PD-1单抗联合用药治疗肝细胞癌研究进展

肖国辉 陈 浪 李腾飞 余武汉 王满才 张有成

原发性肝癌是全球第四大癌症死亡相关原因,其发病人数在所有癌症发病人数中位居第6位,据世界卫生组织估计,在2030年将有超过100万的患者死于肝癌。肝细胞癌是原发性肝癌最常见的亚型,约占90%[1,2]。各种原因导致的肝硬化是原发性肝癌的主要病因。此外,肝癌的主要危险因素还包括饮酒、糖尿病或肥胖相关的非酒精性脂肪性肝炎;其他不常见的风险因素包括原发性胆管炎、血色素沉着症和α1-抗胰蛋白酶缺乏症所导致的肝硬化[3]。手术切除、经肝动脉栓塞化疗术(transcatheter arterial chemoembolization, TACE)、经皮无水乙醇注射、消融治疗、肝移植及化疗等是目前肝癌的主要治疗方式。肝癌患者的预后主要取决于肿瘤分期,70%的肝癌患者就诊时,病情已进展至中晚期,丧失了手术机会[4]。早期肝癌[巴塞罗那肝癌临床分期(Barcelona clinic liver cancer,BCLC)0～A期] 5年生存率可超过70%,而晚期肝癌患者经系统治疗后的中位生存期仅为1.0～1.5年[5]。

一、免疫检查点抑制剂治疗HCC现状

免疫治疗给原发性肝癌患者治疗带来了希望,与传统治疗方法不同,免疫治疗不直接破坏肿瘤细胞,而是通过激活免疫细胞来杀死肿瘤。ICI治疗通过激活免疫细胞主要是T淋巴细胞的杀伤力,来发挥抗肿瘤的能力。其主要靶点是PD-1和其受体(programmed cell death-Ligand 1,PD-L1)、细胞毒性T细胞相关抗原4(cytotoxic T lymphocyte-associated antigen-4,CTLA-4)。现阶段,PD-1单抗主要包括纳武单抗(Nivolumab)、帕博丽珠单抗(Pembrolizumab),PD-L1抗体主要包括阿替丽珠单抗(Atezolizulumab)和度伐利尤单抗(Durvalumab); CTLA-4抗体主要代表药物有易普利单抗(Ipilimumab)和曲美木单抗(Tremelimumab)。PD-1单抗或PD-L1单抗单药疗法已被批准用于治疗十余种癌症类型,客观缓解率(overall remission rate, ORR)为15%～20%[6]。在HCC治疗中,ICI对部分患者效果较好,但晚期肝癌对ICI单药治疗的反应率为15%～23%[7]。免疫微环境在肿瘤发生和进展中起到了至关重要的作用,肝脏有其独特的免疫微环境,由于肝脏通过门静脉系统暴露于来自肠道的各种抗原之中,肝脏免疫系统中的免疫细胞及其分泌的细胞因子给肝脏提供了一个免疫耐受环境[8]。PD-1通过调节T淋巴细胞活性、激活抗原特异性T细胞凋亡和抑制调节性T细胞(regulatory T cells, Tregs)凋亡,在抑制免疫反应和促进自我耐受方面起着至关重要的作用,PD-1单抗通过与PD-1特异性结合,抑制PD-1通路,调节人体免疫,激活机体抗肿瘤免疫,在原发性肝癌的治疗中具有巨大潜力[9]。目前PD-1单抗给一部分患者带来了生存获益,但整体效果并不理想。联合用药是提升药物疗效的可行方案,研究者在联合用药方面从未停止探索,目前需要进一步的研究来降低不良事件的发生率和强度,同时保持联合用药的效果。

二、PD-1单抗联合用药治疗HCC研究进展

1.分子靶向药物:酪氨酸激酶抑制剂(tyrosine kinase inhibitors, TKI)可有效抑制细胞信号转导,达到抑制肿瘤细胞生长和增殖的效果。有研究认为,TKI与PD-1单抗联合是不可切除HCC转为可切除的可行转化疗法[10]。阿帕替尼(Apatinib)通过预防自然杀伤细胞功能障碍,增强PD-1单抗在肝细胞癌中的疗效[11];乐伐替尼和索拉非尼单药治疗治疗晚期HCC效果和安全性评估都较为接近,对于肿瘤体积占肝脏体积比例大于50%的患者,乐伐替尼联合PD-1单抗的疗法可为患者提供生存获益,并且在肿瘤中FGFR4高表达和调节性T细胞浸润可作为该种疗法的生物学标志物[2,12];相对PD-1单抗单药治疗,索拉非尼与PD-1单抗联合治疗的方案对晚期HCC具有更好疗效和生存获益[13];与索拉非尼单药治疗比较,阿特珠单抗联合贝伐单抗治疗的不可切除HCC患者的总体生存和无进展生存结果更好[14]。对于在索拉非尼治疗期间疾病进展的HCC,瑞戈非尼可为其提供生存获益,尤其是中性粒细胞与淋巴细胞比值(neutrophil-to-lymphocyte ratio, NLR)≤3.6的患者,瑞戈非尼联合PD-1单抗可作为二线治疗的患者相对于瑞戈非尼单药治疗具有更长的总生存期[15,16]。自从TKI和PD-1单抗问世以来,已经成为大部分晚期患者的首选治疗,不论是单药治疗还是联合治疗,都给不少患者带来了生存获益,但目前仍需要解决反应率较低的问题。

