韓孫亞 郭 勇
肺癌在我國惡性腫瘤中的發(fā)病率及死亡率均居于首位。對于晚期肺癌患者,以往我們采取同步放化療方案,對于驅(qū)動基因陽性的患者可使用靶向治療作為一線治療方案,但存在臨床獲益不理想、不良反應(yīng)較大及產(chǎn)生耐藥等不足。近年來,隨著免疫檢查點抑制劑的研究深入,免疫治療已被廣泛應(yīng)用于臨床。然而,仍有患者在使用免疫治療后無應(yīng)答(原發(fā)性耐藥)或治療后疾病進展(獲得性耐藥)。研究發(fā)現(xiàn),這與干擾素信號通路的抑制[1]、Wnt/β-catenin 通路的激活[2]、PTEN 基因缺失[3]、腫瘤微環(huán)境中腫瘤浸潤淋巴細胞(Tumor infiltrating lymphocyte,TIL)浸潤減少[4]、骨髓來源的抑制性細胞(Myeloid de-rived suppressor cells,MDSCs)的存在及抗原的表達異常[5]等機制密切相關(guān)。對于耐藥后的治療,可采取聯(lián)合治療方案,如帕博麗珠單抗聯(lián)合化療、德瓦魯單抗作為放化療后的鞏固治療、納武單抗聯(lián)合伊匹單抗治療等,也可采取聯(lián)合PAK4 抑制劑、再挑戰(zhàn)免疫治療及回輸TILs等治療方案。本文將從肺癌免疫治療的耐藥機制及應(yīng)對策略進行綜述。
1.1 絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)信號通路 通過MAPK 途徑的致癌信號轉(zhuǎn)導(dǎo)會導(dǎo)致血管內(nèi)皮生長因子和白細胞介素-8 以及其他分泌性蛋白的產(chǎn)生,這些蛋白對T 細胞募集和功能發(fā)揮具有抑制作用,可導(dǎo)致免疫原發(fā)性耐藥。
1.2 Wnt/β-catenin 信號通路 Wnt/β-catenin 信號通路激活可導(dǎo)致T 細胞排斥,并對免疫檢查點抑制劑耐藥。Trujillo 等[2]研究兩位轉(zhuǎn)移性黑色素瘤患者,他們最初使用抗CTLA-4+抗PD-1 治療有效,但隨后出現(xiàn)了新發(fā)轉(zhuǎn)移,一例轉(zhuǎn)移腫瘤有新的β-catenin表達,另一例基因組測序顯示獲得性PTEN 缺失,這兩個病例都與缺乏T 細胞浸潤有關(guān)。
1.3 干擾素(Interferon-γ,IFN-γ)信號通路 IFN 抑制腫瘤的方式有:直接作用于腫瘤細胞,包括抑制其增殖,增加主要組織相容性復(fù)合體(major histocompatibility complex,MHC)表達及抗原遞呈,從而提高抗原性和細胞死亡;增強腫瘤浸潤免疫細胞的功能;抑制調(diào)節(jié)性T 細胞(4egulatory cells,tregs)的功能;調(diào)節(jié)基質(zhì)細胞功能來改變代謝及抑制血管生成[6]。IFN 介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活的主要方式是JAK-STAT 通路。Morimoto 等[1]發(fā)現(xiàn),IFN 高表達增加PD-L1 表達,這一現(xiàn)象完全依賴于JAK 信號分子。JAK1 的缺失會降低腫瘤細胞中的JAK 信號傳導(dǎo),導(dǎo)致腫瘤對T 細胞效應(yīng)分子干擾素的抵抗及PD-L1表達,并通過破壞抗原提呈抑制T 細胞的活化,這是抗PD-1 治療的原發(fā)性耐藥機制之一。這些發(fā)現(xiàn)確定了JAK1 為一潛在治療靶點[7]。Zaretsky 等[8]分析了4 位黑色素瘤轉(zhuǎn)移患者,發(fā)現(xiàn)其中2 位有JAK1 和JAK2 的突變。
