抗CTLA-4和PD-1免疫療法在腫瘤治療中的應(yīng)用*

任公卿 綜述 姚 靜審校

（濟(jì)寧醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院 ，濟(jì)寧 272067）

細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞相關(guān)抗原4（cytotoxic T lymphocyte associated antigen-4，CTLA-4）和程序性細(xì)胞死亡蛋白 1（programmed death-1，PD-1）對(duì) T細(xì)胞的免疫反應(yīng)起著負(fù)向調(diào)控作用，CTLA-4和PD-1的抑制劑通過促進(jìn)T細(xì)胞浸潤發(fā)揮作用。通過阻斷人體抗腫瘤反應(yīng)的抑制信號(hào)來增強(qiáng)患者對(duì)腫瘤的免疫應(yīng)答被認(rèn)為是當(dāng)前最有希望的新型腫瘤免疫療法。已有研究報(bào)道，CTLA-4和PD-1抑制劑的聯(lián)合應(yīng)用在黑色素瘤、卵巢癌、結(jié)腸癌、晚期軟組織肉瘤、淋巴瘤、血管瘤等腫瘤治療中是有效的，對(duì)還有一定免疫功能的患者的治療效果尤為明顯。盡管如此，抗CTLA-4與PD-1組合免疫療法應(yīng)用過程中，如何選擇聯(lián)合用藥的種類和劑量以及應(yīng)用時(shí)機(jī)尚需進(jìn)一步研究。

1 CTLA-4及其抑制劑

CTLA-4是免疫球蛋白超家族的一員，作為一種跨膜糖蛋白，主要定位于細(xì)胞內(nèi)囊泡，起負(fù)性調(diào)節(jié)作用，在不同類型的非T細(xì)胞中均有表達(dá)，包括正常細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞，在靜息T細(xì)胞中僅有少量表達(dá)。初始T細(xì)胞中，CTLA-4存儲(chǔ)在細(xì)胞內(nèi)，細(xì)胞表面上不表達(dá)?？乖cT細(xì)胞抗原受體（T cell receptor，TCR）結(jié)合后，CTLA-4易位至細(xì)胞表面，抑制T細(xì)胞活化?？乖蔬f細(xì)胞（antigen presenting cell，APC）能夠在腫瘤部位收集嵌入在主要組織相容性復(fù)合物（major histocompatibility complex，MHC）分子上的抗原肽，還能通過其表面受體（如Cluster of Differentiation 28，CD28）和細(xì)胞因子[如白細(xì)胞介素interleukin（IL）-12]提供共刺激信號(hào)，刺激T細(xì)胞活化[1]。T細(xì)胞運(yùn)動(dòng)增加致使其與APC接觸時(shí)間縮短會(huì)抑制T細(xì)胞增殖，減少細(xì)胞因子產(chǎn)生，而CTLA-4能夠增加T細(xì)胞運(yùn)動(dòng)，阻止TCR誘導(dǎo)的停止信號(hào)[2]。CTLA-4能夠促進(jìn)Casitas B譜系淋巴瘤原癌基因-b的表達(dá)，抑制zeta鏈相關(guān)蛋白（zeta-associated protein）70的產(chǎn)生，增強(qiáng)T調(diào)節(jié)細(xì)胞（T regulatory cell，Treg）的免疫抑制活性。此外，CTLA-4還可以抑制磷脂酰肌醇-3-羥激酶／絲蘇氨酸蛋白激酶通路、細(xì)胞周期蛋白D3、細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶4（cyclin-dependent kinase 4，CDK4）／CDK6和核轉(zhuǎn)錄因子-κB（Nuclear factorkappaB，NF-κB）共同發(fā)揮免疫抑制作用（圖 1）。

