食管鳞癌的肿瘤免疫微环境和免疫检查点抑制剂研究进展

袁晓莉 王振波

1滨州医学院 滨州，256603；2滨州医学院附属医院肿瘤科，滨州 256603

食管癌是全球第七大癌症相关死亡原因［1］。食管鳞状细胞癌（esophageal squamous cell carcinoma，ESCC）约占所有食管癌的90%，在首次诊断时大多处于中晚期［2］。尽管包括手术、化疗和放疗在内的多学科治疗方法得到发展，然而，5 年生存率仍然很低，仅为30%～40%。因此，进一步改进手术技术和放化疗策略，研发包括靶向治疗和免疫治疗等新型治疗方法是当务之急。近年来，免疫疗法一直被认为是治疗多种类型癌症的一种前景较好的治疗方法［3］。研究显示，抑制程序性死亡受体-1（programmed death-1，PD-1）或程序性死亡受体配体-1（programmed death ligand-1，PD-L1）的单克隆抗体在食管癌及其他多种恶性肿瘤中可以使肿瘤缩小及改善总生存期。它使用患者自身的免疫系统通过抑制免疫检查点途径来对抗恶性肿瘤细胞［4］。然而，免疫检查点抑制剂（immune checkpoint inhibitors，ICIs）由于耐药性导致其疗效受限。因此，明确疗效预测生物标志物对个体化免疫治疗尤为重要。越来越多的证据表明，肿瘤细胞内在因素（如PD-L1 表达、肿瘤突变负荷和微卫星不稳定-高状态）与ICI 的疗效相关［5］。此外，肿瘤免疫抵抗亦可由外在因素引起，包括肿瘤浸润性淋巴细胞（tumor-infiltrating lymphocytes，TILs）、肿瘤相关巨噬细胞（tumor-associated macrophages，TAMs）和髓系来源抑制细胞（myeloid-derived suppressor cells，MDSCs）［6-9］。因此，更好了解肿瘤免疫微环境（tumor immune microenvironment，TIME），如肿瘤PD-L1 表达、TILs、TAMs 和MDSCs，变得越来越重要。本文就TIME 及ICIs在ESCC 中的研究进展进行综述。

ICIs的作用机制

在生理条件下，机体的免疫反应受共刺激和抑制信号的调节。当免疫系统被病原体的刺激信号激活时，它可以准确识别特定的抗原并将其清除。正常组织可以通过表达免疫检查点来防止免疫系统的破坏，我们称之为自我耐受。在关于免疫系统是否能特异性识别和杀死肿瘤细胞的长期争论之后，许多证据表明，免疫细胞在控制肿瘤细胞方面确实发挥了重要作用。例如，研究显示免疫受损的人容易患癌症，这在动物模型中也得到了证实。在肿瘤部位可观察到免疫细胞的聚集，通常与预后有关。随着技术进步，可以直接在患者身上检测到免疫反应［10-12］。在理想条件下，肿瘤细胞表面的抗原会引起炎症，被抗原提呈细胞特别是树突状细胞识别和吞噬，然后提呈给T 淋巴细胞和B 淋巴细胞，引发适应性反应［13］。然而，尽管免疫机制已经确立，恶性肿瘤仍然会发生。肿瘤细胞有多种策略来抵抗免疫监视，我们称之为免疫逃避。在T 细胞和肿瘤细胞之间的相互作用中，T细胞的反应受到T细胞中激活和抑制信号之间的平衡调节，这些信号被称为免疫检查点［14-15］。最广为人知和研究最多的是表达在肿瘤细胞表面的免疫检查点，如PD-L1 和溶细胞性T 淋巴细胞相关抗原-4（cytolytic T lymphocyte-associated antigen-4，CTLA-4），它们可以与免疫细胞上的受体结合，作为抑制信号来抑制免疫细胞的功能［15］。

