靶向PD-1及PD-L1免疫治療所致腫瘤爆發(fā)性進(jìn)展的研究進(jìn)展

汪斌如 陳始明，2

近年來，全球癌癥發(fā)病率和死亡率迅速增長，而我國癌癥發(fā)病率和死亡率均位列全球第一[1]。目前，手術(shù)、放療和化療三大傳統(tǒng)腫瘤治療手段仍不能達(dá)到滿意的效果。20世紀(jì)90年代中期，免疫學(xué)家James P.Alison和Tasuku Honjo發(fā)現(xiàn)免疫檢查點治療并開創(chuàng)了腫瘤免疫治療的新時代[2]。免疫檢查點抑制劑（immune checkpoint inhibitions，ICIs），尤其是靶向程序性死亡受體-1（programmed cell death 1，PD-1）/程序性死亡受體配體-1（programmed cell death ligand 1，PD-L1）抑制劑主要通過恢復(fù)T細(xì)胞活性發(fā)揮抗腫瘤作用，PD-1/PD-L1抑制劑單一療法在許多實體瘤中的有效率高達(dá)20%～40%，已成為最熱門的腫瘤治療方式之一[3-4]。然而，部分患者接受靶向PD-1/PD-L1免疫治療后短短2個月內(nèi)腫瘤生長速率（tumor growth rate，TGR）增加至少2倍，這種現(xiàn)象稱為疾病超進(jìn)展（hyperprogressive disease，HPD）[5]。有研究[6]報道因HPD死亡的患者，肺部影像學(xué)顯示腫瘤快速生長和擴(kuò)散，尸檢顯示腫瘤PD-L1表達(dá)較治療前明顯降低，提示PD-L1表達(dá)異常與HPD密切相關(guān)，說明靶向PD-1/PD-L1免疫治療在HPD發(fā)生發(fā)展中可能發(fā)揮重要作用。本文就HPD定義、潛在機(jī)制、鑒別診斷、預(yù)測因素及臨床管理等方面進(jìn)行綜述，以期為更好地開展腫瘤免疫治療提供有益借鑒。

1 HPD的定義及評價

2017年CHAMPIAT等首次將HPD定義為靶向PD-1/PD-L1免疫治療前后引起腫瘤生長動力學(xué)（tumor growth kinetics，TGK）至少增加2倍[7]。此后許多學(xué)者依據(jù)TGR、TGK、治療失敗時間（time to treatment failure，TTF）和（或）臨床癥狀及影像學(xué)標(biāo)準(zhǔn)對HPD進(jìn)行定義（表1）。從目前來看，盡管這些HPD定義都強(qiáng)調(diào)了疾病快速發(fā)展并產(chǎn)生嚴(yán)重的不良后果，但是定義的指標(biāo)不盡相同。此外，HPD疾病特征因癌癥類型、定義方式不同而不同，因此現(xiàn)有的實體瘤免疫治療療效評價標(biāo)準(zhǔn)（response evaluation criteria in solid tumors，RECIST）并不能真實反映腫瘤免疫治療后腫瘤負(fù)荷發(fā)生的變化，同樣也可能不適用于靶向PD-1/PD-L1免疫治療的評價標(biāo)準(zhǔn)。由此可見，目前亟需對HPD達(dá)成相對統(tǒng)一的評估標(biāo)準(zhǔn)，這對HPD的發(fā)病機(jī)制和治療研究具有重要意義。

