智曉玉 李衛(wèi)威 王少偉 汪進良
肺癌,尤其是非小細胞肺癌(non-small cell lung cancer, NSCLC),是腫瘤相關性死亡的最主要原因[1]。在傳統(tǒng)手術治療、鉑類為基礎的化療以及放療快速發(fā)展的背景下,NSCLC的治療效果仍不能達到理想狀態(tài)。目前,以吉非替尼、厄洛替尼、奧希替尼等為代表的表皮生長因子受體酪氨酸激酶抑制劑(epidermal growth factor receptor tyrosine kinase inhibitors, EGFR-TKIs)成為存在EGFR突變NSCLC患者的標準一線治療方案[2],其客觀緩解率可達到70%左右甚至更高,但通常1年左右就會產(chǎn)生耐藥[3]。因此,亟待尋求新的治療方法以應對EGFR突變的NSCLC患者耐藥的發(fā)生。近年來,以程序性死亡受體1(programmed death-1, PD-1)及其配體(programmed death-1 ligand, PD-L1)抑制劑為代表的免疫檢查點抑制劑(immune checkpoint inhibitors, ICIs)在肺癌治療中取得突破性進展,但既往研究[4-7]卻顯示其對EGFR突變患者的治療效果并不理想。這就說明,EGFR突變很可能通過影響腫瘤免疫微環(huán)境,而進一步影響PD-1/PD-L1抑制劑對腫瘤的殺傷效果。PD-L1表達率是評估PD-1/PD-L1抑制劑治療效果的潛在因素,尤其是其高表達的患者可以從相關治療中獲益更多[8]。我們將進一步總結EGFR突變對PD-L1表達影響的基礎及臨床研究,并對其結果存在差異的原因進行簡單探討,希望可以對相關研究及PD-1/PD-L1抑制劑的臨床應用提供有效的建議及指導。
1.1 基礎研究 2014年,Azuma團隊[9]對14種人NSCLC細胞系(PC9、HCC827、NCI-H1975、QG56、1-87、 H1299、H2122、H322、H460、LK2、LK87、H23、A549、H157)進行流式細胞分析技術檢測發(fā)現(xiàn)存在EGFR突變的細胞系PD-L1表達明顯高于EGFR野生型細胞系(P=0.023),且EGFR突變型細胞系HCC827、PC-9、H1975可以檢測到EGFR高水平的磷酸化作用(表1)。為了探索EGFR通路對PD-L1表達的影響,研究者進一步對EGFR突變細胞系HCC827、PC-9應用厄洛替尼處理后發(fā)現(xiàn)其PD-L1表達下調(diào)以及EGFR磷酸化受到抑制,但對EGFR野生型細胞系A549、H1975應用厄洛替尼處理后并未影響其PD-L1的表達及EGFR磷酸化水平。該研究說明,EGFR突變可以導致人NSCLC細胞系PD-L1表達上調(diào)。
表 1 依據(jù)基因突變狀態(tài)和組織病理學分類的肺癌細胞系Tab 1 Lung cancer cell lines classified according to oncogene status and histology
Chen等[10]于2015年對人NSCLC細胞系A549、PC-9、HCC827、H1975、H1993以及Beas-2B細胞系進行的相關研究進行了報道。該研究主要由四部分組成:①研究者通過蛋白質(zhì)印跡法、RT-PCR檢測發(fā)現(xiàn),EGFR突變NSCLC細胞系(PC-9、HCC827、H1975)PD-L1表達水平明顯高于EGFR野生型細胞系(A549、H1993)和Beas-2B細胞系;并進一步應用免疫組織化學染色法及流式細胞分析技術對H1975和A549細胞系PD-L1表達情況進行驗證,結果與之前一致。