郭光然， 張?zhí)m軍

2020年全球新發(fā)肺癌220萬例，在惡性腫瘤中發(fā)病率位居全球第二，而在我國其發(fā)病率和死亡率仍居所有惡性腫瘤的第一位，其中約85%的患者為非小細胞肺癌，嚴重威脅著人們的生命健康[1]。盡管手術(shù)治療、放射治療和化療等各種治療手段日益進步，但非小細胞肺癌患者的5年生存率仍然不佳，早期(ⅠB期)患者僅為68%，Ⅳ期患者甚至低于10%[2]。近年來，免疫治療的興起為非小細胞肺癌的治療帶來了福音。一項涉及713例Ⅲ期非小細胞肺癌患者的臨床研究證實免疫治療能延長患者的總體生存率，免疫治療也被推薦用于部分晚期肺癌患者的一線治療[3]。然而仍有大部分的非小細胞肺癌患者未能從免疫治療中獲益。機體免疫系統(tǒng)負責(zé)監(jiān)控和殺傷腫瘤細胞，為了躲避免疫攻擊，腫瘤細胞常常增強一些關(guān)鍵的免疫抑制蛋白的表達，以程序性死亡分子1(programmed cell death protein 1，PD1)及其配體(programmed cell death protein 1 ligand，PD-L1)最為常見，這些分子能抑制免疫細胞的激活，進而減弱免疫應(yīng)答。免疫治療則是通過上述免疫抑制蛋白的抑制劑來激活免疫效應(yīng)細胞，以達到殺傷腫瘤細胞的目的[4]。而腫瘤浸潤的淋巴細胞則是免疫治療中被激活的主要效應(yīng)細胞[5]?？梢?，深入了解肺癌的免疫微環(huán)境特征是理解非小細胞肺癌腫瘤免疫調(diào)控機制及尋找新的干預(yù)靶點的關(guān)鍵。

1 腫瘤免疫微環(huán)境

非小細胞肺癌的免疫微環(huán)境主要由各類細胞和細胞外基質(zhì)組成。見圖1。細胞包括腫瘤細胞、血管內(nèi)皮細胞、腫瘤相關(guān)的成纖維細胞以及浸潤的免疫細胞，而細胞外基質(zhì)則以膠原蛋白、蛋白聚糖和糖胺聚糖為主要成分[6]。本文重點討論腫瘤微環(huán)境中的免疫細胞。免疫細胞主要分為髓系細胞和淋巴細胞兩大類。髓系細胞主要由腫瘤相關(guān)的巨噬細胞和中性粒細胞構(gòu)成。巨噬細胞包括經(jīng)典活化以促進免疫應(yīng)答抗瘤為主的M1型巨噬細胞和旁路激活促血管生成造成免疫抑制的M2型巨噬細胞[7]。腫瘤中性粒細胞作用較為復(fù)雜，既可增加血管生成以促進腫瘤的生長轉(zhuǎn)移，也可通過分泌抗瘤因子及細胞毒性分子抑制腫瘤進展，但其在非小細胞肺癌中的作用仍有待研究[8]。此外，還可以按功能劃分出一類髓系來源的免疫抑制細胞，該類細胞能抑制T細胞的增殖及細胞因子的分泌，抑制免疫反應(yīng)[9]。目前，髓系來源的免疫抑制細胞主要分為兩種：多核免疫抑制細胞和單核免疫抑制細胞。就相似性而言，多核免疫抑制細胞的形態(tài)和表型特征與中性粒細胞接近，而單核免疫抑制細胞則更接近未成熟的單核細胞。淋巴細胞主要以T細胞為主，這也是免疫治療的主要效應(yīng)細胞。Treg細胞高表達Foxp3，是最主要的免疫抑制T細胞。在小鼠模型中清除Treg細胞能抑制瘤體的生長[10]。細胞毒性的CD8+T細胞在配體激活其表面的細胞受體后能分泌干擾素-γ(interferon-gamma，INF-γ)、腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor，TNF)和顆粒酶B(granzyme B)來殺傷和破壞腫瘤細胞[11]。但Treg細胞和腫瘤細胞則會抑制細胞毒性CD8+T細胞的功能，使其變?yōu)楹慕逿細胞。耗竭T細胞高表達PD1、T細胞膜蛋白3及細胞毒性T淋巴細胞相關(guān)抗原4(cytotoxic T-lymphocyte associated protein 4，CTLA4)，這些蛋白都是免疫治療重點干預(yù)的靶點[12]。淋巴細胞中還有一部分為B細胞。腫瘤中的B細胞能傳遞腫瘤抗原，與預(yù)后呈正相關(guān)，是增強非小細胞肺癌免疫治療效果的一個潛在靶點[13]。

