韓利民綜述,趙海龍審校
黑色素瘤是一種由皮膚和其他器官的黑色素細胞產(chǎn)生的惡性腫瘤,具有極強的侵襲性和轉(zhuǎn)移性,全球每年新發(fā)黑色素瘤約232 100例,約55 500例因該病致死;其中我國每年新增黑色素瘤約6700例,死亡人數(shù)高達3200例[1-2]。早期黑色素瘤可通過手術(shù)切除治療,然而轉(zhuǎn)移性黑色素瘤已發(fā)生其他器官轉(zhuǎn)移,無法進行手術(shù)切除,其5年生存率僅為5%~10%[3]。2011年,美國食品與藥品管理局(Food and Drug Administration, FDA)首次批準易普利姆瑪(Ipilimumab)用于轉(zhuǎn)移性黑色素瘤的臨床治療[4]。至今FDA先后批準9種藥物應(yīng)用于轉(zhuǎn)移性黑色素瘤的臨床治療,主要分為兩種治療機制:靶向絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)信號通路的小分子抑制劑(靶向治療),以及阻斷細胞毒性T淋巴細胞相關(guān)抗原-4(cytotoxic T lymphocyte-associated antigen-4, CTLA-4)和程序化細胞死亡蛋白1(programmed cell death protein 1, PD-1)的生物性單克隆抗體(免疫治療)。雖然以上藥物的臨床治療效果優(yōu)于傳統(tǒng)放化療法,但仍存在一些局限性[5]。因此,本文將從轉(zhuǎn)移性黑色素瘤藥物及作用機制、臨床效果和局限性進行以下綜述,并探討不同藥物聯(lián)合應(yīng)用的前景。
轉(zhuǎn)移性黑色素瘤具有惡性程度高、預(yù)后差、致死率高等特點,雖然現(xiàn)階段國內(nèi)外針對轉(zhuǎn)移性黑色素瘤的治療方法尚有限,但個體化靶向治療和免疫治療仍是治療轉(zhuǎn)移性黑色素瘤的重要手段[6]。目前靶向治療方面的藥物有6種,均為針對MAPK級聯(lián)信號通路[即小GTP結(jié)合蛋白(RAS)-絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶(RAF)-絲裂原活化蛋白激酶/激酶(MEK)-細胞外信號調(diào)節(jié)的蛋白激酶(ERK)]的小分子藥物,分別是維莫非尼、達拉非尼、曲美替尼、考比替尼、康奈菲尼和比美替尼[7-11]。免疫治療方面的藥物有3種,均為單克隆抗體,分別是靶向CTLA-4的易普利姆瑪(伊匹單抗)、靶向PD-1的派姆單抗、以及靶向細胞程序性死亡-配體1(programmed death-ligand 1,PDL1)的納武單抗[12-13]。
黑色素瘤的發(fā)生和惡性發(fā)展與MAPK通路RAS原癌基因家族中的NRAS和RAF原癌基因家族中的BRAF基因突變息息相關(guān),常伴有BRAF和MEK等靶點的激活[14-15]。因此,靶向治療是轉(zhuǎn)移性黑色素瘤治療的重要策略之一,但近年來也發(fā)現(xiàn)其存在一定局限性。
2.1靶向治療藥物分子機制
2.1.1 BRAF和MEK抑制劑BRAF作為Raf家族的重要亞型,其下游通路涉及MAPK通路的MEK、ERK等蛋白活化,進而促使核內(nèi)轉(zhuǎn)錄因子磷酸化來調(diào)控細胞生長、增殖、凋亡等過程[11],見圖1。研究證實大約有50%的轉(zhuǎn)移性黑色素瘤患者攜帶BRAFV600突變[5]。正常情況下,MAPK信號通路因受神經(jīng)纖維瘤蛋白1(neurofribromatosis1,NF1)等負反饋機制調(diào)節(jié)處于一種低度活化狀態(tài),而BRAFV600突變促進BRAF絲氨酸-蘇氨酸蛋白激酶激活,并通過激活下游MAPK通路促進腫瘤細胞的增殖與生殖[17-18]。