1.4 PI3K 信號通路 PTEN 基因是一種抑癌基因,其介導(dǎo)PI3K/PKB 信號通路的負性調(diào)節(jié),抑制細胞增殖和促進細胞凋亡。Cabrita 等[3]研究證實,PTEN 基因在腫瘤中經(jīng)常發(fā)生突變,這促進了免疫逃避,突出表現(xiàn)為T 細胞浸潤頻率的降低。與T 細胞炎性浸潤腫瘤相比,非T 細胞炎性浸潤腫瘤中PTEN 發(fā)生缺失和突變的頻率更高,PTEN 缺失或突變可能歸因于TIL 減少[7]。
2.1 腫瘤浸潤淋巴細胞 研究發(fā)現(xiàn),在PD-1/PDL1 抑制劑治療轉(zhuǎn)移性黑色素瘤的研究中,CD8+T 細胞的存在是腫瘤縮小的先決條件[9]。Th1 型趨化因子CXCL9、CXCL10 表觀遺傳學(xué)沉默可抑制T 細胞遷移至腫瘤,從而減少腫瘤微環(huán)境中CD8+T 細胞浸潤,降低免疫治療的作用。
2.2 調(diào)節(jié)性T 細胞 腫瘤環(huán)境中氧化應(yīng)激誘導(dǎo)的Treg 凋亡釋放腺苷可誘導(dǎo)免疫檢查點抑制劑耐藥。研究已知,Treg 是轉(zhuǎn)化生長因子-β(transforming growth factor,TGF-β)主要來源,PD-1 抑制劑可能通過激活Tregs 來增強TGF-β 的活性,TGF-β 可能通過抑制T 細胞浸潤來重編程TME 導(dǎo)致耐藥[10]。
2.3 MDSCs MDSCs 已成為免疫應(yīng)答的主要調(diào)節(jié)因子,它可抑制T 細胞和NK 細胞活性,以促進腫瘤生長,并可使腫瘤細胞逃避機體的免疫監(jiān)視,導(dǎo)致免疫耐藥[4]。Theivanthiran 等[11]發(fā)現(xiàn),CD8+T 細胞對PD-1 抑制劑激活反應(yīng)誘導(dǎo)了PDL1/NOD-、LRR 和pyrin domain-containing 蛋白3(PD-L1/NLRP3)的炎性信號級聯(lián),最終導(dǎo)致MDSCs 進入腫瘤組織,從而抑制抗腫瘤免疫反應(yīng)。
2.4 腫瘤相關(guān)巨噬細胞(Tumor-associated macrophage,TAM)Muraoka 等[12]在小鼠模型實驗中發(fā)現(xiàn),耐藥腫瘤中TAMs 不活躍,不發(fā)揮抗原呈遞活性。調(diào)控TAM 功能將是提高免疫耐藥治療效果的有效途徑。
2.5 免疫代謝 在腫瘤微環(huán)境和宿主水平上,免疫代謝起著重要作用。在細胞水平上,細胞外腺苷濃度的增加、色氨酸的消耗和PI3K/Akt 通路的不可控激活,導(dǎo)致了免疫耐受的腫瘤微環(huán)境,從而降低了對免疫檢查點抑制劑的反應(yīng)[13]。
3.1 腫瘤抗原表達 由于腫瘤抗原表達的喪失而缺乏T 細胞應(yīng)答,在抗PD-1 治療無效患者的腫瘤細胞中發(fā)現(xiàn)一組富集的基因,這些基因的特性被稱為先天性抗PD-1 免疫治療耐藥[13]。
3.2 新抗原的丟失 Anagnostou 等[14]在研究了非小細胞肺癌患者獲得性耐藥期間腫瘤新抗原的演變后發(fā)現(xiàn),在耐藥克隆中7~18 個假設(shè)的突變相關(guān)新抗原發(fā)生了丟失。被消除的新抗原產(chǎn)生的肽在自體T 細胞培養(yǎng)中引發(fā)了克隆T 細胞的擴增,表明它們能產(chǎn)生免疫應(yīng)答。因此,擴大新抗原反應(yīng)的廣度可能減緩獲得性耐藥的發(fā)展。
