肺癌免疫治疗的研究进展

郭寒菲，丁筱，崔久嵬

(吉林大学第一医院，长春130021)

肿瘤的免疫逃逸机制在肿瘤的发生和发展过程中发挥重要作用[1]。随着肿瘤免疫学及生物技术的日益发展，肿瘤的免疫治疗得到广泛关注，肺癌的免疫治疗已取得突破性进展。目前肺癌的免疫治疗主要分为主动免疫治疗和被动免疫治疗，前者是指通过激活患者自身的免疫应答反应，增强机体的抗肿瘤作用；后者指给患者输入免疫应答终产物，如效应细胞和抗体，进而增强机体抗肿瘤免疫应答。但肿瘤微环境错综复杂，各种免疫过程相互影响，使肺癌的免疫疗法在临床转化中面临诸多问题和挑战。本研究针对目前肺癌免疫治疗方法的最新进展及面临的挑战进行综述，旨在为研发新的肺癌治疗方案提供启示。

1　免疫检查点抑制剂

T细胞是肿瘤免疫应答中的主要效应细胞。在生理情况下，T细胞的免疫应答受到共抑制分子即免疫检查点的调节，维持对自身组织耐受，从而避免自身免疫疾病的发生。共刺激因子CD28与抗原提呈细胞表面的CD80/CD86相互作用，使细胞毒T淋巴细胞相关抗原4(CTLA-4)向胞膜转移，以更强的结合力与CD80/CD86结合，抑制T细胞的活化与增殖。程序性死亡受体1(PD-1)在T细胞、自然杀伤细胞(NK)、单核细胞及B细胞等多种细胞中表达，其功能与CTLA-4相似。程序性死亡配体1(PD-L1)主要在肿瘤细胞表面及肿瘤微环境中表达。肿瘤细胞可异常上调共抑制分子及其相关配体的表达，抑制T淋巴细胞活化，从而导致肿瘤免疫逃逸[2]。近年来通过单克隆抗体阻断免疫检查点分子如PD-1、PD-L1、CTLA-4的研究较为广泛，研究显示上述分子具有显著的抗肿瘤效应[2]。目前从二线治疗到一线治疗再到联合治疗，免疫检查点抑制剂疗法逐步提高了肺癌治疗的效果，正在改变肺癌的治疗策略。

在非小细胞肺癌(NSCLC)的二线治疗中，免疫检查点抑制剂已取得突破性进展。PD-1抑制剂Nivolumab用于进展期肺鳞癌和非鳞状NSCLC的Ⅲ期临床研究结果显示，Nivolumab组患者的总生存期(OS)、客观缓解率(ORR)、无进展生存期(PFS)及1年生存率均明显提高[3,4]。目前，美国FDA已批准Nivolumab用于以铂类为基础化疗方案的进展晚期(转移性)肺鳞癌及非鳞状NSCLC的治疗。PD-1抑制剂Pembrolizumab治疗进展期NSCLC的Ⅰ期临床研究显示，患者ORR和中位缓解持续时间(MDR)明显延长，且PD-L1高表达，即肿瘤细胞PD-L1染色阳性比例(TPS)≥50%的患者疗效更为显著[5]。基于此结果，美国FDA批准Pembrolizumab用于二线治疗PD-L1阳性(TPS≥1%)且在含铂化疗期间或之后发生疾病进展的NSCLC患者。PD-L1抑制剂Atezolizumab治疗NSCLC患者的Ⅲ期临床研究显示，Atezolizumab治疗组中位OS比多西他赛化疗组平均延长了4.2个月[6]。美国FDA批准Atezolizumab用于接受含铂化疗治疗期间或治疗后病情进展以及接受靶向疗法治疗失败的转移性NSCLC患者。

Nivolumab单药用于晚期NSCLC患者一线治疗的Ⅰ期临床研究也取得了一定成果[7]，但近期公布的Ⅲ期临床研究(CheckMate-026)宣布失败[8]。Reck等[9]临床研究首次证实了Pembrolizumab单药一线治疗晚期NSCLC的效果优于标准含铂双药化疗，促使了Pembrolizumab获得美国FDA和欧盟药品监管(EMA)批准，用于治疗PD-L1高表达(TPS≥50%)、表皮生长因子受体(EGFR)及ALK突变阴性的转移性NSCLC患者。Langer等[10]研究显示，与单纯化疗相比，Keytruda联合化疗的肺癌患者ORR和PFS均显著提高；基于此项研究，美国FDA加速批准了Keytruda联合化疗一线治疗转移性非鳞状NSCLC。

