免疫检查点抑制剂与其他方法联合治疗肿瘤的研究进展*
2020-02-15袁淑敏张淼王子兵
袁淑敏,张淼,王子兵
(郑州大学附属肿瘤医院/河南省肿瘤医院免疫治疗科,郑州 450008)
近年来,肿瘤免疫治疗研究取得重大进展,尤其是以抗程序性细胞死亡蛋白1(programmed cell death protein 1,PD-1)、程序性细胞死亡蛋白配体1(programmed cell death protein ligand 1,PD-L1)及细胞毒性T淋巴细胞抗原4(cytotoxic T lymphocyte antigen 4,CTLA-4)抗体为代表的免疫检查点抑制剂(immune checkpoint inhibitors,ICIs)已被批准用于临床十余种肿瘤的治疗。然而,该法单独应用时有效率较低[1],如何提高其疗效是目前临床和基础研究领域关注的重点之一。目前研究显示,该法与化学治疗(化疗)、放射治疗(放疗)、免疫、血管生成抑制剂及其他抗肿瘤药物/方法联用时可增加疗效。本文主要探讨ICIs与其他药物/方法联合治疗肿瘤的研究进展。
1 与肿瘤疫苗联合
肿瘤患者对免疫检查点抑制剂治疗无效,部分原因在于肿瘤缺乏浸润T细胞。肿瘤疫苗可诱导T细胞浸润到肿瘤组织中,因此与ICIs联合应用具有协同作用[2-4]。目前研究较多的是个体化疫苗,包括多肽疫苗、RNA疫苗及DNA疫苗等。
1.1ICIs联合多肽疫苗 在一项针对恶性黑色素瘤的多肽疫苗I期临床试验中,有4例术后复发高危型患者接受疫苗治疗后,2年内均无肿瘤复发;2例临床分期为晚期的患者接受疫苗联合抗PD-1抗体治疗后,肺转移灶完全消失。免疫学分析发现,该疫苗在4例复发高危型患者体内诱导了多功能性CD+4和CD+8T细胞的产生,而在另2例晚期患者体内诱导产生了数量较多的、抗肿瘤能力较强的新抗原特异性T细胞[5]。NEO-PV-01是另一种多肽疫苗,该疫苗与抗PD-1抗体联合应用可显著提高恶性黑色素瘤、非小细胞肺癌(non-small-cell lung carcinoma,NSCLC)和膀胱癌患者的无进展生存期(progression-free survival,PFS)[6]。
1.2ICIs联合RNA疫苗 研究人员设计了一种个体化RNA疫苗,该疫苗由十余种编码新抗原的不同RNA片段组成。临床研究表明,该疫苗可显著减少恶性黑色素瘤远处转移发生率;免疫学检测显示,该疫苗可诱导肿瘤抗原特异性T细胞免疫应答,而且诱导的特异性T细胞可浸润至远处转移灶。尽管样本数较少,但该研究展现了以RNA为基础的个体化疫苗在肿瘤治疗中具有应用前景,其与抗PD-1抗体联合应用时有望取得更好的疗效[7]。
1.3ICIs联合DNA疫苗 MEDI0457是一种DNA疫苗,由靶向HPV-16、18型E6/E7抗原的合成质粒与编码分子佐剂的重组白细胞介素(IL)-12构成。在I/IIa期头颈部鳞癌临床试验中,该疫苗可诱发特异性CD+8T细胞免疫应答,增强ICIs疗效。而且耐受性好,仅有注射部位的手臂疼痛,无任何严重副作用[8]。pTVG-HP疫苗是一种针对生化复发型前列腺癌患者的DNA疫苗。初期研究显示,尽管该疫苗可诱导PAP特异性Th1型细胞反应,但前列腺特异性抗原(prostate specific antigen,PSA)水平却无下降[9],其原因可能与CD+8T细胞表面PD-1表达水平过高有关[10]。基于此,研究人员开展了该疫苗联合抗PD-1抗体治疗转移性去势抵抗性前列腺癌患者的临床试验,结果显示有62%的患者血清PSA水平下降[11]。
上述数据表明,个体化疫苗临床应用时具有较好的安全性,而且与ICIs联用时具有较好的疗效。当然,该领域目前仍存在诸多问题有待解决。例如,缺乏Ⅲ期大样本临床试验,以进一步确认个体化疫苗联合ICIs的疗效;需要探究多病种研究,验证联合疗法不仅对免疫治疗敏感的恶性黑色素瘤有效,而且对其他种类的肿瘤可能同样有效;需要缩短疫苗的制备时间,探索疫苗与ICIs最佳用药时间及次序;需要优化相关技术,从测序的海量信息中快速确认最佳的突变位点,并对肿瘤DNA样本进行准确鉴定和评估;需要建立一套合适的评价标准对该联合疗法的临床疗效进行评估;另外,成本控制也是需要考虑的因素。
