小細胞肺癌免疫治療相關生物標志物研究進展

謝夢青，儲香玲，周 娟，蘇春霞

同濟大學附屬上海市肺科醫院腫瘤科，上海 200433

小細胞肺癌（small cell lung cancer，SCLC）是高度惡性的神經內分泌腫瘤，約占全部肺癌的15%［1］。按照美國退伍軍人醫院分期標準，SCLC可分為局限期和廣泛期，大部分患者初診時已為廣泛期，治療手段有限，5年生存率不足2%［2］。依托泊苷聯合鉑類藥物作為廣泛期小細胞肺癌（extensive-stage small cell lung cancer，ES-SCLC）一線標準治療方案已有30余年［3］。近些年免疫檢查點抑制劑（immune checkpoint inhibitor，ICI）的發展改善了SCLC患者的生存。然而，僅一部分SCLC患者能從免疫治療中長期獲益，尋找合適的免疫生物標志物用于指導免疫治療的臨床實踐，是進一步提升SCLC患者生存獲益的關鍵。

1 SCLC的生物學特征

了解SCLC 的生物學特征可以幫助我們更好地尋找有效的生物標志物。SCLC亞型的演變與腫瘤免疫微環境（tumor immune microenvironment，TIME）是近年來SCLC生物學特征研究領域的關注點。

1.1 腫瘤亞型的演變

SCLC是一種高度異質性的腫瘤，如何更好地定義SCLC亞型一直是研究熱點之一。1985年，Carney等［4］對SCLC異質性進行初步探索，其依據左旋多巴脫羧酶、蛙皮素樣免疫反應性、神經元特異性烯醇化酶和肌酸激酶腦型同工酶的不同將SCLC細胞系分為經典型和變異型兩大類。有研究［5-6］根據SCLC中無剛毛鱗甲復合體同源物樣1（achaete-scute complexlike 1，ASCL1）、神經源分化因子1（neurogenic differentiation factor 1，NEUROD1）、轉錄共激活因子1（Yes-associated protein 1，YAP1）及2級POU結構域轉錄因子3（POU domain,class 2,transcription factor 3，POU2F3）表達的不同將SCLC分為SCLC-A、SCLC-N、SCLC-Y及SCLC-P四種亞型，不同亞型SCLC的生物學特點和對藥物的敏感性存在差異，SCLC-Y是潛在免疫獲益的亞型。然而進一步研究［7］發現，YAP1在SCLC-P中也會表達，因此YAP1作為SCLC亞型分類的標志物存在爭議。近期，Gay等［8］通過對81例SCLC患者的手術切除標本進行腫瘤基因表達數據分析與非負矩陣因式分解重新定義SCLC的分型，并在SCLC-A、SCLC-N、SCLC-P的基礎上提出了高表達抗原提呈相關基因、T細胞炎性基因表達譜（gene expression profile，GEP）的亞型—SCLC-I。與SCLC-Y相比，SCLC-I更加準確地定義了潛在的免疫獲益亞型的特征，為后期SCLC免疫獲益患者的篩選提供了可能。

1.2 TIME

TIME是腫瘤生長、轉移的重要場所，也是免疫細胞與腫瘤相互作用的關鍵介質。抑制性TIME可能是SCLC免疫治療不獲益的重要原因。

研究［9-10］發現，SCLC可以通過下調主要組織相容性復合體（major histocompatibility complex，MHC）的表達，以及上調脊髓灰質炎病毒受體和CD47的表達等途徑促進腫瘤免疫逃逸。其他分子如CD39的上調、巨噬細胞刺激蛋白表達的增加、干擾素誘導的跨膜蛋白1的過表達等也參與抑制性TIME的形成［11-13］。