②研究者使用了EGF去激活EGFR野生型細胞系,研究發(fā)現(xiàn)隨著EGF激活劑量的升高(0 ng/mL-40 ng/mL)Beas-2B細胞系中p-EGFR和PD-L1蛋白表達也逐漸升高;隨后,研究者對該細胞系進行了轉染來促進不同強度的EGFR-19del以及EGFR-L858R表達,發(fā)現(xiàn)同樣可以導致p-EGFR和PD-L1表達水平的升高。③研究者發(fā)現(xiàn)吉非替尼可以逆轉EGF激活導致的p-EGFR以及PD-L1表達上調(diào);可以逆轉Beas-2B-EGFR-L858R 細胞系PD-L1表達上調(diào);可以降低PC-9、HCC827細胞系的PD-L1蛋白表達;吉非替尼不會使H1975細胞系p-EGFR以及PD-L1表達發(fā)生變化,但C0-1686(三代EGFR-TKI)可以使該細胞系PD-L1表達下調(diào)。④研究者進一步研究認為EGFR突變是通過p-ERK 1/2/p-c-jun信號通路而不是p-AKT/p-S6通路影響PD-L1的表達。該研究團隊進一步驗證了Azuma團隊的相關研究,不僅說明了EGFR突變可以導致人NSCLC細胞系PD-L1表達上調(diào),并對EGFR影響PD-L1表達的通路機制進行了簡單探索。
隨后,Lin等[11]通過流式細胞分析技術發(fā)現(xiàn)EGFR突變細胞系(PC-9、HCC827、NCI-H1650)比EGFR野生型細胞系(NCI-H1299、NCI-H460、SPC-A1)PD-L1表達高。同樣,為了確定EGFR的激活可以誘導PD-L1表達,研究者應用了重組人EGF(100 ng/mL)刺激H460細胞系,24 h后在該細胞系中發(fā)現(xiàn)了升高的PD-L1 mRNA及蛋白質(zhì)。充分說明EGFR激活可導致PD-L1表達上調(diào)。研究者進一步對PC-9以及HCC827細胞系進行不同劑量吉非替尼培養(yǎng)48 h后發(fā)現(xiàn),其PD-L1表達水平下調(diào)并且呈劑量依賴型。對嚴重免疫缺陷小鼠移植PC-9細胞系后應用吉非替尼并與溶媒組進行對比,發(fā)現(xiàn)應用吉非替尼的小鼠PD-L1表達低于對照組。相較之前的研究,該研究進一步說明應用EGFR-TKIs可以降低小鼠體內(nèi)PC-9細胞系的PD-L1表達。
Ota研究團隊[12]在2015年通過RT-PCR及流式細胞分析技術對EGFR突變細胞系(HCC827、H1975、PC-9、11-18、H1650)及野生型細胞系(H322、A549、1-87、LK87、H23、H2122、H1437、H1573、H1944、H157、H596、H460、H1299)的PD-L1 mRNA以及PD-L1細胞膜蛋白表達進行檢測。發(fā)現(xiàn)EGFR突變型細胞系PD-L1 mRNA以及細胞膜蛋白表達均高于野生型。并且進一步發(fā)現(xiàn),應用厄洛替尼可以使HCC827細胞系PD-L1 mRNA以及PD-L1細胞膜蛋白表達下調(diào)。
2016年Zhang等[13]同樣采用RT-PCR和蛋白印跡分析技術對NSCLC細胞株EGFR野生型(A549、H1299、SPC-A1)和突變型(PC-9、H1975、HCC827)細胞系進行研究,發(fā)現(xiàn)EGFR突變細胞系PD-L1表達高于野生型。但H1299與PC-9細胞系PD-L1表達相近,考慮與PC-9細胞系TP53缺失有關,并且已有研究[14]證實其與PD-L1表達水平具有相關性,這也就說明共突變的存在可以進一步影響PD-L1的表達水平。同時該研究團隊進一步發(fā)現(xiàn),EGFR突變影響PD-L1表達的通路可能為IL-6/JAK/STAT3。