叉頭翼狀螺旋轉(zhuǎn)錄因子（forkhead／winged helix transcription factor p3，F(xiàn)oxp3）是決定Treg細(xì)胞分化及功能的關(guān)鍵性轉(zhuǎn)錄調(diào)控蛋白。TCR刺激下，T細(xì)胞中Foxp3穩(wěn)定增加 CTLA-4的表達(dá)，也就是說CTLA-4是Foxp3的靶基因，其在Treg細(xì)胞表面都有基礎(chǔ)性表達(dá)，在其他T細(xì)胞亞群中也有上調(diào)，尤其是CD4＋T細(xì)胞。腫瘤早期，CTLA-4產(chǎn)生抑制信號(hào)減少T細(xì)胞活化，從而減弱機(jī)體的免疫應(yīng)答。CTLA-4的持續(xù)表達(dá)有助于血液系統(tǒng)腫瘤和實(shí)體腫瘤的生長。CTLA-4mRNA水平較高的乳腺癌患者有明顯的腋窩淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和更高的臨床分期，尤其對(duì)于三陰乳腺癌更具有針對(duì)性[3-4]。CTLA-4 mRNA的高表達(dá)與慢性淋巴細(xì)胞白血病患者的臨床預(yù)后密切相關(guān)[5]。NSCLC患者CTLA4過度表達(dá)，與患者年齡和組織學(xué)分化有關(guān)[6]。CTLA-4高表達(dá)的非小細(xì)胞肺癌患者預(yù)后比較差，提示CTLA-4可以作為腫瘤免疫治療的潛在靶點(diǎn)[6]。阻斷CTLA-4對(duì)增強(qiáng)效應(yīng)T細(xì)胞作用，抑制Treg細(xì)胞介導(dǎo)的免疫抑制作用尤其重要。CTLA-4在調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)中有重要作用，是腫瘤免疫靶點(diǎn)。阻斷CTLA-4可以增強(qiáng)抗腫瘤免疫療法[7]。目前，已經(jīng)開發(fā)兩種完全人源化的抗CTLA-4單克隆抗體ipilimumab和曲美莫單抗（tremelimumab）。Ipilimumab是第一種人源抗CTLA-4單克隆抗體（IgG1κ）。在晚期黑色素瘤患者的臨床試驗(yàn)表明，使用ipilimumab治療后患者的總生存期有顯著改善[8]。與單獨(dú)的使用dacarbazin相比，聯(lián)合使用DNA-烷化劑達(dá)卡巴嗪（dacarbazin）和ipilimumab，黑素瘤患者的生存率明顯延長[9]。基于以上臨床研究，ipilimumab于 2011年被FDA批準(zhǔn)用于治療轉(zhuǎn)移性黑色素瘤患者。

ipilimumab治療后的黑素瘤患者血液中低乳酸脫氫酶、絕對(duì)單核細(xì)胞計(jì)數(shù)、單核細(xì)胞性MDSCs、相對(duì)淋巴細(xì)胞計(jì)數(shù)和Treg細(xì)胞數(shù)等都是總生存期的相關(guān)因素[10-11]。ipilimumab治療的黑素瘤患者較好的臨床效果與腫瘤組織中高表達(dá)的IDO具有一定的相關(guān)性。進(jìn)一步的研究證明，阻斷CTLA-4會(huì)導(dǎo)致腫瘤浸潤性CD8＋T細(xì)胞數(shù)量顯著增加[11]。ipilimumab治療后腫瘤組織的壞死程度與腫瘤浸潤性CD8＋效應(yīng)T細(xì)胞和Treg細(xì)胞的比率的自然對(duì)數(shù)呈線性相關(guān)，這也證明了ipilimumab可調(diào)節(jié)效應(yīng)T細(xì)胞和Treg細(xì)胞的平衡[12]。粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子和ipilimumab聯(lián)合治療晚期前列腺癌，患者體內(nèi)CD4＋和CD8＋T細(xì)胞中人白細(xì)胞抗原DR（HLA-DR）和血液循環(huán)中CD1c＋樹突狀細(xì)胞的表面標(biāo)志物 CD40均有所上調(diào)[13]?？笴TLA-4抗體治療的癌癥患者外周血和腫瘤組織中浸潤性誘導(dǎo)型T細(xì)胞共刺激分子（inducible T cell costimulator，ICOS）陽性的 1型 T輔助細(xì)胞（T Helper 1，Th1）樣 CD4＋T細(xì)胞和耗竭樣 CD8＋T細(xì)胞都增加，并且ICOS＋CD4＋T細(xì)胞的數(shù)量與黑素瘤患者總生存率的改善呈正相關(guān)[11]。抗CTLA-4抗體治療的黑素瘤患者血液中CD4＋和CD8＋T細(xì)胞中Ki67、ICOS和GATA3的表達(dá)均有上調(diào)[14-15]?？笴TLA-4抗體治療的黑素瘤患者外周血T細(xì)胞中PD-L1表達(dá)可以作為總生存率和無進(jìn)展生存期的預(yù)兆性指標(biāo)[15]。阻斷 CTLA-4后 TCR多樣性增加，使免疫系統(tǒng)恢復(fù)，與總生存率的提高具有一定相關(guān)性。血清中高水平的可溶性CD25與抗CTLA-4治療的黑色素瘤患者的臨床效果呈負(fù)相關(guān)，這說明可溶性CD25可以作為腫瘤細(xì)胞對(duì)阻斷CTLA-4療法產(chǎn)生耐藥性的一個(gè)指標(biāo)[16]。

