免疫治療聯合放射治療在轉移性非小細胞肺癌中的臨床研究進展

王茗典，汪 琪，羅 慧，張大昕 （哈爾濱醫科大學附屬第一醫院腫瘤科一科，黑龍江哈爾濱150001）

0 引言

近年來，肺癌已成為惡性腫瘤最重要的死因，其中非小細胞肺癌（non-small cell lung cancer，NSCLC）約占肺癌的85%，并且多數患者診斷時已發生轉移［1-2］，目前仍未找到一種理想的治療方法。針對肺癌的免疫治療最早可以追溯到20世紀70年代，Gail等［3］開始臨床隨機試驗向胸膜內注射BCG評估免疫治療，盡管當時證實BCG是無效的，但一直沒有放棄免疫制劑治療肺癌的研究。目前，隨著對腫瘤的免疫學分子機制的深入研究，新藥物、疫苗和細胞治療不斷的研發，為肺癌免疫治療開啟了新篇章。最具特色的是稱為免疫檢查點抑制劑的新類型藥物，主要有：細胞程序化死亡受體-1（programmed death receptor 1，PD-1），細胞程式死亡-配體 1（programmed death ligand-1，PDL-1），細胞毒T淋巴細胞相關抗原4（cytotoxic T lymphocyte-associated antigen 4， CTLA-4）相關藥物［4］。與此同時，放射治療是一種常用的腫瘤治療手段，在臨床前和早期臨床數據顯示其具有潛在的免疫調節效應。研究［5-7］表明，放療可以誘導產生多種免疫調節變化，可能潛在地影響免疫治療的有效性，包括腫瘤血管正常化，提高T細胞的外滲和歸巢到腫瘤，破壞免疫抑制性基質細胞，通過組蛋白B1的釋放，或者在細胞表面暴露鈣網蛋白等誘導免疫原性腫瘤細胞死亡。臨床上的遠隔效應亦表明放射治療和免疫反應之間的相互作用［8］，因此，多數學者認為放射治療與免疫治療的一體化是一種有前瞻性的治療方案。本文回顧前期免疫治療聯合放射治療轉移性NSCLC的臨床試驗研究，主要從理論基礎、臨床試驗和未來研究方向三方面作一綜述。

1 理論基礎

CTLA-4和PD-1是免疫檢查點受體，有助于調節腫瘤免疫反應的程度和持續時間。當T細胞受體（T cell receptor，TCR）暴露于與抗原呈遞細胞（antigen-presenting cell，APC）的主要組織相容性復合物（major histocompatibility complex， MHC）結合的抗原肽時，T細胞開始活化的過程，共刺激受體CD28與B7在APC上結合，然后產生必要的共刺激信號以促進T細胞的增殖和存活。然而，T細胞活化也誘導抑制性信號，進而減輕免疫應答。免疫抑制過程可以通過上調T細胞上的CTLA-4來介導，主要通過取代CD28而與更高親和力的B7結合，CTLA-4破壞了T細胞的活化信號并抑制T細胞的活化［9］。PD-1是在T細胞、B細胞、自然殺傷（natural killer，NK）細胞和樹突狀細胞（dendritic cell，DC）上可誘導表達的跨膜蛋白［10］，當PD1與其配體PD-L1和PD-L2結合時傳導T細胞增殖、細胞因子產生和T細胞存活的抑制信號［11］。 研究［12］發現 PD-L1 作為免疫逃逸中重要位點在多種實體腫瘤中表達上調，包括乳腺癌、肺癌、結腸癌、腎癌和卵巢癌。

傳統意義上，放射治療已被用于通過最小化損傷正常組織并最大化直接殺傷腫瘤細胞來消除局部病灶，在轉移性疾病患者中放射治療可以起到基本緩解作用。然而，近年來越來越多的研究認為放療是有效的免疫應答調節劑，具有促進局部和全身控制實體瘤的潛力。具體來說，放射治療通過以下幾方面調節免疫反應：①提供細胞毒性T-淋巴細胞（cytotoxic T lymphocyte，CTL）；②將引發的CTL募集到腫瘤微環境中；③改變腫瘤微環境的免疫抑制作用［13］。

對于一線化療失敗的轉移性NSCLC患者，可選擇應用放射治療聯合免疫治療方案，此類患者的中位生存期為10～12個月［12］。其中需要注意的問題不僅包括放射免疫療法的效果，還應包括治療的最佳次序，放療劑量／分割劑量，患者的耐受性等。目前，許多臨床試驗正在研究聯合使用免疫治療劑與立體定向體放射治療（stereotactic body radiotherapy，SBRT）。SBRT相對于常規分割放療或大分割放療的優點是技術精確，允許更高劑量放療，但聯合免疫治療時其增加抗腫瘤免疫應答反應所需的最佳劑量和分割劑量仍不清楚。在小鼠淋巴瘤模型中，TL-7R（toll-like receptor 7）激動劑和局部放療的研究顯示TL-7R激動劑聯合2 Gy×5分割放療時較單次10 Gy大分割放療產生更強的腫瘤免疫反應［14］。 Dewan等［15］利用乳腺癌小鼠模型發現抗CTLA-4治療與分次照射的聯合治療導致遠隔反應，而與單次大劑量放療聯合治療時并不產生這種遠隔效應。然而，Schaue等［16］在鼠黑素瘤模型中研究發現，單次大劑量的放療比分割劑量放療更易促進抗原特異性細胞的活化，并且多次照射治療與腫瘤內注射T細胞治療相結合可以延長生存期和預防轉移，在其他的鼠黑色素瘤模型中使用分割劑量可以最大程度地抗腫瘤免疫，并使調節性T細胞的作用最小化，但目前有關肺癌模型的研究較少。

