泌尿生殖系统肿瘤免疫治疗的临床研究进展

欧武陵，蔡茜，胡胜，董爽

(湖北省肿瘤医院胸部肿瘤内科，武汉 430079)

随着人均寿命的不断提高、生活方式的改变，我国泌尿生殖系统的发病率急剧升高，尤其前列腺癌的发病率已位列男性肿瘤发病率前5位。最早免疫治疗用于泌尿生殖系统肿瘤是白细胞介素-2(IL-2)治疗晚期肾癌及卡介苗用于膀胱癌。近十几年来，随着免疫治疗研究的深入，其在泌尿生殖系统肿瘤治疗中的地位越来越高。2010年4月，美国食品药品管理局(FDA)批准首个用于治疗肿瘤的疫苗Provenge(sipuleucel-T)，2015年11月，FDA又批准免疫检查点抑制剂纳武利尤单抗用于治疗既往接受过抗血管生成治疗的晚期肾癌。随后，多种程序性细胞死亡蛋白1(PD-1，T细胞耗竭的指标)/PD-L1单抗相继获批用于泌尿系统肿瘤。目前FDA已经批准5种免疫检查点抑制剂用于晚期尿路上皮癌的二线治疗或不能耐受铂类患者的一线治疗。此外，许多正在进行的临床试验旨在探索免疫检查点抑制剂在一线治疗和辅助治疗中的价值，免疫疗法与其他类型药物联合应用的价值，以及预测肿瘤免疫治疗疗效的标志物，以进一步提高免疫治疗的有效性和准确性。

1 前列腺癌的免疫治疗

前列腺癌具有多种肿瘤相关抗原，而且前列腺是人体非必需器官，因此前列腺癌是免疫治疗的理想模型。免疫治疗的应用改善转移性去势抵抗性前列腺癌(metastatic castration-resistant prostate cancer，mCRPC)患者的存活率[1]。

1.1前列腺癌的免疫特征 前列腺癌具有以下免疫特征：①T细胞浸润较少且PD-1表达水平更高；②晚期前列腺癌具有较高比例的调节性T细胞(Treg)；③在前列腺癌中主要是M2型肿瘤相关巨噬细胞(tumor-associated macrophages，TAM)。此外，前列腺癌存在许多肿瘤相关抗原(tumor-associated antigen，TAA)，包括前列腺特异抗原(prostate specific antigen，PSA)、前列腺酸性磷酸酶(prostatic acid phosphatase，PAP)和前列腺特异性膜抗原(prostate specific membrane antigen，PSMA)等可能是免疫治疗的理想靶点。转移性前列腺癌的DNA修复基因如AR、ETS基因、TP53、PTEN、PIK3CA/B、R-spondin、BRAF / RAF1、APC、β-catenin、ZBTB16/PLZF、BRCA2、BRCA1和ATM存在种系或体细胞畸变的概率似乎更高[2]。

1.2前列腺癌的免疫治疗手段

1.2.1肿瘤治疗疫苗 目前FDA唯一批准用于mCRPC治疗的是Stipulencel-T(Provenge)[3]。它是从患者外周血中分离出抗原呈递细胞APC，在体外与免疫刺激因子以及PAP抗原共同孵育几天后再回输入患者体内。通过激活T细胞作用，来破坏表达PAP抗原的前列腺癌细胞。Sipuleucel-T的Ⅲ期临床IMPACT试验入组患者512例，按2：1随机分为Sipuleucel-T组和安慰药组，总生存期(overall survival，OS)分别为25.8和21.7个月(HR=0.775，P=0.032)，36个月生存率分别为31.7%和23.0%。毒性特征良好，伴有短暂的流感样症状和发热是最常见的副作用。更低的PSA基线患者相对于安慰药组有13个月的获益，而高的PSA基线患者只有2.8个月的获益；提示早期应用sipuleucel-T疫苗用于mCRPC治疗可能会获得更大获益。目前，Sipuleucel-T还有多项与其他治疗方式的联合试验。

