馬新平綜述;韓雙印審閱(鄭州大學人民醫(yī)院 消化內(nèi)科,河南 鄭州 450000)
消化系統(tǒng)惡性腫瘤主要包括食管癌、胃癌、結(jié)直腸癌(colorectal cancer,CRC)、胰腺癌、肝細胞癌(hepatocellular carcinoma,HCC)和膽道癌等,是世界范圍內(nèi)最常見的癌癥死亡原因[1]。2020年,全球有近600萬例消化系統(tǒng)新發(fā)惡性腫瘤[2]。雖然腫瘤治療方法有較大提高,消化系統(tǒng)惡性腫瘤致死率仍居高不下,其中CRC、胃癌、HCC、食管癌分別位于癌癥相關(guān)性死亡的第二位、第三位、第五位、第六位[3-6]。因此,尋找有效的腫瘤治療手段急不可待。隨著癌癥基因組圖譜、腫瘤免疫理論和生物學技術(shù)的進步,腫瘤免疫治療取得了突飛猛進的發(fā)展,為消化系統(tǒng)惡性腫瘤的治療帶來了新的曙光。本文綜述近年來消化系統(tǒng)惡性腫瘤免疫治療的現(xiàn)狀,熟知正在進行的臨床試驗、安全性、存在問題及其應對策略等,對提高腫瘤臨床治療的效果具有重要意義。
近年來,腫瘤免疫經(jīng)歷了從免疫監(jiān)視假說到免疫編輯理論的跨越。不斷增多的證據(jù)表明,免疫系統(tǒng)發(fā)揮著“雙刃劍”作用,在監(jiān)視和抑制腫瘤細胞的同時,也會重塑其免疫表型而利于腫瘤進展。腫瘤免疫編輯是固有免疫和適應性免疫系統(tǒng)控制腫瘤生長和塑造腫瘤免疫原性的過程,包括三個階段:清除、平衡和逃逸。清除階段:固有和適應性免疫系統(tǒng)識別、破壞新形成的腫瘤細胞的過程;平衡階段:腫瘤細胞塑造免疫原性與機體防止腫瘤生長之間的平衡狀態(tài),腫瘤細胞避免外來抗原的表達,主要組織相容性復合體(MHC)做出了定向選擇;逃逸階段:變異的腫瘤細胞逃避免疫系統(tǒng)的清除和/或招募調(diào)節(jié)細胞來自我保護,腫瘤細胞逐漸增殖為可見的腫瘤[7]。免疫編輯理論不僅闡明了腫瘤發(fā)生與發(fā)展的機制,也為腫瘤免疫治療提供了理論基礎(chǔ)。免疫編輯的相關(guān)分子和細胞在黑色素瘤、腎癌、肺癌、胃癌和CRC 等眾多實體瘤中得到了深入研究,免疫檢查點的發(fā)現(xiàn)和抑制劑的應用也是腫瘤免疫的重要進展之一。
免疫檢查點分子通過上調(diào)共刺激分子或下調(diào)免疫監(jiān)視來調(diào)控T細胞對抗原的反應[8-9],這一過程中涉及不同的免疫檢查點分子。細胞毒性T 淋巴細胞抗原4(CTLA4)和程序性死亡蛋白-1(PD-1)均為T 細胞表達的抑制性受體,這些受體激活后出現(xiàn)在T細胞表面,傳遞免疫抑制信號。PD-1 是T 細胞的負調(diào)控因子,當與PD-1 配體1(PD-L1)和PD-L2 結(jié)合后,限制T 細胞活化。在腫瘤組織中,腫瘤細胞表面的PD-L1與T細胞的PD-1分子結(jié)合,傳遞抑制信號,啟動T 細胞的程序性死亡,使腫瘤細胞獲得逃逸[9]。免疫檢查點抑制劑(immune checkpoint inhibitor,ICI)是針對相應的免疫檢查點研發(fā)的單抗類藥物,主要作用為阻斷表達免疫檢查點的腫瘤細胞與免疫細胞之間的作用,從而解除腫瘤細胞的免疫抑制作用,使免疫細胞重新獲得追殺腫瘤細胞的能力。胰腺癌、CRC和胃癌等腫瘤中PD-L1表達上調(diào),為ICI治療提供了分子基礎(chǔ)[10]。
