PD-1/PD-L1與CTLA-4抑制劑聯合治療非小細胞肺癌的研究進展

王俊敏 仵晨雨 雷文濤 黃浩 岳紅梅，2

2. 730000 甘肅 蘭州，蘭州大學第一醫院呼吸內科

免疫系統和癌癥之間的相互作用是由復雜的生物通路網絡控制的，盡管人們期望免疫系統會根據其獨特且廣泛的突變特征，自動將癌細胞視為“外來細胞”，但兩者最重要的自然平衡是耐受性，在這種情況下，癌細胞被視為“自身細胞”。耐受性由多種機制維持，包括調節性免疫細胞、免疫抑制細胞因子和趨化因子，以及所謂的“免疫檢查點”途徑，這些途徑降低了免疫功能[1]。以ICIs為基礎的免疫治療為多種癌癥的治療開辟了一個新的時代，針對細胞毒性T淋巴細胞相關抗原4(cytotoxic T lymphocyte associated antigen-4，CTLA-4)和程序性細胞死亡蛋白1(programmed death-1，PD-1)/程序性死亡配體-1(programmed cell death-Ligand 1，PD-L1)途徑的抑制劑已顯示出巨大的應用前景。由于PD-1/PD-L1和CTLA-4通過不同的互補機制調節T細胞的激活、增殖和功能，故兩者聯合是提高抗腫瘤免疫的合理途徑。

免疫檢查點

一、PD-1/PD-L1

PD-1是CD28、CDB7家族中重要的免疫抑制分子，表達于活化的T細胞、B細胞、單核細胞和樹突狀細胞。PD-L1和PD-L2是PD-1的兩個主要配體，屬于B7超家族成員，兩者具有高度同源性。PD-L1在活化的T細胞、B細胞、巨噬細胞和樹突狀細胞表面表達。在某些情況下，也可在血管內皮細胞、各種間質細胞、心臟、肺、胰腺和胎盤組織中誘導表達。PD-L1抑制抗原特異性T細胞反應，限制炎癥組織損傷，在維持自身免疫耐受和限制炎癥規模方面發揮重要作用。PD-L1在肺癌、肝癌、乳腺癌、鱗狀細胞癌等腫瘤組織中也有廣泛表達，它在癌旁正常組織中低表達，提示其參與腫瘤的發生和發展，在減弱抗腫瘤免疫應答中起關鍵作用[2]。當PD-1與其配體PD-L1或PD-L2結合時，PD-1作為協同抑制信號抑制 T 細胞活化和增殖，從而介導負性免疫調控過程，減少腫瘤局部微環境中T細胞的自身免疫殺傷功能, 導致腫瘤免疫逃逸和促進腫瘤生長。Nivolumab或Pembrolizumab與PD-1的結合阻止其與PD-L1和PD-L2在腫瘤細胞上的結合，抑制T細胞的共抑制信號，逆轉T細胞抑制，誘導抗腫瘤反應[3]。

二、CTLA-4

免疫檢查點抑制劑

一、程序性死亡受體1(programed cell death1, PD-1)抑制劑

Nivolumab:通過與PD-1受體結合阻斷其與PD-L1的相互作用，從而釋放PD-1途徑介導的抗腫瘤細胞免疫抑制作用。Nivolumab是第一種用于晚期NSCLC二線治療的PD-1阻斷劑。CheckMate 017結果表明，與多西他賽相比，Nivolumab顯著提高了患者的總生存率(overall survival，OS)、客觀緩解率(objective response rate,ORR)、無進展生存率(progression-free survival，PFS)，并具有可接受的安全性指標，如與免疫相關的不良反應(immune-related adverse effects，irAEs)和死亡率[5]。因此，2015年3月，Nivolumab被批準為轉移性鱗狀NSCLC的治療藥物[6]。在非鱗狀NSCLC中，與多西他賽相比，雖然PFS未得到提高 (Nivolumab為2.3個月，多西紫杉醇為4.2個月)，但根據 CheckMate 057試驗的結果，使用Nivolumab治療的患者的OS和ORR明顯改善[7]。隨后，美國食品及藥物管理局(FDA)在同年10月將Nivolumab的批準范圍擴大到轉移性非鱗狀NSCLC[6]。

