疗效预测生物标志物在去势抵抗性前列腺癌中的研究进展

2021-02-28蓝丹张倩瑜张焱何子蕊陈文慧赵建夫

分子诊断与治疗杂志 2021年3期

蓝丹张倩瑜张焱何子蕊陈文慧赵建夫，2★

在欧美发达国家中，前列腺癌（prostate cancer，PC）是导致男性死亡的主要恶性肿瘤之一，其发病率仅次于肺癌［1］。在中国，PC 的发病率和死亡率也在随着年龄的增长而上升［2］。去势抵抗性前列腺癌（castration- resistant prostate cancer，CRPC）是经过雄激素剥夺治疗疾病仍然进展的PC，其临床疗效及预后较差，不仅是PC 患者最常见的死因，也是目前PC 临床治疗中最为棘手的问题之一［3］。随着免疫时代的到来，越来越多的免疫检查点抑制剂（immune checkpoint Inhibitors，ICIs）应用于临床，但适用人群受限，只有部分CRPC 患者因此受益，所以建立可预测疗效的生物标志物对ICIs 的评估与决策使用方案至关重要［4］。本文主要就疗效预测生物标志物在CRPC 中的研究进展展开综述。

1 免疫检查点分子及其抑制剂

肿瘤组织可过度表达免疫检查点（immune checkpoint，ICPs）分子，抑制T 细胞活化增殖或诱导T细胞凋亡，导致免疫抑制性肿瘤微环境（tumor microenvironment，TME）形成，使肿瘤细胞逃避机体的免疫监控和杀伤［5］。目前细胞毒性T 淋巴细胞相关蛋白4（cytotoxic T lymphocyte associated protein 4，CTLA-4），程序性死亡蛋白1（programmed death protein 1，PD-1）及其配体（programmed death protein 1 ligand，PD-L1）是最具代表性的ICPs［6］。ICIs 主要包括CTLA-4 抑制剂与PD-L1 抑制剂，它通过结合ICPs 导致肿瘤细胞免疫系统失衡，激活T 细胞，从而达到抗肿瘤的效果。

2 ICIs 的疗效预测生物标志物

2.1 PD-L1 表达

肿瘤细胞上的PD-L1 过度表达可使它们脱离宿主的免疫监控，从而导致不同类型肿瘤预后不良［7］。Haffner 等人［8］的研究发现PD-L1 表达在原发性PC 中很少见，但在转移性去势抵抗性前列腺癌（metastatic castration-resistant prostate cancer，mCRPC）中观察到PD-L1 阳性率增加，根据这一结果推测出PD-L1 在肿瘤细胞上的表达是预测PC抗PD-1/PD-L1 治疗反应的有价值的预后生物标志物。在KEYNOTE-028 Ib 期试验中，共纳入23 名mCRPC 且PD-L1 阳性患者接受pembrolizumab 治疗，结果显示总体缓解率（objective response rate，ORR）为17%，病情稳定（stable disease，SD）患者占35%，没有治疗相关的停药或死亡，有3 个3 级和1 个4 级治疗相关的不良事件（treatment-related adverse events，TRAEs），可见PD-L1 阳性mCRPC患者接受pembrolizumab 治疗具有安全性且有一定的抗肿瘤效果［9］。但是，关于利用PD-L1 表达来预测ICIs 的疗效尚存在争议。IMbassador250 是一项临床Ⅲ期试验，探讨了atezolizumab 与enzalutamide 联合应用对PD-L1 的抑制作用，这项试验包括759 名mCRPC 的患者，在观察PD-L1 表达的亚组分析中，PD-L1＜1%、PD-L1≥1%或PD-L1≥5%的患者在总生存期（overall survival，OS）上并没有显著差异［10］。同样在KEYNOTE-199 II 期研究中也提出，pembrolizumab 在mCRPC 的PD-L1 阳性和PD-L1 阴性队列中显示出相同的效果［11］。另有证据也同样支持该ICPs 可能不是有效的预后生物标志物：首先，没有统一表达的阳性阈值和用于PD-L1 测量的标准技术；其次，PD-L1 的肿瘤表达受多种机制调控，包括遗传和表观遗传学的改变、转录和修饰［12，5］；再者，PD-L1 表达的位置（肿瘤细胞与浸润的免疫细胞）对免疫反应也有不同的影响，并且肿瘤中的基因突变，不同水平的PD-L1 表达，TME 的组成及其动态相互作用都可能影响PD-1/PD-L1 靶向治疗的效果［13-14］。尽管如此，仍不可否认的是PD-L1 表达在抗PD-1/PD-L1mAb 疗效预测方面具有一定价值，尚且需要进一步加强基础和临床研究来证实。

