放療聯(lián)合免疫檢查點(diǎn)抑制劑在非小細(xì)胞肺癌中的研究進(jìn)展

安晨曦 秦海燕 江浩 尹萍 王春燕 劉永全

肺癌(lung cancer,LC)是最常見的惡性腫瘤之一,在全球男性和女性中均具有最高的癌癥相關(guān)死亡率[1]。NSCLC占所有LC診斷病例的85%[2]。盡管有手術(shù)切除、RT、化療、靶向等治療,但目前治療的總體療效并不理想。隨著臨床試驗(yàn)的開展和科技進(jìn)步,現(xiàn)在人們愈發(fā)認(rèn)識(shí)到RT會(huì)影響患者機(jī)體免疫系統(tǒng),對(duì)RT影響全身腫瘤反應(yīng)的相關(guān)內(nèi)容有了更多認(rèn)識(shí),人們對(duì)RT聯(lián)合免疫治療逐漸產(chǎn)生了濃厚的興趣,并進(jìn)行了多項(xiàng)相關(guān)研究,以此來(lái)擴(kuò)展當(dāng)前可用的治療選擇。本文就RT聯(lián)合ICIs治療NSCLC患者的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述,為臨床選擇提供參考。

一、RT聯(lián)合ICIs的協(xié)同作用機(jī)制

1. 遠(yuǎn)隔效應(yīng)與腫瘤微環(huán)境

RT不僅可以為接受照射的腫瘤部位提供有效的局部治療,還可以介導(dǎo)遠(yuǎn)隔效應(yīng),即在未照射的病灶中發(fā)生腫瘤消退的現(xiàn)象[3]。臨床上單用RT很少產(chǎn)生遠(yuǎn)隔效應(yīng),而RT聯(lián)合ICIs可以促進(jìn)遠(yuǎn)隔效應(yīng)的發(fā)生[4]。免疫治療的主要機(jī)制是改變腫瘤微環(huán)境或免疫細(xì)胞,使機(jī)體免疫系統(tǒng)殺傷腫瘤細(xì)胞[5],而RT可通過(guò)重塑腫瘤微環(huán)境來(lái)降低免疫治療耐藥性[6]。單獨(dú)應(yīng)用RT或ICIs控制腫瘤療效欠佳,若二者協(xié)同抗腫瘤,則可以達(dá)到1+1>2的效果[7,8]。

2. RT啟動(dòng)免疫治療

RT可調(diào)節(jié)患者免疫系統(tǒng),促使T淋巴細(xì)胞殺傷腫瘤細(xì)胞,從而抑制腫瘤生長(zhǎng)[9]。對(duì)腫瘤的輻照導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞死亡和腫瘤新抗原的釋放。死亡腫瘤細(xì)胞分泌的多種損傷相關(guān)分子模式促進(jìn)新抗原的攝取和呈遞。釋放的三磷酸腺苷和鈣網(wǎng)蛋白(calreticulin,CRT)的暴露分別向抗原提呈細(xì)胞(antigen-presenting cells,APC)和巨噬細(xì)胞發(fā)送“找到我”和“吃掉我”的信號(hào)。高遷移率族蛋白B1通過(guò)與Toll樣受體4結(jié)合促進(jìn)APC的成熟。最終,APC遷移到淋巴結(jié),并將新抗原呈遞給MHC途徑介導(dǎo)的T細(xì)胞。接受抗原刺激的T細(xì)胞逐漸被激活,尤其是增殖的CD8+T細(xì)胞,發(fā)揮殺傷腫瘤細(xì)胞的巨大作用。除了受照射的腫瘤部位,效應(yīng)T細(xì)胞也遷移到遠(yuǎn)處未照射的腫瘤病灶并驅(qū)動(dòng)遠(yuǎn)隔效應(yīng)(圖1)[10]。程序性細(xì)胞死亡配體1(programmed cell death ligand 1,PD-L1)是一種被腫瘤細(xì)胞激活以逃避宿主免疫系統(tǒng)“追殺”的免疫檢查點(diǎn),在NSCLC臨床前模型中對(duì)RT產(chǎn)生反應(yīng)而升高[11]。在黑色素瘤、結(jié)直腸癌和乳腺癌小鼠模型中,在CD8+T細(xì)胞介導(dǎo)下,RT聯(lián)合PD-L1抑制劑能顯著延遲腫瘤生長(zhǎng)[12]。在小鼠NSCLC模型中也發(fā)現(xiàn)了類似的協(xié)同抗腫瘤活性[13]。