Pembrolizumab：是一種選擇性強、人源化的針對PD-1的IgG 4單克隆抗體，它能破壞PD-1與配體的結合，抑制T細胞內的抑制信號，從而引起細胞毒性T細胞對腫瘤的識別。2015年10月，KEYNOTE-001試驗結果證明了NSCLC患者使用Pembrolizumab的有效性和安全性。隨后的III期試驗結果顯示，在PD-L1表達≥50%的患者中，與化療相比，Pembrolizumab可顯著改善患者的OS、PFS和ORR[8]。基于此結果FDA批準了Pembrolizumab作為轉移性NSCLC患者的一線治療方案。另一項臨床試驗，KEYNOTE-189，證實了Pembrolizumab聯合培美曲塞與卡鉑對于無EGFR或ALK突變的轉移性非鱗狀NSCLC的安全性和抗腫瘤活性，結果顯示無論PD-L1的表達水平如何，患者都可以從中獲益[2]。基于此結果，FDA擴大了Pembrolizumab聯合培美曲塞和含鉑化療的適應癥，批準用于轉移性非鱗狀NSCLC患者的一線治療[9]。

二、程序性死亡配體-1(programmed cell death-Ligand 1,PD-L1)抑制劑

Atezolizumab: Atezolizumab通過與腫瘤細胞PD-L1結合，從而阻斷PD-L1與PD-1的結合，增強抗腫瘤免疫。在單臂II期BIRCH試驗中，667例PD-L1高表達的NSCLC患者接受Atezolizumab治療，結果證明了Atezolizumab治療晚期NSCLC的有效性，并根據初步的數據提示ORR可能與PD-L1的表達水平相關[10]。隨后POPLAR試驗結果顯示，與多西他賽相比, Atezolizumab明顯改善了患者的OS(Atezolizumab組為12.6個月，多西他賽為9.7個月)，并且發現PD-L1在腫瘤細胞上的表達水平與預后相關，提示PD-L1的表達有預測作用[11]。BIRCH和POPLAR研究結果促使III期OAK試驗的進行，旨在評估Atezolizumab與多西他賽，對已接受過化療的NSCLC患者的療效和安全性。結果表明，與多西他賽相比，無論PD-L1的表達高低，Atezolizumab都顯示出具有臨床意義的生存優勢及良好的安全性[12]。

Durvalumab：是一種完全人源化IgG 1單克隆抗體，與PD-L1具有較高親和力，阻斷PD-1和CD 80的相互作用[13-14]。2018年2月，根據隨機、雙盲、安慰劑對照、多中心III期臨床研究結果(PACIFIC)，Durvalumab被批準用于無法切除的Ⅲ期NSCLC患者的治療。這是第一項評估無法切除的Ⅲ期NSCLC患者生存優勢的研究，在接受兩個或兩個以上周期含鉑化療與明確放射治療的患者中，與安慰劑相比，Durvalumab能顯著延長患者的PFS、OS，其中位生存期(median survival time,MST)分別為16.8個月和5.6個月[15]。來自該研究最新進展顯示在Durvalumab組中3年OS率為57.0%，而接受安慰劑治療的患者為43.5%，顯示Durvalumab的長期臨床療效[16]。

Avelumab：是另一種與PD-L1結合的完全人源化IgG 1單克隆抗體，可阻斷PD-L1與抑制性T細胞受體、PD-1和B7.1的相互作用，從而產生T細胞介導的適應性抗腫瘤免疫應答和T細胞活化及細胞因子生成[17]。Barlesi等人觀察已接受含鉑化療的NSCLC患者中，與多西他賽相比，Avelumab對PD-L1陽性NSCLC患者的OS無明顯改善，但具有良好的安全性[18]。

