肝細(xì)胞癌免疫治療生物標(biāo)志物的研究進(jìn)展

黃孫樺 劉建東 黃罡

作者單位：201800 上海 海軍軍醫(yī)大學(xué)第三附屬醫(yī)院普外科

肝細(xì)胞癌(HCC)是全球最常見(jiàn)的惡性腫瘤之一。2020年Globocan數(shù)據(jù)顯示,HCC是全世界發(fā)病率排名第六的癌癥,也是排名第三的癌癥致死原因[1-2]。2022年中國(guó)腫瘤年報(bào)數(shù)據(jù)顯示,中國(guó)每年大約有38萬(wàn)余例肝癌新發(fā)病例和33萬(wàn)余例肝癌死亡病例[3]。由于起病隱匿,早期癥狀不典型,大約39.0%～53.6%的HCC患者確診時(shí)已處于中晚期[4],預(yù)后較差[5- 6],自然條件下中位生存期僅半年[7],治療后中位生存期2年左右[5, 8],總體5年生存率約18%[2],即便能手術(shù)切除,術(shù)后5年復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移的患者高達(dá)70%[9]。

近年來(lái)HCC的治療手段越來(lái)越豐富,靶向治療和免疫治療已成為HCC的重要治療手段。免疫藥物種類主要包括:程序性死亡蛋白受體1(PD-1)抑制劑和細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞相關(guān)蛋白4(CTLA4)抑制劑。 由于對(duì)免疫治療的反應(yīng)取決于腫瘤分子特征、腫瘤微環(huán)境(TME)組成以及先天免疫和適應(yīng)性免疫機(jī)制之間復(fù)雜的動(dòng)態(tài)相互作用[10],因此如何預(yù)測(cè)其療效顯得尤為重要。目前,FDA已批準(zhǔn)的針對(duì)多種實(shí)體瘤的免疫治療生物標(biāo)志物有三種,分別是腫瘤突變負(fù)荷(TMB)、DNA錯(cuò)配修復(fù)(MMR)/微衛(wèi)星不穩(wěn)定(MSI)以及PD-L1[11],但HCC并不在這些被批準(zhǔn)的實(shí)體瘤范圍之內(nèi)。免疫治療在HCC中的療效差異較大,關(guān)于HCC免疫治療療效預(yù)測(cè)相關(guān)的生物標(biāo)志物的報(bào)道亦有很多,但尚未有達(dá)成共識(shí)的有效生物標(biāo)志物,本文就HCC免疫治療療效相關(guān)生物標(biāo)志物的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

一、腫瘤組織內(nèi)生物標(biāo)志物

(一)PD-L1 PD-1和PD-L1屬于免疫檢查點(diǎn)蛋白家族。PD-1主要表達(dá)于各種免疫細(xì)胞,PD-L1在多種正常和免疫細(xì)胞上表達(dá),如樹(shù)突狀細(xì)胞、活化的T淋巴細(xì)胞和B淋巴細(xì)胞以及巨噬細(xì)胞等。它們的相互作用在調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)中起著“剎車”作用,以減少過(guò)度炎癥和自身免疫反應(yīng)。然而,腫瘤細(xì)胞也能通過(guò)在腫瘤細(xì)胞表面表達(dá)PD-L1來(lái)實(shí)現(xiàn)免疫逃逸[12]。

(二)TMB TMB指腫瘤基因組去除胚系突變后的體細(xì)胞突變數(shù)量,通常以每兆堿基中發(fā)生基因缺失、插入或置換的突變總數(shù)表示[13]。全外顯子組測(cè)序(WES)被認(rèn)為是TMB檢測(cè)的金標(biāo)準(zhǔn),但其成本高、周期長(zhǎng),不適用于臨床常規(guī)診斷。因此,第二代測(cè)序(NGS)被推薦為一種更簡(jiǎn)單、便宜的TMB檢測(cè)方法。