由于消化系統(tǒng)惡性腫瘤明顯的異質(zhì)性,傳統(tǒng)的組織病理學分型與晚期惡性腫瘤患者預后相關(guān)性差,對免疫療法的臨床指導意義有限。近年來,功能基因組學(全基因組和全外顯子組測序)、比較基因組雜交、全基因組DNA 甲基化作圖以及基因轉(zhuǎn)錄表達譜分析等技術(shù)發(fā)展迅速,促進了消化系統(tǒng)惡性腫瘤的分子分型的發(fā)展,為免疫治療方式的選擇提供了依據(jù)[11]。
胃癌分子分型發(fā)展較為全面,其中癌癥基因圖譜(TCGA)分型:EB病毒(Epstein-Barr virus,EBV)陽性型、微衛(wèi)星不穩(wěn)定型(microsatellite instability,MSI)、基因組穩(wěn)定型(genomic stability,GS)、染色體不穩(wěn)定型(chromosomal instability,CIN)。研究結(jié)果[12]顯示,EBV相關(guān)抗原以及MSI導致的高頻腫瘤突變抗原均有望成為胃癌免疫治療的理想靶點,因此MSI型胃癌和EBV陽性胃癌患者均有望成為免疫治療的潛在獲益人群。EBV陽性胃癌患者在9p24.1處有擴增,導致PD-L1和PD-L2的升高,提示PD-1軸阻滯在這些患者的治療中具有潛在的作用。早在被美國食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)批準應用于胃癌之前,PD-1 單抗已被批準用于多種實體瘤MSI 亞型的治療[13]。
CRC 有TCGA 分型、共識分子分型兩種分型系統(tǒng)。在基因組水平上分為MSI 型(15%)、CIN 型(85%)。有研究結(jié)果[14]顯示,MSI型CRC對免疫治療的受益更多,而占據(jù)絕大部分的CIN 型CRC 免疫原性差,免疫療法效果不佳。
消化系統(tǒng)其他惡性腫瘤的分子分型進展緩慢,尚未形成分子診斷系統(tǒng)。肝癌依據(jù)HBV 拷貝數(shù)、TP53基因突變、Wnt信號通路激活分為G1-G6亞型,反映了肝癌的基本分子特征[15-16];樊嘉院士團隊[17]依據(jù)TCGA等多維度組學,將HBV相關(guān)HCC分子亞型分為代謝驅(qū)動型、微環(huán)境失調(diào)型和增殖驅(qū)動型,為HCC 的分子診斷、精準治療和預后分析提供了新的思路和策略。胰腺癌根據(jù)DNA 錯配修復(mismatch repair,MMR)基因分為DNA 錯配修復缺陷型(dMMR)和完整型(pMMR),前者對免疫療法的敏感性較好,而后者對免疫療法的應答不佳[18]。
腫瘤疫苗通過激發(fā)特異性免疫功能來攻擊腫瘤細胞,克服腫瘤產(chǎn)物所引起的免疫抑制狀態(tài),增強腫瘤相關(guān)抗原(tumor-associated antigen,TAA)的免疫原性,提高自身免疫力來消滅腫瘤。腫瘤疫苗包括腫瘤細胞、DC、多肽/蛋白和病毒/DNA 疫苗等類型[19]。人表皮生長因子受體2(HER2)、血管內(nèi)皮生長因子受體(VEGF)、癌胚抗原(CEA)、黏蛋白1(MUC1)和磷脂酰肌醇-3-激酶(PI3K)和胃泌素受體在幾種胃腸腫瘤中高表達,針對這些抗原設(shè)計的疫苗已經(jīng)單獨或用病毒載體和DC進行了臨床試驗,在消化系統(tǒng)惡性腫瘤患者中觀察到了一定的生存獲益[20]。