绝大多数肿瘤疫苗Ⅲ期临床试验以未见OS改善而失败，例如Rilimogene galvacirepvac(PROSTVAC)，是一种现成的前列腺癌疫苗。它是由重组痘苗病毒载体引发，然后用重组鸡痘载体进行多次加强，再加上用于PSA和3种共刺激分子的转基因B7.1、ICAM-1和LFA-3而得到。在II期临床试验中[4]，将122例mCRPC患者随机接受rilimogene galvacirepvac与安慰药(2：1)，结果显示，中位OS改善8.5个月，死亡率降低44%。大多数患者(59/104)的PSA特异性T细胞反应增加，而在部分患者治疗后4周，表现出抗原扩散的证据。然而，在Rilimogene galvacirepvac用于无症状或轻微症状的未化疗的mCRPC(PROSPECT)的Ⅲ期研究中，与对照组比较，PROSTVAC治疗组未达到主要OS终点，其结果不支持Ⅱ期随机临床研究的阳性结果[5]。研究者观察到疫苗诱导能够浸润肿瘤的T细胞，能够产生针对PSA和级联抗原的特异性T细胞应答，但这种免疫反应没有证明能转化为临床益处。Rilimogene galvacirepvac也正在作为联合治疗的一部分在多项Ⅱ期试验中进行评估。

1.2.2免疫检查点抑制剂 除了肿瘤治疗疫苗，免疫检查点抑制剂在前列腺癌领域也有多项进行中的临床研究。多中心、随机对照Ⅲ期临床研究Study 043，入组多西他赛化疗失败mCRPC患者799例，按照1：1随机接受骨转移放疗联合ipilimumab或安慰药治疗。结果显示，与安慰药组比较，ipilimumab组无进展生存期(progression-free survival，PFS)获得延长(4.0个月比3.1个月，P<0.000 1)。主要终点OS分别为11.2个月与10.0个月，但差异无统计学意义(HR=0.85，P=0.053)。不过在亚组分析中，碱性磷酸酶小于1.5倍正常值上限、血红蛋白>110 g·L-1和无内脏转移的患者有更好的预后，OS达22.7个月，高于安慰药组15.8个月，提示低肿瘤负荷患者可能有更好的预后[6-7]。

一项针对纳武利尤单抗(PD-1单克隆抗体)的Ⅰ期研究纳入mCRPC患者17例，尽管1例患者持续PSA下降>50%，但在这些患者中没有观察到客观反应。另一种抗PD-1单克隆抗体帕博利珠单抗的一项针对晚期实体瘤患者的多阶段Ⅰb期研究(Keynote-028)，入组mCRPC患者23例。其中部分缓解(PR)3例(13.0%)，疾病稳定9例(39.1%)。在这两项研究中mCRPC缺乏反应可能与PD-L1表达相关。有研究报道，12%的mCRPC患者有MSI，可能对检查点抑制剂单药反应更好，目前正在进行前瞻性评估(NCT02966587)[8-9]。

免疫治疗在前列腺癌中的应用仍处于探索阶段，单独应用PD-1/PD-L1抑制剂效果欠佳，研究发现联合其他药物，可能会成为今后热点，目前多项免疫检查点抑制剂联合治疗的临床试验正在进行中，如纳武利尤单抗+Ipilimumab治疗AR-V7阳性前列腺癌患者的安全性和耐受性的Ⅱ期临床研究(NCT02601014)；疫苗+帕博利珠单抗治疗激素耐受的前列腺癌的疗效和安全性Ⅰ/Ⅱ临床研究(NCT02499835)，Avelumab+Talazoparib治疗包括CRPC在内的局部/晚期实体瘤的安全性和抗肿瘤活性的Ⅰb/Ⅱ临床研究(NCT03330405)。免疫检查点抑制剂的治疗趋向于联合、趋向于一线、趋向于与其他机制药物联合，以期最大程度提高有效性。

2 肾细胞癌(renal-cell carcinoma，RCC)的免疫治疗

RCC占所有成人恶性肿瘤的2%～3%，近1/3患者在初次根治后会出现复发或进展。转移性肾细胞癌(metastatic renal cell carcinoma，mRCC)通常无法治愈，目前的中位生存期仅为18个月，5年存活率低。

