惡性黑色素瘤免疫治療超進展研究現(xiàn)狀

李路橋 綜述 鄒征云 審校

惡性黑色素瘤是由皮膚及其他器官中的黑色素細胞惡變產(chǎn)生的腫瘤,其惡性程度高,早期易轉(zhuǎn)移,預后極差。近年來,靶向和免疫檢查點抑制劑(Immune checkpoint inhibitors,ICIs)等藥物蓬勃發(fā)展,黑色素瘤的治療取得了突破性進展[1]。然而并非所有患者都能從中受益,部分黑色素瘤患者使用ICIs后短期內(nèi)出現(xiàn)超進展[2]。且有研究表明,免疫治療后超進展發(fā)生率遠高于靶向治療及化療[3-6]。各瘤種超進展發(fā)生率在4%～29%不等,黑色素瘤患者超進展發(fā)生率約為9%,這可能與不同研究樣本量不同、判定標準不同相關[2-3,7]。本文就惡性黑色素瘤免疫治療中超進展的定義、潛在發(fā)生機制、臨床及分子生物學特征、PET/CT在超進展中的應用和治療等幾個方面進行綜述。

1 超進展定義及判定標準

關于免疫治療超進展的定義至今無統(tǒng)一標準。2017年Champist等[2]首次以論著形式提出超進展的概念,即患者接受免疫治療前后對比,腫瘤生長速率(Tumor growth rate,TGR)增加≥2倍的疾病進展現(xiàn)象。Saada-bouzid等[8]將腫瘤生長動力學(Tumor growth kinetic,TGK),即免疫治療前后腫瘤生長斜率之比(TGKR)作為評價超進展指標,將TGKR≥2判定為超進展。Kato等[9]將超進展定義為ICIs治療后<2個月的治療失敗時間(Time to treatment failure,TTF),與免疫治療前相比腫瘤負荷增加>50%,腫瘤生長速度增加>2倍。同時兼顧了腫瘤負荷改變和腫瘤進展發(fā)生的時間,是目前認可度較高的說法。考慮到一些腫瘤進展是由多個新發(fā)轉(zhuǎn)移病灶所驅(qū)動,Matos等[10]則將超進展定義為TTF<2個月;根據(jù)RECIST標準可測量病灶增加≥10 mm;目標腫瘤負荷增加≥40%或增加≥20%且伴多個新病灶的出現(xiàn)。還有研究者將ECOG評分、在已經(jīng)受累的器官中出現(xiàn)≥2個新病灶或擴散到一個新的器官等納入評價標準[11]。然而,在抗CTLA-4單一治療時,未發(fā)現(xiàn)關于超進展的報道,這可能與此類藥物主要用于黑色素瘤治療有關。

2 超進展發(fā)生機制

2.1 微環(huán)境中調(diào)節(jié)性T細胞的擴增

調(diào)節(jié)性T細胞(Regulatory T cell,Treg)是CD4+T細胞的一個免疫抑制亞群,具有強大的免疫抑制作用。一項研究顯示,接受PD-1單抗治療后出現(xiàn)超進展的晚期胃癌患者,PD-1+Treg數(shù)量增加,而非超進展患者的PD-1+Treg數(shù)量減少,提示Treg細胞可能通過抑制免疫使腫瘤進展。與腫瘤細胞一樣,PD-1/PD-L1和CTLA-4等免疫檢查點也在Treg細胞表面表達,因此阻斷PD-1/PD-L1可能會影響Treg細胞活性,最終導致腫瘤免疫逃逸和加速腫瘤生長[12]。所以在PD-1單抗治療下,抑制Treg的增殖或可預防超進展,已有報道靶向Treg耗竭的nivolumab(抗PD-1單抗)和ipilimumab(抗CTLA-4單抗)聯(lián)合使用可降低惡性黑色素瘤患者超進展的發(fā)生,提高患者生存率[13]。

2.2 T細胞耗竭

除了PD-1/PD-L1,T細胞上還有淋巴細胞活化基因3(Lymphocyte activation gene 3,LAG3)、T細胞免疫球蛋白黏蛋白3(T cell immune-globulin domain and mucin domain 3,TIM3)等新型免疫檢查點分子。有研究發(fā)現(xiàn),當在兩例非小細胞肺癌(NSCLC)患者和一個肺腺癌小鼠模型中使用ICIs后發(fā)生超進展時,在腫瘤浸潤性CD8+T細胞上發(fā)現(xiàn)TIM3過表達。同樣,在卵巢癌小鼠模型中,PD-1阻斷后CTLA-4和LAG3上調(diào)[14]。隨著上述免疫檢查點替代性上調(diào),CD8+T細胞在細胞因子產(chǎn)生、增殖和遷移方面表現(xiàn)出嚴重的功能障礙,從而促進局部免疫抑制并導致腫瘤免疫逃避,出現(xiàn)超進展。

