吳寅飛 周娟 葉伶云 蘇春霞

作者單位：同濟大學(xué)附屬上海市肺科醫(yī)院腫瘤科 （上海市200433）

晚期非小細胞肺癌（non-small cell lung cancer，NSCLC）患者中，約10%～20%的患者在初診時即存在腦轉(zhuǎn)移（brain metastases，BM），20%～40% 的患者在疾病發(fā)展過程中出現(xiàn)腦轉(zhuǎn)移[1]。肺癌腦轉(zhuǎn)移的發(fā)生影響患者的預(yù)后及生存質(zhì)量，患者可存在頭痛、偏癱、言語障礙等神經(jīng)功能受損癥狀。目前，臨床針對此類患者以局部治療為主，如立體定向放射治療（stereotactic radiotherapy，SRT）或全腦放射治療（whole brain radiation therapy，WBRT）為主，然而這些治療并不能完全滿足臨床需求。

隨著免疫檢查點抑制劑（immune checkpoint inhibitors，ICIs）的應(yīng)用，晚期肺癌患者的生存較以往有了較大的提升，一線接受ICIs 治療的患者5年生存率達23.2%[2-3]。然而，前瞻性臨床試驗往往將有癥狀和（或）接受過激素治療的腦轉(zhuǎn)移患者排除在外。真實世界研究則顯示，無論是黑色素瘤還是肺癌，伴有腦轉(zhuǎn)移的患者仍有部分能從免疫治療中獲益。因此，本文將圍繞驅(qū)動基因陰性肺癌腦轉(zhuǎn)移的免疫微環(huán)境及臨床研究證據(jù)進行回顧，以期為免疫治療在肺癌腦轉(zhuǎn)移中的應(yīng)用及進一步提高療效和預(yù)后提供思路。

1 腦轉(zhuǎn)移灶免疫微環(huán)境的特點

1.1 正常腦血管與腦轉(zhuǎn)移病灶內(nèi)腦血管

腦血管與神經(jīng)實質(zhì)細胞如神經(jīng)元等共同組成神經(jīng)血管單元（neurovascular unit，NVU）來維持腦組織的穩(wěn)態(tài)[4]。腫瘤細胞破壞了血腦屏障（blood-brain barrier，BBB）的完整性，在NVU 中逐漸取代周細胞和星形膠質(zhì)細胞，內(nèi)皮細胞變得肥大，緊密連接被破壞，ZO-1、Occludin、Claudins 等縫隙蛋白表達減少，內(nèi)皮間隙增大，血管內(nèi)皮生長因子（vascular endothelial growth factor receptor，VEGFR）表達增加，形成大量增殖但異常的腫瘤血管[5-6]。與其他常見的轉(zhuǎn)移部位如骨骼、肝臟、腎上腺相比，腦組織的氧含量相對較低，而葡萄糖的代謝率高，腫瘤細胞可以通過激活HIF-1α 途徑來適應(yīng)乏氧的環(huán)境[7]。

1.2 腦轉(zhuǎn)移腫瘤細胞中的生物標志物

1.2.1 程序性死亡蛋白受體1 Berghoff 等[8]在包括了116 例肺癌在內(nèi)的多種腫瘤患者腦轉(zhuǎn)移灶標本中發(fā)現(xiàn)28.4%的腦轉(zhuǎn)移灶中表達程序性死亡蛋白受體1（programmed cell death ligand-1，PD-L1）（≥5%）。另有研究發(fā)現(xiàn)，腦轉(zhuǎn)移灶內(nèi)PD-L1 陽性的樣本占23.6%（cut-off 值 為1%）[9]。Takamori 等[10]分析了NSCLC 腦轉(zhuǎn)移灶PD-L1 表達水平與臨床結(jié)局之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)PD-L1 陽性（≥5%）BM 組與PD-L1 陰性BM 組相比，腦部無病生存期（disease-free survival，DFS）明顯縮短。腦組織內(nèi)PD-L1 表達水平能否作為伴有腦轉(zhuǎn)移患者免疫治療優(yōu)勢人群的生物標志物有待進一步研究：1）大部分伴有腦轉(zhuǎn)移的患者不適合行外科手術(shù)治療，腦內(nèi)標本不易獲??；2）腦內(nèi)轉(zhuǎn)移灶PDL1 的表達水平與肺部原發(fā)病灶并不完全一致。