2019年Guo研究團隊[15]對人NSCLC細胞系H522、H661、HCC827、H1299、HCC2935、H1650、H1792、H1975進行蛋白印跡技術檢測發(fā)現(xiàn),三種EGFR突變細胞系(HCC827、HCC2935、H1975)PD-L1表達水平高于EGFR野生型細胞系(H522、H661、H1792、H1299)。為了進一步探究EGFR突變對PD-L1表達的影響,研究者對H661細胞系進行轉染(e19del、e19del+T790M、L858R、L858R+T790M),發(fā)現(xiàn)經(jīng)轉染的細胞系PD-L1表達高于EGFR野生型細胞系。該研究較其他研究進一步發(fā)現(xiàn)了EGFR突變細胞系較野生型細胞系IκBα及低氧誘導因子-1α(hypoxia inducible factor-1α, HIF-1α)升高。
在進行EGFR突變對PD-L1表達影響的基礎研究過程中,Abdelhamed團隊[16]、Lastwika團隊[17]的研究結果也顯示了EGFR突變可以上調(diào)PD-L1表達,并分別對相關影響通路AKT/STAT3以及AKT/mTOM進行了進一步的簡要探索。
1.2 臨床研究 見表2。Azuma團隊[9]在體外細胞系研究的基礎上進一步對164例NSCLC患者進行PD-L1表達檢測發(fā)現(xiàn),EGFR突變患者PD-L1表達率明顯高于EGFR野生型(P<0.001),且EGFR突變是導致PD-L1表達上調(diào)的獨立因素(OR=25.4, 95%CI: 2.9-47.9, P=0.027)。
D'incecco等[18]對125例晚期NSCLC患者進行PD-L1表達分析,其中包括56例EGFR突變、29例KRAS突變、10例ALK突變、30例EGFR/KRAS/ALK野生型。在進行分析的標本中,有78.4%的標本來自于原發(fā)病灶,13.6%的標本來自于轉移病灶。其中123例標本成功進行了PD-L1表達評估,中位表達水平為75。對29例三陰性患者標本進行評估后發(fā)現(xiàn)中位PD-L1表達水平是20,明顯低于EGFR突變120(P<0.001)、ALK突變115(P=0.02)、KRAS突變55(P=0.06)。在EGFR突變標本中PD-L1陽性率較高,具有統(tǒng)計學差異(P<0.001)。
Tang等[19]研究了170例晚期NSCLC患者的PD-L1過表達率是65.9%(112/170)。其中,99例患者存在EGFR突變。PD-L1過表達在EGFR突變患者與野生型患者中分別占71.9%(64/89)、57.1%(32/56)(P=0.067)。
Song等[20]對385例肺腺癌PD-L1表達情況進行研究。該研究中,腫瘤比例評分(tumor proportion score, TPS)≥5%視為表達陽性。該研究發(fā)現(xiàn)205例EGFR突變患者中,112例(54.6%)PD-L1表達陽性;180例EGFR野生型患者中74例(41.1%)表達陽性(P=0.008)。研究者進一步發(fā)現(xiàn)在385例患者中有24例存在基因突變共表達的情況,且共突變比單基因突變對PD-L1陽性表達的影響更大(P<0.001)。205例EGFR突變患者中包括14例共突變患者,這就說明基因共突變存在也是可能影響研究結果的因素。
Huynh等[21]對261例肺腺癌進行PD-L1表達評估。該研究排除既往進行過新輔助化療的患者。包括54例EGFR突變患者,有5例TPS≥5%,49例TPS<5%。該研究發(fā)現(xiàn),EGFR突變與PD-L1表達呈負相關(P<0.001)。
Ji等[22]對100例原發(fā)性肺腺癌患者標本進行PD-L1表達情況檢測。已排除既往行新輔助化療或有過惡性腫瘤病史的患者。該研究將cut-off值設置為5%。60例EGFR突變患者中,42例PD-L1低表達,18例高表達;EGFR野生型患者中18例低表達,22例高表達。該研究發(fā)現(xiàn)存在EGFR突變的患者PD-L1表達降低(P=0.012)。