2.1肾细胞癌的免疫特征 RCC具有高体细胞突变频率和大量肿瘤浸润的淋巴细胞。目前已经在RCC中发现6个原发性骨髓来源的抑制细胞(myeloid-derived suppressor cells，MDSC)群，RCC患者血液MDSC水平与肿瘤进展之间存在相关。MDSC也被认为是使抗肿瘤免疫反应钝化的免疫抑制细胞。此外，RCC患者的Treg细胞数量与对照组相比不仅增加，而且Treg细胞数量与病理分期和核分级也相关。上述研究提示RCC免疫反应的复杂性，是免疫治疗药物的可行靶点[10]。

2.2肾细胞癌的免疫治疗手段

2.2.1肿瘤治疗疫苗 第一种mRCC治疗性疫苗是IMA901[11]。它由10种合成的肿瘤相关肽(TUMA P)组成，可以激活效应T细胞。Ⅰ期试验28例(HLAA)*02阳性患者接受GM-CSF，随后接受最多8个剂量的IMA901。20例出现至少一种TUMAP的反应，8例出现对多种TUMAP的T细胞反应，与疾病控制更好相关。随后Ⅱ期临床试验，其中环磷酰胺被用作免疫调节剂，联合环磷酰胺治疗总生存期有所增加，但差异无统计学意义(23.5个月比14.8个月，P=0.09)。随后，Ⅲ期开放标签IMPRINT试验339例患者，随机3：2接受IMA901+舒尼替尼或单独使用舒尼替尼，联合组患者还接受GM-CSF和环磷酰胺，结果显示生存优势没有显著意义。联合治疗组约57%发生≥3级不良事件约57%，4例患者死亡。基于HSP-Gp96肽复合物的治疗性疫苗，用于肾切除术后的辅助治疗，但与无辅助治疗比较，复发率并未降低。早期疾病患者的亚组分析表明，自体疫苗的辅助治疗可减少疾病复发(HR=0.58，P=0.056)。

2.2.2免疫检查点抑制剂 目前纳武利尤单抗已获得批准用于晚期RCC的二线治疗，同时多项免疫检查点抑制剂在RCC中进行临床研究。

在ipilimumab的Ⅱ期临床试验中，61例患者2/3接受大剂量3 mg·kg-1，每3周一次，持续1年，其余1/3初始接受3 mg·kg-1，随后为1 mg·kg-1的剂量。结果显示：根据实体瘤的反应评估标准，无患者显示完全缓解。鉴于本研究中缺乏完全消退，以及mRCC中其他免疫治疗药物的相对成功，目前通常不使用CTLA-4抑制剂单一治疗。

2014年纳武利尤单抗对进展期肾癌进行临床Ⅱ期试验[12]。168例既往VEGFR-TKI耐药的进展期肾癌患者，分别加入纳武利尤单抗 0.3，2和10 mg·kg-1组进行治疗。3组1年生存率分别为63%，72%和70%；2年生存率分别为42%，53%和52%；3年生存率分别为33%，40%和32%。基于以上结果，进行开放性Ⅲ期随机临床试验CheckMate-025[13]，入组索拉非尼或舒尼替尼治疗失败的晚期RCC患者821例，比较纳武利尤单抗与依维莫司(一种mTOR抑制剂)的疗效。纳武利尤单抗组显示25个月中位总生存期，明显高于依维莫司组19.6个月。OS获益独立于PD-L1的表达状态，但与PD-L1表达阳性者比较，PD-L1表达阴性者似乎获得更长中位生存时间(27.4个月比21.8个月)。此外，纳武利尤单抗的耐受性也较好。因此2015年底，FDA批准纳武利尤单抗用于既往曾接受过抗血管生成治疗的晚期RCC的治疗。