維莫非尼是首個獲FDA批準的BRAF小分子抑制劑,其次是達拉非尼和康奈非尼,三者的共同作用都是靶向抑制BRAF。而近年來針對BRAFV600突變的轉(zhuǎn)移性黑色素瘤患者,臨床上應(yīng)用小分子抑制劑治療效果顯著(應(yīng)答率從9%升至57%),在延長總生存期(9.7個月升至13.6個月)和無進展生存期方面(1.6個月升至6.9個月)均優(yōu)于傳統(tǒng)化療[19]。
除BRAF突變型以外,約20%的黑色素瘤患者還攜帶RAS基因突變(NRAS是主要的突變型)[20]。研究表明即使在無BRAFV600突變情況NRAS仍然可以激活下游MAPK通路,并調(diào)控磷脂酰肌醇3-激酶(phosphoinositide 3-kinase, PI3K)-絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶B(protein kinase B,即Akt)通路的激活進而影響細胞凋亡發(fā)生[21]。同時,臨床研究也證實在使用BRAF抑制劑治療轉(zhuǎn)移性黑色素瘤患者過程中,聯(lián)合使用MEK抑制劑,可以顯著降低BRAF抑制劑耐藥性形成,改善治療效果[22]。曲美替尼是第一個獲FDA批準的MEK小分子抑制劑,其次是考比替尼和比美替尼。無論是基礎(chǔ)研究還是臨床試驗過程中,單獨或聯(lián)合使用MEK抑制劑無論是單獨還是聯(lián)合使用都可以有效提高BRAF突變型黑色素瘤患者應(yīng)答率,并改善非BRAF突變型患者的預(yù)后情況[11, 23-24]。
HGF:肝細胞生長因子;RTK:酪氨酸激酶型受體;FGFR1:成纖維細胞生長因子受體1;IGF-1R:胰島素樣生長因子1受體;HER3:人表皮生長因子受體3 ;PDGFRβ:血小板衍生生長因子受體β亞基;NF1:神經(jīng)纖維瘤蛋白1;NRAS:神經(jīng)母細胞瘤中大鼠肉瘤病毒癌基因同源物;BRAF:鼠類肉瘤濾過性毒菌致癌同源體B;ARAF:鼠類肉瘤濾過性毒菌致癌同源體A;CRAF:鼠類肉瘤濾過性毒菌致癌同源體C;ERK:細胞外信號調(diào)節(jié)激酶;MEK:絲裂原活化蛋白激酶激酶;PTEN:同源性磷酸酶-張力蛋白;Bcl-xL:B細胞淋巴瘤因子-特大型;Bcl-2A1:B細胞淋巴瘤因子2相關(guān)蛋白1;PI3K:磷脂酰肌醇3-激酶;Akt:絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶B;mTOR:哺乳動物雷帕霉素靶點
2.1.2其他靶向抑制劑除BRAF和MEK兩個靶點外,大量臨床II期試驗表明KIT抑制劑對攜帶KIT突變的轉(zhuǎn)移性黑色素瘤患者有一定治療效果,諸如伊馬替尼(Imatinib)和尼羅替尼(Nilotinib)等KIT靶向抑制類藥物都已經(jīng)進入臨床試用階段[25-26]。此外,遺傳學研究表明PI3K通路的負調(diào)控因子同源性磷酸酶-張力蛋白(phosphatase and tensin homolog,PTEN)可以抑制MAPK通路激活阻止黑色素瘤的發(fā)生發(fā)展過程[27]。因此,在BRAF或NRAS突變型黑色素瘤中靶向抑制PI3K的活性可能有助于增強BRAF抑制劑的臨床效果,并減少其耐藥的發(fā)生。
