新輔助放療聯(lián)合免疫治療在局部進(jìn)展期直腸癌中的研究進(jìn)展

王明非，商亮，種微，田鋒，李樂平，靖昌慶

1 山東大學(xué)，山東濟(jì)南 250012；2 山東省立醫(yī)院胃腸外科，山東濟(jì)南 250021；3 山東第一醫(yī)科大學(xué)附屬省立醫(yī)院胃腸外科，山東濟(jì)南 250021

直腸癌是常見的消化道腫瘤之一，其發(fā)病率和病死率在所有惡性腫瘤中分別排名第3 位和第2位［1］。在我國，70%的直腸癌患者確診時已發(fā)展成為局部進(jìn)展期直腸癌（LARC），即腫瘤侵出腸壁肌層及侵入周圍組織或存在區(qū)域淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移且無遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的中低位直腸癌［2］。隨著多學(xué)科綜合治療的不斷成熟，全程新輔助治療（TNT）或新輔助放化療（nCRT）后進(jìn)行全直腸系膜切除術(shù)或等待觀察策略被推薦為LARC 的標(biāo)準(zhǔn)治療模式［3-4］。隨著免疫治療在實體腫瘤中應(yīng)用的研究和臨床試驗不斷展開，免疫檢查點抑制劑（ICIs）在LARC 中，尤其是在微衛(wèi)星高度不穩(wěn)定（MSI-H）或錯配修復(fù)缺陷（dMMR）的患者中取得了較好的療效［5］；但由于MSI-H/dMMR 患者比例較小，大部分微衛(wèi)星穩(wěn)定（MSS）或錯配修復(fù)正常（pMMR）LARC 患者如何在免疫治療中獲益是目前的研究重點［6］。近年來，通過新輔助放療來增敏ICIs 的療效，讓“冷腫瘤”向“熱腫瘤”轉(zhuǎn)變進(jìn)而改善患者預(yù)后的臨床研究取得了突破性的進(jìn)展，但就ICIs 的選擇、放療的劑量分割和放療及ICIs 序貫治療的先后順序等問題未能達(dá)成一致［7］。本文將對新輔助放療聯(lián)合免疫治療在LARC 中的臨床研究進(jìn)行綜述，同時探討放療增敏免疫治療的具體機(jī)制及放療聯(lián)合免疫治療療效預(yù)測的生物標(biāo)志物。

1 新輔助放療聯(lián)合免疫治療在LARC中的臨床應(yīng)用

目前，LARC 相關(guān)放療聯(lián)合免疫治療的臨床研究大多涉及新輔助化療，關(guān)于放療劑量與分割的選擇，免疫治療與放療的先后順序及ICIs 與化療方案的配伍問題，是目前研究中存在爭議的熱點。表1歸納了2023 年在美國臨床試驗注冊庫（clinicaltrials. gov）登記的目前仍在活躍進(jìn)行中的LARC 相關(guān)新輔助放療聯(lián)合免疫治療的臨床試驗。