抗CTLA-4免疫治療相比傳統(tǒng)腫瘤治療有著很大的優(yōu)勢(shì)，值得進(jìn)一步研究。

2 PD-1及其抑制劑

PD-1是免疫球蛋白超家族的跨膜受體，在T細(xì)胞群中均有基礎(chǔ)性表達(dá)，在B細(xì)胞、骨髓樹突細(xì)胞、肥大細(xì)胞、朗格漢斯細(xì)胞和自然殺傷細(xì)胞上也有表達(dá)。PD-1主要參與適應(yīng)性免疫應(yīng)答調(diào)節(jié)，介導(dǎo)抑制性免疫信號(hào)傳遞[1]。程序性細(xì)胞死亡配體1（programmed cell death-ligand 1，PD-L）有兩種類型：PD-L1（B7-H1；CD274）和 PD-L2（B7-DC；CD273），兩者均可在APC表面表達(dá)。TCR刺激下，CD28促進(jìn) Treg細(xì)胞活化。干擾早期 TCR／CD28信號(hào)傳導(dǎo)和相關(guān)的IL-2依賴性正反饋調(diào)節(jié)，PD-1信號(hào)傳導(dǎo)會(huì)減少細(xì)胞因子[如IL-2、干擾素（interferon-γ，IFN-γ）和腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）]的產(chǎn)生，抑制細(xì)胞周期蛋白的表達(dá)。見圖1。

圖1 CTLA-4和 PD-1的細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳導(dǎo)[1，21]

與CTLA-4不同，PD-1主要是調(diào)節(jié)外周組織效應(yīng)T細(xì)胞的免疫應(yīng)答階段，而不是T細(xì)胞活化的初始階段[17]。活化的T細(xì)胞中PD-1表達(dá)會(huì)上調(diào)，在外周組織中持續(xù)存在。炎癥誘導(dǎo)下，PD-1配體表達(dá)也會(huì)增加。PD-1信號(hào)傳導(dǎo)的活化會(huì)抑制T細(xì)胞的增殖和細(xì)胞因子產(chǎn)生。與CTLA-4相同的是，PD-1可以縮短T細(xì)胞與靶細(xì)胞之間的接觸時(shí)間，抑制TCR介導(dǎo)的停止信號(hào)。PD-1信號(hào)傳導(dǎo)還可以通過多種靶向抑制T細(xì)胞免疫應(yīng)答的方式調(diào)節(jié)T細(xì)胞，這也是腫瘤細(xì)胞阻止自身免疫攻擊的機(jī)制。在小鼠腫瘤模型中，通過阻斷PD-1或其配體PD-L1的方式可以增強(qiáng)抗腫瘤免疫效應(yīng)[18]。2010年，人IgG4抗PD-1抗體在多個(gè)實(shí)體瘤患者中進(jìn)行了臨床I期試驗(yàn)[19]，患者治療耐受性和臨床反應(yīng)良好。進(jìn)一步臨床試驗(yàn)顯示，在腎細(xì)胞癌（renal cell carcinoma，RCC）和膀胱癌等轉(zhuǎn)移性尿路上皮癌的患者中進(jìn)行了抗PD-1治療，臨床效果均較好[20]。因此，F(xiàn)DA批準(zhǔn)了針對(duì)這些適應(yīng)癥的抗PD-1治療。

抗PD-1治療患者腫瘤組織中浸潤的CD8＋T細(xì)胞數(shù)量明顯增多，也就是說CD8＋T細(xì)胞數(shù)量可以預(yù)測(cè)抗PD-1治療的臨床效果?？筆D-1治療后，腫瘤浸潤性B細(xì)胞和單核細(xì)胞性MDSC的細(xì)胞密度都有所減少?；罨哪[瘤浸潤性T淋巴細(xì)胞（tumor-infiltrating T-lymphocytes，TILs）能夠識(shí)別腫瘤抗原，上調(diào)PD-1的表達(dá)和IFN-γ的分泌[19]。另外，腫瘤細(xì)胞會(huì)增加PD-L1的表達(dá)，保護(hù)腫瘤細(xì)胞不受PD-1＋效應(yīng)T細(xì)胞的攻擊。基于這些發(fā)現(xiàn)，PD-L1表達(dá)被認(rèn)為是有活性的抗腫瘤免疫應(yīng)答的標(biāo)志物。PD-L1表達(dá)在腫瘤細(xì)胞和浸潤性免疫細(xì)胞中有顯著差異，在黑色素瘤、NSCLC、HCC和RCC中表達(dá)量較高[8，22-23]。腫瘤細(xì)胞或者腫瘤浸潤性免疫細(xì)胞內(nèi)PD-L1表達(dá)量與抗PD-1／PD-L1治療效果之間存在相關(guān)性，即PD-L1表達(dá)越高，治療效率越好。