三、細胞毒性T細胞相關抗原4(cytotoxic T lymphocyte-associated antigen 4,CTLA-4)抑制劑

Ipilimumab：是一種針對CTLA-4的完全人源化單克隆抗體，通過阻斷CTLA-4通路，使對T細胞的抑制作用消失, 增強T細胞的活化增殖及免疫功能，進而使免疫系統能夠識別和殺死癌細胞。目前，Ipilimumab單藥治療NSCLC無明顯療效，但Ipilimumab與Nivolumab聯合治療高腫瘤突變負荷(tumor mutation burden, TMB)的晚期NSCLC中有著廣闊的應用前景[19]。

Tremelimumab: 一種選擇性的、完全人源化的IgG 2單克隆抗體抑制劑，在免疫反應的早期促進細胞毒性T細胞的活化，但不耗竭調節性T細胞。II期試驗納入87例晚期NSCLC患者，在化療4個周期后給予Tremelimumab維持治療。在本研究中，3個月PFS無明顯改善，并且大約20%的患者在Tremelimumab治療中發生了3級或4級的不良事件，其中最常見的是結腸炎(9.1%)[20]。

PD-1/PD-L1與CTLA-4抑制劑聯合治療

一、PD-1單抗聯合CTL A-4單抗

二、Nivolumab聯合ipilimumab治療NSCLC的臨床研究

在Ⅰ期臨床試驗Checkmate 012中首次證明Nivolumab聯合Ipilimumab治療NSCLC的的安全性和有效性。經化療后復發的Ⅲb期或Ⅳ期NSCLC患者隨機分配(1 ∶1 ∶1)，接受Nivolumab每2周1mg/kg+Ipilimumab每6周1mg/kg，Nivolumab每2周3mg/kg+Ipilimumab每12周1mg/kg或Nivolumab每2周3mg/kg +Ipilimumab每6周1 mg/kg治療。結果顯示Nivolumab每2周3mg/kg聯合Ipilimumab每6周或12周1mg/kg，在不影響療效的情況下具有良好的耐受性，可用于臨床Ⅱ期的進一步發展[24]。

隨后的Ⅱ期單臂試驗Checkmate 568 ,旨在評估療效與PD-L1表達水平和TMB的關系[25]。Ⅲb、IV期NSCLC患者，每2周給予Nivolumab 3mg/kg，每6周給予Ipilimumab 1mg/kg，主要終點是PD-L1>1%和<1%患者的ORR，次要終點是評估TMB高低。在PD-L1為1%或以上及<1%的患者中，ORR分別為30%，41%和15%，中位PFS分別為4.2個月，6.8個月，2.8個月。在TMB≥10 mut/Mb患者中，ORR為44%，中位PFS為7.1個月，而TMB<10 mut/Mb的患者ORR為12%,中位PFS為 2.6個月。結果表明，ORR隨著TMB的升高而增加，在≥10 mut/Mb時趨于平穩。

一項多中心的III期試驗Checkmate 227,根據PD-L1表達水平將IV期或復發性NSCLC患者隨機分配接受Nivolumab、Nivolumab+Ipilimumab或化療(1：1：1)。結果顯示PD-L1≥1%組，Nivolumab+Ipilimumab組MST為17.1個月(95%CI，15.0～20.1月)，PFS率為43%，2年生存率為40.0%；化療組MST為14.9個月(95%CI，12.7～16.7月)，PFS率為13%，2年生存率為32.8%。PD-L1<1%組，Nivolumab+Ipilimumab 組MST為17.1個月(95%CI，15.2～19.9)，2年生存率為40.4%；化療組MST為13.9個月(95%CI，12.2～15.1)，2年生存率為23.0%[26]。這一結果顯示無論PD-L1表達水平如何，接受Nivolumab+Ipilimumab的患者的MST和生存率均高于接受化療的患者。在Nivolumab+ipilimumab與Nivolumab單藥療效比較中發現，聯合治療2年生存率高于單藥治療(40.0%比36.2%)，且有著更高的完全應答率(5.8%和3.0%)。在評估TMB中，接受Nivolumab+Ipilimumab治療的患者，無論是高TMB(≥10 mut/Mb)還是低TMB(<10mut/Mb)，均有相似程度的總體生存效益，盡管先前研究[27]觀察到高TMB患者的PFS有所改善。雖然聯合治療顯示出多方面的優勢，但在安全方面，其與治療相關不良事件發生率比化療更高(24.5%比13.9%)，因治療相關不良事件導致停藥發生率(18.1%比9.1%)更常見[26]。根據Checkmate 012研究結果顯示，低劑量聯合可能是減少不良事件發生率，提高臨床療效的希望[28]。這需要通過后續進一步研究驗證藥物劑量對聯合治療療效的影響，為臨床治療尋找最佳劑量組合。