表1 2023年注冊LARC新輔助放療聯(lián)合免疫治療臨床研究

1.1 放療劑量與分割 與常規(guī)分割、長程放療（LCRT，50.4 Gy，28 次）相比，大分割、短程放療（SCRT，25 Gy，5次）在腫瘤降期、減少遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移和提高患者依從性方面存在顯著優(yōu)勢，但在局部復(fù)發(fā)率方面存在一定風(fēng)險［4，8］。2021年，一項來自意大利的二期臨床研究AVANA，研究探索了卡培他濱+常規(guī)分割LCRT（50.4 Gy，28 次）聯(lián)合阿維魯單抗（PD-L1單抗）在LARC 患者中的治療效果，結(jié)果提示在96例可進(jìn)行病理評估的LARC 患者中，常規(guī)分割長程nCRT 聯(lián)合免疫治療可達(dá)到23.0%的病理完全緩解（pCR）率［9］。另一項由華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院附屬協(xié)和醫(yī)院發(fā)起的二期、單臂臨床試驗研究了先行SCRT（5×5 Gy），再行2周期CAPOX 化療方案聯(lián)合卡瑞利珠單抗（PD-1單抗）治療在LARC患者中的安全性及療效，試驗結(jié)果表明，在接受手術(shù)的27 例患者中，pCR 率達(dá)48.1%［10］。而來自英國在研的二期、開放標(biāo)簽、隨機(jī)對照臨床試驗PRIME-RT 研究中，對照組為先行SCRT（5×5 Gy）+度伐魯單抗（PD-L1單抗），再行6 周期FOLFOX+度伐魯單抗治療；實驗組則為先行卡培他濱聯(lián)合LCRT（2×25 Gy）+度伐魯單抗，再行4 周期FOLFOX+度伐魯單抗治療。研究的主要結(jié)局指標(biāo)為pCR 率或臨床完全緩解（cCR）率［11］。期待該在研的臨床試驗完成時，其結(jié)果的公布能回答關(guān)于LARC 患者新輔助聯(lián)合治療方案中放療的分割與周期選擇的爭議。

1.2 免疫治療聯(lián)合放療的時機(jī) 免疫治療聯(lián)合新輔助放療應(yīng)用的時機(jī)對治療效果至關(guān)重要，當(dāng)前主要分為三種模式：免疫治療誘導(dǎo)后進(jìn)行放（化）療、放療增敏后ICIs鞏固治療、新輔助放療同步免疫治療。2023 年復(fù)旦大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院的一項TORCH 研究納入了62 例腫瘤距肛緣10 cm 的LARC 患者，鞏固組（34 例）先行SCRT，再進(jìn)行6 個療程CAPOX 化療方案聯(lián)合特瑞普利單抗（PD-1 單抗）治療，誘導(dǎo)組（28 例）先行2 個療程上述化療+免疫治療，再行SCRT，最后行后續(xù)4 個療程化療+免疫治療。結(jié)果發(fā)現(xiàn)鞏固組cCR 率為55.9%，顯著高于誘導(dǎo)組的35.7%；而在接受全直腸系膜切除術(shù)手術(shù)的32 例患者中，誘導(dǎo)組pCR 率為69.2%，高于鞏固組的47.4%［12］。這提示放療增敏序貫免疫治療可提高臨床緩解率和器官保留（保肛）機(jī)會，同時也存在一定的局部復(fù)發(fā)風(fēng)險。來自瑞士的二期、單臂臨床試驗PEMREC 研究招募了25 例局灶性直腸癌患者，進(jìn)行SCRT 的同時同步使用了帕博利珠單抗（PD-1 單抗），主要研究終點為腫瘤退縮分級［13］。在另一項多中心、單臂臨床試驗REGINA 研究中則對LARC 患者首先進(jìn)行了2周期納武利尤單抗（PD-1單抗）聯(lián)合瑞戈非尼誘導(dǎo)治療后，行SCRT，后續(xù)再行3 周期免疫聯(lián)合靶向治療，主要結(jié)局指標(biāo)為pCR 率［14］。上述研究的完成將進(jìn)一步闡明新輔助放療和免疫治療的組合次序?qū)ARC患者治療效果的影響。

1.3 手術(shù)時間及輔助治療選擇 對接受新輔助放療聯(lián)合免疫治療的LARC 患者，新輔助治療與全直腸系膜切除術(shù)手術(shù)間隔尚未有定論。目前標(biāo)準(zhǔn)治療方案推薦在完成nCRT后5～12周后進(jìn)行手術(shù)治療以期獲得最大獲益（最高的pCR 率）［3］。但同時最新研究提示，并非所有LARC 患者都適合延遲手術(shù)［15］。大部分新輔助放療聯(lián)合免疫治療的臨床研究在新輔助治療后2～4 周進(jìn)行全直腸系膜切除術(shù)，部分應(yīng)用LCRT 的臨床研究在新輔助治療后8～10周后進(jìn)行手術(shù)治療［9］。在比利時開展的一項二期臨床試驗RIMMUNE 研究，對照組使用常規(guī)nCRT，新輔助治療10周后進(jìn)行手術(shù)治療；實驗組則在nCRT后接受3周期阿替利珠單抗（PD-L1單抗）治療，全部新輔助治療結(jié)束3 周后（以放化療結(jié)束為基準(zhǔn)，同樣約為10 周）進(jìn)行手術(shù)治療［16］。