2 臨床試驗

目前，免疫檢查點抑制劑聯合放射治療的臨床試驗已成為各國學者研究的熱點。發現應用ipilimumab聯合SBRT可以對肝臟轉移的NSCLC患者產生持久的全身系統反應后，紐約大學正在進行的Ⅰ／Ⅱ期的臨床研究，將ipilimumab聯合SBRT用于Ⅳ期NSCLC的單個轉移灶患者［17］，起始 24 h內 SBRT和 ipilimumab聯合應用，并且每21天重復使用ipiliumab達四個周期［NCT02221739］，治療主要指標是通過照射野外的實體瘤的免疫相關反應來評定［18］。臨床試驗的第二階段研究主要評估轉移性實體瘤中放療和ipilimumab的聯合作用。MD安德森癌癥中心的研究者已啟動Ⅰ／Ⅱ期試驗，收集包括NSCLC的轉移性實體瘤患者，評估ipilimumab聯合SBRT治療轉移至肝臟、肺或腎上腺病變的效果［NCT02239900］。SBRT的安全性、有效性、毒性特征和最大耐受劑量為主要的評估指標，實體瘤中免疫相關反應評價標準為次要指標。

當下正在進行的許多臨床研究旨在探討放射治療與檢查點抑制劑聯合應用時的免疫調節效應，托馬斯·杰斐遜大學將PD-1抑制劑pembrolizumab與單次或多次分割劑量放療聯合用于轉移性NSCLC、黑色素瘤、頭頸部腫瘤和腎細胞癌［NCT02318771］，單次照射或者分次照射，并且將患者分為同步（同時開始放射和pembrolizumab）或序貫療法（首先放射、放療后活檢，10 d后應用pembrolizumab）。Pembrolizumab持續應用直到疾病進展或發生不可耐受的毒性，PD-L1表達的改變是主要結果指標，而藥物反應率、毒性、無進展存活和相關生物標志物表達是次要指標。另外，賓夕法尼亞大學利用低分割放療劑量與PD-1抑制劑pembrolizumab聯合應用治療轉移性NSCLC，患者為未經過抗PD-1或PD-L1單藥治療的NSCLC或接受一線治療失敗的其他轉移性實體瘤，尚未提供治療時間和照射分割的詳細信息［NCT02303990］。選擇未接受抗PD-1或PD-L1治療的NSCLC患者，強調了放射治療誘導腫瘤進一步反應的潛能，在放療前腫瘤對免疫檢查點抑制劑無反應。回顧性臨床實驗［19］評估治療黑色素瘤患者顯示，隨著應用 ipilimumab后產生疾病進展，局部放射治療卻可以產生遠隔效應。在NSCLC患者中，很少有關于應用檢查點抑制劑失敗后再進行放療所發生進一步反應的研究，未來的臨床試驗應該提供關于該治療方案的可行性信息。同時有研究正在準備探索SBRT的時機對免疫治療的影響，將搜集患有轉移性NSCLC的患者，其先前至少接受PD-L1抑制劑進行全身治療和SBRT照射單一轉移部位，直到發生腫瘤進展或產生不可耐受的毒性，該試驗分為三組：序貫、同步治療和交替治療［NCT02400814］，有研究［20］證明，序貫的免疫治療和SBRT可顯著影響反應率。

最近報道了一項針對轉移性NSCLC的獨立免疫細胞因子加放療的小型前瞻性試驗，van den Huevel等［21］完成了Ⅰ期研究，入選13例一線化療后的轉移性和非進展性NSCLC患者，從第1天開始，患者接受重組人白細胞介素2（interluekin-2，IL-2）融合壞死因子DNA的特異性抗體的注射，其選擇性地激活高親和力IL-2受體，每21天為一周期，每周期連續使用3天，通過靜脈輸注接受遞增劑量的治療，直到疾病進展或產生不可耐受的副作用，最終均未達到最大耐受劑量，13例患者中2例有長期疾病控制，副作用較小，包括乏力、厭食、皮疹和甲狀腺功能障礙等。

