乳腺癌免疫检查点抑制剂研究进展*

张佳 综述 李宏江 审校

(四川大学华西医院乳腺外科，四川 成都 610041)

乳腺癌作为女性群体中发病率最高的恶性肿瘤，严重威胁着人类健康，预计未来五年，我国乳腺癌患者将高达250万[1]，随着医学的发展，早期乳腺癌患者5年生存率大幅度提高，但是整体而言，乳腺癌的治疗情况并不乐观。越来越多研究表明免疫系统在乳腺癌的进展、转移以及控制方面发挥重要作用[2-3]，为免疫治疗在乳腺癌中的应用提供理论依据。程序性死亡受体1(programmed death receptor-1,PD-1)与程序性死亡配体1(programmed death ligand-1,PD-L1)和细胞毒T淋巴细胞相关抗原4(cytotoxic T lymphocyte-associated antigen 4，CTLA-4)是已知的乳腺癌重要免疫检查点，抑制上述免疫检查点的PD-1/PD-L1抑制剂及CTLA-4抗体是乳腺癌免疫治疗的主要策略，随着多种免疫检查点抑制剂(immune checkpoint inhibitors，ICIs)的获批，乳腺癌免疫治疗的研究取得较大的进展，本文就PD-1/PD-L1抑制剂及CTLA-4抗体的研究进展加以综述。

1 乳腺癌患者从免疫治疗获益的可能性

免疫系统在机体中发挥免疫防御、免疫监视及免疫自稳的作用[4]，免疫治疗便是通过调节患者的免疫系统来发挥抗肿瘤作用的，以往乳腺癌不被视为一种高度免疫原性肿瘤[5]，与乳腺癌基因突变率偏低以及致肿瘤新抗原形成能力有限相关[6]。但越来越多的研究结果证实乳腺癌和免疫系统之间的关系密不可分：Turajlic S等指出与其他类型乳腺癌相比三阴性乳腺癌(triple negative breast cancer, TNBC)存在较高基因突变率，基因突变的增多可引起肿瘤相关抗原量增加[7]，使免疫系统有更大的可能性识别并对抗肿瘤，此研究从基因层面阐明TNBC从免疫治疗获益的可能性。对于人类表皮生长因子受体(human epidermal growth factor receptor-2,HER-2)阳性乳腺癌患者，Knutson等[8]指出此类患者在接受曲妥珠单抗治疗的同时，会出现T细胞增多及抗HER2反应增强的现象，为免疫治疗和HER-2靶向治疗的联合提供理论支持。有临床实验指出，激素受体阳性乳腺癌患者在内分泌治疗的同时接受ICIs可表现出免疫抑制细胞减少的趋势[9]，这一结论反映出激素受体阳性乳腺癌从免疫治疗中获益的可能性，综合上述研究，可认为各型乳腺癌均可能从免疫治疗中获益。

2 免疫检查点

2.1 PD-1/PD-L1抑制剂在乳腺癌中的作用

2.1.1 PD-1与PD-L1作用机制 PD-1/PD-L1是一组重要的免疫检查点分子，其中PD-1在免疫细胞中广泛表达，而PD-L1除表达于免疫细胞外还广泛表达于多种恶性肿瘤细胞，其中包括乳腺癌[10]。PD-1是一种跨膜蛋白，其胞外段有免疫受体酪氨酸的抑制基序(immune receptor tyrosine inhibitory motif，ITIM)和免疫受体酪氨酸开关基序(immune receptor tyrosine switching motif，ITSM)，胞内段包含酪氨酸激活域[11]。PD-1与PD-L1结合后，可吸附并激活酪氨酸磷酸酶，最终使PD-1胞浆内段的酪氨酸磷酸化(P)，妨碍后序T细胞信号通路如PI3K-Akt-mTOR和Ras-MEK-ERK等的激活，最终抑制T细胞的正常细胞循环、新陈代谢等[11]，达到免疫抑制的作用。正常情况下，PD-1与配体结合可减少免疫反应对周围组织的损伤，早期Nishimura H等[12]发现PD-1缺陷的C57BL/6老年小鼠会出现免疫毒性的肾小球肾炎和关节炎，证实了PD-1/PD-L1的免疫检查点作用。肿瘤细胞正是利用了机体的保护性免疫抑制机制，来逃避免疫系统破坏。具体作用过程可概括为：T细胞与抗原结合后，T细胞中PD-1被诱导表达，同时免疫细胞产生多种炎症性因子如γ干扰素等，诱导肿瘤细胞表达PD-L1[13]，这一过程属于肿瘤细胞的适应性免疫抑制，除此之外，肿瘤细胞在无外界炎症因子诱导的情况下，也可依靠突变的基因来表达PD-L1等免疫抑制物，这归属于肿瘤的固有免疫抑制[14]，在肿瘤的免疫耐受中同样发挥重要作用。肿瘤表达的PD-L1与PD-1结合，妨碍T细胞作用，抑制机体免疫功能，最终肿瘤得以发生进展。了解PD-1/PD-L1作用的内在机制对发展免疫治疗药物以及发现相关免疫生物标志物具有重要意义。