依據(jù)RAPIDO研究公布的結(jié)果［4］，TNT治療模式因其治療依從性的提高、器官保留的優(yōu)勢，受到越來越多的重視，但TNT 聯(lián)合免疫治療模式在術(shù)后局部復(fù)發(fā)控制方面仍存在爭議。復(fù)旦大學(xué)在研的兩項分別基于MSS（NCT04411537）和MSI-H（NCT04411524）LARC 患者的二期臨床試驗，2 周期PD-1 單抗治療后，行LCRT（50 Gy），再行3 周期PD-1 單抗治療后1～2 周行全直腸系膜切除術(shù)，且術(shù)后進(jìn)行6 周期XELOX 方案輔助化療。期待該研究能進(jìn)一步明確術(shù)后進(jìn)行輔助治療在新輔助放療聯(lián)合免疫治療方案中的必要性和安全性。

目前，依照RAPIDO 研究設(shè)計，大部分在LARC中開展的新輔助放療聯(lián)合免疫治療的臨床研究多采用SCRT 模式，術(shù)前給予大分割，SCRT 擁有等待手術(shù)時間短、患者依從性高及遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移率低等優(yōu)勢，但在腫瘤退縮及器官保留方面仍有缺陷。仍有臨床試驗給予LCRT 模式，給予傳統(tǒng)的長程nCRT 設(shè)計方案，部分研究還在全直腸系膜切除術(shù)術(shù)后補(bǔ)充了輔助化療進(jìn)行鞏固，以期獲得更有效的腫瘤退縮及術(shù)后復(fù)發(fā)控制。LARC 中新輔助治療聯(lián)合免疫治療的療效優(yōu)于單純nCRT 及單純ICIs 治療已得到初步證實，目前在研的臨床試驗已逐漸在設(shè)計階段注重新輔助放療與ICIs的配伍方式及免疫治療具體的使用周期等問題，也希望更合理的聯(lián)合治療模式能夠為LARC患者帶來更好的療效及預(yù)后。

2 新輔助放療聯(lián)合免疫治療LARC的機(jī)制

2.1 免疫浸潤 腫瘤微環(huán)境可通過影響腫瘤細(xì)胞增殖、代謝、侵襲遷移和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移，進(jìn)而在直腸癌的發(fā)生與進(jìn)展中發(fā)揮重要作用。腫瘤微環(huán)境中T 細(xì)胞、B 細(xì)胞、腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞及樹突狀細(xì)胞等免疫細(xì)胞的存在和分布情況稱為免疫浸潤，對nCRT 及免疫治療的療效存在深遠(yuǎn)影響［17-18］。研究發(fā)現(xiàn)，一方面，放療可通過增加腫瘤微環(huán)境中腫瘤相關(guān)抗原、損傷相關(guān)的分子模式等的釋放，促進(jìn)抗原呈遞細(xì)胞，尤其是樹突狀細(xì)胞的活化，引發(fā)炎癥級聯(lián)反應(yīng)，進(jìn)而改善免疫治療療效［18］；同時，直腸癌及癌旁組織中的CD8+T 細(xì)胞浸潤會受放射影響增加，從而易化ICIs的抗腫瘤作用［19］。另一方面，SCRT可能增加腫瘤微環(huán)境中免疫抑制細(xì)胞群，如免疫調(diào)節(jié)T 細(xì)胞、M2 巨噬細(xì)胞和髓源抑制性細(xì)胞的浸潤［17，20］。放療作為一把雙刃劍，如果應(yīng)用得當(dāng)，可發(fā)揮原位腫瘤疫苗的作用，促進(jìn)免疫治療療效，反之則將進(jìn)一步惡化腫瘤微環(huán)境中的免疫抵抗與免疫逃逸環(huán)境。