Atezolizumab是一种作用于PD-L1的免疫检查点抑制剂。其在肾透明细胞癌患者中位OS和PFS分别为28.9个月和5.6个月，有效率为15%。另外，免疫检查点抑制剂联合用药目前也有很多临床研究。IMmotion151研究，是PD-L1单抗atezolizumab联合贝伐珠单抗对比舒尼替尼用于晚期肾癌一线治疗的Ⅲ期临床研究，主要终点为研究者评估的PD-L1表达阳性(IC≥1%)患者PFS及意向治疗人群(ITT)的OS。研究共入组患者915例，其中PD-L1阳性患者362例(39.6%)，结果显示在PD-L1阳性患者中，PD-L1单抗atezolizumab与贝伐珠单抗联合治疗组获得中位PFS显著优于舒尼替尼治疗组(11.2个月比7.7个月，HR= 0.74，P=0.02)，客观缓解率(objective response rate，ORR)分别为43%与35%，生存数据尚未成熟，但统计学显示有利于联合治疗组(HR=0.68)[14]。

2019年KEYNOTE-426结果公布，该试验研究抗PD-1单抗帕博利珠单抗与阿昔替尼联合用于晚期肾细胞癌的一线治疗。试验结果显示帕博利珠单抗/阿昔替尼的中位PFS为15.1个月，舒尼替尼为11.1个月。这种组合疗法使疾病进展风险降低31%(P=0.000 1)。组合疗法的12和18个月 OS率高于舒尼替尼组，分别为89.9%比78.3%，82.3%比72.1%。与舒尼替尼12和18个月PFS率(46.2%和32.9%)比较，联合治疗组PFS也更高(59.6%和41.1%)。无论PD-L1状态如何，均观察到生存受益。此外，联合治疗组ORR为59.3%，舒尼替尼ORR为35.7%(P<0.000 1)。联合治疗组中位缓解持续时间(duration of response，DOR)未达到，舒尼替尼组为15.2个月[15]。

2019 ASCO GU 大会上报道一项帕博利珠单抗联合卡博替尼治疗肾细胞癌的试验结果，试验共招募8例均接受过肾切除术的肾细胞癌患者，结果显示，部分缓解2例，病情稳定4例，病情发展2例。试验中还包括PD-L1阴性的患者。基于这些数据，Ⅱ期研究已经开展。

JAVELIN Renal101研究是一项对比PD-L1单抗avelumab联合阿昔替尼与舒尼替尼对照用于晚期肾癌一线治疗的随机3期临床试验，研究招募RCC患者886例，结果发现，与舒尼替尼单药比较，avelumab联合阿西替尼使RCC患者死亡风险降低47%。avelumab+阿昔替尼组有效率为51.4%，其中PD-L1阳性患者有效率为55.2%，而舒尼替尼组对应有效率只有25.7%和25.5%。同时，研究还发现avelumab联合阿西替尼的疗效与患者PD-L1表达情况无关[16]。

2017年欧洲肿瘤学会报告纳武利尤单抗联合ipilimumab与舒尼替尼组治疗晚期RCC或mRCC的对比结果。联合治疗组客观有效率高于单用舒尼替尼组(41.6%比26.5%，P<0.001)，中位PFS也有所改善。CheckMate-214是一项随机、开放的Ⅲ期研究，评估纳武利尤单抗联合ipilimumab方案对比舒尼替尼用于初治晚期或mRCC患者的情况。联合组患者接受纳武利尤单抗 3 mg·kg-1联合ipilimumab 1 mg·kg-1，每3周1次，连续用药4个周期后序贯纳武利尤单抗 3 mg·kg-1，每2周1次；对照组患者接受舒尼替尼50 mg，每天1次，每周期连续用药4周，停2周。主要研究终点为中等-高风险人群(约占患者75%)的OS、PFS和ORR。结果显示：在中等-高风险人群中，接受纳武利尤单抗联合小剂量ipilimumab治疗，在30个月总生存率达到60%，而接受舒尼替尼治疗的患者总生存率达到47%[HR=0.66，95%CI(0.54，0.80)，P<0.000 1]。接受纳武利尤单抗联合小剂量ipilimumab，ORR达到42%；舒尼替尼组ORR为29%(P=0.000 1)。52%患者对纳武利尤单抗联合小剂量ipilimumab有反应，其中中等-高风险患者的反应至少持续18个月，28%患者对舒尼替尼有反应[17]。基于此，纳武利尤单抗联合ipilimumab方案获得美国FDA、欧盟批准，已被列入EAU/NCCN指南中治疗中高危RCC患者的首选推荐。