多肽疫苗在消化系統(tǒng)惡性腫瘤的多項臨床試驗中都展現(xiàn)出可喜的效果。HER2 肽疫苗干預9 例HER2 陽性進展期或復發(fā)胃癌的Ⅰ期臨床研究的結(jié)果顯示,部分患者出現(xiàn)了特異性T 細胞反應[5,20]。在HLA-A24 限制性血管內(nèi)皮生長因子受體1(VEGFR1)-1084和VEGFR2-169肽結(jié)合S1和順鉑化療的研究中,大部分(82%)患者出現(xiàn)VEGFR1特異性細胞毒性T 淋巴細胞反應,12 例(55%)出現(xiàn)部分反應,10例在治療2個周期后病情穩(wěn)定,顯示出VEGFR特異性T細胞反應的患者總生存期(OS)和無進展生存期(PFS)顯著高于對照組,表明腫瘤疫苗與標準化療相結(jié)合的潛在價值,是治療晚期胃癌很有前途的策略[21-22]。直接靶向TAA 或腫瘤特異性抗原(如MUC1、CEA 和Ras)的多肽類疫苗正在CRC 的臨床試驗中進行驗證[23]。
DC 疫苗也被證實可為患者帶來生存獲益。DC經(jīng)自體腫瘤細胞激活或通過編碼MUC1和CEA的痘病毒修飾后,均可延長轉(zhuǎn)移性CRC 患者的存活時間[24]。在一項Ⅱ期臨床試驗中,研究者[25]利用HCC細胞裂解產(chǎn)物刺激成熟DC 治療晚期HCC,其中12.7%患者血清甲胎蛋白(AFP)水平明顯下降和/或腫瘤縮小,未出現(xiàn)明顯不良反應。疫苗的聯(lián)合治療研究在胰腺癌與膽管癌中研究較多。胰腺癌疫苗與抗CTLA4 單抗伊匹單抗結(jié)合治療晚期胰腺癌患者,結(jié)果顯示部分患者OS延長[26],整體療效較單藥更佳,值得進一步探索。
過繼細胞免疫療法歷經(jīng)40 年的風雨歷程,輸注細胞類型從過去的細胞因子誘導的殺傷(CIK)細胞、自然殺傷(NK)細胞、腫瘤浸潤淋巴細胞(TIL)到如今的嵌合抗原受體修飾T(CAR-T)細胞,飛速發(fā)展的技術(shù)為攻克腫瘤帶來了機遇。殺傷活性強、靶向性高以及生命力持久的CAR-T 細胞,使過繼細胞免疫療法在消化系統(tǒng)惡性腫瘤的治療中嶄露頭角,為腫瘤免疫治療注入了新的生命力。
CIK 細胞聯(lián)合輔助化療對胃癌患者的預后較單藥化療有更好的影響。一項自體CIK 細胞聯(lián)合奧沙利鉑治療的167 例胃癌術(shù)后患者的Ⅱ期試驗結(jié)果顯示,患者5年OS率與PFS均較單藥化療高,提示CIK免疫療法在胃癌治療中的潛力[27]。CIK 細胞治療胃癌的Meta 分析結(jié)果[28]表明,與常規(guī)化療相比,CIK 細胞療法顯著提高了胃癌患者的5 年OS 率,從而支持CIK 細胞治療大規(guī)模臨床試驗的開展。在一項韓國進行的Ⅲ期臨床試驗[29]中,將230例手術(shù)、射頻消融、瘤內(nèi)乙醇注射患者隨機分為觀察組和CIK 細胞治療組,結(jié)果顯示CIK 細胞治療使HCC 患者中位PFS 從30個月延長至44個月,且未發(fā)現(xiàn)嚴重不良反應,結(jié)果提示CIK細胞輸注可改善肝癌患者的預后。