2.2 循环肿瘤细胞（circulating tumor cell，CTC）

美国食品药品监督管理局（Food and Drug Administration，FDA）目前已经批准使用CTC 评估来作为转移性乳腺癌、PC 和结肠直肠癌患者的预后指标［15］。在一项探讨CTC 预测mCRPC 治疗生存获益的实验中，共有231 名可评估患者，五组患者在开始治疗后2 至5 周、6 至8 周、9 至12 周和13 至20 周分别进行了CTC 的评估。治疗后2～5 周，CTC良好（CTC 计数＜5/7.5 mL 血液）患者的中位生存期（median overall survival，MOS）为20.7 个月（95%CI，20.5 个月～未达到中位生存期），而不良（CTC 计数＞5/7.5 mL 血液）组为9.5 个月（95%CI，5.8～10.7个月）。在治疗开始后6 至8 周、9 至12 周和13 至20 周，CTC 良好和不良的患者的MOS 差异与2 至5周的OS 差异相似。在所有时间点，CTC 都比前列腺特异性抗原（prostate-specific antigen，PSA）递减算法更好地计算了预测的OS。可见，相对于PSA，CTC 是CRPC 中OS 较准确且独立的预测指标［16］。同样，在2016ASCO 会议上，Boffa 等人［17］表明使用PD-L1 阳性CTCs 可评估转移性癌症的预后。尽管CTC 具有可预测的潜力，但CTC 的表征仍然受限，因为它们的发生率极低且生命力短［18］。因此，关于CTC 作为预测标志物的研究仍有待完善。

2.3 吲哚胺2，3 双加氧酶（indoleamine 2，3 dioxygenase，IDO）

IDO 可通过降解局部组织中的色氨酸而调节机体抗肿瘤免疫，还可以促进TME 中的血管生成。首次进行PC 诊断的细针穿刺活检的男性尿液沉积物中获得的数据表明，IDO 基因表达水平升高的患者极有可能携带临床相关形式的PC，并且在前列腺切除术后复发的可能性更高［19］。尽管筛选的受试者数量有限，但该试验性研究的优势还是IDO 基因表达的高敏感性。实验结果发现PC 阳性的受试者均未显示IDO 基因表达水平低于最佳临界水平0.001 5，按照受试者工作曲线（ROC）的定义将患者分为PC 阳性（局部PC）和PC 阴性（正常组织）（阳性预测值100%，无假阴性）［19］。分析相关数据后发现，IDO 的高表达与PC 进展以及对ICP 靶向疗法的不良临床预后有关，且在针对ICIs 疗法中具有免疫抑制作用，对预测PC 患者的无复发生存期（Relapse-Free Survival，RFS）具有重要意义。此外，癌症患者血清中IDO 活性与犬尿酸/色氨酸之比之间存在相关性，这一发现表明，可以考虑使用犬尿酸和/或色氨酸的血浆水平来评估IDO 活性，而无需分析癌症患者的肿瘤样本［6，19］。

2.4 DNA 损伤修复（DNA Damage Repair，DDR）

DDR 基因（BRCA1，BRCA2，CDK12，ATM）是人体DNA 损伤修复机制中的重要参与者。现已有报道称AR-V7 阳性患者的亚组与DDR 基因突变相关［20］。在一项ipilimumab 联合nivolumab 用于AR-V7 阳性mCRPCⅡ期生物标志物驱动研究中，将15 例具有ARV7+CTC 的mCRPC pts 纳入单臂2期研究中，其中有6/15 受试者具有致病性DNA 修复基因突变（BRCA2，ATM，MSH6，FANCM，FANCA，POLH），这6 位受试者则标记为AR-V7 阳性，DDR 突变阳性。结果显示与AR-V7 阳性、DDR 阴性的受试者相比，这些具有致病性DNA 修复基因突变的患者在无进展生存期（progression-free survival，PFS）方面具有统计学上的显著益处（缺乏≥24周的进展）［21］。该项研究表示，具有同源重组缺陷（homologous recombination defect，HRD）突变的mCRPC 可以从免疫治疗中受益。