三、PD-L1單抗聯合CTLA-4單抗

Durvalumab聯合Tremelimumab治療NSCLC的臨床研究：在第1b階段研究(NCT02000947)中首次評估了Durvalumab聯合Tremelimumab治療中隨著藥物劑量的增加在晚期NSCLC患者中的耐受性和抗腫瘤活性，而不管PD-L1的表達水平如何[29]。觀察到當Tremelimumab劑量為1mg/kg時，大多數irAEs是可控的，不需要停止治療。當使用更高劑量的Tremelimumab時，與治療相關的irAES發生率增加，而臨床療效沒有任何提高。在劑量上升階段觀察到的結果表明，1mg/kg的Tremelimumab足以增強Durvalumab的生物學和抗腫瘤活性。根據這些結果，每4周Durvalumab 20mg/kg+Tremelimumab 1mg/kg作為第三階段研究的劑量。

目前，有三個Ⅲ期臨床研究，評估Durvalumab聯合Tremelimumab治療晚期NSCLC的療效。

ARCTIC：是一項針對晚期NSCLC隨機、開放標簽、多中心Ⅲ期臨床研究，評價了Durvalumab對PD-L1≥25%患者的療效和安全性，以及Durvalumab和Tremelimumab聯合治療與標準化療對PD-L1<25%患者的療效和安全性。結果顯示在PD-L1<25%患者中聯合治療與化療的中位OS分別為11.5個月和8.7個月，1年生存率分別為49.5%和38.8%，中位PFS分別為3.5個月和3.5個月[30]。在此研究中，與標準化療相比，Durvalumab和Tremelimumab沒有顯示出治療優勢。

MYSTIC：是第一次比較未治療的晚期NSCLC患者接受Durvalumab (每4周20mg/kg)單藥治療，與Tremelimumab (每4周1mg/kg)聯合或與標準化療聯合的療效。根據PD-L1≥25%和PD-L1<25%對1118例患者進行分層，試驗結果未顯示出Durvalumab聯合Tremelimumab治療優于化療[31-32]。但在探索性研究中以血漿腫瘤突變負荷(blood-based tumor mutational burden, bTMB)為生物標志物時，發現bTMB≥20 mut/Mb與Durvalumab聯合Tremelimumab的OS改善有關。與ICIs單藥治療相比，bTMB可能是預測PD-1/PD-L1抑制劑與CTLA-4抑制劑聯合治療的生物標志物[32]。

NEPTUNE：評估Durvalumab聯合Tremelimumab與含鉑化療作為晚期NSCLC患者一線治療的有效性和安全性。根據MYSTIC的探索性研究結果，主要終點是評估bTMB≥20 mut/Mb患者的OS。2019年8月的一份新聞稿報告與鉑類化療相比并不能達到改善OS的主要終點[33]。

小結與展望

自2018 年諾貝爾生理學和醫學獎由發現CTLA-4和 PD-1信號通路的James P.Allison和Tasuku斬獲，腫瘤免疫治療得到越來越多人的關注。在免疫檢查點抑制劑治療腫瘤上顯示出不俗的臨床療效，一躍成為腫瘤治療的新秀，為NSCLC患者提供了新的治療方法。隨著關于免疫治療臨床研究的開展，發現免疫檢查點抑制劑聯合治療比單藥治療有著更好的臨床效果及安全性，使免疫聯合治療成為研究熱點。在精準醫學時代，治病不再意味著單一的疾病治療，提高患者的生活質量更值得臨床醫生追求。所以如何篩選出潛在的受益群體，最大程度地提高免疫治療效果和降低不良反應發生率，探索能夠有效預測免疫治療效果的生物標志物和更多聯合治療模式是值得關注并研究的問題。