2.2靶向治療的局限性多項研究證實,不同靶向藥物在治療轉(zhuǎn)移性黑色素瘤過程中容易引起多種皮膚毒性損傷、關(guān)節(jié)痛、脫發(fā)和腹瀉等副作用,并且過度使用靶向藥物還可能引發(fā)皮膚鱗狀細胞癌、皮膚基底細胞癌等腫瘤[7, 28]。比如接受BRAF抑制劑維莫非尼治療的患者治療過程中易出現(xiàn)惡心、腹瀉、關(guān)節(jié)痛、光過敏等癥狀以及毛發(fā)角化病,嚴重時還可能發(fā)生大面積毒性表皮壞死溶解[11, 29]。康奈非尼常見的不良反應(yīng)為脫發(fā)、關(guān)節(jié)痛和跖紅骨感覺障礙綜合征等[27]。而使用MEK抑制劑考比替尼治療的患者也易發(fā)生肝功能損害、肌酸激酶升高、腹瀉,皮疹等不良反應(yīng)。因此,臨床上采用降低30%用藥量來緩解副作用對患者身體的損傷[5]。此外,BRAF抑制劑還可能促進NRAS突變和RAF同源體形成進一步激活MAPK通路導致腫瘤過度增殖[30]。因此在臨床上,需要考慮MEK抑制劑與BRAF抑制劑聯(lián)合應(yīng)用,抑制MAPK通路激活程度,從而減緩皮膚毒性和腫瘤過度增殖。
免疫治療轉(zhuǎn)移性黑色素瘤的機制主要是激發(fā)或調(diào)控機體免疫系統(tǒng)、改善腫瘤微環(huán)境以提高抗腫瘤免疫力[13]。目前FDA批準上市的黑色素瘤免疫治療藥物單用或聯(lián)用均可以顯著延長晚期黑色素瘤患者的總生存期和無進展生存期[4, 12-13, 31]。
3.1免疫治療藥物的分子機制
3.1.1 CTLA-4單克隆抗體CTLA-4是免疫球蛋白家族成員之一,在活化后的T淋巴細胞上表達。相對于T細胞表面蛋白CD28,CTLA-4具有更強的抗原提呈親和力,更容易與樹突狀細胞表面的配體結(jié)合。CTLA-4與相應(yīng)配體結(jié)合后誘導T細胞失活,并抑制白細胞介素-2分泌,從而減弱機體免疫反應(yīng)[32]。而使用特異性結(jié)合CTLA-4的抗體降低CTLA-4與其配體的結(jié)合程度可減弱對T細胞的負向調(diào)控水平[6],見圖2。臨床研究表明從低劑量(3 mg/kg)到高劑量(10 mg/kg)應(yīng)用伊匹單抗可以有效提高轉(zhuǎn)移性黑色素瘤患者的總生存期(從11.5個月升至15.7個月)[4]。但伊匹單抗通過抑制CTLA-4容易過度激活T細胞,臨床應(yīng)用中引發(fā)多種免疫不良反應(yīng),對機體造成損害[33]。
3.1.2PD-1單克隆抗體由于臨床上應(yīng)用伊匹單抗存在嚴重的免疫不良反應(yīng),因此轉(zhuǎn)移性黑色素瘤免疫治療方法需要引入其他免疫檢查點。其中PD-1的臨床效果最好,相關(guān)抗體藥物應(yīng)用最廣,對多種腫瘤效果顯著[6]。PD-1主要在活化的T細胞、B細胞、單核細胞和殺傷細胞等免疫細胞表面表達,而腫瘤細胞或抗原提呈細胞(如巨噬細胞和樹突細胞)表面有PD-1特異性配體(PD-L1和PD-L2)表達[12]。在外周組織中,T細胞表面的PD-1與腫瘤細胞表面的PD-L1等配體結(jié)合后,通過負向調(diào)控T細胞活化、增殖促使腫瘤細胞完成免疫逃逸[34]。在靶向PD-1的免疫治療方法中,使用特異性結(jié)合PD-1或PD-L1的抗體能阻斷兩者的相互作用,減弱其負向調(diào)控T細胞的能力,從而提高T細胞抗腫瘤效能[35],見圖2。相對于伊匹單抗單藥治療和化療方式,PD-1相關(guān)單克隆抗體藥物治療產(chǎn)生的細胞毒性程度大幅下降,并在治療早期無免疫不良反應(yīng)[36]。
MHC:主要組織相容性復合體;TCR:T細胞抗原受體;PD-1:程序化細胞死亡蛋白1;PD-L1:細胞程序性死亡-配體1;CD28:分化決定簇28;B7:分化決定簇80或分化決定簇86