2.1.2 阿特珠单抗(Atezolizumab) 阿特珠单抗是人源化IgG1单克隆抗体，产自中国仓鼠卵巢细胞，可与PD-L1特异性结合，从而阻止PD-1与PD-L1的结合[15]，属于PD-L1抑制剂。某研究评估了阿特珠单抗对转移性三阴性乳腺癌(mTNBC)患者的疗效[16]，结果表明PD-L1高表达组患者总反应率(Overall response rate，ORR)高于PD-L1低表达组，同时该研究指出肿瘤浸润淋巴细胞(Tumor infiltrates lymphocytes，TILs)或CD8+T细胞高表达的患者对阿特珠单抗表现出更好的治疗效果。在治疗时机方面，该研究认为先前未接受化疗的TNBC患者可能对PD-L1抑制剂更灵敏。本研究在证明ICIs对乳腺癌治疗有效的同时，也表明了TILs、CD8+细胞、PD-L1等预测免疫治疗疗效以及评估患者预后的可能性。

2.1.3 阿维鲁单抗(Avelumab) 阿维鲁单抗是PD-L1抗体中的一种[17]，可抑制多种肿瘤细胞的生长[18]，其中JAVELIN研究评估阿维鲁单抗治疗局部复发或转移性乳腺癌的效果，结果显示：在TNBC亚组中，患者的ORR及疾病控制率(Disease control rate，DCR)均高于其他亚组，表明TNBC患者从阿维鲁单抗治疗中获益相对明显。按PD-L1表达水平分组来评估阿维鲁单抗疗效时，PD-L1高表达组患者在部分缓解率(partial response，PR)方面显现出明显优势。同时该研究指出接受阿维鲁单抗治疗的大部分患者仅出现轻低度的不良反应(adverse effects，AEs)[19]。研究结果最终说明阿维鲁单抗对PD-L1高表达的三阴性乳腺癌患者表现出较好的治疗效果，为单药ICIs治疗乳腺癌提供新的思路。

2.1.4 派姆单抗(Pembrolizumab) 派姆单抗是PD-1单克隆抗体，KEYNOTE-012[20]研究评估了派姆单抗对多种实体肿瘤的疗效，其中包括晚期TNBC，结果表明派姆单抗对TNBC疗效尚可，尤其在 PD-L1表达水平较高的TNBC患者中。在KEYNOTE-012研究的基础上，KEYNOTE-086研究优化了患者分组，分别评估派姆单抗对PD-L1阳性mTNBC(B组)患者[21]以及对PD-L1表达情况不明的mTNBC(A组)患者[22]的疗效，结果显示B组患者ORR为21.4%，A组患者ORR为5.3%，且在A组患者中，对派姆单抗有反应的大多数为PD-L1阳性TNBC，提示PD-L1表达量对ICIs疗效的预测作用。在安全性方面，上述研究中派姆单抗相关不良发应大多为疲乏、恶心、轻度甲状腺功能减退及腹泻等。

2.2 CTLA-4/CTLA-4抗体在乳腺癌中的应用

2.2.1 CTLA-4/CD28作用机制 早在1995年Tivol等[23]指出细胞毒性T淋巴细胞相关抗原4(cytotoxic T lymphocyte-associated antigen 4，CTLA-4)基因敲除小鼠体内会出现免疫过度激活，过度激活的免疫系统误伤体内正常细胞、组织器官等，最终引起小鼠死亡，这一研究显著证明了CTLA-4在维持免疫耐受方面的重要作用。CTLA-4，又名CD152，表达于CD4+和CD8+T细胞，与T细胞表面的协同刺激分子受体(CD28)具有高度的同源性，天然和静止状态的T细胞表面只表达CD28，然而当T细胞被抗原激活后，反馈免疫抑制系统也被激活：CTLA-4快速从T细胞内移动至细胞表面与CD28竞争结合CD80、CD86等配体，减弱CD28的协同刺激作用，从而发挥免疫抑制作用，除此之外，CTLA-4调控的反向内吞作用可以使CD80、CD86从细胞表面内吞致胞内[24],从而CD28的配体数量减少，CD28协同免疫作用被抑制，最终实现机体免疫抑制。除此之外，CTLA-4介导的磷酸化酶的激活可抑制CD28诱导的丝氨酸/苏氨酸激酶信号通路，使CD28活性减弱，从而抑制T细胞作用，其余相关机制仍处于研究中。1996年，Leach等在小鼠模型实验中发现抑制CTLA-4后，小鼠体内肿瘤体积呈缩小趋势[25]，进一步说明CTLA-4在肿瘤免疫耐受中的作用，开启了后续对CTLA-4及CTLA-4抗体的研究。

