陳容珊,薛麗燕
食管鱗癌是中國最常見的惡性腫瘤之一。大多數食管鱗癌患者確診時已為中晚期,治療效果不理想。近年來,腫瘤免疫治療陸續(xù)取得了令人矚目的進展,KEYNOTE-181[1]、ESCORT[2]、KEYNOTE590[3]等多項臨床試驗研究結果證實了免疫檢查點抑制劑(immune checkpoint inhibitors,ICIs)對晚期食管鱗癌的良好療效及安全性,為中晚期食管鱗癌患者帶來了新的希望。目前以ICIs為主的免疫治療從晚期食管鱗癌的后線推進到二線、一線治療,用藥方案也從單藥向聯合治療、新輔助治療等方案推廣。ICIs的治療效果受到腫瘤的免疫原性、腫瘤微環(huán)境以及患者身體因素等的影響,并非所有患者都能從中獲益,如何篩選ICIs可能獲益患者成為亟待解決的問題。程序性死亡配體-1(PD-L1)是公認的預測ICIs治療效果的生物標志物,但其預測作用不夠精準。目前仍在研究中的免疫治療預測標志物主要可分為兩大類:一類與腫瘤免疫微環(huán)境相關,如腫瘤浸潤淋巴細胞、三級淋巴結構、T細胞炎性基因表達譜等;另一類與腫瘤細胞分子特征相關,如高微衛(wèi)星不穩(wěn)定/錯配修復缺陷、腫瘤突變負荷、新抗原負荷等,其他生物標志物還有血清非編碼RNA、DNA甲基化、腸道微生物群等,這些免疫治療標志物在食管鱗癌中的預測效果仍需更多的研究數據證實。本文主要對PD-L1和腫瘤免疫微環(huán)境及腫瘤細胞分子特征相關標志物進行綜述。
PD-L1是免疫球蛋白超家族的重要成員,與細胞凋亡相關,在許多實體瘤組織及免疫細胞中表達,是研究最為廣泛的與ICIs治療療效相關的預測性生物標志物。在帕博利珠單抗臨床試驗KEYNOTE-181亞洲人群的研究[1]結果中,對于不區(qū)分PD-L1表達水平的食管鱗癌患者,帕博利珠單抗組的中位總生存期(OS)為10.0月,而PD-L1 CPS≥10的患者帕博利珠單抗組的中位OS達12.5月,提示PD-L1高表達患者對帕博利珠單抗具有持久的臨床反應。在KEYNOTE-590中國亞組研究[3]中,與單純化療相比,帕博利珠單抗聯合化療能為不可切除局部晚期或轉移性食管癌患者帶來顯著生存獲益,其中PD-L1 CPS≥10的食管鱗癌患者獲益更大。以上研究揭示了PD-L1在食管鱗癌免疫治療中具有一定的療效預測作用。PD-L1表達的高低并不代表患者可以絕對獲益或不獲益,其檢測意義僅代表PD-L1陽性患者比PD-L1陰性患者更有可能對ICIs有反應。然而在卡瑞利珠單抗ESCORT研究[2]中,PD-L1表達水平與客觀緩解率、疾病控制率無顯著相關性。部分臨床試驗也顯示表明PD-L1低表達或陰性的患者也能從ICIs免疫治療中獲益[4]。此外,目前臨床上單藥免疫治療方案逐漸減少,免疫聯合化療成為主要的治療方案,雙免疫、術后免疫等治療方案也逐漸興起,PD-L1的預測作用變得更加不理想,因此仍需尋找研究更多其他生物標志物,提供更完善的預測評價標準。
腫瘤浸潤淋巴細胞(tumor infiltrating lymphocyte,TIL)是離開血液循環(huán)遷移到腫瘤附近并對腫瘤細胞進行識別殺傷的淋巴細胞,其中以CD8+細胞毒性T細胞為主的TILs是機體識別和殺傷腫瘤細胞的主要成分。TILs對多種腫瘤的預后及免疫治療效果有預測作用,且不同類型的TILs有不同的預測意義[5]。有研究根據腫瘤區(qū)域CD3+和CD8+T細胞的浸潤水平和空間分布將腫瘤劃分為四種類型:冷腫瘤(即無免疫原性腫瘤)、熱腫瘤(即有免疫原性腫瘤)、免疫阻隔型和免疫抑制型,并發(fā)現ICIs對熱腫瘤更有效[6]。腫瘤中基于PD-L1和TILs的聯合評估已被用來預測各種癌癥對PD-L1/PD-1抑制劑的反應,研究顯示PD-L1陽性且TIL陽性的患者更有可能從免疫治療中獲益[7]。TILs與食管鱗癌免疫治療反應及預后之間的關系尚不明確,結合不同TIL亞型以及其他預測標志物或許有更好的預測效果。