由于無MHC 限制和不依賴抗體,NK 細胞用于腫瘤免疫治療受到國內(nèi)外學者的青睞,眾多研究結(jié)果[30-31]顯示了NK細胞在腫瘤部位的特異性歸巢和腫瘤的顯著縮小。NKG2D 是一種工程化的NK 細胞,在體外和小鼠體內(nèi)實驗都顯示出良好的腫瘤殺傷作用,臨床試驗結(jié)果也顯示出患者的受益[32]。LIN 等[30]經(jīng)皮冷凍消融聯(lián)合NK 細胞治療可顯著延長晚期HCC 患者的PFS(消融聯(lián)合NK 治療vs單純消融:9.1個月vs7.6 個月)。為提高NK 細胞免疫療法的特異性和殺傷效率,DAHER 等[31]對NK 細胞進行基因修飾(如CAR-NK 細胞),CAR-NK 細胞因其較短的壽命降低了自身免疫和細胞轉(zhuǎn)化的風險,而其釋放的IFN-γ 和粒細胞-巨噬細胞集落刺激因子等細胞因子較CAR-T細胞治療相對安全。在一項CAR-NK 細胞干預轉(zhuǎn)移性CRC 的臨床試驗[32]中,觀察到接受CAR-NK 細胞腹腔輸注治療的3 例患者腹水生成以及腫瘤細胞數(shù)量顯著減少,顯示出CAR-NK 細胞治療轉(zhuǎn)移性CRC的潛力。
CAR-T 細胞療法是近年快速發(fā)展的基因修飾T細胞治療技術(shù)。CAR 是由單鏈抗體、共刺激分子、T細胞活化基序組成的人工嵌合受體,將抗體的靶向性和T細胞的殺傷活性融為一體。CAR通過基因轉(zhuǎn)導修飾T 細胞,重塑T 細胞的抗腫瘤活性,具有腫瘤靶向性、殺傷活性和持久性。CAR 已從第一代發(fā)展到第四代:第一代CAR 由腫瘤抗原相關(guān)單鏈抗體scFv 和免疫受體酪氨酸活化基序構(gòu)成;第二代和第三代CAR 引入共刺激分子,如CD28、4-1BB、CD134和ICOS等;第四代CAR引入了調(diào)控基因或趨化因子等結(jié)構(gòu),以增強特異性、實現(xiàn)調(diào)控性和實體瘤穿透性等特征[33]。CAR-T 細胞在血液系統(tǒng)惡性腫瘤中已具有令人矚目的抗腫瘤作用,在實體瘤中的研究也在積極推進中,以HER2、EGFR、CEA、間皮素(MSLN)、MUC1、磷脂酰肌醇蛋白聚糖3(GPC3)為靶點,在肺癌、胃癌、腦膠質(zhì)瘤、CRC、卵巢癌、胰腺癌、乳腺癌、HCC等腫瘤中都進行了多項基礎(chǔ)研究和/或早期臨床試驗,取得了可喜的進展[34]。
臨床前研究結(jié)果[35]顯示,HER2-CAR-T細胞使小鼠胃癌移植瘤明顯縮小,小鼠OS延長。在異種HCC小鼠移植瘤模型中,GPC3 靶向CAR-T 細胞可消除GPC3陽性HCC細胞,注射3周后66%小鼠移植瘤消除,提示GPC3 靶向CAR-T 細胞可用于治療HCC[36]。2018 年該研究團隊在美國臨床腫瘤學會(ASCO)大會上發(fā)表了Ⅰ期臨床試驗的初步結(jié)果,13 例HCC 患者接受靶向GPC3的CAR-T細胞治療,所有試驗患者均顯示出對CAR-T細胞治療的耐受。多項臨床前研究結(jié)果[37]發(fā)現(xiàn),在小鼠人源胰腺癌移植瘤模型中CEA特異性CAR-T 細胞能夠?qū)EA 陽性腫瘤細胞靶向殺傷,而對CEA陰性腫瘤細胞沒有明顯作用,67%荷瘤小鼠中出現(xiàn)長期生存,延長了小鼠的OS(95 dvs75 d,P<0.01)。在靶向MSLN 的CAR-T 細胞臨床試驗[38]中,胰腺癌患者在完成3周的靜脈注射CAR-T細胞治療后,病情穩(wěn)定,通過FDG PET/CT 成像檢查發(fā)現(xiàn),治療后所有腫瘤部位的最大標準化吸收值均暫時下降;治療開始后第3 天和第15 天對腹水的分析結(jié)果顯示,表達MSLN 的腫瘤細胞密度降低了40%??紤]個體遺傳和表觀遺傳變異,提供更個性化的CAR-T 細胞療法是更好的選擇。以上研究結(jié)果表明,治療實體瘤的CAR-T 細胞療法有望帶來更大的臨床獲益。