2.2 遠(yuǎn)隔效應(yīng) 對原發(fā)腫瘤放療的同時，對放射野外的腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生殺傷的效果稱為遠(yuǎn)隔效應(yīng)。放療聯(lián)合免疫治療可增強(qiáng)遠(yuǎn)隔效應(yīng)強(qiáng)度，引起全身抗腫瘤反應(yīng)，對晚期腫瘤及轉(zhuǎn)移瘤的治療意義重大［21］。研究發(fā)現(xiàn)，單純放療極難引發(fā)遠(yuǎn)隔效應(yīng)，且存在劑量依賴，而在免疫激活、免疫抑制、免疫缺陷三種環(huán)境中，放療引發(fā)遠(yuǎn)隔效應(yīng)的難度逐漸增大［22］。這提示抗腫瘤免疫環(huán)境在放療發(fā)揮腫瘤殺傷作用的過程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。電離輻射可通過促進(jìn)遠(yuǎn)端腫瘤微環(huán)境中腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞由免疫抑制的M2 型向免疫促進(jìn)的M1 型轉(zhuǎn)變，清空腫瘤引流淋巴結(jié)中免疫抑制及促腫瘤的細(xì)胞因子，誘導(dǎo)p53信號通路活化，進(jìn)而介導(dǎo)遠(yuǎn)端腫瘤病灶發(fā)生衰老、自噬；還可經(jīng)由腫瘤相關(guān)外泌體將腫瘤相關(guān)抗原傳遞給抗原呈遞細(xì)胞，激活自身免疫系統(tǒng)造成腫瘤殺傷，促進(jìn)遠(yuǎn)隔效應(yīng)的發(fā)生［23］。越來越多的基礎(chǔ)和臨床研究報道了結(jié)直腸癌中的遠(yuǎn)隔效應(yīng)及其誘導(dǎo)條件［24-25］，相信進(jìn)一步的機(jī)制研究將為擴(kuò)大新輔助放療聯(lián)合免疫治療在進(jìn)展期直腸癌中的應(yīng)用范圍提供理論支撐。

2.3 腸道菌群 腸道菌群被稱為人類第二基因組，不僅與腸功能障礙、營養(yǎng)與代謝相關(guān)，同時能夠影響消化道腫瘤，尤其是結(jié)直腸癌的發(fā)生與發(fā)展［26］。此外，腸道菌群及其代謝產(chǎn)物在二級淋巴器官和三級淋巴結(jié)構(gòu)中也發(fā)揮重要作用，可直接或間接影響T細(xì)胞成熟及分化過程［26］。因結(jié)直腸癌與腸道菌群的空間關(guān)系密切，對原發(fā)腫瘤的放療可重塑腸道微生態(tài)，進(jìn)而影響免疫治療效果［27］。有研究表明，腸道菌群及其代謝產(chǎn)物在放療后的改變，可促進(jìn)腫瘤相關(guān)抗原的釋放并增加干擾素γ，以增強(qiáng)免疫微環(huán)境抗腫瘤作用［28］?，F(xiàn)階段探討腸道菌群在放療或免疫治療中作用的相關(guān)研究多集中于某一具體菌屬或特定代謝產(chǎn)物，且對其調(diào)節(jié)多通過抗菌藥物完成。進(jìn)一步探索腸道菌群及其代謝產(chǎn)物參與LARC 發(fā)生發(fā)展過程中的具體機(jī)制，為LARC 新輔助治療提供新的靶點或免疫調(diào)節(jié)劑。

對LARC 的腫瘤免疫微環(huán)境的研究一直是領(lǐng)域內(nèi)的熱點，放療帶來的包括免疫增敏和免疫抵抗在內(nèi)的雙面效應(yīng)，也為進(jìn)一步探索改善免疫治療在LARC 中療效打開了大門。隨著單細(xì)胞測序、空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)及多組學(xué)聯(lián)合分析等技術(shù)的不斷突破，對新輔助放療增強(qiáng)LARC 免疫治療療效內(nèi)在機(jī)制的理解也在不斷豐富和刷新。如何將最新的機(jī)制研究進(jìn)展轉(zhuǎn)化為指導(dǎo)臨床診療實踐及預(yù)測患者預(yù)后的成果，將是未來LARC 中應(yīng)用放療聯(lián)合免疫治療相關(guān)研究的重點。