表1 HPD的不同定義標(biāo)準(zhǔn)Tab.1 Different definition standards of HPD

2 HPD發(fā)生的免疫學(xué)機(jī)制

HPD的免疫學(xué)機(jī)制十分復(fù)雜，主要原因可能是ICIs破壞腫瘤免疫編輯階段和逃逸階段的穩(wěn)定性，促進(jìn)免疫逃逸而導(dǎo)致腫瘤生長加速。目前免疫檢查點所致HPD的潛在機(jī)制包括PD-1+Treg細(xì)胞的耗竭或擴(kuò)增、T細(xì)胞耗竭、腫瘤微環(huán)境（tumor microenvironment，TME）改變、異常炎癥和致癌信號通路激活等[13]（圖1）。其中，ICIs可通過免疫抑制性T細(xì)胞參與HPD的發(fā)生發(fā)展。KAMADA等[14]發(fā)現(xiàn)接受ICIs治療后HPD的胃癌患者PD-1+Treg細(xì)胞增殖明顯，較非HPD患者的Ki67+效應(yīng)細(xì)胞（CD45RA-Foxp 3+CD4+）Treg細(xì)胞升高。體外和體內(nèi)實驗均表明，阻斷PD-1除了能釋放CD8+T細(xì)胞從而抑制腫瘤外，還可能通過Treg細(xì)胞增加TME的免疫抑制作用[13]。免疫缺陷小鼠的動物實驗顯示，抗PD-1抗體可能通過Fc-FcR信號通路導(dǎo)致瘤內(nèi)腫瘤相關(guān)性巨噬細(xì)胞（tumor-associated macrophages，TAM）富集，從而使腫瘤細(xì)胞更具侵襲性，最終導(dǎo)致具有免疫和遺傳特性的部分腫瘤患者出現(xiàn)HPD[15]。此外，PD-1抑制還可誘導(dǎo)癌癥患者TH1和TH17細(xì)胞介導(dǎo)的外周反應(yīng)，并增加IFN-γ、IL-6和IL-17分泌，從而產(chǎn)生異常炎癥，導(dǎo)致癌癥免疫逃逸和腫瘤加速生長[16]。由ICIs觸發(fā)的腫瘤生長信號通路激活也是導(dǎo)致HPD的原因之一。有研究顯示，采用抗PD-1免疫治療食管癌和腎癌患者時，部分患者出現(xiàn)腫瘤抑制基因TSC2以及VHL體細(xì)胞突變，同時促癌信號通路IGF-1、ERK/MAPK、PI3K/AKT和TGF-βIGF-1轉(zhuǎn)錄上調(diào)，最終導(dǎo)致HPD[17]。

圖1 免疫檢查點所致HPD的潛在機(jī)制Fig.1 Hypotheses for immune-checkpoint-related HPD

3 HPD的鑒別診斷

在HPD診斷中，目前認(rèn)為HPD重點需要在發(fā)病機(jī)制、臨床診斷、預(yù)測指標(biāo)、病理特征、治療方法等方面與假性進(jìn)展相鑒別（表2）。假性進(jìn)展是腫瘤患者治療期間瘤體增大或出現(xiàn)新的病灶，隨后逐漸好轉(zhuǎn)，不能完全滿足腫瘤部分或完全緩解標(biāo)準(zhǔn)。假進(jìn)展并不是真正的腫瘤進(jìn)展，而是腫瘤周圍免疫細(xì)胞浸潤和間質(zhì)性肺炎的初期影像學(xué)表現(xiàn)，為ICIs治療的已知不良反應(yīng)[6]。假性進(jìn)展患者的腫瘤體積迅速增加，可能與腫瘤浸潤性淋巴細(xì)胞（tumor-infiltrating lymphocytes，TILs）增多、CD8+CD103+T細(xì)胞等保護(hù)性免疫細(xì)胞的滲入或腫瘤內(nèi)擴(kuò)張密切相關(guān)[18]。實體瘤免疫治療療效評價標(biāo)準(zhǔn)（iRECIST）建議初次進(jìn)展后4～8周進(jìn)行CT隨訪，以確認(rèn)或排除假進(jìn)展[19]。如果腫瘤影像學(xué)進(jìn)展與一般狀況的改善存在差異，則不能排除假進(jìn)展，最終仍需病理學(xué)區(qū)分HPD和假性進(jìn)展。

表2 HPD與假性進(jìn)展的鑒別Tab.2 Differences between hyperprogression and pseudoprogression

4 HPD預(yù)測指標(biāo)

臨床研究顯示，ICIs引起HPD患者總生存期明顯縮短，因此迫切需要確切的預(yù)測指標(biāo)用于前瞻性預(yù)測易感人群，從而調(diào)整這些患者的免疫治療策略。目前已報道諸多因素與HPD密切相關(guān)，包括腫瘤細(xì)胞生物標(biāo)志物、腫瘤微環(huán)境生物標(biāo)志物、實驗室生物標(biāo)志物、影像學(xué)指標(biāo)、臨床指標(biāo)等（表3）。這些指標(biāo)中，有些是特定基因的異常表達(dá)，有些與機(jī)體免疫抑制和免疫逃逸密切相關(guān)，有些與腫瘤進(jìn)展和腫瘤耐藥密切相關(guān)，最終都可導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞快速生長或轉(zhuǎn)移，有望成為HPD的潛在預(yù)測指標(biāo)，值得進(jìn)一步深入研究。

表3 靶向PD-1/PD-L1免疫治療所致HPD的潛在預(yù)測指標(biāo)Tab.3 Potential predictors of HPD caused by targeted PD-1/PD-L1 immunotherapy