三級淋巴結構(tertiary lymphoid structure,TLS)是在非淋巴組織(腫瘤或其他慢性炎性反應部位)中發(fā)展起來的“異位”淋巴器官,由多種免疫細胞組成。TILs在食管鱗癌免疫治療中的研究較少,但有研究表明,TLS在多瘤種中可預測ICIs的療效,且與PD-L1狀態(tài)無關[8]。另一項研究分析了TLS基因特征與黑色素瘤預后及免疫治療療效的關系,發(fā)現TLS基因特征評分高(TLS-H)的黑色素瘤患者在CTLA4阻斷治療后生存率顯著提高,認為TLSs起著維持免疫反應微環(huán)境的關鍵作用[9]。TLS與食管鱗癌免疫治療療效的關系仍值得進一步研究。
根據腫瘤間質中膠原纖維的形態(tài)與排列及是否有黏液樣改變,腫瘤間質成熟度(tumor stromal maturity,TSM)通常可被分為成熟型、中間型和未成熟型,其與結直腸癌[10]、胃癌[11]等腫瘤轉移及預后密切相關。國內一項研究結果顯示,TSM未成熟型食管鱗癌具有侵襲性臨床生物學行為,可能預測患者預后不良,且TSM與PD-L1表達具有相關性,提示TSM可能是預測食管鱗癌免疫治療療效的指標[12]。在頭頸鱗癌中,某些腫瘤相關纖維母細胞亞型與免疫治療反應相關,可能為免疫治療效果的預測標志物[13]。這些研究提示腫瘤間質成分對免疫治療效果具有預測作用,但在食管鱗癌中仍需更多研究數據支持。
T細胞炎性基因表達譜(gene expression profile,GEP)代表了腫瘤微環(huán)境的特征。有研究人員對帕博利珠單抗治療患者基線腫瘤樣本的RNA基因表達譜分析研究[14],發(fā)現T細胞炎性GEP包含與抗原呈遞、趨化因子表達、細胞毒性活性和適應性免疫抵抗相關的IFN-γ反應基因。Cristescu等[15]對帕博利珠單抗的4個KEYNOTE臨床試驗300多例包括22種晚期實體瘤和黑色素瘤的患者樣本進行全基因組測序和腫瘤RNA基因表達譜分析,按TMB和GEP的高低組合分為4個臨床反應組,其中高GEP高TMB組的治療反應最強,提示T細胞GEP可能是免疫治療效果的預測因子。此外研究人員利用6 384例樣本的TCGA數據驗證了上述結果[15]。因此TMB聯合GEP可能是預測抗PD-1療效實現精準免疫治療的良好標志物。
嗜酸性粒細胞是腫瘤微環(huán)境中的組成成分,除了嗜酸性粒細胞食管炎之外,在一些食管鱗癌患者中也發(fā)現嗜酸性粒細胞的增加,且與淋巴結轉移呈負相關[16]。近年來有研究提示嗜酸性粒細胞在外周血中的變化水平與免疫治療療效存在相關性[17]。
腫瘤微環(huán)境中的其他成分,如巨噬細胞、中性粒細胞、NK細胞和髓源性抑制細胞等腫瘤相關免疫細胞在食管癌免疫治療中的預測作用尚不明確。
微衛(wèi)星不穩(wěn)定性(microsatellite instability,MSI)指基因組中短的重復序列組成的DNA重復序列(微衛(wèi)星)長度發(fā)生改變,出現新的微衛(wèi)星等位基因。錯配基因修復(mismatch repair,MMR)系統(tǒng)由一系列高度保守的基因及其表達的產物酶構成,主要包括MLH1、MSH2、MSH6和PMS2蛋白,能夠修復DNA堿基錯配。當MMR系統(tǒng)出現異常時稱之為MMR缺陷(deficient MMR,dMMR),不能發(fā)現或修復復制錯誤進而會造成MSI[18]。高度微衛(wèi)星不穩(wěn)定(MSI-H)容易引起腫瘤相關基因出現異常,進而誘導癌癥發(fā)生,同時也會導致腫瘤細胞新抗原的表達增加和TIL富集,這些變化可提高腫瘤對ICIs藥物的敏感度[19]。然而食管癌MSI-H發(fā)生率較低,既往文獻報道的食管鱗癌MSI-H發(fā)生率為0~27%[20],不同文獻報道的發(fā)生率差異較大,可能與不同研究的MSI-H定義、檢測位點的位置及數目不同有關。基于多種實體瘤的臨床試驗研究結果[18,21],2017年美國FDA批準了PD-1抗體帕博利珠單抗用于確定有MSI-H/dMMR的實體瘤治療[22],該適應證包括MSI-H/dMMR的食管癌。雖然適應證能影響到的食管鱗癌患者并不多,但也能給PD-L1陰性的患者提供更多免疫治療的機會。