免疫檢查點主要包括PD-1/PD-L1 通路和CTLA4軸。當這些免疫檢查點被阻斷時,免疫效應的抑制就會解除,免疫細胞重新獲得激活和殺死腫瘤細胞的能力,日益增多的臨床觀察也展示出良好的應用前景。一項多中心的Ⅰb 期試驗[39]評估抗PD-1 抗體派姆單抗(pembrolizumab)在39 例PD-L1 陽性晚期胃癌患者中的安全性和有效性,結(jié)果表明中位反應持續(xù)時間(DOR)為24周,6個月PFS為24%、OS率為69%,提示派姆單抗在PD-L1陽性胃癌中有很好的療效。派姆單抗在其他消化系統(tǒng)惡性腫瘤中也顯示出相似的治療潛力[40]。納武單抗(nivolumab)在dMMR/MSI-H型CRCⅡ期臨床試驗結(jié)果顯示出較好的臨床治療效果[總有效率(ORR)為31.1%,疾病控制率(DCR)為69%][41]。因此,美國FDA 批準了派姆單抗和納武單抗在dMMR 型CRC 的臨床應用。雖然dMMR/MSI-H型CRC可高效應答PD-1抑制劑,但大部分CIN 型CRC 患者仍缺少有效的免疫治療方法。近年來,國產(chǎn)PD-1 單抗也展現(xiàn)出良好的治療效果。國內(nèi)PD-1 單抗SHR-1210 治療晚期HCC 的前瞻性、隨機、多中心Ⅱ期臨床研究結(jié)果[42]顯示,ORR 為13.8%,6 個月OS 率為74.7%,安全性和耐受性良好。相比PD-1 前期大規(guī)模臨床研究(CheckMate 040,KEYNOTE-224),SHR-1210 研究入組患者基線情況更為復雜,乙型肝炎病毒感染者和晚期患者較多,但治療數(shù)據(jù)與國外研究結(jié)果非常接近。
抗CTLA4抗體在消化系統(tǒng)惡性腫瘤中的臨床實踐只產(chǎn)生了部分滿意的結(jié)果[43]。一項抗CTLA4單抗曲美木單抗(tremelimumab)治療晚期CRCⅡ期臨床試驗結(jié)果[44]顯示,并未有效改善患者的生存狀況,45例患者中有43例出現(xiàn)疾病進展,提示CTLA4抑制劑在CRC中效果不佳。SANGRO 等[45]報道(NCT01008358)21例HCC患者接受15 mg/kg曲美木單抗治療,間隔90 d 給藥1 次,最多4 療程,PR 率為18%,DCR 為76%;另一項研究[46]評估了32 例接受射頻消融術(shù)或經(jīng)動脈栓塞治療的晚期索拉非尼(sorafenib)難治性HCC 患者曲美木單抗治療的效果,PR 為26%,DCR 為84%。研究結(jié)果提示,CTLA4單抗在HCC治療中有一定的潛力。
ICI療法雖然為惡性腫瘤的治療帶來了新希望,但是由于消化系統(tǒng)惡性腫瘤的低免疫原性、高異質(zhì)性,以及ICI存在一定的副作用,單藥治療效果有限,聯(lián)合療法成為臨床免疫治療的主流。放射治療在各種腫瘤臨床前模型中均能上調(diào)腫瘤組織中PD-L1 的表達,并增強腫瘤細胞的免疫原性;而抗PD-1抗體可以克服免疫抑制活性介質(zhì)、改善腫瘤免疫抑制微環(huán)境、實現(xiàn)長期的腫瘤控制,因此與放射治療的結(jié)合是一種有希望的療法(NCT 02730546)[46]。ICI 結(jié)合抗血管生成已在HCC 中初見成效,侖伐替尼(lenvatinib)聯(lián)合派姆單抗治療晚期HCC 的臨床研究,劑量遞增組和擴展組的ORR 分別為56.7%和35%,且有1例患者出現(xiàn)完全緩解(CR)[47]?;蚬こ倘芰霾《灸軌蛘T導腫瘤細胞溶解和炎癥[48],加強抗CTLA4或抗PD-1治療后的抗腫瘤反應,提高治療效果。從近期臨床試驗(NCT01394939)來看,溶瘤病毒聯(lián)合ICI 為消化系統(tǒng)惡性腫瘤的臨床治療提供了發(fā)展前景。
