尿路上皮癌免疫治疗的研究进展

钟巧凤，周爱萍

国家癌症中心/中国医学科学院北京协和医学院肿瘤医院肿瘤内科，北京 100021

尿路上皮癌（urothelial cancer，UC）是泌尿生殖系统最常见的恶性肿瘤之一，90%的UC发生于膀胱，其发病率居全球男性恶性肿瘤的第6位[1]。晚期UC的药物治疗进展缓慢，是由于晚期UC患者常常伴随肾功能的异常，增加了临床药物治疗的难度。以铂类为基础的联合化疗是晚期UC一线治疗的标准方案，该方案治疗后患者的中位总生存期（overall survival，OS）为14～15个月，5年生存率仅为5%～15%。晚期UC二线治疗的疗效不理想，目前应用最多的是长春氟宁和紫杉醇，Ⅲ期临床试验有效率仅有10%左右，中位OS仅有6～8个月[2-3]。

早在30多年前临床研究即发现，膀胱灌注卡介苗（intravesical bacillus Calmette-Guérin，BCG）的免疫治疗可有效降低非肌层浸润性膀胱癌在经尿道膀胱肿瘤切除术（transurethral resection of bladder tumor，TRUBT）后的复发率[4]。近年来研究证实了免疫检查点抑制剂（immune checkpoint blockade，ICB）无论在晚期UC的二线治疗还是一线治疗中均取得了肯定的疗效[5-6]。自2016年以来，先后有5个ICB被批准应用于晚期UC的治疗。

1 免疫治疗作为二线治疗

免疫治疗首先在UC的二线治疗中取得了突破性进展，几项有关程序性死亡受体1（PD-1）/程序性死亡受体配体1（PD-L1）抗体的重要研究肯定了其单药治疗的疗效，如抗PD-1抗体：Nivolumab（CheckMate-032、CheckMate275）、Pembrolizumab（KEYNOTE-045）；抗 PD-L1抗体：Atezolizumab（IMvigor210 Cohort2）、Durvalumab（Study 1108）、Avelumab（JAVELIN）等。

1.1 Atezolizumab（IMvigor210 Cohort2）

IMvigor210是一项多中心、单臂、两个队列的Ⅱ期研究，其中Cohort2用于评价Atezolizumab在铂类治疗基础上进展的晚期UC患者的疗效和安全性[7]。研究共纳入315例患者，其中310例患者接受Atezolizumab（1200 mg，每3周）治疗，结果显示所有患者的客观缓解率（objective response rate，ORR）为15%，其中PD-L1≥5%、1%≤PD-L1﹤5%、PD-L1﹤1%患者的ORR分别为26%、10%、8%。中位随访11.7个月时，患者的中位OS为7.9个月，中位无进展生存期（progression-free survival，PFS）为2.1个月。仅5%的患者出现3～4级不良反应。基于IMvigor210 Cohort2研究，2016年5月18日，Atezolizumab获得美国食品药品监督管理局（FDA）批准用于晚期UC患者的二线治疗。

1.2 Nivoluma（bCheckMate-032和CheckMate275）

CheckMate-032是一项Ⅰ/Ⅱ期研究，在晚期或转移性实体瘤患者中考察Nivolumab（3 mg/kg，每2周）单药治疗以及与不同剂量的Ipilimumab联合治疗（每3周）的安全性和疗效[8]。在UC患者中，Nivolumab单药治疗组纳入86例既往铂类化疗失败后的晚期UC患者。中位随访15.2个月，ORR为24.4%，中位PFS为2.8个月，中位OS为9.7个月。联合治疗组中，对接受Ipilimumab 3 mg/kg+Nivolumab 1 mg/kg治疗的患者中位随访7.8个月时，ORR为38.5%，其中完全缓解（CR）率为4%；对接受Ipilimumab 1 mg/kg+Nivolumab 3 mg/kg治疗的患者中位随访16.7个月，ORR为26%，CR率为3%。

CheckMate275也评价了Nivolumab单药治疗铂类为基础化疗后进展的UC患者的疗效，共入组270例患者[9]。结果显示所有患者的ORR为19.6%。其中，PD-L1表达≥5%、1%≤PD-L1表达﹤5%、PD-L1表达﹤1%的患者ORR分别为28.4%、23.8%、16.1%。PD-L1表达≥1%与﹤1%的患者中位OS分别为11.30个月和5.95个月。18%的患者出现3～4级治疗相关不良反应。基于这一研究结果，2017年2月2日，美国FDA批准Nivolumab用于UC的二线治疗。

1.3 Pembrolizumab（KEYNOTE-045）

KEYNOTE-045是第一项ICB在晚期UC中的大型随机、对照、Ⅲ期临床研究，该研究对比了Pembrolizumab与化疗治疗晚期铂类化疗后复发或进展的UC的有效性和安全性[10]。共入组542例患者，270例患者接受了Pembrolizumab（200 mg，每3周）方案，272例患者接受了标准化疗方案（紫杉醇或多西他赛或长春氟宁）。结果显示，Pembrolizumab组和标准化疗组患者的中位OS分别为10.3个月和7.4个月（P=0.002），ORR分别为21.1%和11.4%（P=0.001）。安全性方面，Pembrolizumab组和标准化疗组3～5级不良反应发生率分别为15.0%和49.4%。这一研究证明了在UC的二线治疗中，ICB相比于标准化疗能为患者带来更多的临床获益，安全性更好。基于此研究，2017年5月8日，美国FDA加速批准Pembrolizumab作为晚期膀胱癌的二线疗法。