3 尿路上皮癌的免疫治疗

尿路上皮(移行细胞)癌，占所有膀胱癌90%以上。诊断时有11%患者为Ⅳ期，伴有区域淋巴结累及和/或骨或内脏转移。在过去的30年中，转移性尿路上皮癌的治疗基本保持不变。铂类化疗方案(顺铂，卡铂)是目前一线治疗的标准治疗方案，但局部晚期和转移性疾病的5年生存率(基于2006—2012年收集的数据)分别为34.5%和5.2%。因此需要更持久缓解的新策略。

3.1尿路上皮癌的免疫特征 尿路上皮癌是一种免疫原性肿瘤，已发现了几种肿瘤浸润性免疫细胞，以及与疾病有关的许多突变都增强免疫原性。尿路上皮癌与高突变负荷有关，癌症基因组图谱(TCGA)项目分析的131个尿路上皮肿瘤中，76%具有调节基因 ≥1个失活突变，41%有≥2个此类突变。总体而言，尿路上皮癌的DNA异常比肺癌或黑色素瘤略低，但超过其他恶性肿瘤[18-19]。

3.2尿路上皮癌的免疫治疗手段 目前FDA已经批准5种免疫检查点抑制剂用于晚期尿路上皮癌的二线治疗或不能耐受铂类患者的一线治疗。2016年5月，基于来自之前的Ⅱ期全球多中心开放标签单臂IMVigor210试验的数据，atezolizumab获美国FDA加速批准用于治疗在含铂化疗期间或之后病情恶化，或在接受新辅助或辅助含铂化疗后12个月内出现疾病进展的局部晚期或转移性尿路上皮癌[20]。在接受atezolizumab作为二线治疗，具有高水平PD-L1表达的患者中，观察到最高反应和最长平均存活时间。肿瘤突变负荷高的患者(以高IFN-γ基因表达为标志)和腔管Ⅱ型分子亚型患者似乎具有最佳结果，这又促进PD-L1和IFN-γ作为预测生物标志物的研究。Atezolizumab随后于2017年4月获得美国FDA的批准，用于不适合顺铂化疗的一线治疗局部晚期或转移性尿路上皮癌患者。

纳武利尤单抗于2017年2月获美国FDA加速批准，用于既往已接受过治疗的局部晚期或转移性尿路上皮癌患者，具体为接受含铂化疗期间/化疗后或接受含铂新辅助治疗/辅助治疗后一年内病情进展的铂难治、转移性或不可切除性尿路上皮癌。CheckMate 275在270例经治的铂难治、转移性或不可切除性尿路上皮癌患者中开展，其中PD-L1表达≥1%的患者比例为46%，在整个研究人群中ORR为19.6%，而在PD-L1表达≥1%的患者组(n=124)中，ORR为25.0%[21]。

2016年2月，美国FDA批准durvalumab的突破性疗法指定用于治疗PD-L1阳性不能手术或转移性尿路上皮癌患者，其在一种标准铂类方案期间或之后出现进展。随后2017年5月，FDA批准用于治疗在含铂化疗期间或之后出现疾病进展，或在用含铂化疗的新辅助或辅助方法进行治疗的12个月之内出现疾病进展的局部晚期或转移性尿路上皮癌。该批准基于Ⅰ期和Ⅱ期多中心开放标签研究(n=182)的最新结果，发现durvalumab有明显的临床活性和安全性[22]。Durvalumab在Ⅲ期DANUBE试验中作为转移性尿路上皮癌的一线治疗正在研究中。

2017年5月，基于242例患者的Ⅰb期开放标签，单臂，多中心JAVELIN研究的结果，FDA还批准在含铂化疗期间或之后出现疾病进展，或在用含铂化疗的新辅助或辅助方法进行治疗的12个月之内出现了疾病进展的局部晚期或转移性尿路上皮癌患者中使用抗PD-L1 抑制剂avelumab[23]。结果表明无论肿瘤PD-L1表达和不良预后因素(包括转移到非淋巴结部位)，avelumab治疗导致持久的反应，ORR约17%。