(三)MMR/MSI MMR基因經(jīng)轉(zhuǎn)錄翻譯后表達(dá)相應(yīng)的錯(cuò)配修復(fù)蛋白,常見(jiàn)的MMR蛋白包括MutL homolog 1 (MLH1)、MutS protein homolog 2 (MSH2)、MutS homolog 6 (MSH6)和 PMS1 homolog 2 (PMS2),其中任一MMR蛋白的缺失可造成細(xì)胞的錯(cuò)配修復(fù)功能缺陷,導(dǎo)致DNA復(fù)制過(guò)程中堿基錯(cuò)配累積,從而引起MSI的發(fā)生,增加腫瘤發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)[14]。

(四)腫瘤浸潤(rùn)淋巴細(xì)胞(TIL) TIL指浸潤(rùn)于腫瘤組織中發(fā)揮抗腫瘤作用的淋巴細(xì)胞,是腫瘤免疫微環(huán)境中最常見(jiàn)和最重要的組成部分。有研究表明在實(shí)體瘤中TIL浸潤(rùn)程度增加與PD-L1表達(dá)上調(diào)及臨床獲益相關(guān)[15]。TIL直接影響免疫微環(huán)境,不同TIL在HCC中的變化與作用是未來(lái)其作為免疫生物標(biāo)志物的重要探索方向。

(五)腫瘤異質(zhì)性指標(biāo) 同一患者不同位置肝癌組織存在不同程度的異質(zhì)性。Bojan等通過(guò)整合了多地區(qū)肝癌RNA高通量測(cè)序(RNA-seq)、DNA測(cè)序、T細(xì)胞受體測(cè)序(TCR-seq)和單核苷酸多態(tài)性(SNP)檢測(cè)的數(shù)據(jù)研究腫瘤內(nèi)異質(zhì)性,發(fā)現(xiàn)TME中淋巴細(xì)胞浸潤(rùn)程度與HCC內(nèi)部異質(zhì)性相關(guān),腫瘤異質(zhì)性越高,免疫浸潤(rùn)程度越大,對(duì)免疫治療越敏感[16]。

(六)CTNNB1基因 β-catenin作為一種黏附連接蛋白,由CTNNB1基因編碼。有研究表明,在HCC中CTNNB1 基因突變可導(dǎo)致免疫細(xì)胞浸潤(rùn)不良,從而對(duì)免疫治療敏感性下降,即“冷腫瘤”[17];而無(wú)CTNNB1突變者,免疫細(xì)胞浸潤(rùn)良好,稱為“熱腫瘤”。CTNNB1 基因突變可能與免疫細(xì)胞的浸潤(rùn)不良有關(guān)[18]。因此,CTNNB1可能是預(yù)測(cè) HCC 免疫療效的有效生物標(biāo)志物之一。

(七)11基因集標(biāo)志物(IFNAP) Haber等[19]報(bào)道了一項(xiàng)多中心研究的結(jié)果,分析了來(lái)自美國(guó)和歐洲的13個(gè)中心的83例HCC樣本,所有樣本都是在開(kāi)始ICIs單藥治療之前獲得的,并進(jìn)行了轉(zhuǎn)錄分析。作者發(fā)現(xiàn)了一個(gè)11基因集的標(biāo)志物(IFNAP),包括參與干擾素γ信號(hào)的STAT1、GBP1,參與抗原提呈的B2M、HLA-DRB5、HLA-DRA,參與趨化的CXCL9,以及CTSS、FCER1G、HLA-DQA1、SEC24A、TRIM25,該基因集能夠預(yù)測(cè)一線接受ICIs治療的患者的放射反應(yīng)和總生存期。但該研究樣本量較小,有待進(jìn)一步擴(kuò)大樣本證實(shí)。

(八)其他 解整合素金屬蛋白酶(ADAM)屬于一類跨膜蛋白分子,參與多種細(xì)胞功能,比如細(xì)胞黏附、細(xì)胞遷移和腫瘤發(fā)生等,其中包括參與HCC的腫瘤進(jìn)展[20]。ADAM9是ADAM家族之一,有研究表明ADAM9在HCC中表達(dá)上調(diào),且與HCC進(jìn)展和預(yù)后不良有關(guān)[21-22]。因此,ADAM9也可能是一種潛在的預(yù)測(cè)免疫療效的生物標(biāo)志物[23]。

