檢測技術(shù)準(zhǔn)確度低，標(biāo)志物閾值不同是免疫檢查點(diǎn)相關(guān)預(yù)測標(biāo)志物研究需要面臨的挑戰(zhàn)。標(biāo)志物的動(dòng)態(tài)變化是阻礙預(yù)測標(biāo)志物研究的一個(gè)難題。研究表明，PD-L1可能隨時(shí)間變化。當(dāng)前批準(zhǔn)的以標(biāo)志物的基線表達(dá)水平為準(zhǔn)。此外，單一生物標(biāo)志物可能無法有效地找到優(yōu)勢患者。一些有微衛(wèi)星穩(wěn)定的患者仍然可以從ICI治療中受益。單一生物標(biāo)志物排除了部分可能從治療中受益的患者，這也有悖倫理。標(biāo)志物的檢測技術(shù)也需要改進(jìn)與更新。不同的標(biāo)志物有不同的檢測方法檢測。PD-L1 IHC檢測技術(shù)多樣，無標(biāo)準(zhǔn)檢測準(zhǔn)則。全外顯子基因測序價(jià)格昂貴，且結(jié)果提供了太多候選突變肽，致使新抗原預(yù)測的驗(yàn)證率非常低。

對(duì)于以上問題，研究者也正在尋求解決方法。對(duì)于標(biāo)志物的動(dòng)態(tài)表達(dá)，一些研究者正在嘗試在多個(gè)時(shí)間點(diǎn)在多個(gè)部位檢測標(biāo)志物的表達(dá)。由于多組織活檢存在一定的困難，液體活檢被認(rèn)為是一種可行的方法。單個(gè)標(biāo)志物預(yù)測效率低，一些研究表明標(biāo)志物的聯(lián)合檢測可以提高預(yù)測效能。為提高新抗原的預(yù)測準(zhǔn)確性，有研究者開發(fā)了一種新抗原預(yù)測程序，稱為Neopepsee。在獨(dú)立的黑素瘤和慢性淋巴細(xì)胞白血病隊(duì)列中，與傳統(tǒng)方法相比，Neopepsee在預(yù)測新抗原的準(zhǔn)確性方面有所改善。

5 結(jié)語

免疫檢查點(diǎn)抑制劑越來越多的用于臨床，使腫瘤治療領(lǐng)域向前邁進(jìn)了一大步。PD-L1、MSI等療效預(yù)測標(biāo)志物的開發(fā)，研究及臨床應(yīng)用進(jìn)一步推進(jìn)了ICI的精準(zhǔn)臨床應(yīng)用。ICI相關(guān)標(biāo)志物的研究仍面臨許多問題，全面、準(zhǔn)確的找到預(yù)測生物標(biāo)志物、篩選優(yōu)勢人群需要在以下領(lǐng)域取得進(jìn)展：①開展更大規(guī)模的前瞻性臨床試驗(yàn)驗(yàn)證已開發(fā)標(biāo)志物預(yù)測的準(zhǔn)確性；②探索新的有效的標(biāo)志物；③開發(fā)針對(duì)于已發(fā)現(xiàn)標(biāo)志物的更經(jīng)濟(jì)準(zhǔn)確的檢測技術(shù)；④開發(fā)適合聯(lián)合應(yīng)用多種標(biāo)志物的模型；⑤尋求創(chuàng)傷更小的標(biāo)志物動(dòng)態(tài)監(jiān)測方法并開展更多的臨床試驗(yàn)探索標(biāo)志物的動(dòng)態(tài)表達(dá)與臨床療效之間的相關(guān)性。相信，隨著預(yù)測標(biāo)志物的不斷開發(fā)，ICI將以更低的醫(yī)療成本，使惡性腫瘤的治療更加有效。

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作者簡介：顧文慧，大學(xué)本科，2019在讀碩士生，鄭州大學(xué)人民醫(yī)院，研究方向：腫瘤免疫治療；

*通信作者：韓雙印，博士，主任醫(yī)師，研究方向：腫瘤免疫治療。