圖1 RT聯(lián)合ICIs的協(xié)同作用機(jī)制

3. RT克服免疫逃逸

Yuan以及Komatsu等人分別報(bào)告了1例轉(zhuǎn)移性NSCLC患者,他們都對(duì)nivolumab無(wú)效,隨后這兩例患者接受了RT,不僅受照射的原發(fā)腫瘤消退,RT野外轉(zhuǎn)移灶也顯著消退,均符合遠(yuǎn)隔效應(yīng)。這些病例報(bào)告表明,在初始免疫治療失敗后進(jìn)行的RT可能具有抵抗NSCLC患者免疫逃逸的潛在作用[14,15]。

二、RT聯(lián)合ICIs的安全性及可靠性

在KEYNOTE-001試驗(yàn)中,研究發(fā)現(xiàn)既往接受胸部RT與治療相關(guān)肺毒性風(fēng)險(xiǎn)增加相關(guān)(13%vs1%,P=0.046),而與高級(jí)別肺毒性無(wú)顯著差異[16]。此外,Ⅲ期PACIFIC試驗(yàn)顯示,免疫治療組任何級(jí)別肺炎/放射性肺炎的發(fā)生率為33.9%,安慰劑組為24.8%(P值未報(bào)告),免疫治療組3級(jí)或更高級(jí)別肺炎/放射性肺炎發(fā)生率為3.4%,安慰劑組為2.6%(P值未報(bào)告)[16]。這表明RT聯(lián)合ICIs治療的肺部毒性(肺炎)發(fā)生率略高于單一治療,但差異主要由低級(jí)別(1-2級(jí))肺炎所致,多數(shù)情況下患者可以耐受。除最近的臨床試驗(yàn)外,多項(xiàng)回顧性分析提供了進(jìn)一步的見解。最近的一項(xiàng)來(lái)自68項(xiàng)前瞻性試驗(yàn)的數(shù)據(jù)匯總分析結(jié)果顯示,與之前未接受過(guò)RT的患者相比,接受RT后90天內(nèi)應(yīng)用ICIs的患者的嚴(yán)重不良反應(yīng)沒(méi)有顯著增加,只是接受RT的患者疲勞、內(nèi)分泌疾病和肺炎的發(fā)生率在數(shù)值上略高[17]。綜合起來(lái),這些數(shù)據(jù)表明:與單用免疫治療相比,RT聯(lián)合ICIs似乎不會(huì)產(chǎn)生顯著增加的毒性,患者耐受性尚可,這種聯(lián)合治療方法可能提供更好的臨床效益,正在進(jìn)行的臨床試驗(yàn)將為這種有希望的組合增加越來(lái)越多的證據(jù)。

三、RT聯(lián)合ICIs相關(guān)臨床試驗(yàn)