1.2.2 腫瘤突變負荷 腫瘤突變負荷（tumor mutation burden，TMB）在泛腫瘤中被認為是與免疫療效相關(guān)的預(yù)測新生抗原的替代指標，是繼PD-L1 之后被認為免疫療效預(yù)測的生物標志物之一[11]。Mansfield 等[12]發(fā)現(xiàn)腦轉(zhuǎn)移瘤的TMB 明顯高于肺部原發(fā)病灶。肺癌原發(fā)灶中TMB 與T 細胞豐度之間不相關(guān)，但腦轉(zhuǎn)移灶中T 細胞豐度與TMB 相關(guān)。雖然腦轉(zhuǎn)移灶中TMB 更高，但與肺癌原發(fā)病灶相比，新抗原負荷差異無統(tǒng)計學(xué)意義。

1.3 腦轉(zhuǎn)移灶微環(huán)境中免疫細胞特點

1.3.1 免疫細胞的浸潤和組成 中樞神經(jīng)系統(tǒng)受血腦屏障和血-腦脊液屏障（blood-CSF barrier）的保護，屬于免疫豁免器官。一項包括了黑色素瘤及肺癌腦轉(zhuǎn)移病例的研究發(fā)現(xiàn)，99.1%的腦轉(zhuǎn)移病灶中存在腫瘤浸潤淋巴細胞（tumor-infiltrating lymphocytes，TILs）[8]。Berghoff 等[8]在腦轉(zhuǎn)移灶標本中發(fā)現(xiàn)TILs 包括CD3+T 細胞及CD8+T 細胞。Klemm 等[13]通過流式細胞術(shù)、RNA 測序、蛋白質(zhì)陣列等技術(shù)全面分析了腦組織及肺癌腦轉(zhuǎn)移中免疫細胞的組成，發(fā)現(xiàn)小膠質(zhì)細胞在正常腦組織的免疫細胞中占主導(dǎo)地位（>80%），而CD4+T 細胞和CD8+T 細胞占比較少（<10%）。然而，肺癌腦轉(zhuǎn)移灶中免疫細胞的組成以單核細胞源性巨噬細胞（monocyte-derived macrophages，MDMs）、嗜中性粒細胞、CD4+T 和CD8+T 細胞為主（>70%），小膠質(zhì)細胞約占10%，其他免疫細胞如樹突狀細胞及自然殺傷細胞較原發(fā)病灶有所增多。

另外，腦轉(zhuǎn)移灶腫瘤細胞的PD-L1 表達水平或TILs 與原發(fā)病灶不一致。Mansfield 等[14]分析了73例肺癌腦轉(zhuǎn)移患者的146 個肺原發(fā)灶和腦轉(zhuǎn)移灶配對樣本，14%（10 例）腦轉(zhuǎn)移灶內(nèi)腫瘤細胞PD-L1 表達與肺部原發(fā)病灶不一致，26%（19 例）的樣本中PD-L1表達與原發(fā)病灶不一致。當把腦內(nèi)腫瘤微環(huán)境中PDL1 和TILs 共同作為研究對象時，即使肺部原發(fā)病灶中二者均為陽性，也有許多腦轉(zhuǎn)移灶內(nèi)或者PD-L1 表達陰性或者TILs 陰性，甚至二者均為陰性，且具有統(tǒng)計學(xué)意義。Mansfield 等[12]在另一項研究中發(fā)現(xiàn)，盡管在腦轉(zhuǎn)移性病灶中觀察到更高的TMB，但腦轉(zhuǎn)移中的T 細胞浸潤遠少于肺部原發(fā)病灶。

同時，腦轉(zhuǎn)移灶免疫細胞的浸潤受自身狀態(tài)、治療方式等多種因素影響。Taggart 等[15]對比了PD-1或細胞毒性T 淋巴細胞相關(guān)蛋白4（cytotoxic Tlymphocyte associated protein 4，CTLA-4）抑制劑單藥治療黑色素瘤腦轉(zhuǎn)移前后免疫微環(huán)境的變化，結(jié)果顯示，小鼠接受ICIs 治療后，腦轉(zhuǎn)移灶血管上血管細胞黏附分子1（vascular cell adhesion molecule 1，VCAM1）和細胞間黏附分子1（intercellular adhesion molecule 1，ICAM1）分別上調(diào)6.4 倍和3.8 倍，且CD8+T 細胞大量增加，但T 細胞的增加并非瘤內(nèi)CD8+T 細胞增殖，而是外周T 細胞進入腦內(nèi)。即使對于顱外病灶，ICIs也并非通過重新激活腫瘤微環(huán)境中耗竭的CD8+T 細胞起作用，而是通過招募外周活化的T 細胞來殺滅腫瘤細胞[16]。