2 与溶瘤病毒联合
溶瘤病毒是自然产生或经人工改造后可选择性在癌细胞中繁殖、继而裂解癌细胞的一类病毒,包括腺病毒、单纯疱疹病毒、呼肠孤病毒、牛痘病毒等。溶瘤病毒具有较强的自我复制能力,对肿瘤原发灶及转移灶均有治疗作用。近几年,有关溶瘤病毒与ICIs联合治疗实体瘤的临床试验日益增多,其有效性和安全性得以证实。
2.1ICIs联合talimogene laherparepvec(T-VEC) T-VEC是美国食品药品管理局(FDA)批准的首个应用于临床的溶瘤病毒。在抗CTLA-4抗体与T-VEC联合治疗初诊IIIB-IV期恶性黑色素瘤的I期临床试验中,其客观缓解率(objective response rate,ORR)达50%[12]。在II期临床试验中,联合治疗ORR为39%,显著高于抗CTLA-4抗体单药治疗(18%)。联合治疗方案使远处内脏转移缩瘤率达53%,而单药仅有23%。不良反应方面,联合治疗和单药治疗相似[13]。抗PD-1抗体联合T-VEC治疗晚期恶性黑色素瘤的I期临床试验也显示出了较好的疗效,其完全缓解率达33%[14]。免疫学分析显示,对于治疗前缺乏浸润淋巴细胞的肿瘤也可产生疗效,表明该联合疗法可使“冷”肿瘤变成“热”肿瘤,进而增加对抗PD-1抗体治疗的敏感性。T-VEC联合抗PD-1抗体与单药抗PD-1抗体导致的相关不良反应无较大差别,均在可控范围内[14]。
2.2ICIs联合其他溶瘤病毒 除T-VEC外,目前尚有多项其他溶瘤病毒联合ICIs的临床试验正在开展,包括DNX-2401溶瘤病毒联合抗PD-1抗体治疗脑瘤的II期临床试验(NCT02798406);HF10溶瘤病毒联合抗CTLA-4抗体治疗转移性恶性黑色素瘤的II期临床试验(NCT02272855);HF10溶瘤病毒联合抗PD-1抗体新辅助治疗可切除恶性黑色素瘤的II期临床试验(NCT03259425);改造的柯萨奇病毒联合抗PD-1抗体治疗NSCLC和膀胱癌的I期临床试验(NCT02043665);Pexa-Vec溶瘤病毒联合抗PD-L1抗体和抗CTLA-4抗体治疗难治性结直肠癌的I/II期临床试验(NCT03206073),Pexa-Vec联合抗CTLA-4抗体治疗转移性实体瘤的I期临床试验(NCT02977156)和Pexa-Vec联合抗PD-1抗体治疗肾癌的I期临床实验(NCT03294083)等。
与单用溶瘤病毒或单用ICIs相比,联合治疗最大的优势是有效率升高。以T-VEC治疗恶性黑色素瘤为例,单用该溶瘤病毒既不能改善总生存时间,也不能使远处转移灶缩小;然而,当T-VEC联合抗CTLA-4抗体时,既可延长总生存率,也可缩小远处转移灶。安全性是联合治疗最值得关注的问题。很多溶瘤病毒,包括已获FDA批准上市的T-VEC,其作用机制仍未完全阐明,无法排除病毒在正常细胞中复制和感染的可能性,以及病毒表达的基因产物可能带给机体的无法预测的免疫反应。未来需要关注的内容包括急性毒性、迟发毒性、长期毒性等。
3 与免疫细胞联合
ICIs治疗肿瘤疗效不佳的部分原因是由于肿瘤微环境内缺乏免疫细胞浸润,即所谓的“冷”肿瘤。因而如何让更多的淋巴细胞浸润到肿瘤组织使其变成“热”肿瘤是决定ICIs治疗是否成功的关键[15]。过继转移体外扩增培养的嵌合抗原受体T(chimeric antigen receptor T-cell,CAR-T)细胞和肿瘤浸润淋巴细胞(tumor infiltrating lymphocytes,TILs)可弥补肿瘤微环境中T细胞不足,同时这些细胞具有抗肿瘤的特异性,因此将其与ICIs联合应用可提高抗肿瘤疗效。
