胃癌免疫检查点抑制剂疗效预测相关指标的研究进展
2021-01-11田珍刘敏刘鑫李刚关泉林周永宁
田珍,刘敏,刘鑫,李刚,关泉林,周永宁
1 兰州大学第一临床医学院,兰州730000;2 中国人民解放军联勤保障部队940医院;3 天水市第三人民医院
胃癌是消化系统常见的恶性肿瘤之一,全球每年新发病例约99 万例,死亡约73 万例,是癌症相关死亡的第三大常见原因[1]。胃癌早期症状不典型,多数患者就诊时已进入中晚期,治疗效果较差,5 年生存率较低。免疫检查点是一类免疫抑制性分子,能够调控机体的免疫反应。在肿瘤的发生、发展过程中,免疫检查点的免疫耐受是肿瘤获得免疫逃逸的重要机制,而免疫检查点抑制剂(ICI)能够通过抑制肿瘤中的共抑制信号,增强免疫细胞的肿瘤杀伤活性。目前,针对程序性细胞死亡蛋白1(PD-1)及其配体(PD-L1)的ICI 已进入临床试验,如派姆单抗、纳武单抗,能够使胃癌患者获得有效且持久的临床反应。但临床研究发现,仍有部分胃癌患者存在ICI 治疗不敏感或治疗抵抗现象[2-3]。因此,寻找可靠地预测ICI 疗效的生物标志物,对胃癌的个体化治疗、提高ICI 疗效至关重要。癌症基因组图谱根据胃癌分子表征提出了爱泼斯坦—巴尔病毒(EBV)阳性型、微卫星不稳定(MSI)型、基因组稳定型和染色体不稳定型四种亚型[4],该分型基于大规模的分子分析和分类研究,不仅对胃癌预后具有重要的预测价值,还能预测ICI 疗效,为胃癌的个体化、精准化治疗提供依据[5]。目前,在胃癌ICI治疗中用于疗效预测的指标包括PD-L1、EBV 阳性、高度微卫星不稳定(MSI-H)、肿瘤突变负荷(TMB)、肿瘤浸润性淋巴细胞(TIL)及基因表达谱(GEP)等。本文结合文献就胃癌ICI疗效预测指标的研究进展作一综述。
1 PD-L1
PD-L1 又称B7-H1,是PD-1 的配体,主要位于T细胞和初级B 细胞的表面,可参与调控正常免疫细胞的增殖、分化、凋亡等过程。在人类多种肿瘤中发现PD-L1 表达上调,并通过抑制肿瘤杀伤T 细胞的活化,阻碍T 细胞对肿瘤的抑制效应,诱导免疫逃逸[6]。胃癌组织中PD-L1 表达明显升高,故针对PD-L1 的ICI 治疗能够通过阻断PD-1/PD-L1 信号通路,促进免疫细胞对肿瘤细胞的杀伤作用。有研究对1 901 例胃癌患者预后荟萃分析发现,胃癌组织PD-L1 阳性表达者生存时间显著缩短,提示胃癌组织PD-L1 高表达与患者不良预后有关[7]。目前,临床试验中用于治疗晚期胃癌的抗PD-L1药物主要有派姆单抗、尼古拉单抗和阿维单抗。其中,派姆单抗已获得美国FDA 批准,可用于PD-L1 阳性的晚期胃肠道肿瘤的三线治疗,并被纳入《2017 年美国国立综合癌症网络胃肠道肿瘤临床实践指南》。在一项前瞻性研究中,纳入259 例未接受化疗的晚期胃癌患者,经派姆单抗联合一线化疗药物治疗,PD-L1 阳性患者的客观缓解率达到60%,显著高于PD-L1 阴性患者(仅20%)[8]。目前,临床主要通过免疫组织化学(IHC)方法检测肿瘤组织中PD-L1 表达,不同试剂盒评估PD-L1 表达的评价标准和效能不同。HIRSCH 等[9]比较了22C3、28-8、SP263 三种IHC 检测试剂盒/抗体在肺癌组织中的检测效能,结果显示三种试剂盒检测PD-L1 的效能相似,但其阳性判断标准不一,这是由于不同试剂盒采用不同的评分系统导致的。如通过IHC 28-8 pharmDx(TPS)、22C3 pharmDx(CPS)试剂盒检测胃癌组织中PD-L1 表达,结果发现在TPS 中约15%患者PD-L1 阳性,而以CPS>1为截断值时PD-L1的阳性率为60%~70%[10]。因此,对胃癌组织PD-L1 的阳性判断应结合试剂盒的标准综合分析。总之,PD-L1 可作为一种预测胃癌ICI 疗效的分子标志物,但仍需深入研究,尤其对检测方法及其评价标准进行统一化,从而增加其预测效能。