1.4 Durvalumab（Study 1108）

2016年美国临床肿瘤学会（ASCO）上呈报了一项Durvalumab（10 mg/kg，每2周）治疗局部晚期或转移性UC的Ⅰ/Ⅱ期临床试验（Study 1108）[11]。入选至182例患者时，ORR为17.0%，高PD-L1表达患者和低PD-L1表达患者的ORR分别为26.3%和4.1%。其中，43%的患者出现3～4级不良反应。2017年ASCO年会更新的中位PFS和OS分别为1.5个月和18.2个月（n=191）[12]。基于Durvalumab在晚期UC二线治疗中取得的良好有效性，2017年5月1日，美国FDA批准Durvalumab用于局部晚期或转移性UC患者的二线治疗。

1.5 Avelumab（JAVELIN）

单臂的JAVELIN试验中[13]，Avelumab治疗含铂类化疗进展的局部晚期或转移性UC患者，2017年ASCO会议更新了数据，入组249例患者，中位PFS为6.6周，中位OS为7.4个月，总ORR为17.4%，其中，PD-L1表达≥5%和﹤5%患者的ORR分别为25.4%和13.2%。总治疗相关不良反应发生率为66.7%[14]。2017年5月8日，美国FDA批准Avelumab应用于晚期UC的二线治疗。

2 免疫治疗作为一线治疗

由于并发症和肾功能损害等原因，部分晚期UC无法耐受铂类化疗，这是UC药物治疗面临的一大困境。由于ICB对肾功能影响小，安全性好，因此理论上是该类患者理想的治疗选择。IMvigor210 Cohort1和KEYNOTE-052研究分别证实了Atezolizumab和Pembrolizumab单药一线治疗不适合铂类化疗的晚期UC的疗效，在ORR上与铂类和紫杉类单药相当，而在总生存上与铂类和吉西他滨联合治疗相当。

IMvigor210 Cohort1用于评价Atezolizumab（1200 mg，每3周）在初治的不适合顺铂治疗的晚期UC患者中的有效性[15]。共纳入119例患者，中位随访17.2个月时，所有患者的ORR为23%，中位PFS为2.7个月，中位OS为15.9个月。在各PD-L1亚组中：PD-L1表达≥5%和﹤5%患者的ORR分别为28%和21%，中位OS分别为12.3个月和19.1个月。其中16%的患者出现3～4级治疗相关不良反应。不同于IMvigor210 Cohort2，IMvigor210 Cohort1的治疗效果与PD-L1的表达无明显相关性。基于IMvigor210 Cohort1研究，2017年4月18日，美国FDA批准Atezolizumab用于晚期UC的一线治疗。

KEYNOTE-052研究中，Pembrolizumab（200 mg，每3周）一线治疗370例不耐受顺铂的晚期UC患者的总ORR为29%。其中，PD-L1表达≥10%的患者ORR为47%。中位随访8个月时，全部患者的中位缓解持续时间尚未获得。安全性方面，18%的患者出现3级以上不良反应，21%的患者出现免疫相关不良反应[16]。基于Pembrolizumab在晚期UC患者一线治疗中持续的临床获益和良好的耐受性，2017年5月18日，美国FDA加速批准Pembrolizumab用于UC的一线治疗。

3 UC免疫治疗的疗效预测标志物

虽然在晚期UC的一线/二线治疗中，PD-1/PDL1药物治疗获得了空前的成功，但是ICB治疗仍然存在总体反应率较低，延长生存时间有限的问题。因此，鉴定出预测疗效的分子标志物对进一步实现精准免疫治疗具有重大的意义。PD-L1是目前研究最多的可能有意义的分子标志物；一些最新研究也发现，膀胱癌的肿瘤突变负荷（tumor mutation burden，TMB）和癌症基因组图谱（cancer genome atlas，TCGA）分型与PD-1/PD-L1抑制剂的疗效明显相关。

3.1 PD-L1表达的预测作用

研究表明，PD-L1过度表达往往与免疫活性降低和临床预后差相关，并与ICB治疗疗效间可能存在一定关联性[17]。从现有资料来看，晚期UC的PD-L1表达水平与免疫治疗疗效之间的关系研究结果不统一，多数研究中ORR随着PD-L1表达水平的增加而提高，如PD-L1单抗Atezolizumab在IMvigor210 Cohort2中，PD-L1表达﹤1%组、1%≤PD-L1表达﹤5%组、PD-L1表达≥5%组的ORR分别为8%、10%、26%；CheckMate275中PD-L1表达﹤1%、1%≤PD-L1表达﹤5%、PD-L1表达≥5%的患者ORR分别为16.1%、23.8%、28.4%；但也有研究未观察到这样的差别，如CheckMate-032研究，该研究结果显示PD-L1表达﹤1%与≥1%组的ORR分别为26.2%、24.0%。

