放疗联合程序性死亡受体1/程序性死亡受体配体1 抑制剂的研究进展

李光辉，冯小兵

1 天津市第五中心医院生态城医院内科，天津 300467

2 北京燕化医院放疗科，北京 102500

程序性死亡受体1（programmed cell death 1，PDCD1，也称PD-1）主要表达于活化的T 细胞上，是一种抑制性受体，与程序性死亡受体配体1（programmed cell death 1 ligand 1，PDCD1LG1，也称PD-L1）结合，可显著抑制T 细胞的活化和增殖，并调节细胞因子的表达和分泌。人类多种肿瘤细胞表达PD-L1，通过与受体结合，传递负调控信号，导致肿瘤特异性T 细胞凋亡和免疫无能，使肿瘤细胞逃避机体免疫监控。目前，国内外上市多种PD-1/PD-L1 抑制剂，用于治疗淋巴瘤、黑色素瘤和非小细胞肺癌等，显示出较好的疗效。有报道显示，放疗联合免疫治疗较单独放疗和免疫治疗的疗效更好[1-3]。

肿瘤微环境（tumor microenvironment，TME）由抑制性免疫细胞组成，在肿瘤发生中起关键作用。免疫耐受由多种免疫机制维持，其中包括肿瘤局部免疫耐受与微环境的平衡。肿瘤细胞有能力逃避这些机制，向免疫耐受的方向倾斜，从而发生增殖。放疗对免疫微环境的许多影响都是免疫介导的。辐射诱导的细胞损伤和坏死可能会引起TME 改变和免疫原性改变，从而促进针对恶性细胞的天然免疫反应[4]。骨髓来源的抑制细胞（myeloid derived suppressor cell，MDSC）是TME 中存在的免疫抑制群体的一部分，MDSC 通过抑制免疫效应细胞的增殖功能促进肿瘤发生和进展。TME 中的干扰素刺激因子（stimulator of interferon gene，STING）信号转导可抑制MDSC 的募集、分化和功能。放疗后，细胞质双链DNA 刺激干扰素基因的环状GMP-AMP 合酶（cyclic GMP-AMP synthase，CGAS）/STING 途径，导致Ⅰ型干扰素（type Ⅰinterferon，IFN-Ⅰ）的产生[5]。放疗后的STING 信号通过分泌IFN-β招募C-C 基序趋化因子受体2（C-C motif chemokine receptor 2，CCR2）+单核细胞型MDSC，从而增强TME 的免疫抑制。STING 在肿瘤细胞和MDSC 中的表达和激活降低了抑制潜能，甚至可能有助于将MDSC 重新编程为免疫刺激细胞[6]。基础研究和临床证据表明，放疗能够诱发免疫应答，包括刺激和抑制免疫反应以及DNA 损伤。因此，当肿瘤逃避免疫抑制后，放疗可适当激活全身抗肿瘤免疫。放疗诱导的免疫系统激活有可能导致远端病灶即照射野之外的肿瘤缩小，即发生远隔效应。1953 年首次描述了这种效应。CGAS/STING 信号转导对远隔效应至关重要。此外，临床研究报道，放疗与PD-1/PD-L1 抑制剂联合应用可促进远隔效应，提示联合治疗具有互补增效的抗肿瘤作用[7]。本文就近年来关于放疗联合PD-1/PD-L1 抑制剂的研究进展进行综述。

1 放疗联合PD-1/PD-L1 抑制剂治疗的基础研究

大量的临床前研究已经揭示了辐射可引起免疫激活。辐射通过触发免疫原性细胞死亡（immunogenic cell death，ICD）激活宿主免疫，其特征是释放损伤相关分子模式（damage-associated molecular pattern，DAMP），激活树突状细胞（dendritic cell，DC），促进肿瘤抗原提呈，并以剂量依赖的方式启动抗原特异性T 细胞。ICD 包括：①钙网蛋白的细胞表面转位；②高迁移率族蛋白B1（high mobility group protein B1，HMGB1）的细胞外释放；③腺苷三磷酸（adenosine triphosphate，ATP）的细胞外释放[7-8]。放疗的局部治疗效应来自诱发激活的CD8+细胞，从而产生干扰素；另一方面，射线诱导微环境变化可引起肿瘤细胞及周围的基质细胞发生系统免疫反应。因此，放疗与免疫治疗联合应用较单独应用放疗或免疫治疗更加有效[7,9]。也有研究显示，放疗能够诱导DC 的炎症反应，从而激活肿瘤相关抗体，引起白细胞介素-1β相关的抗肿瘤免疫反应[10]。