2 EBV阳性
有研究报道,约9%的胃癌组织存在EBV 感染状态,这类胃癌被称为EBV 相关胃癌(EBVaGC)。NASSEEM等[11]研究认为,EBV阳性与胃癌患者的生存期密切相关,并且是胃癌个体化治疗的潜在生物标志物。EBVaGC 多伴有PIK3CA 和ARID1A 基因突变显著富集,可引起免疫细胞信号的激活,从而促进肿瘤组织PD-L1 表达。有研究报道,EBVaGC 组织PD-L1 阳性表达率为34%~92%,其阳性表达能够抑制肿瘤微环境中CD8+T 细胞对肿瘤细胞的杀伤作用,导致患者预后不良[12]。有研究认为,EBV阳性有可能作为预测胃癌ICI 疗效的指标。PANDA等[13]用阿维单抗治疗转移性胃癌发现,与微卫星稳定型(MSS)胃癌相比,突变负荷低的EBV 阳性胃癌和突变负荷高的MSI 胃癌临床获益更大,并且二者具有更高的肿瘤浸润淋巴细胞比例。一项Ⅱ期临床试验对61 例接受派姆单抗治疗的转移性胃癌患者组织分子表征进行研究,发现EBV 阳性患者对派姆单抗的治疗反应良好,总体缓解率高达100%,中位持续时间达到8.5 个月[14]。结果提示,EBV 阳性胃癌患者ICI 治疗的临床获益更大,胃癌组织EBV 阳性状态可作为ICI疗效预测的重要指标。
3 MSI-H
MSI-H 是由错配修复系统(MMR)基因发生缺陷引起的。研究证实,MSI-H 与胃癌的发生、发展密切相关,并且是预测胃癌预后的重要分子标志物。正常状态下,MMR 能够识别并修复DNA 复制或重组过程中产生的碱基错配,从而保持基因组的稳定性。MMR 受损后可发生MSI-H,其特征是单核苷酸变体频率升高,引起肿瘤相关的基因突变或微卫星区域基因组突变[15]。有研究表明,MSI-H 胃癌的DNA 复制错误会导致TMB 显著增加,新抗原负荷增加,大量新抗原刺激T细胞活化,引起胃癌微环境中免疫细胞浸润程度增加,使胃癌免疫微环境能够对ICI 具有良好的治疗反应[16]。在一项Ⅰ期临床试验中,对MSI-H 且PD-L1 阴性的胃癌患者应用派姆单抗治疗发现,患者总体治疗有效率达到57.1%[17]。JANJIGIAN 等[18]在评估尼古拉单抗疗效的临床试验中发现,MSI-H 组总体有效率为29%,而MSS 组仅11%。因此,MSI-H 胃癌患者ICI 治疗的总体有效率较高,MSI-H有可能成为胃癌ICI疗效的预测指标。
4 TMB
TMB 是指一份肿瘤样本中,所评估基因的外显子编码区每兆碱基中发生置换和插入/缺失突变的总数。DNA 缺陷修复途径失常可导致大量基因突变,从而产生新的抗原,具有高突变负荷的肿瘤更有可能产生新抗原并增加免疫原性,诱导更强的免疫反应,如在高TMB 的肿瘤中存在更多的CD8+T 细胞,导致肿瘤细胞对ICI 治疗更敏感。肿瘤基因突变具有高度特异性,不同患者之间存在不同的基因突变图谱,而TMB 可能是多种实体肿瘤ICI 治疗结局的潜在生物标志物。有研究报道,TMB负荷与ICI治疗的临床获益有关。YARCHOAN等[19]研究发现,在默克尔细胞癌和一些与病毒有关的恶性肿瘤患者进行抗PD-1 或抗PD-L1 治疗过程中,TMB 与ICI 治疗客观反应率呈显著正相关关系,高TMB 患者客观反应率明显升高,表明在肿瘤呈递的抗原可提高抗PD-1治疗的应答率。RIZVI等[20]研究发现,与TMB≤50%的肿瘤患者相比,TMB>50%的患者表现出更高的临床受益率和更久的无进展生存时间。HELL⁃MANN 等[21]纳入了299 例晚期非小细胞肺癌患者,接受纳武单抗和伊匹单抗联合治疗,TMB 较高的患者无进展生存时间明显延长。