3.2免疫治療的局限性雖然相較于傳統(tǒng)放化療手段治療轉(zhuǎn)移性黑色素瘤,免疫療法具有應(yīng)答率高、毒性小、療效好的特點,但其仍然面臨治療成本高、缺乏可靠的預(yù)測性生物標志物等困境[37]。重要的是,對于晚期黑色素瘤患者,由于調(diào)控免疫環(huán)境不當而出現(xiàn)的免疫不良反應(yīng)常是致命的,這就要求執(zhí)行免疫治療的醫(yī)療團隊必須具有豐富、扎實的免疫學相關(guān)知識與技術(shù)體系[38]。而在對PD-L1陰性的轉(zhuǎn)移性黑色素瘤患者制定治療方案時,醫(yī)師應(yīng)充分分析并監(jiān)視患者機體內(nèi)免疫學微環(huán)境,并謹慎選擇適當?shù)闹委煼椒ê徒M合形式,以免出現(xiàn)免疫不良反應(yīng)或免疫藥物耐藥性[39]。
黑色素瘤的發(fā)生、發(fā)展和轉(zhuǎn)移過程復雜,臨床上應(yīng)用單一藥物治療的療效有限,因此多種藥物聯(lián)合應(yīng)用能相互彌補治療缺陷、提高療效和改善患者預(yù)后[16, 39-40]。目前,臨床上針對轉(zhuǎn)移性黑色素瘤聯(lián)合用藥方案主要是BRAF抑制劑達拉菲尼與MEK抑制劑曲美替尼的聯(lián)合應(yīng)用,以及免疫治療抗體伊匹單抗與納武單抗的聯(lián)合應(yīng)用,兩種治療方式均能有效縮小腫瘤體積,延長患者無進展生存期和總生存期[24, 31, 41]。
多項研究證實在轉(zhuǎn)移性黑色素瘤治療初期,采用靶向和免疫聯(lián)合治療具有降低毒性風險、增強T細胞活性等優(yōu)勢[42-43]。其機制如下:①轉(zhuǎn)移性黑色素瘤中MAPK通路活化,可促使腫瘤細胞表面抗原表達下降無法被T細胞識別完成免疫逃逸[21]。BRAF和MEK靶向抑制劑可以阻斷MAPK通路,使腫瘤細胞抗原正常表達被T細胞識別[44];②BRAFV600突變促進腫瘤細胞免疫逃逸,而BRAF抑制劑和MEK抑制劑的聯(lián)合應(yīng)用在早期階段可以調(diào)控機體免疫微環(huán)境,引發(fā)黑色素瘤細胞表面抗原以及CD8+T細胞毒性標記物(穿孔素和顆粒酶B)表達增加,進而促進T細胞浸潤以及淋巴細胞增殖[43]。
綜上,靶向治療聯(lián)合免疫治療既可以改善免疫微環(huán)境,又可以擴大治療黑色素瘤的種類范疇,兩者協(xié)同在治療早期擁有較強的抗腫瘤效果,為轉(zhuǎn)移性黑色素瘤的治療提供一個新的方向[45]。
近期的研究成果和臨床數(shù)據(jù)顯示,與傳統(tǒng)放化療治療相比,無論是靶向治療還是免疫治療均能顯著提高轉(zhuǎn)移性黑色素瘤患者的療效,改善患者預(yù)后。同時,靶向治療和免疫治療聯(lián)合方案還能相互取長補短,提高轉(zhuǎn)移性黑色素瘤患者早期療效,這可能是現(xiàn)階段臨床上治療轉(zhuǎn)移性黑色素瘤的最佳方案。但關(guān)于轉(zhuǎn)移性黑色素瘤靶向和免疫治療藥物聯(lián)合用藥的最優(yōu)療程、用藥順序與組合方式目前仍不明確,并且聯(lián)合用藥方案的長期治療效果還需要密切關(guān)注。原因有以下兩點:①由于機體免疫應(yīng)答能力有限,在聯(lián)合治療的后期,BRAF抑制劑等靶向治療藥物可促使腫瘤細胞或T細胞表達PD-1、PD-L1等T細胞抑制因子,減弱機體對腫瘤細胞的免疫殺傷能力[44];②BRAF抑制劑或MEK抑制劑可以破壞腫瘤細胞之間的信號連接,阻礙T細胞向腫瘤細胞間浸潤,從而促進腫瘤細胞增殖[46]。因此,針對轉(zhuǎn)移性黑色素瘤的治療,還需要更廣泛的基礎(chǔ)和臨床研究提供更多的研究數(shù)據(jù)以便制定聯(lián)合用藥的最優(yōu)療程與組合方式。