RT因其調(diào)節(jié)腫瘤微環(huán)境和引發(fā)免疫反應(yīng)的能力而成為免疫療法的一個(gè)有前途的合作伙伴。盡管立體定向放射治療(stereotactic body radiation therapy,SBRT)具有較高的局部控制和較低的毒性,但遠(yuǎn)處復(fù)發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)(20%～25%)促使研究人員進(jìn)行試驗(yàn)評(píng)估SBRT后輔助PD-1/PD-L1抑制劑的療效[18]。一項(xiàng)Ⅰ期研究評(píng)估了多中心SBRT后使用pembrolizumab治療轉(zhuǎn)移性實(shí)體瘤(包括NSCLC)的情況。該研究發(fā)現(xiàn),聯(lián)合治療不僅在受照射腫瘤灶中獲得了較高控制率,在未照射轉(zhuǎn)移灶中也獲得了較高緩解率。基于RECIST的總體客觀緩解率(overall responserate,ORR)為13.2%。此外,中位總生存期(median overall survival,mOS)和中位無(wú)進(jìn)展生存期(median progression-free survival,mPFS)分別為9.6個(gè)月和3.1個(gè)月[19]。同時(shí),另一項(xiàng)隨機(jī)多中心Ⅱ期研究(PEMBRO-RT)將92名晚期NSCLC患者分為實(shí)驗(yàn)組(8Gy×3SBRT后pembrolizumab)和對(duì)照組(僅pembrolizumab)。實(shí)驗(yàn)組無(wú)進(jìn)展生存期(progression-free survival,PFS)和總生存期(overall survival,OS)的值成倍增加,尤其是在PD-L1表達(dá)陰性的患者中[20]。此外,2019年ASTRO公布了一項(xiàng)在轉(zhuǎn)移性NSCLC患者中開展的Ⅱ期前瞻性試驗(yàn)結(jié)果,這些患者在pembrolizumab治療進(jìn)展后接受了SBRT,結(jié)果發(fā)現(xiàn)PFS延長(zhǎng),全身緩解率為9.52%,疾病控制率為57.14%[21]。除單一ICIs聯(lián)合SBRT外,雙ICIs聯(lián)合SBRT也顯示出令人印象深刻的腫瘤控制和生存獲益。已進(jìn)行了一項(xiàng)Ⅰ期試驗(yàn),在Ⅳ期NSCLC患者中評(píng)價(jià)同時(shí)或序貫ipilimumab、nivolumab和SBRT治療。最新數(shù)據(jù)顯示,序貫組mPFS為5.9個(gè)月,聯(lián)合治療組為6.2個(gè)月,RECIST最佳緩解為11%完全緩解(complete response,CR)、57%部分緩解(partial response,PR)和6%疾病穩(wěn)定(stable disease,SD)[22]。

四、最優(yōu)組合方案探索

免疫RT治療所顯示的積極結(jié)果促使研究人員進(jìn)一步探索其最佳組合方案,包括ICIs種類、RT劑量和分割方式以及RT聯(lián)合ICIs的給藥順序等。

1. ICIs種類

早期NSCLC的治療主要以手術(shù)和放化療(chemoradiotherapy,CRT)為主,atezolizumab、nivolumab的加入使早期NSCLC患者生存獲益升高。IMpower010研究發(fā)現(xiàn),在Ⅱ-ⅢA期人群中,與對(duì)照組相比,應(yīng)用atezolizumab提高了PD-L1≥1%患者的無(wú)病生存期(disease-free survival,DFS),為術(shù)后NSCLC患者提供了一種有前景的治療選擇[23]。此外,一項(xiàng)在可手術(shù)NSCLC患者中的開放性、Ⅲ期試驗(yàn)研究表明,與單獨(dú)化療相比,新輔助nivolumab聯(lián)合化療導(dǎo)致無(wú)事件生存期(event-free survival,EFS)顯著延長(zhǎng),病理學(xué)CR的患者百分比更高[24]。對(duì)于局部晚期NSCLC,PACIFIC試驗(yàn)顯示,在Ⅲ期不可切除的NSCLC患者中,接受CRT的患者應(yīng)用durvalumab可顯著提高生存率。這項(xiàng)隨機(jī)Ⅲ期試驗(yàn)觀察到,與安慰劑組相比,durvalumab組的24個(gè)月OS率(66.3%vs55.6%)和PFS持續(xù)時(shí)間延長(zhǎng)(17.2個(gè)月vs 5.6個(gè)月)。輔助durvalumab治療也延遲了遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移時(shí)間(28.3個(gè)月vs16.2個(gè)月)[25]。此外,GEMSTONE-301是一項(xiàng)在中國(guó)50家醫(yī)院或?qū)W術(shù)研究中心的局部晚期、不可切除的Ⅲ期NSCLC患者中進(jìn)行的隨機(jī)、雙盲、安慰劑對(duì)照、Ⅲ期試驗(yàn),該研究發(fā)現(xiàn)sugemalimab組PFS顯著長(zhǎng)于安慰劑組(中位數(shù)9.0個(gè)月vs5.8個(gè)月)[26]。這些結(jié)果表明將durvalumab、sugemalimab作為鞏固治療是很有必要的,其可以提高無(wú)法切除的Ⅲ期患者局部CRT的療效。