一项前瞻性临床试验对54 例接受特瑞普利单抗治疗的化疗抵抗性胃癌患者进行TMB分析,结果发现高TMB患者的客观反应率和总体生存期均高于低TMB 患者[22]。上述研究表明,TMB 是ICI 疗效的有效预测指标,能够用于预测胃癌ICI 疗效。但目前胃癌TMB 检测仍存在许多困难,如部分患者样本获取困难,而且肿瘤组织中TMB 存在时间变异性,难以准确判断胃癌患者的TMB 情况。因此,仍需深入研究TMB 在胃癌诊疗和预后预测中的临床应用价值。
5 TIL
目前认为,肿瘤的发生与肿瘤免疫微环境异常密切相关,故评估肿瘤浸润免疫细胞,特别是TIL,具有重要的临床价值。TIL 是肿瘤间质内一群异质性淋巴细胞。在不同肿瘤中,TIL 中CD4+T 细胞、CD8+T 细胞、辅助性T 细胞亚群(Th)、调节性T 细胞(Treg)、自然杀伤细胞等比例不同,多数以CD8+T细胞为主。TIL 是宿主对肿瘤细胞免疫反应的表现,其在多种恶性肿瘤中具有免疫调节作用,如乳腺癌、肺癌。有研究报道,肿瘤中CD8+T 细胞的高度浸润能够显著增加肿瘤细胞免疫检查点受体表达,如PD-1、CTLA-4,导致肿瘤对ICI 治疗反应更敏感[23]。因而,TIL 可作为ICI 疗效的预测指标。一项临床研究发现,胃癌组织高度TIL 浸润对患者预后有利,是具有保护因素的独立预测因子,高TIL 患者无进展生存期和总体生存期显著高于低TIL 患者,并且在肿瘤间质中TIL可能有助于反映不同Th亚群在肿瘤免疫中的生物学功能[24]。如CD8+T 细胞主要发挥免疫杀伤作用,而Treg 主要发挥肿瘤免疫抑制作用,针对Treg 细胞的ICI 治疗能够逆转肿瘤抑制的免疫微环境,可能对ICI 疗效的预测价值更大。此外,肿瘤边缘的TIL 对ICI 疗效的预测可能更为准确。如TUMEH 等[25]报 道,在 胃 癌 组 织 边 缘 的CD8+T细胞及PD-1、PD-L1阳性细胞数量更多,PD-1与PD-L1 的亲和力更高,肿瘤边缘的CD8+T 细胞密度可预测对派姆单抗的反应,而肿瘤中心的CD8+T细胞密度则不能预测。
6 GEP
GEP 是以DNA 微阵列为基础,检测细胞内各基因信使RNA 表达,借以发现基因在疾病中的作用。目前,有多项关于GEP 的研究尝试预测胃癌对ICI的治疗反应,如IFN-γ信号通路相关基因和活化T细胞相关基因均可能成为预测胃癌ICI 疗效的潜在指标[26]。研究表明,IFN-γ 是癌症和宿主细胞中PD-L1表达的关键驱动因子,胃癌组织IFN-γ 相关基因谱可预测接受派姆单抗治疗患者的客观反应率和无进展生存期[27]。活化T 细胞的GEP 包含与抗原呈递、趋化因子表达和适应性免疫抵抗等有关的IFN-γ 反应基因,这些基因表达特征有助于临床预测胃癌ICI的治疗反应。在KEYNOTE-059 的临床试验中,分析了活化T 细胞中18 个基因的GEP 评分与胃癌ICI治疗反应和患者预后的关系,结果发现GEP 评分较高的胃癌患者对派姆单抗的治疗有效率较高,患者预后较好[27]。另外一项临床试验中发现,PD-L1、CD8A、淋巴细胞激活因子3 和STAT1 四个炎症相关基因的GEP 对胃癌ICI 疗效具有潜在的预测价值[28]。因此,GEP有可能作为预测胃癌ICI疗效的潜在指标,但仍需大样本、多中心的随机对照研究进一步验证。
综上所述,PD-L1、EBV 阳性、MSI-H、TMB、TIL、GEP 等新兴的生物标志物均可作为预测胃癌ICI 疗效的潜在指标。但目前这些指标在临床研究中的应用还存在许多不足,如治疗样本较小、研究方法不统一,尚需高质量、标准化的临床研究加以验证,以实现胃癌个体化、精准化治疗目的。