CDK12 中的突变可导致DNA 累积损伤及免疫原性新抗原的形成。先前有研究表示，大约7%的mCRPC 存在双等位基因CDK12 突变［22］。2018年的一项研究评估了360 名晚期PC 的男性患者的肿瘤DNA，分析出新发现的与缺失CDK12 基因拷贝相关的遗传变化模式与先前确定的其他PC 遗传亚型都不同，让这部分患者成为完全独立的疾病亚型。其中，在11 名CDK12 基因突变患者中，共有4 名mCRPC 患者接受了ICIs 治疗，有2 名患者PSA 明显，除了具有错配修复缺陷的患者外，ICIs 疗法通常在PC 中并不有效。这些早期的临床结果支持以下假说：携带双等位基因CDK12 的mCRPC 患者丢失可能比未选择的转移性PC 人群对免疫疗法有更高的反应可能性［23］。综上所述，CDK12 突变体代表特定类别的PC，具有不同的转录表型。同时鉴定出CDK12 基因缺失可能是晚期PC 患者对靶向免疫检查点疗法有反应的生物标志物，但是需要进行更大规模的临床研究验证。

2.5 错配修复缺陷（deficient mismatch repair，dMMR）和高度微卫星不稳定性（microsatellite instability-high，MSI-H）

早在2017年，FDA 已对抗PD-1 药物pembrolizumab 进行了批准，以治疗不可切除或转移性MSI-H/dMMR 恶性肿瘤（不限制肿瘤类型），多项临床研究也表明MSI-H/dMMR 实体瘤可从免疫治疗中显著获益［24］。在一项前瞻性分析实验中，有11例MSI-H/dMMR mCRPC 患者接受抗PD-1/PD-L1治疗，其中54.5%患者的PSA 水平下降幅度大于50%，其中4 个下降幅度超过99%［25］。近期一项临床试验更是支持了这个观点，在KEYNOTE-164试验中，总共124 例转移性MSI-H/dMMR mCRPC患者被分配到A 组（基于接受≥1 的先前治疗）或B组（≥2 的先前治疗）并接受Keytrude 长达35 个周期或直到病情进展，主要终点是ORR。在中位随访时间为31.3 个月（A 组）和24.2 个月（B 组）时，两组的ORR 均为33%。A 组MOS 为31.4 个月，B组未达到MOS（2年OS 为63%），而具有3～4 级TRAE 的风险相似（分别为16%和13%）［26］。

2.6 肿瘤突变负荷（tumor mutation burden，TMB）

TMB 可反映肿瘤细胞所携带的突变种数，而这些突变中有些会转录表达多肽抗原表位或肿瘤新抗原，这样不仅可以帮助免疫系统识别肿瘤，还可以刺激T 细胞增殖和激发抗肿瘤活性。一项实验在受益于ICIs 的患者中，观察到了与效应T 细胞反应关联的免疫学相关性，30 名mCRPC 患者接受ipilimumab 治疗后，有利队列中的患者具有高的肿瘤内CD8 T 细胞密度和IFN-γ 应答基因标记或抗原特异性T 细胞应答，两名TMB 相对较低的患者对独特的新抗原具有T 细胞反应。研究人员从而将肿瘤内高浓度CD8 T 细胞、IFN-γ 应答基因标记、抗原特异性T 细胞应答列为可预测ipilimumab良好反应的生物标志物，同时证明了即使具有低肿瘤突变负荷的mCRPC，也可表达能诱发与ipilimumab 较优疗效相关的新型抗原［27］。TMB 的评估虽然在预测ICIs 上发挥重要作用，但目前还是存在诸多挑战，一方面TMB 阈值尚未统一，另一方面TMB 测定方法还欠缺规范。