2.3 局部異常炎癥反應

在晚期惡性黑色素瘤患者中,免疫治療可誘導輔助性T細胞1(T helper cells 1,Th1)和Th17介導的炎癥反應,并使IFN-γ、IL-6和IL-17等細胞因子分泌增加[15]。IL-6和IL-17的主要作用是促進中性粒細胞介導的炎癥。目前,有證據(jù)表明PD-1/PD-L1抑制可能潛在上調(diào)IL-6/IL-17中性粒細胞軸,產(chǎn)生異常炎癥,導致癌癥免疫逃逸和腫瘤生長加速。IFN-γ則可以通過JAK和STAT信號通路促進PD-L1表達,協(xié)助腫瘤細胞的免疫逃逸[16]。

2.4 抗體Fc段介導巨噬細胞浸潤

一項回顧性研究納入187例非小細胞肺癌患者,39例超進展,所有超進展患者均表現(xiàn)出M2樣(CD163+CD33+PD-L1)巨噬細胞浸潤[17]。PD-1/PD-L1單抗Fc片段與M2巨噬細胞表面的FcR結(jié)合,再由巨噬細胞將腫瘤細胞吞噬消化,從而介導抗體依賴性細胞吞噬(Antibody-dependent cellular phagocytosis,ADCP)效應,抑制免疫細胞活性[18]。因此,對PD-1/PD-L1抑制劑進行結(jié)構優(yōu)化去除ADCP效應可能成為一種有效管理超進展的手段。

2.5 激活癌基因信號通路

研究發(fā)現(xiàn),腫瘤伴發(fā)超進展在抗PD-1治療后可激活多個原癌基因信號通路,如PI3K/Akt、IGF-1和TGF-β信號通路等[19]。2017年發(fā)表的一項關于T細胞淋巴瘤小鼠模型上的研究表明,阻斷PD-1/PD-L1可直接導致疾病超進展。究其機制,T細胞中PD-1通過轉(zhuǎn)錄后增強PTEN依賴性信號通路和抑制PI3K/Akt和NF-κB信號來抑制致癌信號[20]。總之,免疫治療阻斷PD-1/PD-L1信號通路,能夠激活其他信號通路,抑制T細胞活化和抗腫瘤免疫反應,最終導致超進展的發(fā)生。

3 黑色素瘤超進展臨床相關因素和分子生物學特征

3.1 臨床相關因素

3.1.1 年齡 大多數(shù)研究認為年齡是超進展相關因素。Champiat等[2]對218例參與PD-1/PDL-1抑制劑治療惡性腫瘤患者分析發(fā)現(xiàn),≥65歲的患者更容易發(fā)生超進展。一項關于黑色素瘤的臨床試驗表明年齡<75歲是病人總體生存的保護因素[21]。黑色素瘤小鼠模型也表明抗CTLA-4、抗PD-1和抗PD-L1抗體所有三種藥物在治療年輕的荷瘤宿主方面都非常有效[22]。然而,也有研究認為年齡與腫瘤超進展并不具有相關性[8,20]。

3.1.2 性別 研究發(fā)現(xiàn),超進展更好發(fā)于女性。一項研究對182例不同瘤種患者進行分析,12例(7%)超進展,其中10例(83%)患者為女性,差異具有統(tǒng)計學意義(P=0.01)。這可能與女性腫瘤逃避免疫監(jiān)測過程中免疫原性降低,對免疫治療產(chǎn)生更大的抵抗力相關[7];此外,婦女對自身免疫性疾病的易感性增加了ICIs相關的不良事件。且相對于女性而言,男性更容易發(fā)生更具免疫原性的腫瘤,像暴露于紫外線的黑色素瘤和暴露于煙草煙霧的非小細胞肺癌,并具有較高的突變負荷[23]。該項研究推測女性是超進展的好發(fā)人群。

