晚期宫颈癌的免疫治疗研究进展*
2022-12-22宜建英刘志礼皮莉莉
宜建英 刘志礼 王 璐 皮莉莉 穆 红
1 天津市第一中心医院检验科 300192; 2 天津市第三中心医院检验科; 3 孝义市中医院妇产科
尽管发达国家正在开展进行性人类乳头状瘤病毒(Human papilloma virus, HPV)疫苗接种计划,宫颈癌仍然是全球女性中第4位最常见的癌症[1]。大多数早期宫颈癌的治疗包括明确的放化疗,然而治疗后5年复发率仍高于20%。对于转移性和复发性宫颈癌,一线化疗联合贝伐单抗以外的治疗选择有限,二线单药化疗的缓解率为15%~20%,中位生存时间仍在两年以下。人们曾希望持续性HPV感染在宫颈癌发病机制中的作用会使该疾病易受免疫检查点抑制剂(Immune checkpoint inhibitors, ICI)的影响,但迄今为止,ICI单药治疗的效果并不理想。本文旨在探讨宫颈癌免疫疗法的现状,包括批准的适应证、已发表的ICI单药疗法和联合治疗策略以及ICI以外的免疫调节疗法,并讨论包括耐药机制在内的挑战。
1 免疫疗法的原理
“癌症免疫周期”描述了对癌症产生免疫反应所需的事件。细胞死亡导致肿瘤相关抗原的释放,这些抗原通过抗原呈递细胞(Antigen presenting cells,APC)的主要组织相容性复合体(Major histocompatibility complex,MHC)被吞噬,加工和呈递。幼稚T细胞被这些非自身抗原激活并转运和浸润肿瘤,随后CD8+T细胞和自然杀伤细胞引起细胞毒性细胞死亡。
免疫检查点作为这个周期的负调节因子发挥作用,程序性死亡蛋白1(Programmed death 1,PD-1)和细胞毒性T淋巴细胞相关抗原4(Cytotoxic T lymphocyte antigen 4,CTLA-4)是研究最多的。肿瘤利用这些抑制途径逃避宿主免疫监视。用针对包括PD-1、其配体1(Programmed death ligand 1, PD-L1)和CTLA-4在内靶点的抗体中断这些途径的目的是促进宿主对肿瘤的免疫反应,充当ICI。ICI的使用极大地改变了许多实体器官恶性肿瘤(包括肺癌、肾细胞癌、黑色素瘤和结直肠癌)的治疗前景[2]。
HPV在宫颈癌发病机制中的作用有助于深入了解ICI在宫颈癌治疗中的潜在作用。大多数宫颈癌病例与高危型HPV(16或18)有关,该HPV编码E5、E6和E7蛋白,这些蛋白可驱动恶性转化。这些蛋白与PD-1/PD-L1途径有关,导致PD-L1表达增加,可能传播免疫逃避。
2 ICI单药治疗和联合治疗
有几项研究探讨了ICI单药治疗和联合治疗在晚期宫颈癌中的作用。这些药物包括抗PD-1(帕博利珠单抗、纳武利尤单抗、西米普利单抗和巴替利单抗),抗PD-L1(度伐利尤单抗)和抗CTLA-4(伊匹单抗、替西木单抗和泽弗利单抗)单克隆抗体。
2.1 抗PD-1治疗 一项针对复发性宫颈鳞状细胞癌(Squamous cell carcinoma, SCC)的帕博利珠单抗的单臂研究KEYNOTE-028显示,在24例PD-L1阳性患者中,总缓解率(Overall response rate, ORR)为17%[3]。KEYNOTE-158是一项篮式研究,包括一组晚期宫颈癌患者(94%的患者组织学类型为鳞状细胞癌),无论PD-L1状态如何,均接受每周3次帕博利珠单抗200mg治疗长达2年。ORR在整个研究人群中是12.2%,但是仅在PD-L1阳性组中观察到缓解,ORR为14.6%[4]。因此,帕博利珠单抗在2018年获得了美国食品药品监督管理局(US Food and Drug Administration, FDA)的批准用于治疗PD-L1阳性的宫颈癌。在一项针对既往治疗方法≤ 2线的晚期宫颈癌患者的研究Checkmate-358中,抗PD-1抗体纳武利尤单抗的ORR为26.3%[5]。一项涉及26例接受预先治疗的晚期宫颈SCC患者的纳武利尤单抗的小型研究报告了较低的ORR(4%),但是中位总生存期(Overall survival,OS)达到了14.3个月[6]。