4.1 腫瘤細(xì)胞生物學(xué)標(biāo)志物

4.1.1 MDM2/4癌基因 MDM2/4癌基因擴(kuò)增通過抑制p53基因反式激活，從而在促進(jìn)腫瘤快速生長中發(fā)揮關(guān)鍵作用[24]。靶向PD-1/PD-L1免疫治療通過促進(jìn)IRF-8表達(dá)，并通過JAK-STAT信號與MDM2啟動子結(jié)合，也可引發(fā)MDM2/4擴(kuò)增高表達(dá)[9]。因此，MDM2/4可能是HPD的潛在標(biāo)志物，探討MDM2/4抑制劑可能是控制HPD的潛在有效方法。

4.1.2 EGFR EGFR突變通過PI3K/AKT信號通路、RAS/RAF/MAPK信號通路和JAK/STAT信號通路影響細(xì)胞生長、增殖和分化異常[25]。EGFR突變可上調(diào)細(xì)胞表面抑制性受體（PD-1/PD-L1和CTLA-4等）、細(xì)胞因子（IL-6、IL-10和TGF-β等）和免疫抑制細(xì)胞（Treg細(xì)胞和巨噬細(xì)胞），從而產(chǎn)生免疫抵抗[25]。另外，ICIs還能通過與M2樣巨噬細(xì)胞的相互作用促進(jìn)EGFR突變和MYC擴(kuò)增導(dǎo)致腫瘤生長，加快癌癥患者死亡[26]。

4.1.3 其他指標(biāo) MYC擴(kuò)增通過上調(diào)CD47和PD-L1表達(dá)而促進(jìn)腫瘤生長[27]。有研究報道，相較非HPD患者，HPD患者更容易出現(xiàn)STK、JAK3和SOX9突變，這些基因可能作為預(yù)測HPD的潛在生物標(biāo)志物[28]。KRAS和絲氨酸/蘇氨酸激酶11基因（recombinant serine/threonine kinase 11，STK11）突變患者也更易出現(xiàn)HPD，但非HPD患者此類基因突變罕見，提示同時發(fā)生KRAS和STK11突變易出現(xiàn)HPD[8]。此外，液體活檢也是一種具備較高特異性和敏感性的新型腫瘤標(biāo)志物，其取樣方式為非侵入性，具有較好的應(yīng)用前景[29-30]。

4.2 腫瘤微環(huán)境生物標(biāo)志物

4.2.1 免疫細(xì)胞 ⑴Treg細(xì)胞：Treg細(xì)胞可特異性表達(dá)FoxP3，在TME中對調(diào)節(jié)抗腫瘤T細(xì)胞反應(yīng)起關(guān)鍵作用；阻斷或缺乏PD-1也可增強(qiáng)Treg細(xì)胞活性，抑制效應(yīng)T細(xì)胞功能；當(dāng)PD1+Treg細(xì)胞募集和效應(yīng)T細(xì)胞免疫逃避，腫瘤細(xì)胞會快速生長[31]。⑵T細(xì)胞：阻斷PD-1后，反映T細(xì)胞耗竭的PD-1、TIM3、LAG3和TIGIT會過度表達(dá)，導(dǎo)致局部免疫抑制和免疫逃逸[32]。⑶M2 TAMs細(xì)胞：M2 TAMs細(xì)胞可促腫瘤快速生長，其原因可能是FcR與ICIs特異性免疫表型的結(jié)合觸發(fā)M2 TAMs的聚類，并導(dǎo)致M2 TAMs的功能重新表達(dá)，使其有更具侵襲性的表型[15]。

4.2.2 TME相關(guān)細(xì)胞因子 癌癥相關(guān)成纖維細(xì)胞（CAFs）可促進(jìn)Treg細(xì)胞分化，抑制CTLs和NK細(xì)胞激活，也能誘導(dǎo)PD-L1在腫瘤細(xì)胞中的表達(dá)[33]。IFN-γ通過JAK2途徑激活PI3K-AKT信號通路，上調(diào)PD-L1的表達(dá)，也可誘導(dǎo)趨化因子吸引T細(xì)胞，從而抑制腫瘤生長[33-34]。這些TME相關(guān)細(xì)胞因子可誘導(dǎo)PD-L1在腫瘤細(xì)胞中的表達(dá)，在腫瘤進(jìn)展、轉(zhuǎn)移和耐藥性中發(fā)揮積極作用，有望在ICIs治療中成為HPD相關(guān)免疫抑制的新突破點。