3.1.3 既往有放療史 放射治療對于腫瘤微環(huán)境的改變使得超進展風險更高。一項頭頸部鱗癌患者的回顧性分析中[8],既往接受過放療后局部復發(fā)的患者應用免疫治療后發(fā)生超進展的比例更高。Yilmaz等[24]也報告了1例晚期黑色素瘤患者在姑息性全腦放療后接受了納武利尤單抗單抗治療,疾病發(fā)生超進展。這可能與放療改變了腫瘤微環(huán)境,引起腫瘤抗原的產(chǎn)生,從而促進照射野內(nèi)腫瘤快速進展相關。

3.1.4 血清乳酸脫氫酶(Lactate dehydrogenase,LDH) 在黑色素瘤患者中,LDH高往往提示對治療的反應較差[25-26]。多項研究表明LDH水平升高與免疫治療中超進展的發(fā)生顯著相關[27-28]。一項納入130例接受特瑞普利單抗單藥或聯(lián)合其他抗腫瘤藥物治療的轉(zhuǎn)移性惡性黑色素瘤患者的回顧性研究顯示應用特瑞普利單抗后發(fā)生腫瘤超進展的患者血清LDH水平較治療前明顯升高[(965±710)U/Lvs.(264±64)U/L,P=0.025][20]。

3.1.5 其他 一項回顧性研究發(fā)現(xiàn)在51例晚期不可切除的惡性黑色素瘤患者中,肛門直腸黑色素瘤患者通常比其他黑色素瘤亞型患者超進展過程更明顯[9]。其中75%的肛門直腸黑色素瘤患者觀察到超進展,但只有41%的肢端和22%的其他粘膜黑色素瘤出現(xiàn)超進展。也有研究表明,遠處轉(zhuǎn)移灶數(shù)目[3,29]、較高的中性粒細胞淋巴細胞比值[11,30-31]、體能評分等也與腫瘤免疫治療超進展相關[4]。

3．2 分子生物學特征

3.2.1 鼠雙微體蛋白基因2/4 (Murine double minute 2/4,MDM2/MDM4)擴增MDM2/4作為一種癌基因,其核心功能是抑制抑癌基因p53。當擴增時,MDM2/4促進p53的蛋白酶體降解,從而促進腫瘤發(fā)生。ICIs可以增加腫瘤部位IFN-γ的產(chǎn)生,IFN-γ可增加MDM2/4的表達,由此推測IFN-γ-MDM2/4-p53軸可能介導超進展的發(fā)生[9]。Kato等[9]對155例不同瘤種患者(其中包含51例黑色素瘤患者)進行分析顯示MDM2/4(P=0.001)、EGFR(P=0.002)、和DNMT3A(P=0.03)改變與較差的臨床結(jié)果相關(TTF<2個月)。Forschner等[32]對51例晚期黑色素瘤患者進行分析,雖然MDM2/4擴增、EGFR突變沒有明確與超進展相關,但在MDM2/4擴增或EGFR突變或PD-L1評分<1%的情況下,有生存率更低的趨勢。值得注意的是,MDM2抑制劑(APG-115)正在臨床開發(fā)中。臨床前研究表明,APG-115單藥在調(diào)節(jié)免疫應答中發(fā)揮多種作用。在聯(lián)合治療中,APG-115通過阻斷MDM2-p53相互作用,穩(wěn)定p53蛋白,恢復p53對細胞周期和凋亡的轉(zhuǎn)錄調(diào)控功能,從而起到殺死癌細胞的目的。這可能會增強PD-1抗體在臨床上的功效,且這種效果與腫瘤本身的p53狀態(tài)無關[33]。

3.2.2 表皮生長因子受體(Epidermal growth factor receptor,EGFR)突變 EGFR突變被認為可能是免疫治療不良臨床結(jié)果的獨立預測因素(10例EGFR突變患者中有8例TTF<2個月,P<0.05)[9]。其機制可能是EGFR是一種跨膜酪氨酸激酶受體,通過多種細胞信號通路(PI3K/Akt通路、RAS/RAF/MAP通路和JAK/STAT通路等)在細胞增殖和分化中發(fā)揮作用;同時EGFR突變上調(diào)細胞表面抑制受體(如PD-1/PD-L1和CTLA-4)、細胞因子(如IL-6、IL-10和TGF),驅(qū)動免疫逃逸[34-35]。