有研究根據(jù)病灶的免疫細胞浸潤程度將腫瘤分為“冷”腫瘤和“熱”腫瘤，“熱”腫瘤意味著更多免疫細胞浸潤。García-Mulero 等[17]發(fā)現(xiàn)無論原發(fā)病灶類型（包括NSCLC），腦轉(zhuǎn)移內(nèi)并不缺乏免疫細胞浸潤，但這些免疫細胞屬于“耗竭”細胞。未來NSCLC 腦轉(zhuǎn)移的免疫表型需要更進一步的研究。

1.3.2 特有免疫細胞成分及其功能 腦轉(zhuǎn)移灶中占大多數(shù)的巨噬細胞也被稱為腫瘤相關(guān)巨噬細胞（tumorassociated macrophages，TAMs），約為腫瘤體積的30%[18]。TAMs 和腦內(nèi)腫瘤細胞之間具有雙向調(diào)節(jié)作用：一方面，腫瘤細胞釋放多種細胞因子將TAMs 招募到微環(huán)境中；另一方面，TAMs 提供促進腫瘤細胞生長的細胞因子[19-20]。中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)還存在著其他“特化的”巨噬細胞，如腦血管旁巨噬細胞、腦膜巨噬細胞、脈絡(luò)膜巨噬細胞等。這些細胞的定位和轉(zhuǎn)錄組學(xué)特征和外周巨噬細胞存在差異，由于其位于血管-中樞神經(jīng)系統(tǒng)交界，因此可能協(xié)助腫瘤細胞外滲至腦實質(zhì)。

腦轉(zhuǎn)移瘤內(nèi)的樹突狀細胞具有強大的抗原遞呈能力，可將腫瘤抗原呈遞給T 細胞，從而引起抗腫瘤免疫反應(yīng)，而腫瘤細胞釋放到微環(huán)境中的因子，如活性氧（reactive oxygen species，ROS）或損傷相關(guān)分子模式（damage-associated molecular patterns，DAMPs），可進一步增強上述過程[21]。

星形膠質(zhì)細胞是中樞神經(jīng)系統(tǒng)特有的細胞，既往認為其在清除腫瘤細胞維護腦內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定中具有重要作用。研究顯示，原發(fā)腫瘤與骨、肺等其他常見繼發(fā)轉(zhuǎn)移部位相比，在已形成的腦轉(zhuǎn)移灶中，抑癌基因PTEN 的表達明顯下調(diào)，同時來自星形膠質(zhì)細胞的外泌體中的miRNA 能夠抑制腦轉(zhuǎn)移細胞內(nèi)PTEN 的表達，從而增強PI3K 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，導(dǎo)致腫瘤細胞生長[22]。另外，腫瘤細胞也可與星形膠質(zhì)細胞建立縫隙連接，向星形膠質(zhì)細胞輸送鈣和環(huán)狀鳥苷酸腺苷酸（cyclic GMP-AMP，cGAMP）導(dǎo)致多種細胞因子釋放，促進腫瘤細胞增殖[23]。腫瘤細胞還可通過和神經(jīng)突觸形成“假三聯(lián)結(jié)構(gòu)”促進自身的生長[24]。

小膠質(zhì)細胞作為一種腦內(nèi)駐留的、參與固有免疫的“哨兵”細胞，與星形膠質(zhì)細胞等一起維持腦內(nèi)微環(huán)境的穩(wěn)態(tài)。作為腦內(nèi)能夠隨時感應(yīng)任何變化并且快速做出應(yīng)答的細胞，小膠質(zhì)細胞在腦損傷或感染時的腦保護方面發(fā)揮重要作用。然而，在腫瘤細胞進入腦內(nèi)并定植的過程中，小膠質(zhì)細胞并不能“精準”識別腫瘤細胞并且清除，相反，還會分泌一些細胞因子如集落刺激因子來招募外周的單核細胞，并與這些細胞一起形成促腫瘤生長的環(huán)境，而腫瘤細胞也會表達CCL2（CC-chemokine ligand 2，CCL2）等趨化因子，使得小膠質(zhì)細胞進入腦轉(zhuǎn)移瘤內(nèi)[25]。

綜上所述，了解腦轉(zhuǎn)移瘤微環(huán)境的特殊性，可幫助理解腦轉(zhuǎn)移灶腫瘤細胞及免疫細胞間相互作用機制，也可深入了解原發(fā)灶和腦轉(zhuǎn)移灶之間的內(nèi)在聯(lián)系，從而尋找系統(tǒng)性治療和局部治療的最佳序貫或聯(lián)合方式，進一步提升患者的臨床療效。

