專家論壇：肺癌免疫治療現狀及展望

肺癌免疫治療現狀及展望

肺癌免疫治療現狀及展望

作者簡介

王麗萍，主任醫師，教授，鄭州大學第一附屬醫院腫瘤科副主任，研究生導師。

河南醫科大學臨床醫學專業學士、腫瘤學碩士以及華中科技大學同濟醫學院醫學博士；現任河南省肺癌多學科創新團隊負責人、中國醫藥教育協會肺部腫瘤專業委員會常委、河南省抗癌協會腫瘤心理學專業委員會主任委員、河南省抗癌協會肺癌專業委員會副主任委員。

河南省腫瘤學學科帶頭人之一，主攻肺癌的早期診斷、個體化治療及其免疫治療相關研究。

2006年受國家教育部委派到美國留學，專修肺癌的早期診斷及綜合治療，在國內肺癌的治療及研究領域有較高的知名度。

近年主持多項科技項日，撰寫論著9部，在相關期刊上發表專業論文70餘篇，其中SCI收錄30餘篇，獲省、廳級科技成果獎5項。

肺癌發病率逐年上升，全世界每年新確診肺癌患者約160萬，其病死率在惡性腫瘤引起的死亡中居首位^[1]。

肺癌的組織學亞型主要包括非小細胞肺癌( non-small cell lung cancer，NSCLC)和小細胞肺癌(small cell lung cancer，SCLC)，分別占肺癌的85%和15%。

早期NSCLC患者手術治療後5a生存率約40%^[2]。

但約70%患者確診時已有局部或遠處轉移。

晚期患者給予3代化療藥物（多西他賽、吉西他濱、紫杉醇、長春瑞濱）聯合鉑類治療，其中位總生存期約10個月^[3]，吉非替尼和克唑替尼等分子靶向治療藥物的臨床應用能使有表皮生長因子受體(epithelial growthfactor receptor，EGFR)突變的患者獲得良好治療效果，但多數患者在治療1a內產生耐藥^[4]。

因此，肺癌患者總體預後仍較差。

腫瘤免疫治療是一種通過重塑腫瘤患者免疫系統以殺滅腫瘤細胞的治療方法，是繼手術、化療和放療後的又一綜合治療方法^[5]。

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肺癌的診療現狀

早期肺癌首選外科手術，根治性手術仍是目前唯一有可能使肺癌患者獲得治癒的治療方式^[6]。

中晚期患者多採取綜合治療模式，綜合治療模式主要是指根據患者機體狀況、腫瘤細胞學、病理學類型和侵襲範圍（臨床分期），有計劃應用手術、化療、放療和生物靶向等治療手段，以期達到根治或最大程度控制腫瘤、提高治癒率、改善患者生活質量、延長生存期的目的。

現有治療模式下肺癌患者的總體治癒率<20%，晚期患者5a生存率<5%。

因此，探討新的治療模式非常重要。

免疫治療作為一種新興治療模式，在腫瘤治療中有較大潛力。

近年，腫瘤免疫微環境概念的提出為免疫治療機制研究提供了新思路。

2

肺癌的免疫微環境

腫瘤微環境是指腫瘤局部浸潤的免疫細胞、間質細胞及所分泌的活性介質等與腫瘤細胞共同構成的局部內環境。

免疫微環境可通過促進腫瘤血管生成、改變腫瘤生物學特性、篩選適應微環境的腫瘤細胞存活或調節腫瘤幹細胞活性等方式直接或間接影響腫瘤的發生、發展^[7]。

腫瘤微環境由內皮細胞和其前體細胞、周皮細胞、骨髓來源的抑制細胞、腫瘤相關成纖維細胞、腫瘤相關巨噬細胞、T細胞和B細胞、自然殺傷細胞、樹突狀細胞、嗜酸性粒細胞、嗜鹼性粒細胞、肥大細胞組成。

骨髓來源的抑制細胞是一群起源於髓系、處於不同分化階段的、在腫瘤相關免疫抑制中起重要作用的異質性細胞群，缺少或低表達成熟髓樣細胞的分子標誌。

通過產生血管內皮生長因子、鹼性成纖維細胞生長因子和基質金屬蛋白酶來抑制免疫反應的多個過程，從而促進腫瘤的浸潤、轉移^[8]，通過抑制T細胞效應促進腫瘤免疫逃逸，從而促進腫瘤發展。