Inoue等[23]對654例NSCLC患者進行研究,包括腺癌430例(65.7%)、鱗癌179例(27.4%)、其他45例(6.9%)。其中EGFR突變患者132例(20.2%),PD-L1表達陽性25例(12.4%),陰性107例(23.6%);EGFR野生型522例(79.8%),PD-L1表達陽性176例(87.6%),陰性346例(76.4%)。該研究同樣發(fā)現(xiàn)EGFR突變可以下調(diào)PD-L1表達(P=0.001)。
表 2 已發(fā)表NSCLC患者EGFR 突變狀態(tài)與PD-L1表達相關性的研究匯總Tab 2 Published report that have studied the relationship of EGFR mutation and PD-L1 expression in NSCLC
Dong等[24]對15項研究進行了匯總分析發(fā)現(xiàn)存在EGFR突變的患者PD-L1表達較低(OR=1.79, 95%CI: 1.10-2.93, P=0.02)。為了對該匯總分析結果進行驗證,研究者對腫瘤基因圖譜研究(The Cancer Genome Atlas, TCGA)中的237例肺腺癌患者進行反向蛋白質(zhì)陣列分析(reverse phase protein microarray, RPPA),發(fā)現(xiàn)EGFR突變患者的PD-L1表達蛋白要比EGFR野生型低(P=0.014);并對通過全基因組測序(wholegenome sequencing, WGS)對廣東省肺癌研究所(Guangdong Lung Cancer Institute, GLCI)的mRNA情況進行分析,也顯示EGFR突變患者PD-L1表達低于EGFR野生型患者(P=0.044)。研究者進一步對GLCI 255例NSCLC患者分析發(fā)現(xiàn),EGFR突變和PD-L1表達具有負相關性(P=0.014)。
2017年Takada研究團隊[25]檢測了499例原發(fā)NSCLC患者PD-L1表達情況,并采用了4種不同cut-off值進行評估。這些患者中排除新輔助治療以及既往頭頸部、食道鱗癌患者。EGFR突變在腺癌患者中檢測,其中有效標本為235例,包括112例(47.7%)突變型以及123例野生型(52.3%)。按照1%、5%、10%、50% cut-off值分別進行分類的情況下,EGFR突變肺腺癌患者的PD-L1表達均低于EGFR野生型患者。于2018年,該研究團隊[26]再次對441例原發(fā)肺腺癌PD-L1表達情況進行研究發(fā)現(xiàn),EGFR野生型與PD-L1的陽性表達具有相關性(P<0.000,1)。同時,該研究進一步發(fā)現(xiàn)EGFR不同位點的突變與PD-L1表達無明顯相關性(P=0.599,9),但PD-L1 TPS 5%-49%在EGFR 19del患者中明顯高于EGFR外顯子21 L858R突變(12.2% vs 2.6%)。
Li等[27]分析了21項研究的4,857例患者,1,435例存在EGFR突變的患者中608例(36.7%)存在PD-L1陽性表達;3,422例突變野生型患者中1,456例(44.1%)存在PD-L1陽性表達。PD-L1表達與EGFR野生型存在相關性(OR=0.68, 95%CI: 0.48-0.96, P=0.03)。
近期,Lee等[28]對1,000例手術切除NSCLC患者(腺癌785例,鱗癌188例,21例大細胞神經(jīng)內(nèi)分泌癌,4例類癌,2例小細胞肺癌)PD-L1表達情況進行了研究。在按照<1%、1%-49%、≥50% cut-off值分別進行分類的情況下,發(fā)現(xiàn)肺腺癌中存在EGFR突變患者(424例)的PD-L1表達率明顯低于EGFR野生型患者(P<0.000,1)。