腫瘤患者的腸道微生物菌群很大程度上影響抗PD-1免疫治療的功效。臨床效果較好的癌癥患者的腸道微生物菌群表現(xiàn)出更高的α多樣性和相對(duì)豐富瘤胃菌科細(xì)菌[14]。

抗PD-1／PD-L1免疫治療效果及預(yù)后都更好，這也為相應(yīng)的腫瘤治療提供了更多選擇。

3 CTLA-4和PD-1抑制劑在腫瘤治療中的聯(lián)合應(yīng)用

3．1 聯(lián)合治療的基礎(chǔ)

CTLA-4和PD-1共抑制信號(hào)可以抑制浸潤腫瘤的T細(xì)胞。聯(lián)合應(yīng)用PD-1和CTLA-4阻斷劑后，腫瘤組織中CD4＋效應(yīng)T細(xì)胞與Treg細(xì)胞比率以及CD8＋T細(xì)胞與Treg細(xì)胞比率大大增加，并與抗腫瘤的作用效果呈正相關(guān)[24]。聯(lián)合治療還可以降低了Treg細(xì)胞的數(shù)量，并能通過抑制Treg細(xì)胞的功能標(biāo)志物（如糖皮質(zhì)激素聯(lián)合誘導(dǎo)的腫瘤壞死因子受體）減弱其功能。2015年10月，F(xiàn)DA批準(zhǔn)了PD1抗體Opdivo聯(lián)合CTLA-4抗體Yervoy一線用于晚期惡性黑色素瘤患者，有效率高達(dá)50%～60%，而單用PD1抗體的有效率一般只有40%。在PD-1抗體療法主要會(huì)觸發(fā)線粒體氧化磷酸化途徑，而CTLA4抗體療法卻能觸發(fā)胞內(nèi)大多數(shù)信號(hào)途徑，其中還包括細(xì)胞周期調(diào)控途徑，這也是為什么聯(lián)合治療要比單藥治療更有效的原因[25]。

3．2 臨床應(yīng)用

3.2.1 腎癌 一項(xiàng)入組了1096名患者的Ⅲ期臨床試驗(yàn)（CheckMate 214）表明，在未經(jīng)治療的晚期腎細(xì)胞癌中，Nivolumab和Ipilimumab聯(lián)合治療的總生存率和客觀緩解率顯著高于一線治療方案舒尼替尼[26]。

3.2.2 黑色素瘤 PD1抗體聯(lián)合CTLA-4抗體對(duì)于黑色素瘤有較好的療效[27]。在小鼠臨床前實(shí)驗(yàn)同樣發(fā)現(xiàn)，預(yù)先植入黑色素瘤細(xì)胞的同時(shí)注射B16-Flt-3配體（Fvax）和CTLA-4抗體，有10%小鼠會(huì)表現(xiàn)出腫瘤抑制；Fvax聯(lián)合PD-1阻斷劑在25%的小鼠中表現(xiàn)出腫瘤抑制效果；聯(lián)合應(yīng)用CTLA-4和PD-1檢查點(diǎn)阻斷劑會(huì)導(dǎo)致50%的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物發(fā)生腫瘤抑制，再另外添加PD-L1阻斷劑后，65%的小鼠顯示出腫瘤抑制[24]。

3.2.3 卵巢癌 抗PD-1抗體和抗CTLA-4抗體聯(lián)合治療卵巢癌可逆轉(zhuǎn)腫瘤浸潤性淋巴細(xì)胞功能障礙并誘導(dǎo)腫瘤消退[28]。將ipilimumab加入檢測(cè)點(diǎn)抑制劑nivolumab治療復(fù)發(fā)性上皮性卵巢癌，可以提高腫瘤反應(yīng)和無進(jìn)展生存危險(xiǎn)率的比例。