腫瘤相關成纖維細胞在腫瘤微環境間質中大量存在，並可釋放肝細胞生長因子(hepatocyte growth factor，HGF)，HGF的釋放可通過調控HGF／c-Met通路促進腫瘤的增殖、侵襲。

有研究結果^[9]表明腫瘤相關成纖維細胞通過釋放血管內皮生長因子A、血小板生長因子和成纖維細胞生長因子2等促血管生成因子促進血管生成。

腫瘤相關巨噬細胞來源於外周循環血中的單核細胞，在腫瘤細胞來源的某些細胞因子刺激作用下，被招募到腫瘤組織的單核細胞分化和增殖，促進了腫瘤相關巨噬細胞的形成。

腫瘤相關巨噬細胞通過直接接觸或間接分泌各種因子促進腫瘤細胞增殖、侵襲、新生血管形成等促進腫瘤發生、發展^[10]。

免疫微環境通過分泌轉化生長因子β和白細胞介素(interleukin，IL)誘導調節性T細胞的功能，從而誘發免疫耐受^[11-12]。

肺癌患者腫瘤微環境的CD8+T細胞功能處於抑制狀態，協同刺激信號的缺乏使T細胞不能完全活化是其重要原因之一^[13]。

T細胞的激活不僅需T細胞（抗原）受體(T cellreceptor，TCR)與抗原肽主要組織相容性複合體(major histocompatibility complex，MHC)抗原複合體的相互作用，還需輔助刺激因子的存在。

即T細胞表面CD28分子和抗原呈遞細胞／腫瘤細胞表面B7分子（CD80或CD86）的相互結合。

CD80／CD86表達僅限於特定細胞類型（如抗原呈遞細胞），而腫瘤細胞表面一般不表達該類分子，因此，腫瘤細胞可躲避T細胞的攻擊。

免疫檢查點可有效調控機體免疫狀態，在共刺激分子缺失條件下，易引發T細胞無應答、耐受及凋亡^[13]。

活化的CD8+T細胞表面表達細胞毒T淋巴細胞相關抗原4( cytotoxic T lymphocyte-associatedantigen-4，CTLA-4)的蛋白受體，能與B7分子緊密結合而抑制T細胞進一步活化^[14]。

程序性死亡因子1(programmed death-l，PD-1)是T細胞表面另一個受體，能與抗原提呈細胞( antigen presenting cell，APC)／腫瘤細胞表面同源性配體程序性死亡受體Ll(programmed death-ligand 1，PD-L1)結合，從而抑制免疫反應。

CTLA-4主要表達在T細胞活化早期，CTLA-4抗體可降低T細胞激活的閾值；PD-1表達在T細胞活化後期，在腫瘤浸潤的T細胞( tumorinfiltrating lymphocyte，TIL)中高表達。

免疫微環境在腫瘤發生、發展及抗腫瘤治療療效中起重要作用。

腫瘤免疫微環境是免疫抑制和免疫增強交匯的位置，但免疫抑制占主導地位^[15]。

T細胞活化的第一信號來白其TCR與MHC的特異性結合，即T細胞對抗原識別；第二信號來自協同刺激分子，即APC表達的協同刺激分子與T細胞表面的相應受體或配體相互作用介導的信號。