2 驅(qū)動基因陰性NSCLC 腦轉(zhuǎn)移免疫治療的相關(guān)臨床數(shù)據(jù)

2.1 免疫單藥治療

前瞻性臨床研究通常將有癥狀和（或）接受過激素治療的NSCLC 腦轉(zhuǎn)移患者排除在外[26-27]，僅在一些研究中有經(jīng)治和無癥狀腦轉(zhuǎn)移患者的亞組數(shù)據(jù)。Keynote-024 研究顯示，有腦轉(zhuǎn)移的患者疾病進展風(fēng)險下降45%，無腦轉(zhuǎn)移患者PFS 風(fēng)險下降50%，提示腦轉(zhuǎn)移患者也可從ICIs 單藥治療中獲益[28]。而在一項帕博利珠單抗用于黑色素瘤及NSCLC 腦轉(zhuǎn)移患者的Ⅱ期臨床研究中，NSCLC 腦轉(zhuǎn)移患者的應(yīng)答率達33%[29]。更新的數(shù)據(jù)顯示，NSCLC 隊列中納入了42例基線腦轉(zhuǎn)移患者，37 例患者PD-L1≥1%，其中11 例（29.7%）腦內(nèi)病灶出現(xiàn)應(yīng)答，其中7 例達到部分緩解，4 例達到完全緩解。這一隊列患者的2年總生存（overall survival，OS）率為34%，超過既往NSCLC 腦轉(zhuǎn)移患者的2年OS 率（14.3%）[30]。OAK 研究數(shù)據(jù)再一次證明了該結(jié)論[31]。此外，一項納入歐洲6 個中心1 052 例患者的回顧性研究顯示，有腦轉(zhuǎn)移和無腦轉(zhuǎn)移的患者總體客觀反應(yīng)率（objective response rate，ORR）分別為20.6% 和22.7%，顱內(nèi)ORR 為27.3%，顱內(nèi)疾病控制率（disease control rate，DCR）為60.3%[32]。這提示ICIs 對于NSCLC 腦轉(zhuǎn)移患者的顱內(nèi)ORR 和顱外大致相當，說明免疫單藥治療不僅可使此類患者獲益，而且腦內(nèi)病灶與原發(fā)病灶均可獲益。

2.2 免疫聯(lián)合治療

CheckMate-227 研究中，納武利尤單抗聯(lián)合伊匹木單抗一線治療轉(zhuǎn)移性NSCLC 能持續(xù)改善患者的OS 及PFS。與單獨化療相比，納武單抗聯(lián)合伊匹木單抗在不考慮PD-L1 表達狀態(tài)的情況下，為TMB≥10 mut/mb 的NSCLC 患者帶來獲益[33]。CheckMate-204 評估了納武利尤單抗聯(lián)合伊匹木單抗對有癥狀及無癥狀黑色素瘤腦轉(zhuǎn)移患者的療效，其中無癥狀的顱內(nèi)和顱外6 個月PFS 為分別為63%和72%，有癥狀的患者顱內(nèi)和顱外6 個月PFS 分別為19%和29%[34]，數(shù)據(jù)表明，無論有癥狀還是無癥狀的腦轉(zhuǎn)移患者，顱內(nèi)病灶均能對雙免疫治療產(chǎn)生應(yīng)答，但有癥狀患者顱內(nèi)6 個月PFS 率（無論顱內(nèi)還是顱外）明顯低于無癥狀患者，原因可能與隨訪時間及激素的應(yīng)用有關(guān)。

臨床前研究顯示，ICIs 聯(lián)合化療對腫瘤細胞有協(xié)同殺傷作用，化療可促使腫瘤細胞死亡進而增強免疫系統(tǒng)對腫瘤細胞的識別能力，還可以減少免疫抑制的腫瘤微環(huán)境[35]。Keynote-189 研究的免疫治療聯(lián)合化療組中，有腦轉(zhuǎn)移患者比無腦轉(zhuǎn)移患者的死亡風(fēng)險分別下降64%和58%，而疾病進展風(fēng)險分別下降58%和47%[36]。更新的結(jié)果顯示，基線有肝或腦轉(zhuǎn)移患者的臨床結(jié)局與整組類似，在肝（n=115）或腦（n=108）轉(zhuǎn)移患者亞組中，免疫聯(lián)合化療組與安慰劑組均觀察到OS 獲益，其中有腦轉(zhuǎn)移的患者死亡風(fēng)險下降59%，而無腦轉(zhuǎn)移患者死亡風(fēng)險下降41%[37]。提示相對于無腦轉(zhuǎn)移患者，有腦轉(zhuǎn)移的患者更能從聯(lián)合治療中獲益，但由于腦轉(zhuǎn)移患者入組數(shù)僅108 例，且排除了有癥狀及接受過激素治療的患者，仍需前瞻性研究加以驗證。