2. RT劑量和分割方式

目前,臨床試驗(yàn)中使用的劑量和分割方式很廣,尚未達(dá)成最佳方案的共識(shí)。與常規(guī)分次RT相比,SBRT中通常較高的劑量似乎可激活更穩(wěn)健的全身免疫應(yīng)答,并與未RT病灶的較高緩解率相關(guān)[27,28]。許多其他研究也顯示大分割比單劑量消融RT更好地控制遠(yuǎn)處腫瘤[29]。然而,由于三原初修復(fù)外切核酸酶1(three prime repair exonuclease 1,TREX1)的劑量依賴性上調(diào),單劑量高于12Gy-18Gy的輻射被證明會(huì)阻礙IFN-β刺激的抗腫瘤T細(xì)胞反應(yīng)。過(guò)表達(dá)的TREX1會(huì)顯著降解細(xì)胞溶質(zhì)dsDNA,這成為激活cGAS-STING通路以及遠(yuǎn)隔效應(yīng)的障礙[30]。后來(lái)James Welsh等人完成的臨床前和臨床研究表明將1Gy的低劑量輻射與轉(zhuǎn)移性腫瘤病灶相結(jié)合,與對(duì)原發(fā)性腫瘤病灶的高劑量輻射相結(jié)合,有利于進(jìn)一步驅(qū)動(dòng)遠(yuǎn)隔效應(yīng)。與單獨(dú)的高劑量或低劑量RT相比,這種被稱為“RadScopal”技術(shù)的新型RT策略可能是免疫治療的首選合作伙伴[31-33]。

3. RT聯(lián)合ICIs給藥順序

聯(lián)合治療的時(shí)機(jī)十分關(guān)鍵,目前尚未確定聯(lián)合治療的最佳時(shí)間窗。在多項(xiàng)臨床前和臨床試驗(yàn)中,首選在RT之前或同時(shí)使用ICIs[10]。然而,PACIFIC試驗(yàn)的亞組分析表明,RT后14天內(nèi)實(shí)施ICIs可以提高NSCLC的生存獲益。令人困惑的是,RT后的延遲免疫治療在其他研究中也有效。在Postow等人的病例報(bào)告中,姑息性RT 2個(gè)月后接受ipilimumab治療的患者原發(fā)性和遠(yuǎn)處腫瘤均顯著消退[10,34]。有研究數(shù)據(jù)表明,相較序貫治療,同時(shí)應(yīng)用RT與ICIs會(huì)對(duì)腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生更強(qiáng)的殺傷力,但必須考慮到RT可能會(huì)引發(fā)淋巴細(xì)胞數(shù)量下降及功能減退,這可能會(huì)影響接下來(lái)的免疫治療而引發(fā)不良后果,尤其是放射性肺炎的發(fā)生,還有待進(jìn)一步的臨床試驗(yàn)及討論[10]。

迄今為止,大多數(shù)關(guān)于聯(lián)合治療的研究都是回顧性的或小規(guī)模的隊(duì)列研究。需要更大的隨機(jī)臨床試驗(yàn)提供更強(qiáng)有力的證據(jù)來(lái)證明免疫RT的最佳方案,同時(shí)最大限度地減少患者間的異質(zhì)性。