ESCC中的ICIs

PD-1 与肿瘤细胞和免疫细胞上的PD-L1 相互作用，PD-1/PD-L1 信号抑制CTL 的细胞毒作用，并诱导CTL 凋亡［16-17］。PD-L1 是抑制性B7 家族成员，已有报道显示PD-L1 在多种类型肿瘤中表达上调，包括食管癌细胞和免疫细胞［14，18-19］。目前，nivolumab 和pembrolizumab 两种抗PD-1 单抗已被应用于临床，它们在几种难治性肿瘤中显示出显著和持久的反应，包括31%的恶性黑色素瘤、29%的肾癌和17%的肺癌患者［20-22］。

nivolumab 是一种高亲和力、人源化的抗PD-1 单抗［23］。ATTRACTION-01 试验研究了nivolumab 在食管癌治疗中的安全性和疗效性［24］。这项研究包括65 例难治性或无法耐受化疗的晚期ESCC 患者，无治疗相关死亡事件发生，只有17 例（26%）患者发生了3～4 级不良反应。客观有效率为17%，其中部分缓解8 例、完全缓解3 例。1 年和2 年总生存率为45%和17%。目前，比较nivolumab 与多西紫杉醇或紫杉醇对氟尿嘧啶和铂类药物无效的ESCC 患者Ⅲ期临床试验（ATTRACTION-03）的结果已经公布［25］。与nivolumab 组相比，化疗组患者的中位总生存率从8个月增加到11个月，相应死亡风险显著降低23%（HR=0.77，P=0.019）。因此，nivolumab 目前被认为是治疗晚期ESCC 患者的标准二线治疗方案。

pembrolizumab是一种有效、高选择性、完全人源化的免疫球蛋白（Ig）G4-k抗PD-1单抗［22］。Keynote-028试验纳入83 例标准化疗失败的食管癌患者，其中ESCC 患者占比78%。中位随访时间为7个月，总体有效率为30%，ESCC 患者亚组的有效率为28%［26］。随后，Keynote-180 试验进一步研究了pembrolizumab 治疗晚期/转移性食管癌的安全性和抗肿瘤活性［27］。在此之后，Keynote-181 试验对比了pembrolizumab 和化疗作为晚期/转移性食管癌患者的二线治疗方案的疗效。在ESCC 亚组中，pembrolizumab 和化疗组的中位总生存率分别为8 个月和7 个月（HR=0.78，P=0.009 5）［28］。这些试验都表明pembrolizumab 是治疗ESCC的新的二线治疗方案。

其他抗PD-L1 抗体（如durvalumab）治疗食管癌的临床试验正在进行中。在durvalumab 单一疗法治疗晚期实体肿瘤的Ⅰ期试验中，22 例患者有7 例患者出现了与治疗相关的2 级不良反应，1 例患者出现了3 级不良反应，1 例患者出现部分缓解［29］。目前，很多试验研究了durvalumab 作为食管癌单药治疗，或与放化疗或免疫治疗联合使用的疗效［30］。近年来，研究人员开展了双重免疫检查点抑制和免化联合应用的研究，以提高ICIs 对ESCC 患者的疗效［31］。目前，pembrolizumab 已于2018 年12 月获得批准用于治疗微卫星高度不稳定或DNA 错配修复基因缺陷的无法切除/转移性实体瘤患者。nivolumab 于2020 年2 月被批准用于治疗不能切除的晚期或复发食管癌患者在化疗进展后的患者。

TIME

尽管ICIs 在人类恶性肿瘤中表现出了显著的临床疗效，但大多数患者仍然表现出原发或继发性耐药［32］。因此，应该找到合适的生物标志物来选择可能对这些药物有反应的患者以及克服耐药的联合治疗。癌症对ICIs 的耐药性可由肿瘤细胞内在因素（如PD-L1 表达、肿瘤突变负荷、微卫星不稳定-高状态）和促成免疫逃避的外部因素（如TILs、TAMs、MDSCs）共同驱动［6］。因此，TIME 对人们开发和优化免疫治疗方法、确定预测生物标志物以及为特定ESCC患者选择最合适的治疗方法具有重要研究意义。