二、腫瘤組織外生物標(biāo)志物

(一)外周血中生物標(biāo)志物 腫瘤組織活檢獲取是一個(gè)復(fù)雜、困難及有創(chuàng)的過(guò)程,而血液是一種快速、無(wú)創(chuàng)、可重復(fù)且易于獲取的生物組織標(biāo)本。所以外周血中生物標(biāo)志物的檢測(cè)是一種更簡(jiǎn)易、更快速、更安全、可重復(fù)性更高的方法。

1.外周細(xì)胞因子:有研究通過(guò)酶聯(lián)免疫吸附法(ELISA)測(cè)定不可切除HCC患者在派母單抗治療后的血漿轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β(TGF-β),結(jié)果表明低基線TGF-β與OS和PSF改善相關(guān),基線TGF-β≥200 ng/L的患者mOS和mPSF分別為7個(gè)月和2個(gè)月,而基線TGF-β<200 ng/L患者mOS和mPSF均>25個(gè)月[24]?？梢酝茰y(cè)外周血低水平的TGF-β也許能通過(guò)促進(jìn)HCC中T細(xì)胞的聚集移位來(lái)提高免疫療效。

2.外周免疫細(xì)胞:T細(xì)胞是ICIs的主要靶點(diǎn),外周T細(xì)胞受體(TCR)可作為循環(huán)血液中對(duì)ICIs反應(yīng)的生物標(biāo)志物[25]。CD4+和 CD8+T 細(xì)胞的活化狀態(tài)可以預(yù)測(cè)黑色素瘤患者對(duì)ICIs的反應(yīng)[26]。中性粒細(xì)胞與淋巴細(xì)胞比值的升高與非小細(xì)胞肺癌對(duì)納武利尤單抗治療后 PFS 和 OS 的降低相關(guān)[27]。然而目前缺乏外周免疫細(xì)胞在HCC免疫治療后變化的相關(guān)研究,但免疫細(xì)胞作為免疫過(guò)程直接參與者,為我們指出了未來(lái)研究的方向。

3.循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA):ctDNA攜帶著腫瘤相關(guān)基因全部的突變信息,能更精準(zhǔn)、全面地提示腫瘤負(fù)荷,從而更好地預(yù)測(cè)免疫反應(yīng)[28]。多數(shù)晚期HCC患者的腫瘤為多灶性,活檢樣本難以反映腫瘤全貌,ctDNA恰好能解決這些問(wèn)題。所以如果能解決HCC ctDNA的區(qū)分問(wèn)題,其將會(huì)是一種值得期待的HCC外周血免疫療效預(yù)測(cè)生物標(biāo)志物。

4.甲胎蛋白(AFP):AFP是臨床常用的診斷HCC的血清腫瘤標(biāo)志物,大約70%的HCC患者AFP升高。2019年首次出現(xiàn)有關(guān)AFP與免疫治療療效相關(guān)性的報(bào)道,研究中早期 AFP 反應(yīng)被定義為治療開(kāi)始后 4 周內(nèi)血清 AFP 水平較治療前下降 >20%。高AFP基線患者可能獲得更好的免疫治療療效[29]。所以AFP除了作為傳統(tǒng)的HCC診斷標(biāo)志物,可能也能反映HCC免疫療效,但其機(jī)制需進(jìn)一步研究。

5、可溶性PD-L1(sPDL-1):PD-L1蛋白膜裂解釋放出的可溶性的PD-L1為sPD-L1,在外周血中可檢測(cè)到,具有與PD-1受體結(jié)合的能力[30]。采用ELISA檢測(cè)外周血中的sPD-L1比組織活檢更方便[31]。sPD-L1可能與PD-L1一樣在晚期HCC 中免疫預(yù)測(cè)作用欠佳,其能否作為可靠的HCC外周血免疫生物標(biāo)志物需進(jìn)一步的研究。