五、免疫RT治療療效的預(yù)測(cè)性生物標(biāo)志物

1. PD-L1

PD-L1是表達(dá)在腫瘤細(xì)胞及APC上的蛋白,可以對(duì)適應(yīng)性腫瘤免疫進(jìn)行負(fù)向調(diào)節(jié),使腫瘤細(xì)胞逃避免疫監(jiān)視,是目前應(yīng)用最廣、證據(jù)最多的免疫治療正性療效預(yù)測(cè)生物標(biāo)志物。許多臨床試驗(yàn)已經(jīng)驗(yàn)證了腫瘤PD-L1的高表達(dá)與抗PD-1/PD-L1治療獲得更高生存獲益之間有良好相關(guān)性。KEYNOTE-024和KEYNOTE-042試驗(yàn)比較了pembrolizumab與鉑類化療在先前未接受治療的PD-L1陽(yáng)性晚期NSCLC患者中的療效,結(jié)果表明,與PD-L1腫瘤比例評(píng)分(tumor proportion score,TPS)≥1%和≥20%的患者相比,PD-L1 TPS≥50%的患者生存獲益最好[35]。CheckMate-057的結(jié)果也證實(shí)了化療失敗后接受nivolumab治療的晚期NSCLC患者中,PD-L1表達(dá)更高的患者生存獲益更高[10]。然而,并非腫瘤PD-L1表達(dá)越高,患者生存獲益越好,CheckMate-227研究提示無(wú)論在PD-L1≥1%人群還是PD-L1<1%的人群,nivolumab聯(lián)合低劑量ipilimumab的2年OS率均為40%[36]。此外,在PACIFIC研究中,PD-L1表達(dá)水平低于25%的患者獲得了與PD-L1水平較高的患者相似的生存獲益[10],而且在PEMBRO-RT研究中,僅在PD-L1陰性亞組中觀察到在免疫治療前加入SBRT的顯著益處[20]。因此,考慮到研究數(shù)量有限且結(jié)果相互矛盾,很難確認(rèn) PD-L1在單用免疫治療或免疫聯(lián)合RT的NSCLC中的療效預(yù)測(cè)作用。

2. 腫瘤突變負(fù)荷(tumor mutational burden,TMB)

TMB是預(yù)測(cè)免疫治療反應(yīng)的潛在重要生物標(biāo)志物,它被定義為特定基因組區(qū)域內(nèi)體細(xì)胞非同義突變個(gè)數(shù),通常用每兆堿基的突變數(shù)量(mut/Mb)表示,是一種定量生物標(biāo)志物。根據(jù)KEYNOTE-158結(jié)果[37],2020年TMB經(jīng)美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局批準(zhǔn)成為泛實(shí)體瘤免疫治療生物標(biāo)志物。大量研究[38]表明,在多個(gè)瘤種中,應(yīng)用PD-1/PD-L1抑制劑的療效與TMB水平相關(guān)。一項(xiàng)來(lái)自中國(guó)學(xué)者的鏡像薈萃分析[39]提示在接受免疫治療的NSCLC患者中,高TMB亞組的PFS顯著優(yōu)于低TMB亞組(HR=0.56, 95%CI: 0.47～0.67)。此外,Checkmate-227[40]研究了TMB在ipilimumab加nivolumab聯(lián)合治療NSCLC中的預(yù)測(cè)作用。該試驗(yàn)證明,在高TMB(定義為≥10mut/Mb)患者中,無(wú)論 PD-L1 表達(dá)高低或組織學(xué)情況如何,與接受一線化療的患者相比,接受雙免疫治療的患者具有更長(zhǎng)的PFS(HR=0.58,95%CI:0.41～0.81)。盡管 Checkmate-227有這些初步的積極發(fā)現(xiàn),TMB作為NSCLC免疫治療生物標(biāo)志物的作用仍不確定,因?yàn)殡S后的總生存期數(shù)據(jù)顯示,ipilimumab加nivolumab對(duì)高TMB患者的統(tǒng)計(jì)學(xué)益處不顯著(HR=0.77,95%CI:0.56～1.06),而且在TMB<10 mut/Mb的患者中觀察到有類似的生存獲益(HR=0.78, 95%CI:0.61～1.00)。與CheckMate-227研究結(jié)果類似,CheckMate-9LA同樣發(fā)現(xiàn)組織TMB和血液TMB數(shù)值更高的患者,ORR和PFS獲益更多,但未發(fā)現(xiàn)OS差異[41]。值得注意的是,在CheckMate-227研究中,有42%標(biāo)本不符合TMB檢測(cè)要求,所以對(duì)該研究的結(jié)果解讀需慎重。上述結(jié)果提示對(duì)于雙免疫治療來(lái)說(shuō),TMB可能是一個(gè)預(yù)測(cè)因素,而不是預(yù)后因素。在免疫RT治療方面,TMB也不能作為一個(gè)合格的預(yù)測(cè)因子。在一份病例報(bào)告中,3例TMB較低、微衛(wèi)星穩(wěn)定(microsatellite stability,MSS)、錯(cuò)配修復(fù) (mismatch repair,MMR)完善和PD-L1陰性的晚期或復(fù)發(fā)性NSCLC患者接受PD-1抑制劑和SBRT聯(lián)合治療后獲得了局部和遠(yuǎn)位緩解[42]。