ENGOT-CX9研究比较了在接受≥1线治疗且在铂类治疗6个月内进展的晚期宫颈癌患者中,无论PD-L1状态如何,西米普利单抗与化疗(培美曲塞、伊立替康、拓扑替康、吉西他滨、长春瑞滨)的治疗效果。结果显示,西米普利单抗明显优于化疗,中位OS分别为12个月和8.5个月,ORR为16.4%,中位缓解持续时间为16.4个月[7]。
巴替利单抗在乳腺癌、卵巢癌和宫颈癌患者的Ⅰ期研究中显示出临床活性,目前正在进行复发性晚期癌症的Ⅱ期研究[8]。
2.2 抗CTLA-4治疗 在先前暴露于铂类化疗的SCC和子宫颈腺癌的Ⅱ期研究中,抗CTLA-4药物伊匹单抗的单一疗法仅显示出适度的疗效,34例患者中有1例表现出部分缓解[9]。
2.3 抗PD-1/PD-L1和抗CTLA-4联合治疗 单一ICI药物的效果并不明显,在上述研究中观察到了较高的原发性耐药率。耐药的一种可能机制是免疫反应的启动和效应阶段的免疫逃逸。淋巴结内T细胞的启动不仅需要抗原呈递,还需要B7家族分子与T细胞表达的CD28相互作用的共刺激信号。CTLA-4以高亲和力与B7结合,从而抑制共刺激信号。在肿瘤水平,免疫激活导致干扰素释放,随后PD-L1表达增加,从而抑制T细胞反应。因此,同时阻断PD-1/PD-L1和CTLA-4检查点似乎是一种提高免疫应答和治疗效果的合理方法。这种抗PD-1/PD-L1和抗CTLA-4联合治疗已被证明在几个肿瘤组中有效,从而在间皮瘤、肾细胞癌、黑色素瘤和非小细胞肺癌(Non-small cell lung cancer, NSCLC)的一线晚期治疗中获得批准[10]。
Checkmate-358报告了纳武利尤单抗(抗PD-1)和伊匹单抗(抗CTLA-4)以2种不同剂量联合给药的结果: 纳武利尤单抗3mg/kg,2次/周+伊匹单抗1mg/kg,6次/周(A组)和纳武利尤单抗1mg/kg+伊匹单抗3mg/kg,3次/周,4剂,然后纳武利尤单抗2次/周维持(B组)。B组的缓解率高于A组,ORR分别为41.3%和26.7%。在PD-L1阴性肿瘤患者中也观察到了缓解(A组:2/14,14.3%;B组:4/11,36.4%)。A 组和B组12个月的生存率分别为83.5%和78%[11]。
2020年ESMO会议展示了单独使用巴替利单抗(抗PD-1)和联合使用泽弗利单抗(抗CTLA-4)治疗铂类治疗后进展的晚期宫颈癌(SCC或腺癌)患者的两项试验结果,在联合治疗试验中观察到更高的缓解率[12]。在单独的巴替利单抗单臂研究中,ORR为14%,其中10%的PD-L1阴性肿瘤显示治疗缓解。巴替利单抗和泽弗利单抗联合试验的ORR为22%,PD-L1阳性(ORR:27%)和PD-L1阴性肿瘤(ORR:11%)中均观察到缓解。值得注意的是,巴替利单抗单药治疗和联合治疗在SCC和腺癌中均可见缓解。
在一项Ⅰ期研究中度伐利尤单抗(抗PD-L1)与替西木单抗(抗CTLA-4)联合使用的活性有限,在宫颈癌患者中未见缓解,尽管15.4%的患者病情稳定超过24周[13]。
3 ICI治疗的耐药机制和克服耐药的策略
