小细胞肺癌免疫治疗机制的研究进展*

斯伃恬，应昊轩，张健

南方医科大学珠江医院肿瘤中心(广东广州 510280)

小细胞肺癌(small cell lung cancer,SCLC)占所有肺癌的13%～15%，是一种神经内分泌肿瘤，以高度侵袭性，生长迅速，伴癌旁内分泌和早期广泛转移为特征[1]。在我国，大部分SCLC患者有长期吸烟史，且伴有慢性基础疾病，因此临床治疗效果往往不理想。目前，化疗和放疗仍是治疗的SCLC的主要手段，临床上此类治疗的初反应性也较高，且放化疗常贯穿患者的整个治疗过程。然而在大多数情况下，由于肿瘤复发较早，患者预后极差，2年生存率<5%[2]。令人遗憾的是，在过去的30年里，SCLC患者的生存率未得到显著的提高，改善率仅为2.8%～7.2%，因此SCLC被定义为一种难治性的癌症[3]。目前，关于SCLC的治疗研究主要分为五大类：针对肿瘤的生长转移途径，DNA损伤修复，细胞周期抑制剂，表观遗传学研究和免疫治疗[4]。近年来，免疫检查点抑制剂改变了非小细胞肺癌和其他实体瘤的治疗模式[5]，免疫治疗已逐渐成为研究肿瘤治疗方法中的热点，其不但可以提高机体免疫系统的抗肿瘤能力，而且对正常组织的影响十分轻微。目前，越来越多的临床证据表明，免疫检查点抑制剂可改善SCLC患者的预后，具有改变未来治疗的潜在能力。

1 免疫治疗协同作用的分子基础

1.1 zeste同源体2 在近几年的研究中，Zeste基因增强子同源物2(EZH2)/Schlafen家族成员11(SLFN11)通路的增强子在化疗和免疫治疗中的重要性得到了证实(图1)。已知表观遗传修饰剂EZH2是由免疫疗法诱导的，在黑色素瘤模型中，用免疫调节剂治疗可增强EZH2的活性[6]。而且，已经证明免疫治疗可以下调与抗原提呈相关的过程，并且EZH2活性是获得这种免疫抑制表型所必需的[6]。另一方面，在SCLC的人源肿瘤异种移植模型中，SLFN11的作用是使同源修复机制(HRM)沉默，尤其是在化疗耐药模型中[7]。EZH2活性是SLFN11抑制所必需的，因此提示其在化疗耐药中也起作用。在SCLC-PDX模型中的铂/依托泊苷化疗中添加EZH2抑制剂可防止耐药性的发生[7]。作为HRM的成员，聚ADP-核糖聚合酶(PARP)的活性在SCLC[8]中也发生了失调，并且受到SLFN11[9]的调节。

一个Ⅱ期临床试验评估了对复发性SCLC患者使用帕洛昔布(一种PARP1-2抑制剂)联合替莫唑胺治疗的疗效，结果表明其对患者的PFS和OS无明显影响；然而，在接受维利帕利联合替莫唑胺治疗的患者中观察到明显更高的客观缓解率(ORR)。需注意的是，进行联合治疗的SLFN11阳性的肿瘤患者的PFS和OS均得到了改善，而SLFN11阴性的患者没有发生明显变化[10]。这些不同的结果表明，需要一种具有预测性的生物标记物，以便更好地在治疗中使用这类药物。

1.2 极光激酶A 极光激酶A(AURKA)是有丝分裂的调节因子，可以抑制G2-M转换，在MYC扩增的SCLC中有重要的作用[11]：抑制AURKA可诱导细胞周期停滞，并强烈抑制SCLC模型中肿瘤的生长(图1)[12-13]。此外，AURKA可能通过与肝激酶B1(LKB1)的相互作用，从而在肿瘤细胞生长和转移中发挥作用。LKB1的磷酸化可阻止其与AMP活化蛋白激酶(AMPK)的相互作用，导致LKB1/AMPK通路的负调控，这通常是导致肿瘤耐药性的原因[18-19]。因此，LKB1活性在调节肿瘤细胞代谢中是至关重要的，它还可以调节细胞内谷胱甘肽的浓度，从而抑制氧化应激。LKB1的灭活使肿瘤细胞对氧化应激更敏感，从而对化疗和放疗更加敏感[20]。

注：SCLC细胞的特征是普遍存在的G1-S细胞周期检查点TP53和RB1缺失[14]，因此SCLC细胞依赖于G2-M细胞周期检查点，其可能会收到Aurora激酶A(AURKA)过表达[11]，Myc扩增驱动的突变SCLC亚型[15]和Chk1-WEE1通路[16]的影响。在化学诱导的DNA双链断裂后，Chk1被ATM/ATR信号通路激活，从而诱导WEE1磷酸化而导致G2-M细胞周期停滞[17]。E2F1为RB1基因的表达产物，zeste同源物2(EZH2)作为E2F1的作用靶点，是免疫治疗和化学治疗均可诱导的表观遗传修饰剂。EZH2活性的抑制对于获得免疫抑制表型，下调抗原呈递过程(诱导免疫治疗抗性)以及通过抑制Schlafen家族成员11(SLFN11)的负调节剂来增强化疗抵抗性是必需的[6]

最近，Skoulidis等[21]证明，携带LKB1基因突变的KRAS突变型肺腺癌与较低的无进展生存率(PFS)和应用PD-1治疗后较低的OS相关，这提示LKB1在这类药物的原发性耐药中起到一定的作用。同时，这些结果表明，需要一种具有预测性的生物标记物，以便更好地在治疗中使用这类药物。