3. 腫瘤浸潤(rùn)淋巴細(xì)胞(tumor-infiltrating lymphocytes,TILs)

TILs是腫瘤微環(huán)境的組成部分之一,是表達(dá)各種活化抗原的異質(zhì)免疫炎癥細(xì)胞群[43]。TILs的重要性正在獲得越來(lái)越多的認(rèn)可,尤其是在癌癥治療中的預(yù)測(cè)作用。近期發(fā)表的一項(xiàng)薈萃分析[44]提示腫瘤內(nèi)部和間質(zhì)中高水平的CD8+T細(xì)胞可預(yù)測(cè)多個(gè)瘤種中免疫治療的療效,包括免疫單藥和免疫聯(lián)合治療。此外,TILs還對(duì)免疫治療具有指導(dǎo)意義。2020年AACR年會(huì)公布了一項(xiàng)基于TILs治療晚期NSCLC的Ⅰ期臨床試驗(yàn)研究數(shù)據(jù)。該研究包括12名接受nivolumab治療且疾病進(jìn)展的晚期NSCLC患者。研究人員從這些患者身上提取了腫瘤病灶,其中TILs在體外被擴(kuò)增,然后回輸給患者。接受治療后,大多數(shù)患者在第一次復(fù)查胸部CT時(shí)腫瘤直徑平均縮小了38%[45]。這項(xiàng)研究不僅證實(shí)了TILs作為預(yù)測(cè)生物標(biāo)志物的價(jià)值,而且為ICIs治療后耐藥的NSCLC患者提供了一種有前途的治療模型。在免疫RT治療方面,RT可以通過(guò)增加TILs來(lái)增強(qiáng)先天性及適應(yīng)性免疫反應(yīng)。因此,TILs的特征,包括組成、密度、功能狀態(tài)等,可以作為對(duì)免疫RT療效的預(yù)測(cè)因子[46]。有研究表明,TILs密度≥10%可預(yù)測(cè)應(yīng)用ICIs帶來(lái)更高的生存獲益[47]。TILs作為NSCLC治療療效的預(yù)測(cè)標(biāo)志物的研究較少,但現(xiàn)有證據(jù)表明它們是一種有前途的生物標(biāo)志物。目前的TILs亞群技術(shù)主要包括免疫組化和流式細(xì)胞術(shù),但這兩種技術(shù)都有局限性。因此,下一個(gè)要克服的挑戰(zhàn)是尋找標(biāo)準(zhǔn)化、可重復(fù)和有效的方法,因?yàn)榇笠?guī)模臨床試驗(yàn)和常規(guī)組織病理學(xué)實(shí)踐中的TILs評(píng)分對(duì)于預(yù)測(cè)預(yù)后和治療反應(yīng)具有重要意義。

六、總結(jié)與展望

NSCLC患者使用ICIs和RT聯(lián)合治療療效佳,毒性小,二者協(xié)同治療可提高NSCLC患者的OS、PFS和ORR,而不會(huì)增加晚期NSCLC患者的嚴(yán)重不良事件。盡管仍有ICIs的種類、RT劑量與分割方式、聯(lián)合治療順序等爭(zhēng)議性問(wèn)題需解決,但顯而易見的是聯(lián)合治療在未來(lái)NSCLC治療中具有相當(dāng)大的前景。聯(lián)合方案在臨床實(shí)踐中廣泛應(yīng)用之前,迫切需要更多的臨床前和臨床試驗(yàn)來(lái)提供明確的證據(jù)并解決上述挑戰(zhàn)。