上述研究表明,虽然宫颈癌患者可以从ICI治疗中获益,但只有少数患者病情缓解。ICI联合治疗似乎显示出更高的缓解率,但是有待随机研究的进一步证实。宫颈癌对ICI治疗的耐药机制尚不清楚。肺癌和黑色素瘤方面的研究强调了关键肿瘤和宿主因素对免疫疗法的耐药性。提高ICI疗效的关键是寻找克服免疫治疗耐药的方法,目前的选定策略包括ICI与化疗、放疗和抗血管生成药物相结合。
3.1 免疫抑制微环境 微环境的失调会产生免疫抑制、“冷”和无炎症的肿瘤。一项针对40例患者的研究强调,随着癌前病变从宫颈上皮内瘤变(Cervical intraepithelial neoplasia, CIN)-1进展到CIN-3,Th1状态向免疫抑制Th2状态变化[14]。与没有肿瘤的淋巴结相比,在宫颈癌累及的肿瘤引流淋巴结中存在免疫抑制微环境。Ⅰ期DURVIT 研究评估了在计划进行子宫切除术和淋巴结清扫的宫颈癌患者中局部使用度伐利尤单抗的安全性,其中关键评估了对肿瘤和引流淋巴结微环境的影响[15]。
PIK3CA的突变与免疫抑制微环境有关,一项对未接受过治疗的宫颈癌的前瞻性分析中报道40%的患者存在PIK3CA突变[16]。具有常见PIK3CA突变(H1047R)的小鼠肿瘤模型显示,CD8+T细胞浸润减少和对免疫疗法(抗PD-1)的耐药可以通过PI3K抑制来逆转。关于黑色素瘤的研究强调了PIK3-AKT通路激活在免疫抵抗中的作用。与使用纳武利尤单抗或帕博利珠单抗治疗后保留表达的肿瘤相比,PTEN缺失的肿瘤在肿瘤大小减少方面较差,而在PTEN缺失的黑色素瘤小鼠模型中,PI3Kβ抑制和抗PD-1治疗联合,与单独使用任何一种药物相比,肿瘤控制得到改善[17]。一项正在进行的Ⅰ期试验正在研究AKT抑制剂AZD5363与度伐利尤单抗和奥拉帕尼联合治疗在患有PIK3-AKT通路突变的难治性实体器官恶性肿瘤患者中的作用。
3.2 VEGF信号的作用 在许多肿瘤中,血管内皮生长因子(Vascular endothelial growth factor, VEGF)与免疫抑制微环境和淋巴细胞流动减少有关。它可以防止树突状细胞成熟,同时导致抑制性Treg和肿瘤相关巨噬细胞数量增加。此外,在体外,VEGF-A可以增强PD-1在CD8+T细胞上的表达,从而增强免疫抑制信号。ICI和VEGF抑制剂的联合已成为临床试验中很有吸引力的选择,这种联合策略在NSCLC、肝细胞癌和肾细胞癌中显示出生存获益[18]。
抗VEGF治疗在宫颈癌中很有吸引力,在复发性病例中可以看到VEGF-A和VEGF受体1的上调,鉴于其生存率优于单纯化疗,在化疗中加入贝伐珠单抗(抗VEGF-A)是目前复发/转移性宫颈癌的一线标准治疗。CLAP研究是一项卡瑞利珠单抗(抗PD-1)联合阿帕替尼(VEGF受体抑制剂)的单臂Ⅱ期试验,结果显示在接受过治疗的晚期宫颈癌患者中,ORR高达55.6%[19]。
3.3 肿瘤抗原呈递 在多种肿瘤类型中,抗原呈递途径的破坏被视为免疫逃避和ICI耐药的机制。例如β2-微球蛋白的突变会影响MHC功能,并与黑色素瘤和NSCLC的ICI耐药性相关。包括化疗和/或放疗在内的联合治疗可以增加免疫原性细胞死亡,导致APC活性增加和下游T细胞活化。将ICI与放化疗相结合是一种有吸引力的选择,目前正在进行的研究包括KEYNOTE-A18,这是一项评估在标准护理同步放化疗中添加帕博利珠单抗的Ⅲ期试验。