2.抗肿瘤中药:随着分离技术的发展和药物作用机制的成功探索,中药在肿瘤治疗方面的作用越来越突出。从姜黄中提取的具有抗肿瘤活性的姜黄素,除了可直接抑制HCC细胞生长外,与PD-1单抗的联合可进一步降低HCC的生长速度并改善肿瘤微环境[17];白杨素在动物实验中可有效抑制肿瘤发展,并促进小鼠的抗肿瘤免疫,提高H22异种移植小鼠模型肿瘤组织中CD4+/CD8+T细胞的比例,显著下调PD-L1的表达,这些结果表明,白杨素有可能成为ICI治疗HCC的辅助药物[18];被FDA认证的抗疟药双氢青蒿素可在HCC的治疗中与PD-1单抗联合应用来增强治疗效果[19]。人参的肉质根为强壮滋补药,被用来调整血压、神经衰弱及身体虚弱等,近年来研究发现,人参所含的糖类通过增加肠道微生物代谢物,调节人体免疫,增强PD-1单抗的抗肿瘤效果[20]。

3.介入治疗:介入治疗是包括HCC在内的实体肿瘤治疗中不可或缺的部分。远位效应是一种由辐射引起的现象,可以通过免疫治疗来加强,大剂量放疗产生的远位效应提示其具有免疫激活作用。免疫治疗与放射治疗相结合可能是一种增强疗效的策略,在放疗后,肿瘤微环境变得更适合PD-1/PD-L1单抗发挥作用[21]。放疗联合PD-1单抗可增强HCC同系小鼠模型中的远位效应[22]。PD-1单抗联合射频消融(radiofrequency ablation, RFA)在改善复发性HCC患者的生存率方面优于单独使用RFA。与TACE联合乐伐替尼比较,TACE联合乐伐替尼与PD-1单抗的三联疗法可显著提高晚期HCC患者的生存率,尤其是对于伴肝外转移或肿瘤数量大于3但没有主要门静脉侵犯的原发性肝癌患者[23]。血管生成抑制剂、PD-1单抗和HAIC(hepatic artery infusion chemotherapy, HAIC)的三联治疗方案在初始不可切除的HCC患者中显示出显著的治疗效果和极高的手术转化率[24]。

4.药物载体:先进的生物材料和药物输送系统可作为载体,在提高药物疗效的同时减少毒性不良反应[25]。已报道的载体主要包括聚合物胶束或囊泡、脂质体、纳米乳剂和无机材料,可通过包载、吸附、键合等多种方式负载药物形成纳米结构,具有提高难溶药物溶解性、控制药物释放、促进口服吸收、延长体内循环时间、靶向特定细胞、降低药物毒性和提高治疗效果等优势。有研究者构建了一种PD-L1缀合的纳米脂质体,用于递送紫杉醇和P-糖蛋白 (P-gp)抑制剂佐苏奎达,以克服人类HCC细胞中的多重耐药性(multidrug resistance, MDR),此种药物表现出高负载能力等特点,为克服HCC中的MDR提供了希望[26]。

PD-1特异性纳米抗体与树突状细胞疫苗的联合使用可增强T淋巴细胞的抗肿瘤活性,为T淋巴细胞功能障碍的肿瘤患者提供一种替代且有希望的免疫治疗策略[27]。此外,一种工程化的多功能适体(称为 P1/C4-bi-apt)可以阻断CTLA-4/B7和PD-1/PD-L1信号通路,从而增强抗肿瘤免疫反应,与单一阻断CTLA-4或PD-L1比较,它可以引导CTLA-4+T细胞浸润到肿瘤中,进一步增强抗肿瘤功效,该多功能适体可显著抑制肿瘤生长,从而提高HCC小鼠的长期存活率,且此种多功能适配体简单、稳定、易于制备,可显著增强T淋巴细胞功能,在HCC免疫治疗方面具有巨大潜力[28]。病毒载体在HCC治疗中的应用也已经取得了新进展,携带PD-1单抗的新型溶瘤流感病毒可减少HCC肿瘤生长并提高HCC小鼠的总体存活率[29]。总之,药物载体在HCC治疗领域的具有巨大潜力,但目前尚处于研发阶段。