圖1 腫瘤免疫微環(huán)境細胞示意圖

2 非小細胞肺癌的免疫治療

非小細胞肺癌的免疫微環(huán)境與免疫治療息息相關(guān)。2015年CheckMate017研究提示在晚期肺癌患者中，PD-1抑制劑納武單抗(nivolumab)被證明與二線用藥多西他賽相比能使患者獲得更長的生存時間，自此拉開了非小細胞肺癌免疫治療的序幕[14]。隨后，PD-L1抑制劑阿特珠單抗(atezolizumab)也被證實能延長進展期肺癌患者的總體生存率[15]。然而，盡管免疫治療進展迅速，但僅有少部分患者對單藥免疫抑制劑表現(xiàn)出很好的反應(yīng)，聯(lián)合化療藥物有利于進一步擴大免疫治療的適用人群。在作用機制方面，化療聯(lián)合免疫治療能增強T細胞對腫瘤抗原的識別并消除腫瘤免疫微環(huán)境的免疫抑制因子[16]。單用化療僅能使29%的肺癌患者獲得臨床緩解，加用免疫治療后，客觀緩解率能提升至55%。但即使聯(lián)合化療藥物，免疫治療的有效應(yīng)答患者比例也僅能達到63%[17]。免疫抑制劑抵抗是目前免疫治療發(fā)展的最大瓶頸。根據(jù)抵抗的機制和非小細胞肺癌免疫微環(huán)境的特征，可以按腫瘤浸潤淋巴細胞的數(shù)目和PD-L1的表達水平，將患者劃分為四種類型[18]。類型2的患者，有著一定水平的腫瘤浸潤T細胞和PD-L1的表達，最有可能從免疫治療中獲益。類型1和類型4的患者腫瘤浸潤的淋巴細胞有限，主要與腫瘤抗原呈遞受限和免疫細胞互作及遷移受到抑制相關(guān)。類型3的患者雖然有一定數(shù)量的腫瘤浸潤淋巴細胞，但其激活存在缺陷，缺乏腫瘤特異的淋巴細胞[19]。深入了解非小細胞肺癌的免疫微環(huán)境，將其他類型患者的腫瘤免疫微環(huán)境向類型2的微環(huán)境轉(zhuǎn)換是目前提升免疫治療效果的一大方向。

3 基于免疫微環(huán)境的預(yù)測模型

鑒于腫瘤免疫微環(huán)境會影響非小細胞肺癌的進展及治療效果，有很多研究通過分析免疫微環(huán)境基因來預(yù)測患者的臨床預(yù)后。近期有研究者選取了30個免疫相關(guān)的基因構(gòu)建了一個預(yù)測基因集，發(fā)現(xiàn)其與非小細胞肺癌的臨床分期和腫瘤的復(fù)發(fā)密切相關(guān)[20]。也有學(xué)者針對非小細胞肺癌的免疫微環(huán)境特征，計算了一項免疫評分來預(yù)測患者的生存時間[21]。筆者也對非小細胞肺癌患者的免疫微環(huán)境進行了分析，選取了腫瘤組織和癌旁組織差異表達的免疫基因，然后通過單因素Cox回歸分析篩選出預(yù)后相關(guān)的基因，再通過多因素Cox回歸分析構(gòu)建預(yù)后風(fēng)險模型，并據(jù)此計算患者的風(fēng)險評分。風(fēng)險評分對患者生存時間的預(yù)測效率與前面兩項研究相似。在此基礎(chǔ)上，我們還進一步評估了免疫細胞浸潤模式，以尋找與預(yù)后相關(guān)的免疫細胞亞型。我們利用非小細胞肺癌患者微環(huán)境中浸潤的免疫細胞類型進行聚類分析，結(jié)果顯示免疫細胞浸潤類型主要分為兩類：A類患者的腫瘤組織中有更多的記憶B細胞、肥大細胞和活化的樹突狀細胞，而在B類患者的腫瘤組織中發(fā)現(xiàn)更多的Treg細胞、自然殺傷細胞和M0巨噬細胞(具有分化能力的中間巨噬細胞)。A類患者總體生存時間要優(yōu)于B類患者，且A類患者的PD-1表達水平更低(見圖2)[22]。相信更多基于免疫微環(huán)境的研究能為非小細胞肺癌的治療提供新的干預(yù)靶點。

?各細胞類型與評分相關(guān)性；?以免疫細胞浸潤類型分為A、B兩組，B組患者生存期短(?)且PD-1表達水平高(?)

4 結(jié)語

免疫治療的出現(xiàn)為非小細胞肺癌的治療開辟了新的領(lǐng)域。目前臨床上主要以PD-L1的表達和腫瘤突變負荷(tumor mutation burden，TMB)高低為依據(jù)來評估是否進行免疫治療，但這兩個指標都有其局限性。超過半數(shù)高表達PD-L1的肺癌患者未能從免疫治療中獲益[23]，而免疫治療后的總體生存率在TMB高和TMB低的兩組患者間也未見到顯著差異[24]。目前在非小細胞肺癌治療中急需一種能預(yù)測免疫治療效果的標志物[25]。此外，本文提到的免疫抑制劑耐藥現(xiàn)象也是目前免疫治療進展中亟待解決的問題，而這些問題的解決都離不開對腫瘤免疫微環(huán)境的理解。隨著免疫微環(huán)境中各類細胞亞型功能被揭示及調(diào)控網(wǎng)絡(luò)認識的加深，將來肯定會有更多的非小細胞肺癌患者能從免疫治療中獲益。