3.1ICIs联合CAR-T细胞 据报道首例接受ICIs联合CAR-T细胞治疗的是1例难治性弥漫性大B细胞淋巴瘤患者[16]。该患者一线治疗失败后接受CD19 CAR-T细胞治疗,治疗后病情进展,但之后给予抗PD-1抗体治疗,病情得到缓解。该病例提示,PD-L1/PD-1通路在CAR-T细胞治疗中发挥着重要作用,对于已经对CAR-T细胞产生耐药的肿瘤,应用PD-1阻断剂可增加疗效。目前,研究人员正在开展临床试验以进一步评价CAR-T细胞与抗PD-1/PD-L1抗体联用的疗效[17]。此外,对CAR-T细胞进行改造,使其表达抗PD-1单链抗体,经改造后的CAR-T细胞抗肿瘤疗效甚至优于CAR-T细胞联合抗PD-1/PD-L1抗体的疗效[18]。有研究指出,抗PD-L1抗体可阻断髓样抑制性细胞(MDSC)PD-L1表达,CAR-T细胞、抗PD-L1抗体和MDSC删除性抗体三者联用具有显著的抗肿瘤效应[19]。当然,联合应用方案带来的相关不良反应需要关注,例如细胞因子释放综合征、CAR-T 细胞相关脑病综合征、脱靶效应等[20]。
3.2ICIs联合TILs TILs治疗是一种个性化治疗,其过程是手术切除肿瘤,分离出TILs,加入细胞因子使其大量扩增,回输患者体内。TILs虽存在于肿瘤微环境中,但是否杀伤肿瘤取决于肿瘤微环境的免疫状态。肿瘤微环境中存在有多种免疫抑制性因子限制其杀伤癌细胞能力。特别是肿瘤细胞上的负调控因子 PD-L1 与T细胞上PD-1 结合会抑制 T 细胞活化,从而削弱其抗肿瘤免疫效应[21-22]。使用ICIs可增加促炎性细胞因子的分泌,使肿瘤微环境从抑制性转变为促炎性状态,恢复TILs效应功能。TILs疗法与其他细胞疗法比较,优势在于它包含多种淋巴细胞,可以通过多个靶点激发对癌细胞的细胞毒性反应。虽然TILs疗法在近年来取得了进步,然而,TILs生产周期长仍然是研发人员需要面对的挑战。而且,TILs疗法对黑色素瘤之外的其他癌症类型的成功率并不高[23]。应继续研究TILs疗法在其他癌种的疗效,以使更多肿瘤患者受益。
4 与小分子靶向药物联合
ICIs发挥抗肿瘤效应依赖细胞毒T细胞,而后者的激活依赖肿瘤特异性抗原。肿瘤靶向药物裂解肿瘤细胞后,造成大量肿瘤特异性抗原暴露,这些抗原可激活T细胞成为效应T细胞。因此,二者联用有增加疗效的可能性,一直以来是临床和基础研究探讨的热点。
4.1ICIs联合EGFR抑制剂 尽管EGFR突变阳性NSCLC患者受益于EGFR-TKIs药物,但耐药性难以避免。早期动物实验显示,抗PD-1/PD-L1抗体可显著改善EGFR突变腺癌小鼠的生存时间[24]。然而,临床试验却显示了相反结果,EGFR突变阳性NSCLC对抗PD-1/PD- L1抗体的治疗敏感性较野生型更差[25]。研究人员对这一相悖现象分析后发现,EGFR突变肿瘤组织中TILs数量、PD-L1表达水平及肿瘤突变负荷(TMB)均显著低于野生型[26]。有研究表明,TILs数量、PD-L1和TMB水平是预测抗PD-1/PD- L1抗体疗效的生物标志物[27]。因此,EGFR突变阳性可能对NSCLC患者PD-1/PD-L1抗体治疗缺乏敏感性。此外,有回顾性研究显示,在抗PD-L1抗体疗法序贯给予奥希替尼的患者中,免疫相关不良反应发生率达15%,且两药用药间隔越短,严重不良反应发生率越高[28]。鉴于上述EGFR突变对肿瘤微环境的影响及奥希替尼联用ICIs引起的严重不良反应,应慎用ICIs联合EGFR-TKI药物。
4.2ICIs联合间变性淋巴瘤激酶(anaplastic lymphoma kinase,ALK)抑制剂 一项包含ALK重排的NSCLC患者的回顾性研究显示,ALK 阳性患者应用抗PD-1/PD-L1抗体有效率较低,其原因可能与肿瘤组织缺乏CD+8T细胞浸润和PD-L1表达水平较低有关[29]。然而,另一项回顾性研究显示,色瑞替尼联合抗PD-1抗体治疗ALK阳性NSCLC疗效优于单用色瑞替尼,特别是在PD-L1高表达的患者中。但是,38%患者出现了严重的肝毒性[30]。安全性研究提示,调整色瑞替尼的用药剂量和用药时间或可降低联合疗法的不良反应[31]。总之,目前没有确凿证据证明ICIs联合ALK抑制剂的有效性和安全性,需要大样本的前瞻性临床研究进一步证实。