腫瘤突變負荷(tumor mutation burden,TMB)是指特定區(qū)域內體細胞非同義突變的數目。體細胞非同義突變的數量越多,突變表達產生可被免疫系統(tǒng)識別的新抗原的可能性就越高。在多類型晚期實體腫瘤的二期臨床試驗KEYNOTE-158[23]中,以10 Mut/Mb(即每兆堿基中體細胞突變的數目)作為TMB高(TMB-H)狀態(tài)的閾值。與TMB低(TMB-L)的患者相比,TMB-H的患者使用帕博利珠單抗能獲得更好療效,客觀緩解率達到30.3%,而在TMB-L的患者中僅為6.7%?;谠撆R床試驗,2020年美國FDA批準帕博利珠單抗的第二個“不限癌種”適應證,用于單藥治療TMB-H(組織TMB≥10 Mut/Mb)且既往治療后疾病進展無法切除或轉移性實體瘤的患者,無需考慮癌癥類型。另一項對1 600例患者的泛癌研究分析也顯示了較高的TMB與ICIs治療的高反應率和較長生存期相關[24]。然而TMB在不同癌種具有差異性,不同癌種前20%的TMB臨界值差異顯著,因此不能用一個固定的數值來推廣到所有癌癥類型[25]。但目前尚未有明確公認的食管癌TMB-H的臨界值。
體細胞突變可能會產生新抗原。新抗原數量被認為是高免疫原性腫瘤的生物標志物,與患者生存率相關,并能夠預測多種癌癥類型對ICIs的反應[26-27]。有研究發(fā)現,在接受PD-1單抗卡瑞利珠制劑SHR-1210治療的食管鱗癌患者中TMB以及突變相關的新抗原(MANA)與較好的治療反應相關[28]。聯合使用PD-L1表達、MANA和TMB的策略可能是一個潛在的預測免疫檢查點抑制治療療效的方法。
研究顯示超過40%的中國食管鱗癌患者合并染色體11q13擴增,且這一基因變異與分期晚相關。一項特瑞普利單抗治療食管癌的研究提示染色體11q13擴增可能可以作為轉移性食管鱗癌接受抗PD-1單抗治療療效的負性預測因子[29]。
TP53突變與包括食管癌在內的多種癌癥的發(fā)生相關。有研究指出,TP53突變狀態(tài)可能是癌癥免疫治療反應的正性或負性預測因子(如在乳腺癌和肺腺癌中為正性預測因子,而在胃腺癌、結腸腺癌和頭頸部鱗狀細胞癌中為負性預測因子)[30],但其與食管癌的免疫治療反應相關性尚未明確。也有研究證實某些特定基因突變如KMT2[31]、POLE及POLD1[32]等可作為泛瘤種ICIs治療生存獲益的獨立預測指標,但這些基因在食管鱗癌中突變頻率非常低。其他食管鱗癌相關的基因突變與免疫治療的關系也有待更多研究和探索。
有研究發(fā)現,對納武單抗二線治療有反應的晚期食管鱗癌患者與治療前miR-1233-5p低表達以及治療期間miR-6885-5p、miR-4698、miR-128-2-5p表達水平降低有關,提示相關血清miRNA可能對納武單抗療效有預測作用[33]。在其他癌種中也有研究提示血清LncRNA[34]、circRNA[35]可能與免疫治療效果相關。納武利尤單抗治療期間外周血白蛋白、中性粒細胞、炎性反應細胞因子、C反應蛋白等的升高與疾病進展有關[36]。有研究分析發(fā)現CpGs甲基化水平與PD-1抑制劑治療的預后風險相關,并建立了具有預測免疫治療療效及預后潛能的風險評分模型[37]。越來越多證據表明,宿主微生物及其衍生代謝物也可能是ICIs治療療效的預測因子[38]。此外,免疫治療效果還可能與年齡、肥胖[39]相關。越來越多的潛在預測標志物及多種預測模型仍在研究中。
以ICIs為主的免疫治療為治療選擇有限的中晚期食管鱗癌患者提供了新的希望,但目前能從中獲益的人群有限,精準的預測生物標志物是篩選ICIs治療可能獲益人群的關鍵。目前PD-L1以及其他潛在預測標志物在食管鱗癌不同免疫治療方案中的預測作用仍存在不確定性,結合臨床病理形態(tài)學分析、免疫組織化學檢測以及多種分子檢測方法,對本文綜述的相關標志物進行研究,將有望找到具有預測食管鱗癌免疫治療療效作用的生物標志物。隨著精準醫(yī)療的發(fā)展及檢測手段的進步,未來也必定會發(fā)現更多新的預測標志物,同時通過聯合多種預測標志物及臨床病理因素建立精準預測模型來篩選免疫治療獲益人群,最終可實現食管鱗癌患者的精準治療。