3 新輔助放療聯(lián)合免疫治療LARC 的療效預(yù)測生物標(biāo)志物

2017 年，MSI-H/dMMR 首次被美國食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）認(rèn)定為單一基因標(biāo)志物，從而批準(zhǔn)帕博利珠單抗用于晚期實體瘤的治療，自此拉開了結(jié)直腸癌免疫治療的序幕［5］。隨著越來越多新輔助放療聯(lián)合免疫治療臨床試驗的結(jié)果公布，數(shù)據(jù)顯示部分病理類型為MSS/pMMR 的LARC 患者在新輔助放療聯(lián)合免疫治療中獲益［9-10，24，29］。除MSI-H/dMMR、PD-1/PD-L1等成熟的標(biāo)志物之外，明確新的生物標(biāo)志物以預(yù)測新輔助治療療效，尋找新的治療靶點逐漸成為研究熱點。

3.1 遺傳學(xué)特征

3.1.1 腫瘤突變負(fù)荷（TMB） 指的是特定基因組區(qū)域內(nèi)體細(xì)胞非同義突變的個數(shù)（mut/Mb），當(dāng)TMB≥10 mut/Mb 時被定義為TMB-H。作為相對獨立的預(yù)測標(biāo)志物，TMB-H 與腫瘤細(xì)胞表面新抗原表達(dá)增加相關(guān)，可易化抗原識別與呈遞，加速免疫系統(tǒng)腫瘤殺傷作用［30］。經(jīng)臨床試驗KEYNOTE-158 研究證實，在部分種類的實體瘤患者中，相較非TMB-H 組，TMB-H 組患者具有更高的客觀緩解率，這也使得TMB成為繼MSI-H/dMMR后第二個泛實體瘤免疫治療預(yù)后預(yù)測生物標(biāo)志物［31］。但TMB在LARC中的檢測不在常規(guī)考慮范圍內(nèi)，TMB 對LARC 的免疫治療效果預(yù)測仍有待進(jìn)一步考證。

3.1.2 共識分子分型（CMS） 于2015 年首次提出，旨在區(qū)分結(jié)直腸癌患者在基因表達(dá)水平的異質(zhì)性，用于指導(dǎo)臨床診治［32］。隨著免疫治療在結(jié)直腸癌領(lǐng)域的不斷開展，CMS 分型對接受免疫治療的LARC 患者預(yù)后的預(yù)測價值不斷凸顯。其中CMS1亞型占患者人群的14%，以MSI-H 及TMB-H 為特征，免疫反應(yīng)處激活狀態(tài)；CMS2 亞型占患者人群的37%，以WNT 及MYC 信號通路激活為特征，上皮細(xì)胞特性降低，腫瘤微環(huán)境以免疫逃逸為主；CMS3 亞型占患者人群的13%，以代謝失調(diào)為特征；CMS4 亞型占患者人群的23%，以轉(zhuǎn)化生長因子-β 活化、細(xì)胞間質(zhì)纖維化及血管生成為特點，免疫反應(yīng)同樣處于抑制狀態(tài)［33］。如何通過新輔助放療或免疫增敏劑實現(xiàn)免疫抑制的CMS 亞型向免疫激活的亞型轉(zhuǎn)變將是未來研究的重點。

3.1.3 基因突變 隨著基因組學(xué)的飛速發(fā)展及大規(guī)模癌癥基因組測序的展開，可精準(zhǔn)預(yù)測LARC 免疫治療療效的基因組標(biāo)志物正不斷涌現(xiàn)。編碼DNA 聚合酶ε（POLE）及DNA 聚合酶δ1（POLD1）的基因突變與TMB-H 相關(guān)，且臨床研究表明POLE/POLD1 突變指示直腸癌患者可從免疫治療中獲益［34］。此外，還有研究表明，ARID1A 突變可作為MSS/pMMR 結(jié)直腸癌患者免疫活躍及可從免疫治療中獲益的基因組標(biāo)志物［35］。