由于不同公司的PD-1/PD-L1检测平台及所用抗体往往不同，且对结果的判断和阳性界值的定义缺乏统一标准，这对解读PD-L1表达与疗效之间的关系带来了困难。加之，PD-L1的表达随着时间和空间呈动态变化，故PD-L1的表达对晚期UC的ICB治疗的疗效预测意义尚有待商讨。

3.2 TCGA基因分型的预测作用

美国的North Carolina大学（UNC）研究小组将肌层浸润性膀胱癌分为表达肿瘤干细胞标志物的基底样型和表达上皮分化标志物的管腔型两个亚型。其中基底样亚型免疫细胞浸润最为明显，肿瘤中PD-L1的表达水平最高，具有典型的肿瘤免疫抑制相关基因的表达特征，该型肿瘤的预后差[18]。TCGA膀胱癌研究小组根据肌层浸润性高级别尿路上皮肿瘤的mRNA/miRNA和蛋白质表达数据定义了4个不同的表达亚型Clusters（Ⅰ～Ⅳ）。Ⅰ型大体类型主要为乳头状癌，与Ⅱ型有共同的基因表达模式，并同时对应于上述管腔亚型。Ⅲ型具有鳞状分化特征，Ⅲ型、Ⅳ型对应上述基底样亚型；故Clusters（Ⅰ～Ⅳ）可归为：管腔型Ⅰ、管腔型Ⅱ、基底样型Ⅰ和基底样型Ⅱ。

IMvigor210 Cohort2分析了TCGA分型与Atezolizumab临床疗效之间的关系。结果显示免疫细胞PD-L1的表达在基底样亚型和管腔亚型中的比例分别为60%和23%，而肿瘤细胞PD-L1的表达几乎只出现在基底样亚型（39%vs 4%）。Atezolizumab对管腔型Ⅱ的疗效最好（ORR=34%，P=0.0017），管腔型Ⅰ、基底样型Ⅰ和基底样型Ⅱ的ORR分别为10%、16%和20%。IMvigor210 Cohort1也观察到类似的结果。但CheckMate275试验的结果却有所不同，有效率最高的为基底型Ⅰ（ORR=30%）。上述两个研究TCGA分型的疗效预测结果不同，究其原因可能与肿瘤组织标本的来源不同及亚型的分类标准不同有关。

3.3 肿瘤突变负荷

TMB定义为肿瘤组织中所评估体细胞基因的外显子编码区每兆碱基中发生置换、插入和缺失突变的总数。体细胞的突变可转录/表达于RNA/蛋白水平，这些新的蛋白可能被自身免疫系统识别为非自身抗原，激活T细胞，引起免疫反应。在非小细胞肺癌、黑色素瘤等的治疗中，多个研究发现TMB结果与免疫治疗的疗效有显著的相关性。

CheckMate-032研究里在非小细胞肺癌的二线治疗中，Ipilimumab+Nivolumab联合治疗组中，TMB较高、中等和较低患者的ORR分别为46%、16%和22%；1年生存率分别为62%、20%和23%。Nivolumab单药治疗组中，TMB较高、中等和较低患者的ORR分别为21%、7%和5%；1年生存率分别为35%、26%和22%。在UC中，IMvigor210 Cohort1分析了119例患者肿瘤标本的TMB，结果显示TMB高的患者OS延长，1年生存率可达到75%。IMvigor210 Cohort2研究也有相似的结果。上述研究结果提示TMB有望作为分子标志物区分ICB免疫疗法对不同患者的疗效。然而，由于TMB目前尚无统一和标准化的具体定义和界值；有些基因融合、截断和易位引起的单个核苷酸变异可能不在测序涵盖的范围内；目前的检测技术尚不能完全过滤胚系突变，这会放大TMB的估算，故TMB作为免疫治疗的预测性生物标志物仍存在诸多挑战。

4 小结与展望

ICB单药治疗晚期UC取得了成功，如何进一步提高疗效以及探索有意义的疗效预测标志物是目前研究的热点。目前各种联合治疗的研究随之开展，如对于非肌层浸润性膀胱癌经尿道电切后，采用膀胱灌注BCG联合ICB以预防复发；对于晚期UC，PD-1单抗联合CTLA-4的Ⅲ期临床研究（CheckMate-901）有望最终明确这样的联合治疗是否优于单药。多项PD-1/PD-L1单抗、CTLA-4单抗与化疗或ICB之间的联合治疗研究也有望在近期公布答案[19]。ICB联合IDO抑制剂Epacadostat的KEYNOTE-037研究在2017年ASCO公布的初步数据显示了良好的应用前景[20]。ICB联合CD27、CD137、OX-40和CSF1-R等的研究也正在开展之中。ICB联合放疗以及其在辅助化疗/新辅助化疗中的研究也是目前的热点之一，相关的NCT02560636、IMvigor010、NCT02632409、NCT02450331、NCT-02736266等多项研究正在进行[6]。

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