在免疫細胞浸潤方面，一項針對104 例SCLC腫瘤組織T細胞浸潤情況的研究［14］發現，FOXP3+T細胞占72.1%，而CD8+T細胞僅占12.5%。Carvajal-Hausdorf等［15］研究發現，肺腺癌中CD8+T細胞的絕對值較SCLC高5.4倍，肺鱗癌中較SCLC高6.0倍。此外，有研究［16］發現，ES-SCLC患者來源的SCLC循環腫瘤細胞可通過分泌多種細胞因子使腫瘤相關巨噬細胞（tumorassociated macrophage，TAM）聚集。骨髓來源的抑制細胞（myeloid-derived suppressor cell，MDSC）也是SCLC微環境中抑制性免疫細胞之一，MDSC可誘導調節性T細胞（regulatory T cell，Treg）聚集，促進抑制性TIME的形成［17］。基于MDSC在SCLC中的作用，Iclozan等［18］發現，MDSC抑制劑全反式維甲酸與p53疫苗聯合時可增加SCLC對免疫疫苗的反應，提示消除MDSC可增強SCLC對免疫治療的反應。

2 SCLC免疫治療相關生物標志物

2.1 臨床研究中的免疫治療相關生物標志物

2.1.1 程序性死亡［蛋白］配體-1（programmed death ligand-1，PD-L1）

PD-L1是腫瘤細胞表面分子之一，其作為免疫治療的生物標志物已在包括非小細胞肺癌（non-small cell lung cancer，NSCLC）在內的多種實體瘤中廣泛應用。隨著SCLC免疫治療研究的開展，PD-L1作為SCLC療效標志物的可行性也受到關注。

2020年歐洲腫瘤內科學會（European Society for Medical Oncology，ESMO）會議報道了IMpower133研究中SCLC長期生存者的特征，發現PD-L1表達水平與免疫治療長期生存獲益無明顯相關性［19］。KEYNOTE-604研究與CASPIAN研究得到的結論類似［20-21］。此外，IFCT-1603研究［22］發現，在54例可檢測PD-L1的SCLC腫瘤標本中，僅1例腫瘤標本PD-L1陽性，腫瘤PD-L1陽性與陰性患者的無進展生存期（progression-free survival，PFS）與總生存期（overall survival，OS）差異無統計學意義，但由于該研究兩組樣本量相差較大，結論需謹慎對待。

實際上，由于腫瘤細胞PD-L1表達水平較低，現有臨床試驗結果尚不支持將PD-L1表達作為SCLC免疫療效標志物。

2.1.2 TMB

SCLC作為一種基因廣泛丟失、突變的腫瘤，抑癌基因TP53、Rb1、PTEN等的缺失，PIK3CA、EGFR等的過度表達，以及FGFR1、SOX2、MYC家族的擴增導致SCLC的高腫瘤突變負荷（tumor mutational burden，TMB）［23］。SCLC的TMB約為7.4 mut/Mb，與NSCLC相似，高TMB理論上可誘導強烈的T細胞反應，為SCLC的免疫治療獲益帶來可能［24］。

研究者在包括SCLC在內的多種實體腫瘤中探索TMB作為免疫療效標志物的可行性。在一項探索SCLC中TMB與ICI療效關系的研究［25］中，發現高TMB組中位PFS與中位OS均較低TMB組明顯延長。CheckMate 032試驗則對TMB進行了更為細致的劃分，研究者分別以143 mut/Mb、247 mut/Mb為界將患者分為低、中、高組，結果顯示，無論是單藥還是聯合用藥，高TMB組客觀緩解率、1年PFS率及1年OS率均顯著延長［26］。雖然以上研究中TMB的界值不同，但研究結果表明，高TMB的患者具有免疫治療獲益的優勢。值得注意的是，在IMpower133研究［27］中，研究者探索血液TMB（blood TMB，bTMB）作為免疫療效標志物的預測效能，結果發現，bTMB與免疫療效無關。因此，基于TMB的更深層次的研究仍需進一步開展。