2017年5月，基于Ⅲ期研究Keynote 045[24]，帕博利珠单抗获FDA批准用于在含铂化疗期间或之后出现疾病进展，或在用含铂化疗的新辅助或辅助方法进行治疗的12个月之内出现了疾病进展的局部晚期或转移性尿路上皮癌患者。研究结果显示：542例铂类难治性晚期尿路上皮癌患者随机接受帕博利珠单抗或化疗，前者ORR显著增高，总生存期延长，治疗相关不良事件减少。帕博利珠单抗的获益似乎与肿瘤和浸润性免疫细胞上的PD-L1表达无关。然而，在帕博利珠单抗作为尿路上皮癌二线治疗的一项小型Ⅰb期研究(Keynote 012)中，PD-L1阳性肿瘤表达的患者ORR(38%)高于评估整体人群(25%)。2017年5月，帕博利珠单抗也被批准用于一线治疗局部晚期或转移性尿路上皮癌的不适合含铂化疗的患者；批准基于Keynote 052，370例患者一线帕博利珠单抗治疗的ORR达到29%。最高反应发生在PD-L1阳性肿瘤患者中，13%肿瘤和免疫细胞PD-L1表达≥10%的患者(n=30)出现完全缓解[25]。

免疫检查点抑制剂作为转移性或无法切除尿路上皮癌的二线治疗，与化疗相比更具优势，所以获得FDA的批准。与此同时，尿路上皮癌的相关研究也正在向更早期推进，如肌层浸润性膀胱癌全膀胱切除术后的辅助治疗或术前的新辅助治疗。另外，目前转移或无法切除尿路上皮癌一线治疗的临床试验也在进行中，包括CTLA-4与PD-1/PD-L1联合、或者免疫联合化疗，结果值得期待。此外，国内医药公司的原研PD-1单抗也正在进行相关研究。

4 展望

免疫检查点在肾癌和尿路上皮癌上已取得显著突破，但在前列腺癌中进展较为缓慢，如何提高免疫治疗的疗效是未来的方向。通过生物标记物筛选更精准的患者人群和采用联合疗法是优化免疫检查点治疗疗效的两大策略。首先，改变肿瘤微环境，尤其在前列腺癌中，可以通过联合治疗将“冷”的肿瘤微环境改变为免疫学上“热”的肿瘤。许多临床试验正在评估免疫治疗的联合，是泌尿生殖系统肿瘤免疫治疗的未来。其次，治疗的时机是优化癌症免疫治疗的另一个关键因素，原因在于患者肿瘤体积较大，免疫抑制细胞因子较多，等待免疫应答的时间有限。开发生物标志物以选择最可能对免疫治疗有反应的泌尿生殖系统肿瘤具有重要意义。迄今为止，肿瘤和(或)免疫细胞表达PD-L1是研究最广泛的潜在生物标志物，但数据不一致。使用atezolizumab和durvalumab中，高基线免疫细胞PD-L1表达与反应改善之间存在关联，但在纳武利尤单抗治疗转移尿路上皮癌的研究中，肿瘤PD-L1表达与结果之间无显著相关。因此，仅PD-L1表达作为临床反应强有力的预测标记尚不准确。除了PD-L1状态，高肿瘤突变负荷(tumor mutational burden，TMB)对基于检查点抑制剂的治疗反应具有明显的预测价值。高度突变的肿瘤可具有高的新抗原负荷，增加靶向肿瘤的激活的免疫细胞的可能性。例如纳武利尤单抗治疗转移性尿路上皮癌，具有高25基因IFN-γ特征的患者反应几乎高2.5倍(P<0.001)。此外，IFN-γ相关基因高表达与durvalumab治疗后临床疗效显著相关；DNA损伤应答突变在晚期尿路上皮癌抗PD-1/PD-L1治疗中与较好的临床结局相关。另一种PET作为生物成像标志可能成为预测免疫治疗反应有前途的方法。但是免疫PET的应用目前主要局限于临床前研究，该技术需要时间才能成熟，相信未来在患者选择中具有前景。