既往認為抗血管生成藥物主要用于抑制腫瘤血管生成。近年來發(fā)現(xiàn)，抗血管生成藥物同時也具有免疫調(diào)節(jié)的作用，包括抗原呈遞以及T 細胞激活，甚至抑制VEGF 后導(dǎo)致腫瘤內(nèi)T 細胞浸潤增加[38]。IMpower150 研究結(jié)果證實，阿替利珠單抗聯(lián)合貝伐珠單抗、紫杉醇、卡鉑四藥方案（ABCP）較無阿替利珠的對照組（BCP）有延遲發(fā)生腦轉(zhuǎn)移的趨勢[39]，但阿替利珠單抗聯(lián)合紫杉醇卡鉑組（ACP）新發(fā)腦轉(zhuǎn)移的發(fā)生率較高。該研究提示抗血管藥物聯(lián)合免疫治療在腦轉(zhuǎn)移患者中可能有一定的應(yīng)用前景。

與免疫聯(lián)合化療類似，放療也可和免疫治療起到協(xié)同作用。Ahmed 等[40]回顧性分析了NSCLC 腦轉(zhuǎn)移患者免疫治療前、中、后接受放療對腦轉(zhuǎn)移療效的影響，結(jié)果表明在抗PD-1/PD-L1 治療期間或之前接受放療的患者，腦內(nèi)病灶6 個月疾病控制率為57%，而在免疫治療之后接受立體定向放射（stereotactic radiosurgery，SRS）治療的患者，6 個月的腦內(nèi)病灶DCR 為0。有研究[41]則發(fā)現(xiàn)，局部放療聯(lián)合免疫治療可使NSCLC 腦轉(zhuǎn)移患者5年P(guān)FS 率達8%。提示放療可增強免疫治療療效。但以上研究樣本量偏少，降低了結(jié)論的可信度，如Ahmed 等[40]的研究中，免疫治療之后接受SRS 治療的患者，6 個月腦內(nèi)DCR 為0，本研究中免疫治療對于腦內(nèi)病灶無明顯效果，然而不同研究之間存在差異，可能與不同的研究設(shè)計及樣本量有關(guān)。

3 腦轉(zhuǎn)移患者預(yù)后評估工具

腦腫瘤獨立遞歸分級（recursive partitioning analysis，RPA）、腦轉(zhuǎn)移瘤基本分級（basic score for brain metastases，BSBM）和診斷特異評估預(yù)后分級（diagnosis-specific graded prognostic assessment，DSGPA）以及Lung-molGPA 模型[42]是應(yīng)用于腦轉(zhuǎn)移的預(yù)后分級標準及相關(guān)模型。Lung-molGPA 用于有驅(qū)動基因突變的患者中，而在驅(qū)動基因陰性NSCLC 腦轉(zhuǎn)移患者中應(yīng)用較廣泛且較準確的預(yù)后分級工具是DS-GPA。NSCLC 腦轉(zhuǎn)移DS-GPA 包括年齡、Karnofsky 評分、顱外轉(zhuǎn)移、腦轉(zhuǎn)移數(shù)目。一項納入歐洲6 個中心的回顧性分析顯示，DS-GPA 評分在1.5～2.5 分的患者較評分在0～1 分之間的疾病進展風(fēng)險以及死亡風(fēng)險分別降低45% 和52%[32]。DSGPA 在預(yù)后評估方面不僅方便實施，而且準確度較高，但目前仍缺乏將其應(yīng)用于肺癌腦轉(zhuǎn)移免疫治療的評價中，未來可探索DS-GPA 作為篩選以上人群接受免疫治療優(yōu)勢人群的工具。

4 結(jié)語與展望

ICIs 在腫瘤治療領(lǐng)域取得突破性進展，晚期驅(qū)動基因陰性NSCLC 腦轉(zhuǎn)移患者的治療也因此展現(xiàn)了新希望。免疫微環(huán)境是影響ICIs 療效的重要因素，探索肺癌腦轉(zhuǎn)移灶免疫微環(huán)境對進一步提高療效和預(yù)后具有重要意義，針對腦轉(zhuǎn)移灶免疫微環(huán)境的研究尚需進一步拓展，期待新的臨床研究以及新的免疫聯(lián)合治療模式對這部分人群患者臨床結(jié)局的進一步提升。