4.3ICIs联合人源鼠肉瘤病毒致癌同源体B1/丝裂原活化的细胞外信号调节激酶(v-rafmourine sarcoma viral oncogene homolog B1,BRAF)/(mitogen-activated extracellular signal-regulatedkinase,MEK)抑制剂 BRAF基因突变是黑色素瘤细胞增殖的关键因素。针对BRAF基因突变的小分子抑制剂可提高生存,但大多数病例会出现耐药性[32-33]。有研究报道,BRAF抑制剂耐药原因与PD-L1表达上调有关[34],该发现为抗PD-1抗体和BRAF抑制剂联合应用提供了理论依据。然而,多项临床试验(NCT01656642、NCT02224781、NCT02027961)的结果显示,二者联用的疗效并未取得预期结果[35]。随后,研究人员探索了BRAF抑制剂、MEK抑制剂和抗PD-1抗体的三联疗法治疗BRAF V600E突变恶性黑色素瘤的疗效与安全性,结果显示三药联用具有更长的PFS和反应持续时间,但也增加了3/4级不良事件发生率[36-37]。尽管这些数据有一定的临床意义,但仍需要更长的随访时间来评估联合疗法的安全性及有效性。
4.4ICIs联合PARP抑制剂 PARP抑制剂是一种靶向PARP修复酶,可有效阻止癌细胞DNA修复。目前研究显示,PD-1/PD-L1抗体联合PARP抑制剂可抑制卵巢癌及三阴性乳腺癌细胞增殖[38-39]。卵巢癌微环境中存在大量TILs浸润[40],而TILs浸润程度与卵巢癌预后呈正相关[41],提示卵巢癌可能对ICIs治疗敏感。ICIs与PARP抑制剂联合治疗卵巢癌具有协同作用,考虑与T细胞肿瘤杀伤活性增强有关[42-43]。除卵巢癌外,乳腺癌也是二者联合治疗研究的热点肿瘤。2018年,ASCO年会上有报告抗PD-1抗体联合PARP抑制剂治疗转移性三阴性乳腺癌的临床试验结果。初步证实,无论BRCA1/2突变状态,二者联合治疗均具有良好的效果。
4.5ICIs联合CDK4/6抑制剂 细胞周期蛋白依赖性激酶4(CDK4)和CDK6控制着细胞周期早期G1期的进程[44]。CDK4/6抑制剂已被FDA批准用于绝经后ER阳性、HER2阴性乳腺癌。使用CDK4/6抑制剂易产生耐药性,因此目前有多项联合治疗研究正在开展。CDK4/6抑制剂可下调免疫抑制性细胞,同时又可增加肿瘤免疫原性[45-46],因此与ICIs联用具有理论基础。对乳腺癌和结直肠癌的临床前研究表明,CDK4/6抑制剂可增强抗PD-1/PD-L1抗体的敏感性[47-48],但迄今临床上尚无令人信服的数据支持联合治疗的有效性,需要进一步研究证实。
需要注意的是,ICIs和小分子靶向药物的用药次序不同可能导致疗效及不良反应差别很大。一项回顾性研究显示,先用抗CTLA-4抗体再用BRAF抑制剂,与先用BRAF抑制剂再用抗CTLA-4抗体对比,两种方式的PFS和客观缓解率无差别[49]。但在另外一项研究中,先用抗CTLA-4抗体再用BRAF抑制剂总生存时间比先用BRAF抑制剂再用抗CTLA抗体要长[50]。因而,在ICIs和靶向疗法联合应用时需要考虑用药次序。
5 结束语
将ICIs与其他治疗方法相结合是提高肿瘤治疗疗效的有效策略。相信随着对肿瘤免疫学机制的深入理解、基因大数据解读能力的不断提高以及新抗原预测算法的逐步优化等科学认识和技术的发展,以ICIs为基础的个体化免疫治疗方案在肿瘤中的应用也将进一步扩大。当然,在这些联合疗法成为临床标准之前,需要解决的问题依然很多,包括适应证、适用人群、联合用药顺序、用药时间、用药剂量、疗效评价标准、不良反应预测等。随着这些问题的解决,相信最终能够实现免疫疗法对肿瘤生长的控制。