3.2.3 循環(huán)腫瘤DNA(Circulating tumor DNA,ctDNA) ctDNA是外周血中來自腫瘤基因組的DNA片段,主要源于壞死凋亡的腫瘤細胞和循環(huán)腫瘤細胞等[36]。ctDNA對早期復發(fā)的預測能力較強,可以作為有效的預后評估指標,而且可預測黑色素瘤患者對治療的反應。一項前瞻性隊列研究招募了40例晚期黑色素瘤患者,所有患者都接受抗PD-1單藥或與伊匹木單抗聯(lián)合治療,且在治療前均接受了基線ctDNA檢測[33]。結(jié)果表明,較高的ctDNA濃度與較差的總生存率顯著相關。同時與影像學相比,ctDNA可能更敏感,治療前后ctDNA變化可能更有助于盡早識別出超進展患者,從而及時更改治療方案,減少藥物相關不良反應。

4 PET/CT在超進展中的應用

鑒于超進展預后較差,且由ICIs觸發(fā),因此在免疫治療開始前準確識別超進展高危患者是當務之急。PET/CT作為一種無創(chuàng)的和應用廣泛的分子影像學檢查方法,在ICIs治療前腫瘤生物學特征的預判和臨床分期、監(jiān)測ICIs療效、監(jiān)測腫瘤復發(fā)等方面發(fā)揮重要作用。為進一步評估PET/CT在黑色素瘤超進展方面的價值,Nakamoto等[37]對76例在免疫治療開始前和治療3個月后接受PET/CT檢查的惡性黑色素瘤患者進行分析表明,超進展患者PET/CT參數(shù)基線病變的代謝腫瘤體積(MTVbase,n=9,TGKR≥2)大于非超進展患者(n=67,TGKR<2)(P<0.05),且超進展患者中位總生存期較短(7個月vs.60個月以上,P<0.05)。在沒有TGKR信息的情況下,病灶代謝腫瘤體積比率(MTVr)≥1.25、糖酵解總量比率(TLGr)≥1.15和總測量腫瘤負荷比率(TMTBr)≥1.27診斷超進展的敏感性均為100%。雖然PET/CT無法預測超進展,但是可以早期觀察到原發(fā)腫瘤的代謝改變,相較于常規(guī)影像學能更敏感地檢出遠處轉(zhuǎn)移,對臨床醫(yī)生早期識別超進展有提示意義。

5 超進展預后與治療

研究者對超進展患者進行隨訪發(fā)現(xiàn),超進展患者生存期更短,預后更差,后續(xù)治療機會更少。一項研究分析了76例免疫單藥或免疫聯(lián)合治療患者普通疾病進展與超進展預后的不同。76例患者中9例超進展,15例普通進展,超進展患者的中位OS明顯短于普通進展患者(7個月vs.25個月,P<0.05)[37]。所以當未發(fā)生超進展時應對超進展高危因素的患者進行嚴密監(jiān)測,包括通過二代測序技術對腫瘤免疫微環(huán)境進行檢測以及通過液體活檢技術檢測ctDNA水平,以便及時調(diào)整治療方案,預防超進展的發(fā)生。對于已發(fā)生超進展的患者應立即中斷免疫治療,同時對患者病情快速進行重新評估排除假性進展可能。超進展治療的特異性藥物暫未報道,有研究顯示PD-1/PD-L1單抗與CTLA-4單抗聯(lián)合使用可降低超進展發(fā)生率[36]。也有研究把目光放在靶向超進展相關異常基因藥物與ICIs聯(lián)用上[33]。最后,在超進展發(fā)生后,臨床醫(yī)生應快速轉(zhuǎn)向另一種潛在的有效治療,有研究報道非小細胞肺癌患者發(fā)生超進展后,挽救性化療具有更高的緩解率[38]。超進展后腫瘤細胞快速增殖,DNA倍增加快,所以可以考慮使用針對細胞周期的化療藥物。但目前還沒有關于超進展后化療緩解率的具體數(shù)據(jù),化療是否能抵消超進展對患者生存率造成的影響以及在黑色素瘤患者中挽救性化療是否有效尚不可知。

6 小結(jié)與展望

隨著免疫治療在黑色素瘤中的廣泛應用,免疫治療超進展也越來越被臨床醫(yī)生關注。雖然黑色素瘤超進展發(fā)病率不高,但進展迅速,生存期短,預后極差。因此,篩選出不會受益于免疫治療和有可能發(fā)生超進展的患者,及時調(diào)整治療方案至關重要。目前關于超進展的研究大多數(shù)為小樣本回顧性研究,不能很好地反映真實事件,未來還需在前瞻性大樣本研究中繼續(xù)探索。