PD-1表達於活化的T細胞表面，其與PD-L1結合抑制T細胞功能。

PD-1／PD-L1通路在腫瘤免疫微環境中有重要作用。

3

肺癌的免疫治療

腫瘤免疫治療是通過增強患者機體抵抗力和對腫瘤的免疫反應以達到遏制腫瘤的治療方法。

其中以anti-PDl抗體和嵌合抗原受體T細胞(chimericantigen receptors modified T-cell，CAR-T)療法較常見。

目前，美國FDA已批准PD-1可用於惡性黑色素瘤和肺鱗癌的臨床治療。

CAR-T在B細胞惡性腫瘤的治療中獲得成功，急性淋巴細胞白血病患者完全緩解率高達90%。

提示免疫治療在惡性腫瘤治療領域有廣闊前景。

目前，免疫治療已廣泛應用於肺癌治療。

3.1 細胞因子

細胞因子因其在宿主抗腫瘤免疫中發揮重要作用而較早應用於NSCLC，如IL-2IL-2和IL-2受體結合為活化的抗原特異性T細胞提供了生長和增殖信號^[16]。

Rij avec等^[17]Ⅱ期臨床實驗結果表明，應用免疫佐劑，如粒細胞巨噬細胞集落刺激因子和IL-2可增強晚期NSCLC二線化療方案（吉西他濱十多西他賽）反應效率(58.3%，28.6%)，且不增加其毒性。

但低劑量IL一2（3000000u／d第3～5天，9～11天和15～17天）聯合一線化療方案順鉑十吉西他濱治療241例晚期NSCLC的Ⅲ期臨床試驗結果^[18]顯示，IL-2聯合化療藥物在提高患者反應率和生存期均無明顯作用。

該治療方法不良反應多，以胃腸道反應和血液學毒性常見。

提示細胞因子在NSCLC治療中療效不佳。

3.2 肺癌疫苗

腫瘤疫苗治療是通過向患者體內輸入純化或基因重組的腫瘤相關抗原來激發患者的特異性抗腫瘤免疫反應。

治療性肺癌瘦苗包括細胞疫苗、腫瘤抗原肽和癌基因產物^[19]。

疫苗可誘導T細胞增殖活化，免疫檢查點抑制劑能使T細胞功能恢復^[20]。

在黑色素瘤、結直腸癌和卵巢癌的小鼠模型中，研究應用疫苗誘導的腫瘤抗原特異性T細胞需聯合免疫檢查點治療以達到良好治療效果^[21]。

而臨床試驗中聯合疫苗和免疫檢查點治療也在攝護腺癌和胰腺癌患者中顯示出較好的療效^[22]。

3.3 過繼細胞治療

過繼細胞治療是指向腫瘤患者輸入具有抗腫瘤活性的免疫細胞（特異性的和非特異性的），直接殺傷腫瘤或激發機體免疫反應殺傷腫瘤細胞，達到治療腫瘤的目的^[23]。

腫瘤抗原非特異性免疫細胞，包括白體淋巴因子激活的殺傷細胞、細胞因子誘導的殺傷細胞^[24]及自然殺傷細胞，這類細胞通過從外周血細胞中分離並經淋巴因子或細胞因子誘導刺激獲得；腫瘤抗原特異性T細胞，包括TIL、細胞毒性T細胞(cytotoxic T lymphocyte，CTL)以及經基因T程化的T細胞包括T細胞受體轉導的T細胞(T cellreceptortransferred T- cell, TCR-T)和CAR-T U^[25]。

3.3.1TILs回輸治療Rosenberg在20世紀80年代報導淋巴因子激活的殺傷細胞／IL-2治療晚期惡性腫瘤具有療效^[26]。

目前肺癌的過繼細胞治療已有若干臨床試驗評價。

TILs於1986年首次從腫瘤組織、引流淋巴結、惡性胸腔積液等分離獲得，被處理成單細胞懸液，給予高劑量IL-2處理，使淋巴細胞大量擴增後再回輸給患者^[27]。

肺癌患者輸注TILs因其特異性和安全性顯示出較大優勢。

但因手術樣本獲取困難，且高劑量IL-2刺激導致的不良反應及需較長培養期（5周）等，其應用具有一定局限性。

與過繼細胞治療在黑色素瘤取得的成效相比，對肺癌的治療其臨床療效尚無定論。

3.3.2T細胞T程治療基因T程改造過的T細胞治療是靶向腫瘤抗原的一項治療方法，其可克服免疫逃避機制，達到清除腫瘤的目的。

隨著進一步修飾和臨床實驗驗證，T細胞T程治療有望成為腫瘤免疫治療的新方法。

WT1是一種腫瘤相關基因，其在多數肺癌細胞中高表達，並與NSCLC的不良預後相關。

WT1多肽能誘導特異性CTL反應，體內、體外實驗均已取得良好的抗腫瘤作用，提示WT1可作為廣譜性腫瘤免疫治療的理想靶抗原。

有學者^[28]通過轉導HLA-A*2402限制性WT1235-243(CMTWNQMNL)特異性TCR基因至正常T細胞，獲得TCR基因修飾的T細胞，通過體外試驗驗證了TCR轉基因T細胞的抗肺癌細胞的反應性和特異性。