3.4 信号通路的联合抑制 T细胞免疫球蛋白和含粘蛋白结构域的分子3(T cell immunoglobulin and mucin domain-3,TIM-3)负调节免疫应答。TIM-3与CD8+T细胞上的PD-1共表达,并且与T细胞耗竭相关。在一项对42例宫颈SCC标本的研究中,TIM-3表达与肿瘤分级和转移相关[20]。评估单独抑制TIM-3 以及联合抗PD-1/PD-L1治疗对晚期实体器官肿瘤患者的作用的早期试验正在进行中。
已在包括宫颈癌在内的多种癌症中发现包括淋巴细胞激活基因3(Lymphocyte-activation gene 3, LAG-3)在内的其他免疫检查点的上调,在对ICI的适应性耐药中发挥作用[21]。针对CTLA-4和LAG-3的双特异性抗体单独或与帕博利珠单抗联合进行的DUET-4试验是一项针对包括宫颈癌在内的晚期恶性肿瘤患者的早期研究。
T细胞免疫球蛋白和ITIM结构域(T cell immunoglobulin and ITIM domain, TIGIT)与配体CD155和CD112结合,对T细胞应答施加抑制信号。在宫颈癌中已观察到TIGIT与其他免疫检查点的共表达[22]。正在进行的SKYSCRAPER 04研究在1~2线化疗后的晚期宫颈癌患者中单独使用阿替利珠单抗和与替瑞利尤单抗(抗TIGIT)联合治疗的效果。
4 ICI以外的免疫治疗
除了ICI之外,还有许多正在研究中的免疫治疗策略,包括癌症疫苗、基因组编辑工具和工程T细胞。
4.1 癌症疫苗 HPV与宫颈SCC的关联使HPV相关蛋白成为基于疫苗的治疗的诱人目标。载体疫苗ADXS11-001是编码E7癌蛋白的一种减毒活单核细胞增生李斯特菌。ADXS11-001的GOG/NRG0265研究的初步结果显示,在接受过治疗的复发性或转移性宫颈癌(鳞状和非鳞状)患者中,12个月的OS率为38.5%[23]。肽疫苗也在研究中。ISA101由来自HPV 16的E6/7癌蛋白的12种合成长肽组成,在一项单臂Ⅱ期研究(NCT02426892)中与纳武利尤单抗联合用于晚期HPV16阳性肿瘤患者,其中包括1例宫颈癌患者,总体人群的ORR为33%[24]。
4.2 基因组编辑工具 利用成簇规律间隔回文重复(Clustered regularly interspaced palindromic repeats, CRISPR)相关蛋白9 (CRISPR associated protein 9, Cas9)技术进行基因编辑的研究是一个快速发展的领域。转录激活因子样效应核酸酶(Transcription Activator-Like Effector Nucleases, TALENs)也可用作基因编辑工具,在体外靶向E7癌蛋白,下调E7 表达并导致细胞死亡。CIN患者的Ⅰ期研究将评估TALEN-HPV E6/E7和CRISPR/Cas9-HPV E6/E7的治疗效果。
4.3 基于细胞的疗法——工程T细胞 过继性细胞转移是一个很有前景的领域,一项Ⅱ期研究表明在先前的化疗中进展的晚期宫颈癌患者,接受环磷酰胺和氟达拉滨进行淋巴清除后输注肿瘤浸润淋巴细胞(LN-145),6剂白介素2显示出44%的ORR,令人印象深刻[25]。
5 小结
在改善宫颈癌对ICI的反应方面,我们面临着重大挑战。早期报道的ICI联合治疗(抗PD-1/PD-L1和抗CTLA-4)和ICI加抗血管生成疗法的疗效令人鼓舞。合理设计临床试验,将发现的生物标志物与联合策略相结合,包括在ICI中添加聚腺苷二磷酸核糖聚合酶(Poly ADP-ribose polymerase, PARP)抑制剂、治疗性疫苗和放疗,对于揭示宫颈癌中存在的ICI耐药的各种机制至关重要。更重要的是,这些问题的答案将是扩大ICI在宫颈癌中作用的关键。