3.2.4 結(jié)直腸癌 基于一項(xiàng)正在開展的Ⅱ期臨床研究CheckMate-142的數(shù)據(jù)，該研究中包括一個(gè)Opdivo聯(lián)合Yervoy組合隊(duì)列，該隊(duì)列入組了119例攜帶DNA錯(cuò)配修復(fù)缺陷或微衛(wèi)星高度不穩(wěn)定的轉(zhuǎn)移性結(jié)直腸癌患者，Opdivo＋Yervoy治療的客觀緩解率為 49%（95%可信區(qū)間：39～58，n＝58／119），其中完全緩解率為 4.2%（n＝5／119），部分緩解率為 45%（n＝53／119）。

3.2.5 晚期軟組織肉瘤 Ipilimumab聯(lián)合nivolumab治療，對(duì)晚期軟組織肉瘤患者的治療效果和耐受性均良好[29]。

3.2.6 不良反應(yīng)及應(yīng)對(duì)方法 盡管聯(lián)合治療方案的效果和可行性已經(jīng)得到了肯定，但是其產(chǎn)生的不良反應(yīng)也應(yīng)加以考慮，主要表現(xiàn)為發(fā)熱、寒戰(zhàn)、皮膚瘙癢、關(guān)節(jié)炎等，與過度免疫有關(guān)[30-32]。聯(lián)合治療的效果較好，但其毒性也會(huì)增加。在聯(lián)合治療應(yīng)用中，阻斷CTLA-4的副作用相對(duì)更大，因?yàn)槟[瘤細(xì)胞等靶細(xì)胞在被T淋巴細(xì)胞殺傷的同時(shí)，其它組織器官也會(huì)受到不同程度的損傷。有研究得出，對(duì)轉(zhuǎn)移性腎細(xì)胞癌患者聯(lián)合應(yīng)用nivolumab和ipilimumab治療的不良發(fā)生率較低[33]。因此，研究人員正在努力研究抗CTLA-4與其他療法組合的方法或通過適當(dāng)調(diào)整雙抗法之間的用量比例以減少副作用。例如，在NSCLC患者中使用nivolumab和ipilimumab低劑量組合抑制效果更顯著；在黑色素瘤患者中在給予ipilimumab前加入nivolumab效果更顯著[34]。如何應(yīng)用抗CTLA-4和PD-1組合療法與其他治療方法聯(lián)合應(yīng)用也需要進(jìn)一步探索。羅氏公司的PD-L1聯(lián)合白蛋白紫杉醇的治療方案已被FDA批準(zhǔn)用于聯(lián)合治療三陰性乳腺癌；恒瑞PD-1聯(lián)合阿帕替尼在美國開展III期臨床。在靶向治療或新輔助治療的基礎(chǔ)上應(yīng)用免疫治療用于黑色素瘤較傳統(tǒng)治療來說效果更好[35-36]。另外可將PD-1、CTLA-4與非特異性免疫細(xì)胞治療（如LAK療法）[37]、特異性免疫細(xì)胞治療（如 CART）[38]、腫瘤疫苗等腫瘤免疫方法聯(lián)合使用。因此，如何找到不良反應(yīng)和作用效果之間的平衡，找到相應(yīng)特異標(biāo)記物對(duì)不良反應(yīng)進(jìn)行檢測(cè)，均需要進(jìn)一步探索。

4 小結(jié)及展望

免疫治療作為充滿前景的治療腫瘤的手段，對(duì)于晚期患者的治療效果更好、副作用更小、作用更持久。免疫系統(tǒng)是十分復(fù)雜的，不同的人群免疫系統(tǒng)的強(qiáng)弱不同，如何篩選最可能因此受益的適宜人群及預(yù)測(cè)療效就顯得尤為重要。免疫抑制劑的作用有賴于自身免疫系統(tǒng)，PD-1／PD-L1及 CTLA-4的表達(dá)可作為篩選適宜患者的標(biāo)志物[39]。但是，免疫治療的機(jī)制是十分復(fù)雜的，只檢測(cè)某一種可能的標(biāo)志物是不夠的。

在常規(guī)的內(nèi)外科治療的基礎(chǔ)上，免疫治療如何作為輔助治療長期應(yīng)用于臨床，需要進(jìn)一步的臨床研究。其中一個(gè)熱點(diǎn)問題就是，抗CTLA-4和PD-1組合免疫療法與化療及抗血管生成相結(jié)合，是否可以實(shí)現(xiàn)1＋1＋1＞3的效果。另外，免疫抑制劑如何保存、運(yùn)輸，以降低成本，也是未來需要考慮的經(jīng)濟(jì)方面的問題。

利益沖突：所有作者均申明不存在利益沖突。