2 肿瘤免疫微环境在SCLC中的作用

近期的大量证据表明，肿瘤免疫微环境在肿瘤发生和发展中起到了不可替代的作用。即使在组织学相同的肿瘤中，肿瘤免疫微环境的组成也会随着肿瘤的进展而发生变化，它是非小细胞肺癌患者肿瘤特征和预后的决定性因素之一[22]。而SCLC与其他类型肺癌不同的是，SCLC具有强大的免疫抑制功能，且肿瘤免疫微环境中存在多种免疫细胞浸润，如调节性T细胞、CD45+T细胞等，这些细胞种类和数量与患者的预后相关，也在SCLC的生长和转移过程中有着重要的作用[3]。

一项关于SCLC细胞与其肿瘤免疫微环境之间的相互作用的早期研究阐明了SCLC肿瘤细胞抑制活化的CD4+T细胞的机制[23]。这种抑制活性不需要直接的细胞间接触，而是由肿瘤细胞分泌的细胞因子(IL-15)介导的，它可以诱导淋巴细胞向树突状免疫表型(FOXP3+CD4+T细胞)分化。另一项研究分析了SCLC患者活检组织中FOXP3+的浸润情况，发现FOXP3+的比例是这些患者预后不良的独立预测因素[23]。在一项评估CD45+免疫细胞预测预后的价值的研究中，SCLC-肿瘤免疫微环境的组织学评估是重中之重。CD45+浸润的程度与更长的OS相关，且不受临床参数的影响[24]。

越来越多的证据表明，肿瘤免疫微环境能够调节PD-1/PD-L1通路，从而帮助癌细胞逃避免疫监视[25]。一项回顾性研究显示，早期进行手术治疗的ED-SCLC和LD-SCLC患者的CD8+肿瘤浸润淋巴细胞(TILs)与PD-L1表达量之间存在相关性，而FOXP3+浸润与PD-L1阳性的肿瘤浸润T细胞呈正相关[26]。此外，FOXP3+TILs的高度浸润是早期疾病的特征，与LD-SCLC患者的良好预后相关，这为TILs的T调节亚群在恶性肿瘤中具有争议的作用提供了新的线索[26-28]。

3 SCLC对免疫检查点抑制剂反应的预测性生物标记物

目前，已经有一些寻找潜在的反应性预测标记的试验或相关研究。PD-L1在肿瘤细胞中的表达是目前研究最深入的免疫检查点抑制剂生物标记物。除此之外，肿瘤突变负荷，微卫星不稳定性，肿瘤微环境，外周血和微生物组等也有着巨大的潜力[29]。

近期的Keynote-158 Ⅱ期研究显示，PD-L1在约40%的SCLC中可以检测到，且能预测pembrolizumab的治疗活性[30]。在Keynote 158的SCLC队列中进行的探索性分析显示了PD-L1综合评分的潜力，即将PD-L1阳性细胞(包括肿瘤细胞、淋巴细胞和巨噬细胞)占肿瘤细胞总数的比率作为评分来预测免疫治疗的疗效[31]。PD-L1评分能够确定接受pembrolizumab治疗的ED-SCLC患者中，ORR、1年PFS和1年OS较好的患者亚群。

然而，在Checkmate 032中肿瘤PD-L1的表达情况不能预测SCLC患者的免疫治疗疗效[32]。鉴于这一发现，研究者对样本进行了进一步分析：进行了全外显子组测序，并将肿瘤突变负荷定义为非同义体细胞突变的总数[33]。具有更高肿瘤突变负荷(定义为高于研究人群突变分布的上1/3)的患者从治疗中获得了更好的治疗效果，尤其是进行联合用药治疗时。因此，肿瘤突变负荷成为了免疫治疗中具有较大潜力的生物标志物之一[34]。然而，由于成本、检测标准、基因突变和水平差异等问题，肿瘤突变负荷作为预测性生物标志物还存在很多缺陷，其中复杂的机制和关联也需要研究者进行更深层次的研究[35]。

在之前的研究中，基于组织的肿瘤突变负荷评估的血液替代物已被证明是阿特珠单抗治疗晚期非小细胞肺癌患者疗效的潜在预测标志物[36]。与非小细胞肺癌患者不同的是，使用阿特珠单抗联合卡铂和依托泊苷治疗的SCLC患者在OS和PFS方面显示出更好的治疗效果，且与血液肿瘤突变负荷无关[31]。

除此之外，一项早期的国内回顾性分析显示，肺癌细胞中若存在MHC-Ⅰ下调则提示患者的预后不良；且基质中CD8+细胞的数量与患者的预后相关。这些研究可能提示了患者MHC-I分子高表达以及肿瘤免疫微环境中较高含量的CD8+T细胞可作为潜在的患者预后良好的预测性生物标志物[37]。

SCLC的临床治疗是肿瘤科医生面临的一大挑战，而根据SCLC的分子生物学特征，免疫治疗展现出巨大的魅力和坚实的生物学基础。在实际研究中，对于使用PD-L1的表达情况来预测疗效，不同的研究团队提出了不同的评价方法。以SCLC的耐药性和侵袭性为基础的分子机制研究有助于进一步了解其免疫耐受机制，有助于制定新的联合治疗策略，提高免疫治疗的临床效果。在未来的研究中，除了将免疫检查点抑制剂与化疗和免疫治疗相结合外，还需要探索新的治疗方法，特别是能干预SCLC生长和化疗耐药的分子途径的治疗方案，以便改善SCLC患者的预后。