4.3 實驗室生物標(biāo)志物

中性粒細(xì)胞絕對值通過精氨酸酶-1表達(dá)上調(diào)，出現(xiàn)腫瘤細(xì)胞免疫逃逸而導(dǎo)致HPD[33]。中性粒細(xì)胞與淋巴細(xì)胞比（neutrophils to lymphocytes ratio，NLR）過高會出現(xiàn)淋巴細(xì)胞減少而抑制宿主免疫反應(yīng)，血液NLR升高可能暗示炎癥細(xì)胞存在于TME中，導(dǎo)致免疫逃逸或免疫干預(yù)[35]。還有研究報道，衍生性NLR（derived NLR，dNLR）過高與NSCLC患者ICIs治療后出現(xiàn)HPD相關(guān)[8]。這些血清生物標(biāo)志物檢測作為一種無創(chuàng)、簡便易行的方法，對預(yù)測腫瘤HPD具有良好的應(yīng)用前景。

4.4 影像學(xué)指標(biāo)

PD-1/PD-L1靶向核素分子探針免疫顯像可以無創(chuàng)性監(jiān)測腫瘤患者體內(nèi)的PD-1/PD-L1動態(tài)變化水平，可以作為免疫治療的療效評價及治療方案調(diào)整的依據(jù)，有望成為HPD的有效預(yù)測手段[36-37]。

4.5 HPD的臨床危險因素

目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)部分臨床指標(biāo)與HPD密切相關(guān)，包括年齡≥65歲、腫瘤局部復(fù)發(fā)、腫瘤轉(zhuǎn)移區(qū)域及數(shù)量等。較多研究顯示，年齡≥65歲的患者在ICIs治療過程中較易發(fā)生HPD，且預(yù)后較差[6-7，20]?？赡茉驗槊庖咚ダ纤履挲g相關(guān)性胸腺萎縮，產(chǎn)生的T細(xì)胞免疫降低，造成抗原識別能力下降和免疫系統(tǒng)薄弱[38]。此外，局部復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移部位超過2個的癌癥患者也更易發(fā)生HPD，可能原因是腫瘤表型越具有侵襲性，發(fā)生HPD的風(fēng)險就越高[6，39]。

5 小結(jié)與展望

免疫治療是“免疫系統(tǒng)武器化”以根除腫瘤的重要策略，相較傳統(tǒng)的腫瘤治療方式，靶向PD-1/PD-L1免疫治療更安全，不良反應(yīng)發(fā)生率更低[40]?；诎邢騊D-1/PD-L1免疫治療具備良好的抗腫瘤療效，目前已有多個針對晚期腫瘤的免疫治療聯(lián)合方案進(jìn)入臨床Ⅱ/Ⅲ期試驗，有望在不久的將來廣泛應(yīng)用于臨床。但是，目前PHD仍缺乏統(tǒng)一可行的準(zhǔn)確定義，這不利于大規(guī)模前瞻性進(jìn)行HPD相關(guān)研究。且有關(guān)HPD的文獻(xiàn)多為回顧性研究，缺乏與癌癥免疫療法的臨床并發(fā)癥、腫瘤自然進(jìn)展間的對比研究，難以證實HPD與靶向PD-1/PD-L1免疫治療的確切關(guān)系。此外，化療等其他抗癌治療方式同樣也有引起腫瘤進(jìn)展增速的現(xiàn)象，如何區(qū)別于靶向PD-1/PD-L1免疫治療所致的HPD有待深入研究[41]。

對于靶向PD-1/PD-L1免疫治療所致腫瘤HPD的發(fā)生機(jī)制、防治措施目前尚不明確。腫瘤免疫治療前需進(jìn)行前瞻性預(yù)測，對于年齡較大、特定基因畸變（MDM2/4擴(kuò)增、EGFR突變等）和腫瘤免疫微環(huán)境改變（TAMs等）的患者，需謹(jǐn)慎選擇ICIs治療。一旦高度懷疑HPD，應(yīng)立即暫停ICIs治療并盡早重新評估，改用化療等其他有效治療方法。同時，還需要進(jìn)行多維研究以利于精準(zhǔn)靶向治療，如腫瘤基因圖譜研究（腫瘤細(xì)胞全基因組測序）、細(xì)胞病理學(xué)研究（免疫檢查點和/或其配體的表達(dá)）、放射測量研究（CT、MRI和PET掃描+靶向核素分子探針）、TME研究（不同細(xì)胞群、細(xì)胞因子等生物標(biāo)志物研究）等也是值得研究的方向。總之，未來建立統(tǒng)一有效的診斷標(biāo)準(zhǔn)、開發(fā)可靠的生物學(xué)標(biāo)志物、與其他ICIs藥物和（或）傳統(tǒng)放化療聯(lián)合應(yīng)用[42-43]、積極探索個體化治療等，將有利于腫瘤患者免疫治療獲益最大化，也可能是解決靶向PD-1/PD-L1免疫治療所致HPD的有效方法。