除ICD 外，IFN 对化疗诱导的免疫激活也很重要。IFN-Ⅰ（α和β）在照射后通过STING 途径的CGAS 刺激物上调[11]。CGAS 识别细胞质DNA并催化环状GMP- AMP（cyclic GMP- AMP，cGAMP）的合成，cGAMP 作为第二信使结合并激活衔接蛋白STING。CGAS/STING 通路的激活通过干扰素调节因子3（interferon regulatory factor 3，IRF3）/核因子κB（nuclear factor-κB，NF-κB）依赖性转录激活诱导IFN-Ⅰ产生。辐射诱导的IFN-Ⅰ增强DC 的交叉反应，这是放疗使肿瘤缩小所必需的[12]。

许多临床前研究报道了辐照诱导PD-L1 表达[9,13-15]。IFN 依赖途径是PD-L1 表达的典型途径，机体在照射后PD-L1 表达也上调。虽然Ⅰ型和Ⅱ型IFN 均能上调PD-L1，但IFN-γ对PD-L1 的诱导作用更强，通过Janus 激酶（Janus kinase，JAK）/信号转导及转录激活因子（signal transduction and activator of transcription，STAT）/IRF 途径更持久[7]。Herter-Sprie 等[16]构建Kirsten 鼠肉瘤病毒癌基因同源物（Kirsten rat sarcoma viral oncogene homolog，KRAS）基因驱动诱导形成的非小细胞肺癌小鼠模型，采用放疗联合PD-1/PD-L1 抑制剂的治疗模式，发现肿瘤持续性退缩。由于放疗前后临床标本难以获取，所以检测PD-L1 表达的变化还是比较困难的。目前文献报道的临床研究还是以小样本或个案报道居多。Nigro 等[17]报道1 例非小细胞肺癌脑转移患者，在行全脑放疗前后，其PD-L1 阳性表达率分别为10%和≥50%。原发肿瘤PD-L1 表达阴性的非小细胞肺癌脑转移患者在放疗后其PD-L1 表达逐渐增加。Kim 等[18]报道PD-1 抑制剂与立体定向放疗联合治疗颅内胶质瘤小鼠，小鼠存活率提高。Kroon 等[19]通过小鼠模型发现，抑制PD-1 能够提高放疗的有效率。

2 放疗联合PD-1/PD-L1抑制剂的临床应用

很多临床研究已显示放疗联合免疫治疗比单独应用效果好，如黑色素瘤、宫颈神经内分泌肿瘤[1-2,20-22]。放疗联合免疫治疗在肺癌、头颈部鳞状细胞癌、转移性Merkel细胞癌等多种实体肿瘤中也显示一定的优势，不良反应也是可以接受的[1,23-25]。联合应用对于肉瘤样分化的耐药肿瘤也有很好的疗效[26]。

2.1 放疗联合PD-1/PD-L1 抑制剂在非小细胞肺癌中的应用

非小细胞肺癌占肺癌的85%～90%，是一种恶性程度较强的肿瘤。分子靶向治疗显著延长了非小细胞肺癌患者的生存期，改善了患者的生活质量。近年来，PD-1/PD-L1 抑制剂取代了化疗作为PD-L1 高表达非小细胞肺癌的标准一线治疗方案[17]。Koenig 等[27]分析了97 例不同原发部位脑转移患者的疾病控制率及放疗和免疫抑制剂（immune checkpoint inhibitor，ICI）的不良反应，其中包括45 例（46%）非小细胞肺癌患者，与序贯使用放疗和ICI 相比，同时使用放疗和ICI 提高了总生存率和颅内疾病控制率。关于非小细胞肺癌免疫治疗及放疗的Ⅰ期临床试验表明，放疗联合PD-1/PD-L1 抑制剂治疗较在免疫治疗前未放疗的患者，具有更长的无进展生存期和总生存期，且没有患者产生≥3 级的临床不良反应。另有研究表明，放疗联合免疫治疗耐受性是良好的[28-30]。Chiramel等[31]报道了一项Ⅲ期临床研究，该研究显示，使用度伐利尤单抗作为放化疗后1～42 天内的巩固治疗，治疗组较安慰剂组无进展生存期明显延长。亚组分析发现，1～14 天内使用度伐利尤单抗巩固治疗组患者的总生存期也明显延长。