5.基因靶向调控及小分子物质:有研究者还发现在HCC发生和进展过程中,靶向调控基因或者蛋白质等小分子物质也会对PD-1单抗的治疗效果产生一定的影响。神经递质和神经肽可降低肝细胞癌(hepatocellular carcinoma,HCC)患者T淋巴细胞中的PD-1表达水平,并增加T淋巴细胞增殖,清除一定数量的HCC细胞[30]。TET2 (ten-eleven translocation-2)是B淋巴细胞中的表观遗传调控酶,抑制TET2可促进抗肿瘤免疫,从而改善PD-1单抗治疗HCC的治疗效果。黏着斑激酶(focal adhesion kinase,FAK)的主要功能是介导细胞和细胞外基质之间的连接信号,FAK抑制剂VS4718和PD-1单抗的组合对HCC的治疗效果优于单一疗法。胆固醇酰基转移酶(acyl-coenzyme A:cholesterol acyltransferase,ACAT)抑制剂能够抑制肿瘤和病毒,拯救耗尽的T淋巴细胞,使其成为治疗HBV和HBV相关HCC的有吸引力的治疗靶点[31]。CPI-203是一种小分子溴结构域蛋白4(BRD4)抑制剂,可以通过抑制BRD4对PD-L1启动子区域的占据来抑制PD-L1的表达,而肿瘤微环境中诱导的PD-L1过表达可以削弱抗PD-1免疫治疗的效果,因此,CPI-203抑制PD-L1表达,表明了一种潜在的临床免疫治疗方法,可以降低HCC患者对PD-1单抗免疫治疗的临床耐药发生率[32]。

在抗PD-1治疗中,干扰素信号通路在发挥着关键作用,干扰素调节因子-8(interferon regulatory factor 8, IRF8)在HCC细胞中的过表达显著增强了免疫活性小鼠的抗肿瘤作用,调节了肿瘤相关巨噬细胞(tumor-associated macrophages,TAMs)的浸润和肿瘤微环境中的T淋巴细胞耗竭,因此IRF8可作为HCC患者的重要预后生物学标志物,来预测抗PD-1治疗的反应和敏感度,并可将其作为增强免疫治疗疗效的潜在靶点[33]。唾液酸结合免疫球蛋白样凝集素10(Siglec-10)在人类白细胞亚群上广泛表达,肿瘤内Siglec-10+细胞富集与HCC患者的不良预后相关,用竞争性结合抗体Siglec-10Fc阻断Siglec-10会导致免疫抑制分子的表达降低,并增加CD8+T细胞对HCC细胞的细胞毒作用。此外,阻断Siglec-10可促进PD-1单抗的抗肿瘤功效,因此,靶向调控Siglec-10可作为一种有前途的HCC免疫治疗方法[34]。

三、存在的问题

随着PD-1单抗在临床上越来越广泛地使用,免疫相关不良事件(immune-related adverse event, irAE)也越来越多的被报道,irAE通常延迟发作而且持续时间较长。相对于单药治疗,联合治疗中发生免疫相关不良事件的概率会更大。虽然irAE在一定程度上可以反映患者对免疫治疗的效果,但它可涉及任何器官且一部分会导致永久性疾病[35,36]。在使用PD-1单抗治疗期间,B淋巴细胞的变化可以预测患者治疗后的irAE风险。现阶段,对于接受PD-1单抗治疗的患者,皮质类固醇是出现irAE的首选药物,英夫利昔单抗在剂量限制的情况下,也可缓解irAE,而且不会引起肝毒性[37]。如何预防性的避免ICI治疗给患者带来的irAE也是当下一大难题。

目前,探索PD-1单抗联合疗法的临床模型大多为小鼠实验,小鼠和人类免疫系统的可比性、肿瘤微环境的相似度目前都不能完全明确,大多数研究人员倾向于对小鼠使用“最大耐受”剂量,实验中的“最大耐受”剂量如何精准的量化为HCC患者的治疗剂量,这还需要大量的临床试验来验证。除此之外,HCC患者身体免疫状态受多种因素影响,个体差异性较大,这也会影响PD-1单抗对患者的治疗效果。例如,非病毒性HCC,尤其是非酒精性脂肪性肝炎(nonalcoholic steatohepatitis, NASH)进展而来的HCC,对免疫治疗的反应较差[38]。因此,如果存在某种特异性指标,在患者接受PD-1单抗治疗之前,就可以对HCC患者进行进一步筛选,这有利于制定个性化方案来提高治疗效果。

综合来说,PD-1单抗确实给一部分HCC患者带来生存获益,但此部分患者数量有限,甚至有患者在接受治疗之后被观察到肿瘤的爆发性生长,被称之为超进展(hyperprogressive disease,HPD),基线免疫谱和治疗中肿瘤生长动态的分析可以实现患者对HPD的早期识别。所以,PD-1单抗在临床上如何高效的应用,将该药物的作用达到最大化,仍需开展深入研究。