2.2.2 Tremelimumab Tremelimumab是一种人IgG2单克隆CTLA4抗体，用于治疗各种癌症。Vonderheide等[26]设计的研究中，tremelimumab与依西美坦结合用于激素受体阳性晚期乳腺癌，约42%患者疾病稳定维持时间超过12周，且几乎所有患者在接受tremelimumab治疗后外周血中CD4+和CD8+T细胞出现增加趋势，该研究在细胞水平上，体现出了CTLA-4抗体治疗乳腺癌的有效性，同时提示免疫治疗与芳香化酶抑制剂联合用于激素受体阳性乳腺癌患者的可能性。对于晚期转移乳腺癌患者而言，局部放疗是常用的姑息性治疗方式，但放疗相关不良反应是患者终止治疗的常见原因，Jiang等[27]设计研究来评估放疗联合tremelimumab是否可以在保证疗效的前提下实现放疗剂量的减少，从而提高患者依从性，该研究最终表明晚期乳腺癌对该CTLA4抗体表现出较好的耐受性及可观的临床效果，为晚期转移乳腺癌的姑息治疗提供新的思路。

2.2.3 伊匹单抗(Ipilimumab) 伊匹单抗是美国FDA批准的第一个用于转移性黑色素瘤的CTLA-4抗体。伊匹单抗在乳腺癌中的研究相对较少，但相关研究大都表明此类CTLA-4抗体对乳腺癌患者有较好的疗效：McArthur HL等设计了伊匹单抗单药或冷冻消融术用于早期乳腺癌患者术前治疗的小样本研究[28]。该研究分为伊匹单抗单药组，冷冻消融术组及联合治疗组，均在乳癌患者术前应用，结果表明各组患者对相应治疗方案均表现为安全可耐受，没有延误预先计划好的手术时机，对外周血免疫细胞进行分析，凡是接受了伊匹单抗治疗的患者均出现Th1型细胞因子上调、CD4和CD8细胞增多以及T效应细胞/T调节细胞比值增大的现象，该研究显示出伊匹单抗对乳腺癌患者有一定的治疗作用。

3 ICIs联合其他治疗方案

上述多项研究说明单药ICIs对乳腺癌患者具有临床有效性及安全性，但也有不少研究表明单药免疫治疗仅在肿瘤负荷轻、无内脏转移或既往放化疗少的人群中才表现出较好的治疗效果[29]，对各种类型乳腺癌患者而言，单一ICIs的临床作用相对局限，免疫治疗联合其他治疗的策略逐渐成为乳腺癌免疫治疗研究中的趋势。