2.1.3 GEP

GEP是與抗原呈遞、趨化因子表達等相關的基因表達譜，其能從基因層面更全面地描述腫瘤微環境的特征［28］。

KEYNOTE-028是一項探索派姆單抗治療PD-L1陽性腫瘤安全性與有效性的研究［29］，該研究包括24例SCLC患者，GEP與臨床療效之間的關系是探索性終點之一，結果發現，高GEP患者預后好，同時TMB與GEP或PD-L1聯合有更好的預測效能。但值得注意的是，該研究納入的SCLC患者較少，可能導致偏倚，同時針對泛瘤種得出的結論能否直接應用到SCLC中仍需進一步探索。

2.2 值得探索的免疫治療相關生物標志物

2.2.1 CD47

CD47是一種在細胞表面廣泛表達的跨膜蛋白，其主要由N末端的細胞外可變區、5個疏水的跨膜結構和1個C末端的細胞內信號序列組成。信號調節蛋白α（signal regulatory protein α，SIRPα）是巨噬細胞及MDSC表面的抑制性受體，CD47與SIRPα結合后引起細胞內酪氨酸抑制基序的磷酸化并抑制巨噬細胞的吞噬功能［30］。

Weiskopf等［10］通過細胞實驗與動物模型證實，阻斷CD47可促進巨噬細胞對SCLC的吞噬，肯定了CD47作為SCLC治療靶標的潛在作用。一項臨床回顧性研究［31］以CD47表達作為分組依據，探索了不同亞組患者的OS，結果發現，CD47陽性的患者預后較好。以CD47為檢查點的免疫療法正在興起，CD47作為治療靶標與免疫療效標志物是將來值得深入研究的課題。

2.2.2 DLL3

δ樣配體3（δ-like ligand 3，DLL3）是Notch信號轉導通路的抑制性配體，其在SCLC中大量表達，以SCLC-A和SCLC-N亞型為主［7］。

隨著DLL3靶標功能的解析，許多以DLL3為靶點的新藥如AMG 757、AMG 119正在不斷的研發中。AMG 757是一種基于雙特異性T細胞銜接系統開發的靶向DLL3的雙特異性抗體。Giffin等［32］通過SCLC患者來源異種移植模型與細胞系異種移植模型驗證了該抗體特異性殺傷表達DLL3的腫瘤細胞的作用。2020年世界肺癌大會公布了正在進行的AMG 757 Ⅰ期臨床試驗的初步數據，10 mg的AMG 757具有可接受的不良反應且顯示出較好的抗腫瘤活性，劑量遞增試驗正在進行當中［33］。AMG 119是一種靶向DLL3的嵌合抗原受體T細胞免疫療法，臨床試驗正在進行，暫無數據公布。以上針對DLL3的免疫療法的發展為將來探索DLL3作為免疫治療標志物提供了線索。

2.2.3 多種標志物組合

SCLC高度異質性的特征可能會限制單一的生物標志物用于篩選免疫治療獲益人群的準確性，相比之下，多種指標聯合可為潛在免疫獲益亞群的檢出提供更有針對性的信息。

Chen等［34］通過免疫組織化學法分析了102例SCLC患者的手術切除標本，并以浸潤淋巴細胞上Gal-9的表達為基礎建立了SCLC的免疫風險評估模型，對該模型進行驗證發現，多標志物組合較單一標志物預測效能提升。開發多種生物標志物聯合檢測平臺是未來SCLC標志物的研究方向之一。

3 總結與展望

近年來生物信息學技術發展迅速，測序技術的普及和空間轉錄組學的發展使充分探索SCLC生物學特性成為可能。但受SCLC腫瘤異質性高、取材困難等制約，目前對于SCLC生物標志物的研究進展較為緩慢，一些在NSCLC中有效的標志物對于SCLC免疫療效的預測效能未達到預期。圖1從SCLC免疫治療生物標志物出發，結合SCLC特征，概括總結具有發展前景的標志物。研究者對于SCLC的進一步探索從未止步，更加全面地了解SCLC特性、準確地定義SCLC的亞型以挖掘真正有臨床價值的療效預測物將是未來SCLC領域發展的方向之一。

圖1 SCLC免疫治療相關生物標志物研究概況Fig.1 Overview of immune biomarkers for SCLC