以上數據證明了TCR-T在肺癌免疫治療中的可行性。

CAR-T可特異性靶向腫瘤細胞表面抗原以MHC非依賴途徑殺傷腫瘤細胞，從而避免腫瘤細胞因MHC丟失或下調導致的免疫逃逸，並通過增加共刺激分子信號增強T細胞的腫瘤殺傷性，起抗腫瘤作用^[29]。

CAR-T首先應用於血液惡性腫瘤，因血液腫瘤細胞表面的抗原更易被識別，且血液腫瘤細胞抗原與T細胞作用的障礙更少。

CAR-T靶向CD19治療B細胞淋巴瘤如慢性淋巴細胞白血病、急性淋巴細胞白血病和其他惰性腫瘤顯示出良好臨床效果。

EGFR在包括NSCLC的較多惡性腫瘤中表達升高，是腫瘤治療效果的預測指標和治療靶點。

Zhou等^[30]構建了針對實體瘤EGFR靶點的CAR-T，採用肺癌細胞(A549)注入小鼠尾靜脈建立遠處轉移瘤異種小鼠模型以觀察CAR-EGFR T細胞的效應功能，分別在腫瘤細胞注射小鼠後第3、6、9、12、15、18天給予應用CAR-T；結果證明給予CAR-EGFR T細胞治療後，小鼠轉移瘤灶明顯縮小，遠處轉移率明顯降低。

Feng等^[31]項EGFR-CAR-T治療EGFR陽性復發／難治的NSCLC患者的臨床試驗結果顯示，11例可評估的患者中2例部分緩解，5例2～8個月病情穩定，未出現明顯不良反應。

但CAR-T細胞在實體腫瘤治療上的效果仍有待改進，腫瘤細胞周圍免疫抑制的微環境使CAR-T細胞歸巢到腫瘤組織部位的能力減弱。

克服腫瘤免疫微環境的抑制作用成為提高CAR-T治療療效的首要任務。

3.4 免疫檢查點抑制劑

CD28傳遞協同刺激（陽性）信號；CTLA-4和PD-1傳遞抑制性（陰性）信號(表1)。

免疫檢查點控制陽性和陰性信號之間的平衡，在調節T細胞活化、機體抵抗外來抗原入侵、防止自身免疫反應的發生中起關鍵作用^[32]。

免疫檢查點抑制劑是通過阻斷免疫檢查點從而產生針對腫瘤的效應性免疫反應，是肺癌的一項有前景的免疫治療方法。

由FDA批准的3種免疫療法藥物中，一種是特異性結合T細胞表面CTLA-4受體的抗體類藥物Ipilimumab；另外2種是特異性結合T細胞表面PD-1受體的抗體類藥物Pembrolizumab與Nivolumab。

以上藥物並不直接作用於腫瘤細胞，而是通過作用於T細胞而間接殺傷腫瘤細胞；此外，其並不是針對腫瘤表面的某些特定物質，而是系統性增強了全身抗腫瘤免疫反應^[33]。

3.4.1 抗CTLA-4免疫檢查點抑制劑CTLA-4表達於活化的CD4+和CD8+T細胞上，其與共刺激分子CD28競爭與APC表面的配體B7-1(CD80)或B7-2(CD86)結合，CTLA-4與其配體B7分子結合後產生抑制性信號，抑制T細胞激活，使腫瘤細胞免受T淋巴細胞攻擊。