3.1 化疗联合ICIs 多种化疗药物被证明具有促进肿瘤抗原释放的作用，从而促进机体免疫启动及提高机体的免疫应答，多项研究表明ICIs联合化疗可以提高疗效[30-31]，除化疗药物种类外，用药剂量及用药时机的不同对免疫治疗也会产生不同的影响[32-33]。蒽环类药物被认为具有增强肿瘤免疫原性的作用，可能跟其促进肿瘤抗原释放及提呈的作用有关，低剂量环磷酰胺被报道具有对抗免疫抑制细胞的作用[34]。IMpassion130(NCT02425891)临床试验[35]评估了白蛋白紫杉醇联合阿特珠单抗对于mTNBC患者的安全性及有效性。在随访了12.9个月时，阿特珠单抗组ORR与安慰剂组相比有统计学意义上的增加(56 vs 45.9%;P=0.002)，同时，在阿特珠单抗组内，PD-L1阳性的患者比PD-L1阴性的患者有更高的ORR(58.9 vs 42.6%;P=0.002)。指出了阿特珠单抗联合白蛋白紫杉醇可以使mTNBC尤其是PD-L1高表达的患者获益。当中位随访时间达到18个月时，在接受阿特珠单抗治疗的患者中，PD-L1阳性患者的总生存期(overall survival，OS)明显高于PD-L1阴性患者。IMpassion130试验推动FDA批准阿特珠单抗与白蛋白紫杉醇联合用于mTNBC患者，阿特珠单抗成为第一个获批用于乳腺癌治疗的ICIs。2020年ESMO会议报道了该研究最终的OS分析，在PD-L1阳性人群中，阿特珠单抗联合白蛋白紫杉醇组患者的中位OS时间长达25.4个月，较安慰剂组患者中位OS时间延长7.5个月[36]。在阿特珠单抗获批用于乳腺癌治疗后，多种免疫治疗与化疗联合应用的研究相继开展，其中在2020年的ASCO会议上，派姆单抗联合艾瑞布林用于mTNBC的ENHANCE 1研究[37]更新了最新研究结果，TNBC患者尤其是PD-L1阳性的TNBC可从该联合治疗方案中获益。ICON[38]是第一个联合化疗与双ICIs用于转移性HR+乳腺癌患者的随机对照临床研究，当前此研究仍在进行中，有望在发展新型组合疗法的同时，发现更多免疫治疗生物标记物，最终实现基于生物标记物的个性化治疗。

3.2 放疗与ICI结合 积累的资料表明，放疗可通过多种途径增强肿瘤免疫[39]，如促进肿瘤抗原的释放来加速效应T细胞的激活，以及上调趋化因子和血管黏附分子等的表达来支持T细胞向肿瘤的转运等。然而，放疗在免疫方面的作用机制是否与放射治疗剂量和治疗时机有关尚不清楚。一个小样本研究[40]评估了派姆单抗联合3000cGy胸壁局部放疗对mTNBC的临床效果，ORR为17.6%，且有指标表明较早接受免疫治疗的TNBC患者倾向于有更好的临床结局。Jiang等[27]设计了复发或转移乳腺癌患者接受局部放射治疗联合tremelimumab的小样本研究，6个乳腺癌患者入组，治疗方案为在接受2000cGy放疗的第三天给予tremelimumab，治疗一周后，5例患者外周血单核细胞分析结果显示细胞毒性T细胞增多，该研究表明tremelimumab联合放疗对复发或转移BC患者是可行的治疗策略。

3.3 PARP抑制剂与ICIs结合 聚腺苷二磷酸核糖聚合酶(poly ADP-ribose polymerase, PARP)抑制剂治疗携带BRCA突变恶性肿瘤的有效性在多项临床前及临床研究已得到证实[41]。TOPACIO[42]研究纳入mTNBC患者，给予派姆单抗联合niraparib治疗，niraparib是一种选择性PARP抑制剂，可以抑制BRCA-1和BRCA-2突变的肿瘤细胞增殖，从而控制肿瘤进展。结果表明，该联合治疗方案可使BRCA突变乳腺癌患者比BRCA未突变型患者在ORR值上高至少四倍。临床试验NCT04169841[43]给予多种类型实体肿瘤患者(包括BRCA1或BRCA2突变的乳腺癌患者)奥拉帕尼(olaparib)联合度伐单抗(durvalumab)+ tremelimumab的治疗方案，此研究首次在分子及基因水平上评估olaparib联合双免疫治疗的临床效果，当前患者已纳入完毕，后续试验正在进行中。ICIs联合PARP抑制剂治疗晚期TNBC已显示出初步临床疗效，但当前已有成熟数据较少，两者联合的生存获益有待进一步探索。

3.4 HER-2靶向治疗与免疫治疗联合 曲妥珠单抗是一种人源化单抗，能够特异性地与HER-2结合，是HER-2过表达乳腺癌治疗的基石[44-45]。曲妥珠单抗本身具有内在免疫调节活性，具有促进抗HER-2特异性T细胞表达[46]和增强抗体依赖性细胞毒性的能力[47]。临床研究表明，在HER-2阳性乳腺癌患者中，外周血细胞分析显示有更高水平TILs的患者倾向于有更好的临床结局。这些均在一定程度上为HER-2靶向治疗与免疫治疗的联合使用提供理论依据。目前，多个临床试验被设计用于测试HER-2靶向治疗联合免疫治疗对HER-2阳性乳腺癌的治疗效果，其中AVIATOR(NCT03414658)旨在评估曲妥珠单抗联合avelumab对转移性HER-2 乳腺癌患者的临床效果，有望为HER-2阳性乳腺癌提供新的治疗策略。