3.2 循環(huán)血生物標(biāo)志物 ①循環(huán)腫瘤細(xì)胞從原發(fā)腫瘤表面脫落進(jìn)入血液、淋巴循環(huán)，進(jìn)而被用于預(yù)測結(jié)直腸癌患者預(yù)后及術(shù)后復(fù)發(fā)風(fēng)險，作為現(xiàn)行血清學(xué)腫瘤標(biāo)志物的補(bǔ)充，液體活檢的特點是便捷且依從性高，但在準(zhǔn)確性方面有待進(jìn)一步提高［36］。②循環(huán)腫瘤DNA 作為進(jìn)入外周循環(huán)血的腫瘤DNA 片段，是液體活檢中最成熟的生物標(biāo)志物，其主要作用包括鑒別ICIs 作用模式，預(yù)測nCRT 及免疫治療療效、預(yù)后，評估腫瘤耐藥性及腫瘤負(fù)荷，早期診斷直腸癌及預(yù)防術(shù)后局部復(fù)發(fā)［37］。③中性粒細(xì)胞淋巴細(xì)胞比值（NLR）和血小板淋巴細(xì)胞比值（PLR）可用于預(yù)測接受nCRT 的LARC 患者預(yù)后，新輔助治療前的高PLR與更差的預(yù)后密切相關(guān)［38］。

3.3 腸道菌群及代謝物 在結(jié)直腸癌中，已證明與抗腫瘤效應(yīng)相關(guān)，可提高ICIs 療效的腸道菌群菌屬包括另枝菌屬、瘤胃球菌屬、乳狀乳球菌屬、真桿菌屬、梭桿菌屬、考拉桿菌屬、擬桿菌屬、副普雷沃氏菌屬和副擬桿菌屬等［39］。此外，腸道菌群代謝物丁酸和部分其他短鏈脂肪酸的衍生，或提示腫瘤增殖、微生物穩(wěn)態(tài)增強(qiáng)和免疫治療抗腫瘤效率下降［28，39］。

雖然隨著nCRT的不斷成熟，TNT概念的逐漸普及和免疫治療的引入，使得LARC 患者的生存和生活質(zhì)量都有了顯著改善，但仍有部分患者無法從現(xiàn)存的治療方案中顯著獲益。對新的療效預(yù)測生物標(biāo)志物的探索，一方面可為患者選擇最適治療方案，另一方面也可為進(jìn)一步的基礎(chǔ)、亞臨床及臨床研究指示方向。

綜上所述，LARC 免疫治療方興未艾，越來越多的研究數(shù)據(jù)提示聯(lián)合新輔助放療能夠讓LARC 患者，尤其是MSS/pMMR 患者獲益。但關(guān)于新輔助放療的劑量、分割，聯(lián)合使用ICIs的周期、應(yīng)用配伍，新輔助治療與全直腸系膜切除術(shù)手術(shù)的間隔，是否行全程新輔助治療等問題，仍有待后續(xù)多中心、大樣本的隨機(jī)對照研究進(jìn)一步證實。同時，隨著放療聯(lián)合ICIs 改善LARC 患者預(yù)后的機(jī)制探索不斷深入，以及除MSI-H/dMMR之外更多新的生物學(xué)標(biāo)志物的涌現(xiàn)，相信新輔助放療聯(lián)合免疫治療應(yīng)用于LARC 的前景可期。

利益沖突聲明所有作者聲明不存在利益沖突

作者貢獻(xiàn)聲明王明非：論文撰寫；種微：論文修訂；田鋒：論文最終版本修訂；商亮：論文審核；李樂平：提出研究方向；靖昌慶：設(shè)計論文框架、研究指導(dǎo)監(jiān)督