3.3 β2 微球蛋白(β2-microglobulin,β2M)缺失Gettinger 等[15]收集了14 個免疫檢查點抑制劑耐藥的肺癌樣本,在一個病例中發(fā)現(xiàn),β2M 純合性缺失可導(dǎo)致細胞表面HLA I 類的表達缺失;在另外兩個人源腫瘤異體移植模型中也發(fā)現(xiàn)了β2M 的下調(diào)。在免疫力強的肺癌小鼠模型中,使用CRISPR 基因編輯技術(shù),敲除β2M 可導(dǎo)致其對PD-1 抑制劑耐藥,證明了其在免疫檢查點抑制劑耐藥中的作用。綜上表明,HLA I 類APM 缺陷可導(dǎo)致肺癌中免疫檢查點抑制劑耐藥。Hugo 等[5]分析了4 位黑色素瘤轉(zhuǎn)移患者,其中1 位抗原呈遞蛋白—β2M 突變,這導(dǎo)致MHC I 的表達缺失,影響抗原呈遞,從而導(dǎo)致耐藥。
3.4 表觀遺傳修飾 癌細胞中DNA 的表觀遺傳修飾可能會導(dǎo)致免疫相關(guān)基因的表達發(fā)生變化,從而影響抗原的加工、呈遞和免疫逃逸。
4.1 聯(lián)合治療
4.1.1 免疫聯(lián)合放療 免疫聯(lián)合放療可以提高腫瘤對免疫治療的反應(yīng)來擴大其臨床應(yīng)用,包括樹突狀細胞對CD8+T 細胞的抗原交叉呈現(xiàn)增加,MHC I 受體上調(diào)和細胞表面分子表達上調(diào)。PEMBO-RT 是一項針對晚期NSCLC 的Ⅱ期研究,其研究結(jié)果顯示,帕博麗珠單抗聯(lián)合立體定向放射治療對比單藥的客觀緩解率(ORR)提升一倍(36%vs18%)[16]。
4.1.2 免疫聯(lián)合化療 KEYNOTE-021 研究結(jié)果顯示,帕博麗珠單抗聯(lián)合培美曲塞加卡鉑化療組ORR為55%(33/60),而單純化療組為29%(18/63)。KEYNOTE-189 研究更新數(shù)據(jù):帕博利珠單抗聯(lián)合培美曲塞鉑類一線治療晚期非鱗NSCLC,OS 和PFS 均得到顯著改善,且安全性和耐受性均可控制[17]。
IMpower130 是一項多中心、隨機、開放標簽的IⅡ期臨床研究,其結(jié)果顯示,阿特珠單抗聯(lián)合化療組vs 化療組的中位總生存期(OS)[為18.6 個月vs13.9個月,中位PFS 為7 個月vs5.5 個月,均有顯著臨床獲益[18]。
4.1.3 免疫聯(lián)合放化療 PACIFIC 研究顯示,在Ⅲ期NSCLC 患者放化療后應(yīng)用德瓦魯單抗(Durvalumab),對比安慰劑可以顯著延長患者無進展生存期(PFS)及OS19]。德瓦魯單抗vs 安慰劑的中位PFS 為16.8 個月vs5.6 個月,有顯著臨床效果。德瓦魯單抗24 個月的總生存率為66.3%,安慰劑組為55.3%。36個月總生存率為57%,安慰劑組為43.5%。
4.1.4 免疫聯(lián)合靶向+化療 在隨機Ⅲ期IMpower150 研究中,阿特珠單抗+貝伐珠單抗+化療組對比貝伐珠單抗+化療組延長了一線非鱗NSCLC 患者的PFS 和OS,包括EGFR 突變和ALK 易位人群,這可能是經(jīng)TKIs 治療耐藥的潛在有效療法[20]。
4.1.5 免疫聯(lián)合免疫 CheckMate 012 臨床研究表明,納武利尤單抗聯(lián)合伊匹單抗一線治療晚期NSCLC 具有良好的臨床獲益,且安全性較好、耐受性佳[21]。同時,該研究發(fā)現(xiàn),高PD-L1 表達的患者更能從聯(lián)合治療中獲益。