因此，阻斷CTLA-4這一靶點可刺激免疫細胞大量增殖，從而誘導或增強抗腫瘤免疫反應。

目前2種靶向CTLA-4的抗體Ipilimumab和Tremelimumab均已進入Ⅲ期臨床試驗，廣泛用於黑色素瘤、腎癌、攝護腺癌、肺癌等。

I／Ⅱ期臨床研究結果^[34]顯示2種抗體無論是單藥或聯合IL-2，gpl00疫苗或化療均顯示安全有效。

在Ipilimumab聯合化療（卡鉑／紫杉醇）治療晚期NSCLC（n=204）的一項Ⅱ期隨機臨床實驗中，患者分別接受紫杉醇(175 mglm2)和卡鉑（≤6個周期）聯合Ipilimumab或安慰劑（對照）治療，3周為1個周期；在聯合化療基礎上，第1組（早期組）1～4個周期接受Ipilimumab治療，剩餘2個周期接受安慰劑治療；第2組（延遲組）前2個周期接受安慰劑治療，3～6個周期接受Ipilimumab治療；第3組（對照組）僅接受安慰劑治療；前2組給予Ipilimumab每12周1次維持治療至進展，結果顯示在延遲組免疫相關無進展生

存期(immune-related PFS，irPFS)（5.7個月）長於對照組（4.6個月）(HR=0. 72，P=0.05)，早期組irPFS（5.5個月）與對照組比較差異無統計學意義(HR=0. 81，P=0.13)；延遲組中位生存期（12.2個月）與對照組（8.3個月）比較差異雖無統計學意義(HR=0. 87，P—0.23)，但鱗癌患者仍獲得了更長的生存期(HR=0.55,95%CI:0.27～1.12)。

3.4.2 抗PD-1檢查點抑制劑PD-1表達在較多細胞（如活化T細胞、B細胞、自然殺傷細胞）表面。

目前，已知PD-1配體包括PD-L1( CD274、B7-Hl)和PD-L2 (CD273、B7-DC)。

PD-1與配體PD-L結合使T細胞分泌細胞因子減少、T細胞增殖受抑制和凋亡增加。

PD-1在TIL中高表達，超過50%的腫瘤細胞表達PD-L1^[36]。

因此，腫瘤可誘導T細胞無能，從而使腫瘤發生免疫逃逸。

Nivolumab是作用於T細胞、祖B細胞和巨噬細胞表面PD-1的抑制劑，通過抑制腫瘤PD-1表達，使免疫系統攻擊腫瘤細胞從而對抗多種腫瘤^[37]。

PD-1抑制劑Nivolumab治療NSCLC的一項Ⅲ期臨床實驗^[38]比較Nivolumab和多西他賽治療曾接受過治療的晚期NSCLC的療效和安全性，患者分別給予Nivolumab（3 mglkg每2周）或多西他賽（75 mglm2每3周）治療至出現進展或因不良反應等原因中止，Nivolumab治療組患者中位生存期（9.2個月）明顯長於多西他賽組（6．O個月）(HR=0. 62，P=0.000 4)，因Nivolumab治療組總生存期明顯優於多西他賽組，達到預期實驗終點，提前終止了該臨床實驗。

Reck等在2016 ESMO大會上介紹了Ⅲ期KEYNOTE-024研究，該試驗證實Pembrolizumab在一線治療某些特定NSCLC時優於標準化療，試驗共納入305例初治晚期NSCLC患者，且其肺癌活檢顯示無EGFR或ALK突變，但PD-L1高表達(≥50%的腫瘤細胞)；在該群體中，Pembrolizumab單藥治療效果優於含鉑雙藥化療，PFS（10.3個月）長於含鉑雙藥化療（6個月），次要終點生存率(80%)和1 a生存率(70%)高於含鉑雙藥化療(72%、54%)。

化療組患者在疾病進展後改為Pembrolizumab治療，死亡風險(40%)明顯降低。

與化療相比，免疫治療的不良反應更低（314級不良反應事件分別為27%和53%），且不良反應事件均較低。

該試驗首次將免疫治療一線治療用於肺癌患者，Pembrolizumab的PFS和生存期更長且治療相關不良反應事件更低。

該項研究可能改變晚期NSCLC患者治療方案。

這也是首次證實一種治療的irPFS超過目前標準的一線治療，即含鉑雙藥化療。

表明對無治療靶點突變的PD-L1高表達的晚期NSCLC患者，單獨使用Pembrolizumab可能成為一線治療的新標準。

ESMO大會上Langer等^[40]報導Pembrolizumab聯合化療的研究，這項規模較小的Ⅱ期試驗共納入123例患者，受試者為鱗狀NSCLC患者，無EGFR和ALK突變，該試驗對比了Pembrolizumab聯合卡鉑十培美曲塞化療與單獨化療的臨床療效。