3 未來治療指向

雖然目前正在進行的免疫放射治療聯合試驗尚不能提供有效的證據，沒有確定關于放療的細節，如時間、分割、照射靶區的選擇和疾病負擔的影響。選擇患者的關鍵問題還包括患者免疫功能和短期或長期對免疫抑制劑的潛在影響，如皮質類固醇，同時也急需預測免疫反應的生物標志物。

需要注意以下兩個組別的轉移性疾病患者：①寡轉移的患者；②腦轉移患者。通過同步或序貫的免疫放射治療微轉移病灶來根除宏觀疾病是理論上有希望但尚未開發的治療方向。已知具有腦轉移的NSCLC患者預后較差，經過SBRT治療后整體無進展生存期平均為11．2個月，而常規放射治療在這種情況下幾乎不起作用［22］，已報道免疫檢查點抑制劑的全身性系統治療可暫時控制腦轉移病灶［23］，另有一項對52例未經治療或進展性黑色素瘤和NSCLC腦轉移的患者進行的一項小型研究，結果為服用pembrolizumab比ipilimumab有更好的效果，總體反應率為 19．4%，中位反應持續時間為 12．5 個月［24］。Margolin等［25］報道了21例轉移性黑色素瘤患者應用ipilimumab治療后疾病發生進展，隨后進行放射治療，在ipilimumab啟用后的中位生存時間為5個月，其中包括需要進行放射治療的13例腦轉移瘤患者，11例患者中發現了遠隔效應，發生遠隔反應的患者中有4例經歷全腦放射，3例接受立體定向放射外科手術。這些觀察性實驗表明，研究放射免疫治療時需要注意腦轉移的治療，并且有一項正在進行的臨床試驗評價放療和 ipilimumab聯合治療腦轉移的療效［NCT02097732］。

在臨床前模型中利用放射治療和免疫抑制劑進行雙重阻斷也是有希望的，可以克服對單藥劑組合治療的抵抗性。賓夕法尼亞大學的研究人員報告了在鼠黑素瘤模型中CTLA-4單抗、PD-L1單抗結合放射治療的數據，先前對CTLA-4單抗和放射療法有抵抗性的腫瘤中加入PD-L1單抗時改善了反應性，對于未治療的腫瘤，三聯療法的效果也很顯著，機制與免疫調節相關的互補機制相關，可能與產生CTLA-4單抗的調節性T細胞減少有關，通過PD-L1單抗使耗盡的CD8腫瘤浸潤性淋巴細胞再活化，以及由放射治療誘導的淋巴細胞腫瘤浸潤性T細胞受體表達多樣化［26］，然而在人類臨床試驗或肺癌臨床前模型中尚未報道關于放射治療的雙重阻斷的療效。目前還需要大量的放射治療聯合免疫治療的臨床試驗，以尋找治療轉移灶更好的辦法。

4 前期臨床研究

手術切除仍然是早期（Ⅰ／Ⅱ期）NSCLC的標準治療方案，對高風險或淋巴結陽性患者可增加全身化療，放射治療通常僅用于陽性切除邊緣或具有隱匿性縱隔轉移的患者［27］。然而，SBRT已成為臨床上不能手術或者拒絕手術的早期NSCLC的標準治療手段，其局部控制效果類似于亞肺葉切除術。早期NSCLC治療失敗，無論是否手術，在手術切除高危早期NSCLC后仍應進行輔助化療；但在SBRT后很少使用，發現SBRT的臨床效果遠遠好于常規放化療方案，其局部控制率好，毒副作用較輕，患者生存期延長，且治療周期短，患者的依從性高［28］，而預防性手術常常排除化療的風險因素，五年時遠期控制失敗超過30%［29］，而肺癌根治術術后并發癥仍有較高的發病率［30］，急需改善控制疾病進展的治療方法。目前已有研究SBRT在Ⅲ期NSCLC患者中的應用，三年局部控制率超過50%［31］，但其與常規放療相比是否具有明顯優勢還需要大量研究證實。而對于晚期NSCLC，免疫治療的價值已逐步提升，因其適度和不重疊的毒性特征，以及與放射治療聯合可增加全身抗腫瘤作用的潛力，已經在腎細胞癌和黑色素瘤中證實了聯合治療后無病生存期延長，且副作用較輕可耐受［32-34］，同時在Ⅲ期NSCLC的患者中也發現了放射治療和免疫治療之間的協同作用［35］，是一種具有廣泛應用前景的治療手段。

5 展望

雖然，目前臨床實驗數據傾向于聯合放射治療和免疫治療來治療NSCLC，可以增強抗腫瘤效果，提高臨床反應率，但尚缺乏前瞻性研究的大量病例來更合理地評估免疫抑制劑聯合放射治療對NSCLC的遠期影響。與此同時，各國研究學者正在設計多種臨床試驗來測試免疫治療聯合放射治療在轉移性NSCLC中的作用及機制［36］。如何用現有的臨床前數據對這兩種模式進行合理的整合，并且解決治療順序，放射劑量分割、靶區，免疫治劑和患者的選擇等問題，這些都是亟需解決和未來研究的重點。

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