3.5 疫苗与ICIs结合 一项研究指出以PD-1为基础的DNA疫苗与CTLA-4抗体联合使用可抑制乳腺癌生长，同时降低乳腺癌肺转移率，分析原因可能是CTLA-4抗体增加CD8+T细胞的表达，与DNA疫苗协同提高机体抗肿瘤效应[48]。一项关于TNBC患者免疫治疗的研究表明：即与单RNA疫苗组和单CTLA-4抗体组相比，联合治疗组对TNBC有更强的抑制作用，可能的机制为CTLA-4抗体对RNA疫苗有增效作用[49]。在HER-2阳性乳腺癌的雌性Balb/C小鼠中[50]，DC疫苗可以使肿瘤组织中CD4+、CD8+T细胞浸润增加，提高小鼠生存率，当与ICIs联合使用时，小鼠生存率可出现进一步提高。上述研究均表明，在动物或细胞水平，肿瘤疫苗与ICIs联合治疗对乳腺癌生存结局有改善作用，为进一步进行人体试验研究提供理论依据。

3.6 其他治疗方式与ICIs结合 阿司匹林是常用的解热镇痛药物，当前NCT04188119试验被设计来评价阿维鲁单抗与阿司匹林联合用于TNBC患者的安全性及有效性，目前该研究处于患者招募阶段，有望进一步发展新的联合治疗策略。

4 免疫生物标志物相关问题

在研发新的免疫治疗药物以及发展有效的联合治疗策略的同时，改善患者的选择对于提高免疫治疗疗效也至关重要。在乳腺癌免疫治疗中，免疫生物标志物具有改善患者选择及帮助判断患者预后的作用，对免疫生物标志物的探索是免疫治疗研究中的一大领域，截至目前为止，临床上还没有形成一套完整的免疫生物标志物体系。但不少研究表明，TILs、PD-1/PD-L1、CD8+T细胞、肿瘤相关高内皮微静脉(high endothelial venules，HEV)等指标具有预测乳腺癌患者临床结局的潜能，其中的某些指标在一定程度上也可用于判断乳腺癌患者对免疫治疗的反应情况。HER2+、三阴性等临床结局相对较差的乳腺癌被证明，具有高表达TILs以及PD-L1的特征[51]，有研究指出CD8+T细胞/T调节细胞比例偏高的乳腺癌对免疫治疗通常表现出较好的病理完全缓解率,且CD8+T细胞的含量与乳腺癌患者生存率呈正相关[52]，HEV的密度与CD8+T细胞及B细胞等免疫细胞在肿瘤基质中浸润程度呈正相关，即HEV密度越大，肿瘤中CD8+T细胞等免疫细胞浸润率越高[53]，然而上述研究中涉及的TILs、PD-1/PD-L1、CD8+T细胞等指标是否可以在临床推广应用需要进一步细致的研究。

5 小结与展望

综合上述研究结果，ICIs单药的治疗获益是有限的，未来乳腺癌免疫治疗的研究方向必然是ICIs联合化疗、放疗、靶向治疗及其他免疫治疗的联合治疗策略，当前已有ICIs单药以及联合治疗方案在乳腺癌患者的治疗中获批上市，并取得可观的治疗效果。多项研究表明早期接受ICIs治疗的乳腺癌患者，生存获益更高，这提示我们免疫治疗早用可能效果更佳。尽管如此，乳腺癌的免疫治疗仍有许多未解决的问题，需要发展的关键领域包括如何最大程度地提高免疫治疗的疗效以及如何将免疫相关毒性降到最低。目前免疫治疗研究取得进展主要集中在ICIs治疗上，对于肿瘤疫苗等其他不同治疗方式的探索仍有很长的路要走。以分子亚型分类为指导的乳腺癌治疗是乳腺癌的主要治疗策略，或许免疫治疗也应该进行相关分类，来帮助细化地筛选出适合某种免疫治疗的敏感人群，当前已有的研究表明TILs、CD8+细胞、PD-L1等表达量高的患者倾向于更高的免疫获益，提示上述指标成为监测肿瘤特异性免疫反应生物标志物的可能性，此外许多生物标志物已经被证明具有预测肿瘤反应的能力，如肿瘤突变负荷、肿瘤新抗原负荷、肠道微生物、T细胞受体克隆性等。未来乳腺癌免疫治疗的研究有望发展出一套完整的免疫生物标志物体系，帮助优化治疗人群以及检测免疫相关反应。