結果顯示聯合組PFS為13個月，單獨化療組為8.9個月，但聯合Pembrolizumab組患者治療毒性增加（3級以上不良反應發生率分別為39%和26%）。

3.4.3 抗PD-L1的免疫檢查點抑制劑PD-L1表達在T細胞、B細胞、巨噬細胞、樹突狀細胞表面，在一些包括NSCLC的實體瘤中表達上調。

PD-L1的表達與成纖維細胞、樹突狀細胞數量增多和炎症浸潤有關。

有報導^[41]稱PD-L1的表達與血管侵犯和高級別分化有關。

鑒於PD-L1在肺癌中的作用，PD-L1抑制劑的治療將成為一個新的治療趨勢。

MPDI．3280A( MDX-1105)是靶向PD-I．1，阻斷PD-L1和其受體PD-1和B7.1．結合的人單克隆抗體。

在一項MPDL3280A治療晚期肺癌患者的工期臨床實驗^[42]中，客觀反應率為23%。

關於MPDI．3280A的臨床實驗仍在繼續。

其中一個是監測MPDL3280A單克隆抗體治療局部或遠處轉移PD-L1+NSCLC患者的客觀反應率和安全性。

還有一項應用MPDL3280A對比多西他賽治療鉑類治療失敗的局部或遠處轉移NSCLC的反應率和安全性的臨床試驗。

3.5 免疫檢查點聯合治療

儘管抗PD治療在多項臨床實驗中取得成效，但是其總的反應率較低，不能使腫瘤獲得完全緩解。

主要原因是腫瘤微環境的免疫抑制作用，TIL數量缺乏、腫瘤自身的代謝機制和低氧等也參與其中。

另外，一些免疫檢查點如T細胞免疫球蛋白結構域和黏蛋白結構域3(T cellimmunoglobulin domain and mucln domain-3,TIM-3)的上調也與抗PD治療的局限性有關^[43]。

TIM-3也是目前研究免疫治療的靶點之一，其是一類T細胞表面抑制性分子，能引起惡性腫瘤與慢性病毒感染過程中T細胞衰竭。

TIM-3在使用抗PD-1治療產生耐藥性動物的T細胞中高表達。

在獨立實驗^[44]中，當抗TIM-3抗體與抗PD-1藥物聯用時可抑制抗PD-1治療產生的耐藥性。

免疫檢查點抑制劑PD-1與CTL—A4組合在臨床試驗中顯示出良好效果。

一項Ⅲ期臨床試驗^[45]納入近1 000例未接受過癌症治療的晚期黑色素瘤患者，結果顯示疾病惡化的中位時間分別為11.5個月（Ipilimumab聯合Nivolumab）、6.9個月(Nivolumab)和2.9個月(Ipilimumab)，免疫聯合治療的不良反應發生率最高。

免疫療法與化療之間存在一定協同作用，化療聯合免疫治療效果明顯。

因化療可促使腫瘤細胞凋亡及腫瘤抗原釋放，提高機體免疫應答反應，且能破壞腫瘤的免疫抑制機制，提高機體免疫功能。

傳統的化療對黑色素瘤的轉移灶療效小，但接受免疫療法的進展期患者再給予1～2個周期化療後可明顯好轉。

免疫製劑的低毒性（至少單藥治療時）使其與化療聯合時更具應用價值。

4

肺癌免疫治療的機遇與挑戰

美國臨床腫瘤學會發布的2016年臨床腫瘤進展報告中，因癌症免疫治療的效果突出，被評為2015年癌症研究的首要進展。

雖然免疫治療取得較大的治療效果，但因脫靶效應、腫瘤微環境、免疫抑制的存在及細胞因子風暴的產生等，使其臨床應用具有一定局限性。

5

結 語

免疫治療在惡性腫瘤的治療中具有廣闊的應用前景。

肺癌細胞高頻率突變及在其他惡性腫瘤中免疫治療的有效成果為肺癌免疫治療的研究提供了有力證據。

採取免疫療法與現有或新的治療模式結合的治療方案將是今後肺癌治療的方向。