T 細胞免疫球蛋白-3(TIM-3)是一種負調(diào)控的免疫檢查點,會抑制T 細胞活性,研究表明,TIM-3過表達與抗PD-1/PD-L1 治療后的PFS 縮短顯著相關(guān)[22]。Limagne 等[23]研究發(fā)現(xiàn),TIM-3 與抗PD-1 原發(fā)性或獲得性耐藥有關(guān)。淋巴細胞活化基因-3(LAG-3)也是一種負向調(diào)控分子,可以抑制免疫反應(yīng),促進免疫逃逸。雙重阻斷LAG-3 和PD-1 通過增強CD8+T 細胞和降低TME 中的Tregs,協(xié)同增強抗腫瘤免疫和抑制腫瘤生長。此外,有研究表明,TIM-3、PD-1 和LAG-3 三聯(lián)阻斷的抗腫瘤效果遠大于任何兩種抗體[24]。
4.2 回輸TIL 治療 回輸TIL 療法的流程及原理是從患者體內(nèi)獲取腫瘤組織,分離出TIL,并在體外擴增和激活,再回輸?shù)襟w內(nèi)以更大效力地殺傷腫瘤細胞。美國莫菲特癌癥中心開展的一項I 期臨床試驗,納入20 名晚期NSCLC 免疫耐藥且疾病進展的患者,16 名患者接受治療,其中12 名患者可達到25%的最佳ORR,其中2 名患者達到持久的完全緩解[25]。
4.3 再挑戰(zhàn)免疫治療 一項回顧性研究顯示,納武利尤單抗耐藥后暫停服藥一段時間,再繼續(xù)服用的患者中位生存期為15.0 個月,而經(jīng)過化療后再次使用納武利尤單抗的患者中位總生存期可達18.4 個月[26]。并且,再挑戰(zhàn)療效與初次療效相關(guān),初次療效越好,再挑戰(zhàn)療效也越好。
4.4 亨廷頓相互作用蛋白1 相關(guān)(HIP1R)降解PDL1 HIP1R 蛋白可靶向作用于PD-L1 對其進行溶酶體降解,腫瘤細胞中HIP1R 的缺失導(dǎo)致PD-L1 的積累,抑制T 細胞介導(dǎo)的細胞毒性。利用PD-L1 溶酶體降解的分子機制,HIP1R 可作為重要的抗癌靶點從內(nèi)部降解PD-L1[27]。
4.5 聯(lián)合P21 活化蛋白激酶4(PAK4)抑制劑 有研究發(fā)現(xiàn),在小鼠模型中,PAK4 基因缺失增加了T細胞浸潤,此外,與單獨使用抗PD-1 相比,抗PD-1與PAK4 抑制劑(KPT-9274)聯(lián)合使用可提高抗腫瘤反應(yīng)[28]。
4.6 腺苷2a 受體(Adenosine2a,A2a)拮抗劑 腺苷信號是調(diào)節(jié)腫瘤免疫的重要代謝途徑。腺苷信號通過免疫細胞上表達的A2a 受體減弱炎癥組織的免疫反應(yīng)。研究表明,結(jié)合低氧-CD39-CD73-A2aR 抑制劑的免疫治療策略有希望改善癌癥患者的臨床效果[29]。2020 年美國癌癥研究協(xié)會年會發(fā)布最新研究顯示,新型A2aR 拮抗劑——EOS-850 在克服免疫耐藥方面有巨大潛力。
4.7 聯(lián)合靶向DNA 損傷修復(fù)基因(DNA damage repair gene,DDR)DDR 的改變與腫瘤浸潤淋巴細胞增多、基因組不穩(wěn)定性增高和腫瘤突變負荷增高有關(guān)。有研究表明,在免疫療效方面,DDR+組vsDDR-組:ORR(31.1%vs19.1%,P=0.03)、平均PFS(4.3vs2.6 個月,P=0.02)和總生存期OS(16.3vs9.8 個月,P=0.009)[30]。DDR 改變在晚期非小細胞肺癌中高頻發(fā)生,且具有更高的TMB,以及更好的免疫療效。
免疫檢查點抑制劑治療為延長患者生命帶來巨大益處,但耐藥問題不可避免。免疫治療的耐藥機制正在不斷深入探究,并且針對耐藥機制的許多臨床試驗正在如火如荼地進行,以期應(yīng)用于臨床,擴大獲益人群,提高免疫療效,造福晚期肺癌患者,這對于腫瘤個體化精準治療亦具有重要意義,但腫瘤標志物的檢測、耐藥機制的探索、治療方案的選擇等仍需更多的基礎(chǔ)研究及臨床試驗。