CTLA-4代表抑制剂有Ipilimumab(MDX010)及Tremelimumab。在Ⅱ期临床研究中，Ipilimumab二线治疗Ⅳ期NSCLC的结果提示该方案可提高患者的 PFS及OS[11]，但在后续Ⅲ期临床研究的中期分析未显示出临床获益，故终止研究。在铂类联合化疗后维持治疗的NSCLC Ⅱ期临床研究中，Tremelimumab不能延长患者的PFS[12]。

最近的研究表明，肿瘤细胞中错配修复基因缺陷(dMMR)及微卫星不稳定性高(MSI-H)会导致肿瘤出现高水平的突变负荷，产生大量可被免疫系统识别的新抗原，增强体内抗肿瘤免疫活性，进而促进免疫检查点抑制剂的疗效[13,14]。因此，美国FDA批准Pembrolizumab用于MSI-H或dMMR的实体瘤患者，成为FDA批准的首个依据生物标志物而非肿瘤类型选择的抗肿瘤疗法，标志着免疫治疗正在为肿瘤综合治疗带来巨大变革。

从二线治疗到一线治疗再到联合治疗，免疫检查点抑制剂疗法逐步提高了肺癌治疗的效果，正在改变肺癌的治疗策略。但目前只有少部分患者能够应用这种疗法，盲目使用可明显提高不良反应发生率。因此，开发预测疗效的生物标志物、筛选可能获益人群对实现肿瘤的精准治疗尤为重要。

针对Pembrolizumab的KEYNOTE系列研究显示PD-L1表达水平与免疫检查点抑制疗法的疗效存在相关性，但将其作为肿瘤标志物尚存在争议。原因主要包括：①检测试剂盒及抗体不同，所规定的PD-L1阳性定义标准亦不相同，不同研究规定PD-L1阳性的TPS阈值也不同；②有些PD-L1阳性患者对免疫治疗反应不佳，而有些PD-L1阴性患者却能从免疫治疗中获益；③不同肿瘤组织类型PD-L1表达水平存在差异，而大部分研究未限定肿瘤类型；④PD-L1不仅在肿瘤细胞表达，在肿瘤间质中的免疫细胞也有表达。因此，目前认为PD-1/PD-L1尚不能作为预测免疫治疗疗效的生物标志物，寻找预测PD-1/PD-L1抑制剂疗效的标志物仍是未来探索的方向。

2　肺癌疫苗

肺癌细胞可通过改变表面抗原、表达异常的主要组织相容性复合体1(MHC-1)分子和共刺激分子、树突状细胞功能缺陷等机制逃避机体免疫系统的识别和监视作用，由此科学家设计出肺癌疫苗试图唤起集体的抗肿瘤免疫反应。

第一代肺癌疫苗是以肿瘤细胞为基础，使用化学因子刺激、化学修饰或基因修饰后，再进行辐射处理制成疫苗，如GM-CSF基因修饰的肿瘤细胞疫苗(GVAX)、TGF-β2反义核酸转染NSCLC细胞株获得的LUCANIX疫苗。合成肽疫苗是一类仅含肿瘤抗原决定簇组分的短肽与载体连接后加佐剂制成的疫苗，可用于合成肽疫苗的肺癌特异性抗原包括黏蛋白1(MUC1)、XAGE-1b、MAGE-A3。针对肺癌细胞特异性抗原及免疫逃逸机制设计出的肺癌疫苗，能激发患者的主动免疫反应，部分已进入Ⅲ期临床研究阶段，但结果尚未显示出明显的生存获益，部分临床研究由于未达到预期研究目的而被终止。

免疫逃逸是肿瘤发生的主要机制之一，肿瘤疫苗只是激活抗肿瘤免疫反应的起始步骤，而肿瘤及其微环境具有复杂的免疫抑制效应，故虽然多种肿瘤疫苗在研究初期成功引起血清学反应，但最终无法产生抗肿瘤作用。调整肿瘤微环境，联合其他免疫疗法等，可能有望提高肺癌疫苗的疗效。