2014年Yang等[29]對163例肺腺癌患者PD-L1表達情況進行研究。PD-L1 TPS≥5%視為表達陽性。結果顯示,PD-L1陽性表達率為39.9%(65/163),但其陽性表達水平與常見的肺腺癌突變基因EGFR(P=0.193)、KRAS(P=0.268)、BRAF(P=0.438)和ALK(P=0.564)均沒有相關性。2016年該團隊又對105例肺鱗癌患者PD-L1表達情況進行研究[30]。同樣,PD-L1 TPS≥5%視為表達陽性。PD-L1陽性表達率為56.2%(59/105),且陽性表達水平與突變基因EGFR(P=0.561)、KRAS(P=0.255)、BRAF(P=0.064)和ALK(N/A)均不具有相關性。
Zhang[31]對143例肺腺癌PD-L1表達情況進行分析。并排除既往行新輔助化療或有過惡性腫瘤病史的患者。76例EGFR突變患者中,37例PD-L1表達陽性,39例表達陰性,差異無統(tǒng)計學意義(P=0.946)。
Cooper研究團隊[32]檢測了678例NSCLC患者PD-L1表達情況。其中包括腺癌276例、鱗癌271例、大細胞癌116例、混合3例、其他病理類型12例。腫瘤細胞TPS顯示≥50%或H-Score≥50考慮為PD-L1高表達。EGFR突變患者兩種分級方法中不同PD-L1表達情況患者的數(shù)量均相同。EGFR野生型且PD-L1 TPS<50%的患者222例(93.7%),PD-L1 TPS≥50%的患者15例(6.3%);EGFR突變型PD-L1 TPS<50%的患者33例(100%),差異無統(tǒng)計學意義(P=0.23)。
Kim[33]、Schmidt[34]、Gainor[35]、Ameratunga[36]等團隊,在相關研究的過程中也發(fā)現(xiàn)NSCLC患者PD-L1表達情況與EGFR基因狀態(tài)無明顯相關性。
在對既往相關研究進一步學習的過程中,我們不難發(fā)現(xiàn),EGFR突變對PD-L1表達相關影響的研究結果存在不一致性,我們總結出以下幾點可能的原因:①大多數(shù)臨床研究為回顧性研究,存在選擇偏倚,且納入患者數(shù)量不同,有些研究納入患者數(shù)量較少。②在這些研究中,患者基線特征的異質(zhì)性也會影響研究的結果,比如患者不同地域的分布、病理分型及分期。有相關研究顯示,亞裔EGFR突變概率要高于非亞裔,在亞洲人群中EGFR突變在NSCLC中占39.6%,在肺腺癌中更是高達50%[37];鱗癌與腺癌基因突變的概率與種類不同[38];PD-L1陽性表達在鱗癌NSCLC中比腺癌更常見[39,40]。③免疫治療領域目前缺乏關于PD-L1標準化測試,許多不同的評分標準與試劑被應用[41]。有研究[42]發(fā)現(xiàn)對同一標本應用不同抗體PD-L1蛋白表達結果不同;另外有研究發(fā)現(xiàn),應用SP142染色的PD-L1表達陽性率低于其他抗體,如:28-8、22C3和SP263[43]。④PD-L1陽性表達的臨界值不同。⑤依據(jù)既往研究傳統(tǒng)化療[44]、抗血管治療[45-47]、EGFR-TKIs[10,11]均會對PD-L1表達有影響,本文提及的臨床研究部分未明確描述進行PD-L1檢測前既往治療情況。
隨著PD-1/PD-L1抑制劑治療NSCLC相關研究的不斷進展,腫瘤突變驅動基因對其治療療效的影響隨之被關注。腫瘤微環(huán)境是腫瘤細胞賴以生存和發(fā)展的復雜環(huán)境,腫瘤細胞PD-L1表達情況與PD-1/PD-L1免疫抑制劑治療效果存在一定相關性。因此,EGFR通路對PD-L1表達的影響也被進一步探索。雖然目前相關研究結果存在差異,但我們期待在未來研究的過程中可以對EGFR突變影響PD-L1表達水平的多條信號通路進行探索,并完成多中心、隨機性、前瞻性的臨床研究。希望在進一步的探索過程中,可以為EGFR突變患者找到提高PD-1/PD-L1抑制劑治療療效的突破點。