1.人类白细胞抗原（human leucocyte antigens，HLAs）

HLAs 在将肿瘤抗原呈递给T 细胞的过程中发挥作用，通过影响宿主对肿瘤发展的防御而参与肿瘤的发生。HLA Ⅰ类基因（如HLA-A、HLA-B、HLA-C 等）编码表达于所有有核细胞表面的蛋白质，将细胞内肽呈递给CD8+T 细胞。HLA Ⅱ类基因（如HLA-DR、HLA-DQ、HLA-DP、HLA-DM、HLA-DOA、HLA-DOB）编码的蛋白仅在抗原提呈细胞表面表达，是诱导和增殖CD4+T 细胞的关键限制性元件。一些关于HLAs 表达对于食管癌患者的预后意义的研究已经报道，HLA-A、HLA-B、HLA-C、HLA-F、HLA-DQA1 和HLA-G 的改变与食管癌患者的生存相关［33-35］。有趣的是，PD-L1 高表达是食管癌和高HLA Ⅰ类表达患者显著的独立预后因素。据报道，在ESCC 模型中，miR-148a 可以调节HLA-G的表达并影响肿瘤细胞凋亡［36］。

2.TILs

TILs 的密度可以预测对ICIs 的免疫应答［6］。病理检查观察到的形态淋巴细胞反应可能是宿主对肿瘤细胞免疫应答的一个指标。在最近的一项研究中，对食管癌患者淋巴细胞对肿瘤的4 种形态反应（即瘤周反应、巢内反应、淋巴反应、间质反应）进行了评估［37］。在这4 种反应中，只有瘤周反应与患者的预后有关（P＜0.001）：瘤周反应高的患者总生存率明显长于低反应患者（HR=0.48，P＜0.001）。考虑到TILs上PD-1在抗肿瘤免疫反应中的作用，更好了解TILs上PD-1 表达和肿瘤细胞上PD-L1 状态可能具有重要临床意义。

3.TAMs

巨噬细胞在吞噬、抗原提呈、细胞因子和/或生长因子的产生中起着至关重要的作用，是肿瘤免疫治疗的重要效应者。在肿瘤微环境的刺激下，巨噬细胞分化为抗肿瘤的M1 或促肿瘤的M2 表型。TAMs 的定义是位于肿瘤内或邻近肿瘤的巨噬细胞。由于TAMs可以产生包括生长因子、细胞因子和蛋白水解酶在内的各种促肿瘤因子，它们可能成为重新校准TIME 内免疫反应的有吸引力的靶点［7］。在各种类型的肿瘤中，TAMs 的存在与预后不良相关［38-40］。据报道，食管癌组织中高TAMs 密度与较短的生存期有关，提示TAMs 具有预测预后的生物标志物作用。此外，有研究表明，与激活的巨噬细胞共培养的食管癌细胞株的侵袭和迁移能力明显高于对照细胞株。此外，与激活的巨噬细胞共培养增加了癌细胞中PD-L1的表达［41］。

4.MDSCs

MDSCs作为TIME中最重要的免疫抑制细胞之一，目前已被广泛研究［42］。它们可能通过分泌细胞因子和趋化因子来促进肿瘤的发生和发展，这种作用依赖于TIME。据报道，在食管癌患者中，MDSCs 的高渗透与预后不良有关［43］。在ESCC中，白细胞介素（IL）-6或其他由乙醛脱氢酶介导的信号通路可以调节MDSCs 的激活［44］。先前研究表明，MDSCs是异质性的，CD38可以作为MDSCs在食管癌中免疫抑制能力增强的标志物［45］。

总结与展望

在过去10 年中，我们对TIME 在ESCC 中的潜在机制的理解迅速提高，使癌症免疫治疗取得了惊人的发展。向前迈进的挑战是在ESCC 的免疫学和生物学探索上投入大量精力，更准确地说，是定制各种可用的或新兴的免疫治疗方法。在不久的将来，应该设计和进行大型前瞻性试验，以验证可靠的预测生物标志物，从而选择从免疫治疗中受益更高的ESCC 患者。目前正在进行的为免疫治疗反应预测生物标志物研究，有望提高包括ICIs 在内的免疫治疗对患者的获益。

作者贡献声明袁晓莉：查阅文献、撰写文章；王振波：查阅文献、文章审校