2.2 放疗联合PD-1/PD-L1 抑制剂在恶性黑色素瘤中的应用

恶性黑色素瘤是来源于黑色素细胞的一类恶性肿瘤，最常见于皮肤，是一种极具侵袭性的肿瘤，是皮肤恶性肿瘤中恶性程度最高的一种，容易出现远处转移。黑色素瘤被认为是一种极具免疫原性的肿瘤，故免疫治疗已经成为晚期或转移性恶性黑色素瘤的标准治疗方案。近些年，放疗联合PD-1/PD-L1 抑制剂治疗恶性黑色素瘤也有相关报道。放疗联合PD-1 抑制剂能够激活体内免疫细胞增殖[32]。研究表明，PD-L1 表达阴性的黑色素瘤患者，在放疗后其PD-L1 表达逐渐增加[33]。Ueki 等[34]报道1 例原发乳腺的恶性黑色素瘤，该患者属于肿瘤晚期，乳腺、锁骨上下区及腋窝等多部位受累，使用PD-1 抑制剂联合放疗，肿瘤明显缩小。Liniker 等[35]报道53 例晚期黑色素瘤患者，放疗联合PD-1 抑制剂治疗应答率为45%，未出现额外的不良反应，提示联合治疗是安全的。放疗联合免疫治疗为局部晚期难治性黑色素瘤提供了一个疗效较好的治疗策略[36]。

2.3 放疗联合PD-1/PD-L1 抑制剂在转移性皮肤鳞状细胞癌中的应用

Choi 等[4]报道1 例转移性皮肤鳞状细胞癌患者，病灶侵犯右腮腺、右Ⅲ级颈部、纵隔、左肺门、后颈部皮下组织和肺，肝脏、胃小曲度、腹膜等多处病变。该患者进行了4 个周期阿替利珠单抗治疗后，胸腔和腹部病灶持续缩小，但右侧下颌下淋巴结和右侧Ⅲ区淋巴结肿瘤进展。第6 个周期后，出现了新的左肾上腺转移。随后接受了右下颌下和Ⅲ区淋巴结局部立体定向放疗，共4500 cGy，分5 次治疗。第8 个周期后的影像学检查显示颈部和肾上腺转移灶完全消失，其余腹部转移灶部分缓解或稳定。

2.4 放疗联合PD-1/PD-L1抑制剂在肾癌中的应用

30%～40%的肾细胞癌（renal cell carcinoma，RCC）患者为转移性肾细胞癌（metastatic renal cell carcinoma，mRCC），PD-1/PD-L1 抑制剂在很大程度上提高了RCC 患者的生存率[37]。立体定向放射治疗能够在有限的分段内提供高适形、大剂量的辐射，越来越多的证据表明，立体定向放射治疗在mRCC 中可在1 年提供90%的持久局部控制（local control，LC），且不良反应发生率降低[38]。除局部获益外，立体定向放射治疗还可能通过诱导肿瘤细胞凋亡、调节肿瘤细胞表型和正常化异常肿瘤血管来刺激全身免疫反应[39]。Xie 等[40]报道了1 例mRCC 患者同时使用立体定向放射治疗和帕博利珠单抗治疗，该患者在开始治疗后仅2.2 个月就获得了全身完全缓解。在mRCC 中，立体定向放射治疗联合PD-1 抑制剂已被证明是可行的，其中PD-1 抑制剂+立体定向放射治疗组与PD-1 抑制剂组之间3 级或更高级别不良事件的发生率相似（54.8%vs65.6%），使用PD-1 抑制剂联合立体定向放射治疗在mRCC患者中具有可接受的安全性[41]。

2.5 放疗联合PD-1/PD-L1 抑制剂在椎体转移瘤中的应用

Fareed 等[42]回顾性分析了37 例（共57 个病灶）有椎体转移和脊髓压迫风险的患者，其中非小细胞肺癌21 例、肾细胞癌9 例和黑色素瘤7 例，在开始使用PD-1 抑制剂后接受椎体放疗的患者疼痛缓解率较高（71%vs17%，P=0.04），大多数患者（33 例可评估患者中的22 例）在放疗后30 天的复查中表现出放射区域病灶的稳定性，3 例患者完全缓解，4 例患者部分缓解。对于接受PD-1 抑制剂治疗的患者，联合放疗治疗椎体转移瘤耐受性良好且有效，疼痛减轻和神经系统改善明显。Dovedi 等[43]认为，放疗同时联合免疫治疗，可以实现更长时间的肿瘤控制。

关于PD-1/PD-L1 抑制剂联合放疗应用的报道越来越多，短期的疗效评价较好，也未出现明显的不良反应，期待更多的Ⅱ、Ⅲ期临床试验，规范化的联合应用能够尽早指导临床工作。

3 小结与展望

目前多种实体肿瘤的Ⅱ、Ⅲ期临床研究正在开展，放疗联合PD-1/PD-L1 抑制剂具有较好的治疗前景，但仍存在很多需要解决的问题，如放疗的剂量、分割方式、靶区的大小、PD-1/PD-L1 抑制剂使用时间等。同时，为了评估联合治疗的精确机制，还需要使用临床样本分析放疗诱导的长期免疫反应。评价放疗对TME 的影响，以及研究与免疫治疗相结合的潜在协同效应，对开发新的肿瘤治疗模式具有重要的意义。