(二)腸道微生物群 腸道和肝臟通過(guò)門(mén)靜脈系統(tǒng)相互關(guān)聯(lián),肝臟不僅接受血液中來(lái)自腸道的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì), 也暴露于腸道菌群及其代謝產(chǎn)物[32]。許多研究發(fā)現(xiàn),腸道菌群對(duì)HCC的治療有著重要影響,腸道菌群及其代謝產(chǎn)物可能與HCC免疫治療反應(yīng)有關(guān)[33]。

(三)靶向聯(lián)合免疫治療療效的生物標(biāo)志物 最近對(duì)臨床試驗(yàn)中接受阿替利珠單抗(atezolizumab)聯(lián)合貝伐珠單抗治療的HCC患者進(jìn)行生物標(biāo)志物分析發(fā)現(xiàn),與atezolizumab單藥治療相比,Treg浸潤(rùn)嚴(yán)重的患者從聯(lián)合治療中獲益更大,表明ICIs與抗血管生成藥物聯(lián)用可能有助于克服嚴(yán)重Treg浸潤(rùn)導(dǎo)致的ICIs單藥治療耐藥。

ICIs是目前臨床上治療晚期HCC的重要方法之一,但由于對(duì)ICIs的反應(yīng)取決于腫瘤分子特征、腫瘤微環(huán)境、先天和適應(yīng)性免疫相互作用等復(fù)雜因素,ICIs在不同惡性腫瘤、甚至相同組織學(xué)的腫瘤之間反應(yīng)差異很大,并且大多晚期HCC本身存在腫瘤異質(zhì)性,所以晚期HCC對(duì)ICIs的治療反應(yīng)差異較大,因此其療效的預(yù)測(cè)生物標(biāo)志物顯得尤為重要。

通過(guò)更易于獲取的外周血中生物標(biāo)志物的檢測(cè)來(lái)預(yù)測(cè)ICIs反應(yīng)亦是近年來(lái)的研究熱點(diǎn),例如CtDNA便是其中的重點(diǎn)之一,已在肺癌、乳腺癌等多種實(shí)體瘤中證實(shí)了其免疫預(yù)測(cè)價(jià)值,但在HCC中其主要挑戰(zhàn)是尋找確切的靶點(diǎn)和標(biāo)志物區(qū)分腫瘤ctDNA和正常細(xì)胞游離DNA。sPD-L1由PD-L1裂解釋放,其在HCC免疫預(yù)測(cè)中的實(shí)際價(jià)值如PD-L1一樣所受影響因素較多。此外,在外周血淋巴細(xì)胞和細(xì)胞因子的研究中發(fā)現(xiàn),TGF-β可以通過(guò)驅(qū)逐腫瘤中CD8+T細(xì)胞來(lái)減弱腫瘤對(duì)PD-L1抑制劑的反應(yīng),TGF-β也許能成為HCC的有效外周血免疫預(yù)測(cè)標(biāo)志物。除外周血以外,動(dòng)物研究中腸道菌群及其代謝產(chǎn)物可能與HCC的免疫激活相關(guān),其在人體的預(yù)測(cè)作用有待進(jìn)一步研究。

綜上所述,現(xiàn)有的生物標(biāo)志物對(duì)晚期HCC免疫治療反應(yīng)的預(yù)測(cè)價(jià)值尚未明確。靶免聯(lián)合是HCC治療的重要方向,目前靶免聯(lián)合方案是晚期HCC的一線方案,對(duì)靶免聯(lián)合治療相關(guān)的生物標(biāo)志物的探索甚至更為重要。此外,單個(gè)生物標(biāo)志物并不是預(yù)測(cè)免疫治療反應(yīng)的完美指標(biāo),未來(lái)需要更多的研究來(lái)綜合評(píng)估這些免疫生物標(biāo)志物,甚至建立綜合評(píng)分機(jī)制來(lái)更全面地評(píng)估免疫療效。

利益沖突聲明：所有作者均聲明不存在利益沖突。