免疫療法在消化系統(tǒng)惡性腫瘤的應用前景廣闊,隨著不斷積累的臨床實踐,免疫療法也存在一定的安全性擔憂。據(jù)統(tǒng)計,在過繼免疫細胞治療中出現(xiàn)以下情況:炎癥細胞因子級聯(lián)反應引發(fā)的細胞因子風暴;抗原非特異識別造成的脫靶效應、移植物抗宿主病等,這些復雜且難以預見的毒性問題亟須解決。研究者從毒性機制出發(fā),嘗試應用自殺基因開關(guān)、細胞內(nèi)凋亡酶調(diào)控、分離式CAR 受體、抑制性CAR 受體等調(diào)控策略,實現(xiàn)對基因修飾T 細胞時間和空間的精準控制,預防毒性反應的發(fā)生。
ICI 療法作為免疫治療的新生力量,不良事件發(fā)生也是需要慎重觀察。不同的抗PD-1/PD-L1抑制劑所產(chǎn)生的副作用大致相似[49]。在抗PD-1/PD-L1單藥治療的消化系統(tǒng)惡性腫瘤患者中,約有10%~20%出現(xiàn)≥3 級不良反應,包括疲勞、貧血、丙氨酸和天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶升高等[50-51]。ICI 還可誘發(fā)免疫相關(guān)的不良反應綜合征,影響消化、呼吸、循環(huán)、內(nèi)分泌、神經(jīng)等系統(tǒng)。在消化系統(tǒng)惡性腫瘤患者中,肺炎和結(jié)腸炎是最常見的≥3 級的免疫相關(guān)不良反應。與抗PD-1/PD-L1 單藥療法相比,抗CTLA4 抗體和聯(lián)合方案治療的患者觀察到與治療相關(guān)不良事件的發(fā)生率更高[50,52]。雖然這些不良事件在大多數(shù)情況下是臨床可控制的,但有一小部分患者出現(xiàn)了長期后遺癥和死亡。因此,長期密切監(jiān)測并啟動多學科合作,以有效地控制這些不良事件的發(fā)生。
免疫治療作為繼手術(shù)、化療、放療之后的第四種腫瘤療法,經(jīng)歷了ICI 的進步,又迎來CAR-T 細胞治療的新跨越,CAR-T 細胞在血液腫瘤治療中的成功鼓舞著研究者在實體瘤領(lǐng)域砥礪前行。逐漸增多的研究結(jié)果顯示,免疫治療與消化系統(tǒng)惡性腫瘤現(xiàn)行標準治療的協(xié)同作用,免疫治療的優(yōu)勢在于高度特異性、腫瘤靶向性、殺傷活性和持久性。未來的臨床實踐,免疫治療需要基于TCGA預測治療反應和可能出現(xiàn)的毒性反應,以選擇最有可能受益的患者組,使免疫療法利大于弊。PD-L1 陽性和MSI 已經(jīng)用來篩選腫瘤患者,然而,PD-L1 陽性作為預測生物標志物的評價和驗證存在諸多缺陷,例如缺乏對PD-L1陽性的標準化定義,免疫組織化學染色用的抗體克隆缺乏一致性,以及原發(fā)腫瘤與轉(zhuǎn)移灶的不一致性等[53]。未來需要設(shè)計大型前瞻性臨床試驗以驗證可靠的預測因素,不斷優(yōu)化治療方案,提供個性化腫瘤免疫治療,使更多的消化系統(tǒng)惡性腫瘤患者獲益。