3　免疫调节剂

免疫调节剂通过解除肿瘤患者免疫抑制状态，纠正免疫功能失调以达到治疗肿瘤的目的，包括免疫增强剂、免疫抑制剂和双向免疫调节剂。免疫检查点单克隆抗体也属于免疫调节剂，在前文中已阐述。免疫增强剂卡介苗[15]、干扰素α(IFN-α)、IFN-β等可刺激机体免疫系统增强免疫反应，IFN-γ可削弱肿瘤微环境中的靶向调节性T细胞(Tregs)功能而解除免疫耐受状态[16]，但早期临床研究由于剂量毒性及疗效不确切而被中止。在一项化疗联合免疫疗法治疗小细胞肺癌(SCLC)的Ⅱ期临床研究中，化疗联合IFN-α组显示出明显生存获益[17]。另一项NGR-hTNF联合Doxorubicin治疗进展期SCLC的临床研究正在进行中(NCT00483509)。

转化生长因子β(TGF-β)是一个具有双重作用的细胞因子[18]，在肿瘤发生早期，TGF-β是一种有效的肿瘤抑制剂，但在肿瘤微环境中，TGF-β可由肿瘤细胞和间质细胞分泌，与受体结合后启动Smad和非Smad信号通路，参与肿瘤生长、血管生成、转移和侵袭等多个过程[19]。肿瘤细胞可通过分泌TGF-β和IL-10等负向免疫调节剂来创建一个免疫抑制的肿瘤微环境。相关细胞因子阻断剂的研究正在进行中，但缺乏在肺癌中的相关研究。

免疫调节剂的作用机制目前尚不明确，其效果受免疫微环境及局部浓度的影响。在肿瘤微环境中，持续低浓度TNF-α可以促进肿瘤血管生长，并且通过多种机制促进肿瘤细胞的侵袭和转移[20]。故目前免疫调节剂(除免疫检查点抑制剂)仅限用于肺癌的辅助治疗。此外，剂量毒性也是限制细胞因子等免疫调节剂在临床应用的重要因素，用至有效剂量时往往会引起多系统毒性以及一些严重不良反应如低血压和器官衰竭等[21]。未来仍需对免疫调节剂的作用机制、应用时机及最佳剂量进行进一步研究。

4　细胞免疫疗法

细胞免疫治疗是指体外培养扩增或活化的免疫细胞回输进肿瘤患者体内，直接杀伤肿瘤细胞。常用的免疫细胞有毒性T淋巴细胞(CTL)、T细胞受体基因修饰T细胞(TCR-T)、嵌合抗原受体修饰的T细胞(CAR-T)、淋巴因子激活的杀伤细胞(LAK)、肿瘤浸润淋巴细胞(TIL)、细胞因子诱导的杀伤细胞(CIK)、γδT细胞、NK细胞等。

细胞免疫疗法在肺癌治疗领域目前仍处于探索阶段。由于肿瘤细胞中存在MHC-Ⅰ类分子表达下调，故采用CTL的细胞免疫治疗均以失败告终。通过基因修饰产生的CAR-T疗法，通过识别肿瘤细胞表面蛋白而实现了更强的自主性，不依赖于MHC激活，成为近几年研究的热点，在肺癌中也有诸多实践，但目前尚未达到预期疗效。靶向EGFR的CAR-T细胞治疗复发或难治NSCLC的Ⅰ期临床研究(NCT01869166)证实了其在肺癌患者治疗中的安全性和可靠性[22]，但缺乏临床数据进一步印证其疗效。早期研究表明，LAK细胞免疫治疗可延长肺癌患者的生存期[23]，但治疗过程中应用IL-2引起的严重不良反应限制了其临床应用。CIK细胞免疫治疗与化疗联合可改善晚期NSCLC患者的PFS及OS[24]。两项γδT细胞用于晚期NSCLC的Ⅰ期临床研究[25,26]均表明γδT细胞免疫治疗的安全性，但有效性有待进一步验证。目前自体NK细胞联合多西他赛已用于晚期NSCLC的Ⅱa临床研究，但其与传统治疗方法相比并不能改善患者的PFS及ORR[27]。

目前肺癌的细胞免疫治疗面临的问题是：①体外免疫细胞扩增及制备的效率及标准化难以实现[28]；②抗原受体常在正常组织中也有表达而造成“脱靶效应”；③肿瘤患者体内T细胞黏附、驱化或穿透血管壁的能力缺陷，实体肿瘤包膜及外层纤维化可致免疫细胞不能有效到达肿瘤部位[29]；④缺少随机对照研究。

总之，随着免疫学和分子生物学的迅速发展，多靶点多学科的联合与精准治疗有望在未来使肺癌综合治疗取得新的突破，为肺癌提供新的治疗模式。

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