于小鵬,陳家璐,唐玥,覃德龍,湯朝暉,全志偉
(上海交通大學醫(yī)學院附屬新華醫(yī)院 普通外科,上海 200092)
腫瘤免疫治療包括細胞因子治療、針對免疫檢查點的單克隆抗體治療、腫瘤疫苗治療及免疫細胞治療。在膽道惡性腫瘤(biliary tract cancers,BTC)中,目前廣泛研究并初顯成效的腫瘤免疫治療主要為針對免疫檢查點的單克隆抗體治療,因此,本文所述免疫治療抵抗及超進展均以免疫檢查點抑制劑(immune checkpoint inhibitors,ICIs)為主。ICIs是一類免疫治療藥物,在許多惡性腫瘤治療中取得了顯著突破。與其他方式(如化療和小分子藥物)不同的是,ICIs試圖重新招募效應細胞,并利用免疫記憶反應產(chǎn)生持久的抗腫瘤效果。然而,很大一部分患者對ICIs治療沒有反應,或是在不同的受益期后出現(xiàn)惡性腫瘤進展,這被稱為免疫治療抵抗;另外一部分患者ICIs治療后腫瘤生長速率(tumor growth rate,TGR)明顯超出基線增長速率,被稱為免疫治療超進展。二者很大程度上限制了免疫治療療效及臨床應用推廣,準確識別并明確其產(chǎn)生機制將有助于臨床醫(yī)生正確制定及調(diào)整治療方案,提升膽道外科綜合治療效果。
免疫治療抵抗表現(xiàn)為大部分患者對ICIs治療無反應,少部分患者反應后不久發(fā)生耐藥,甚至是在一些初始反應良好的患者通過獲得性耐藥導致疾病復發(fā),這使得ICIs總體有效率偏低。2017年初,RECIST工作組[1]提出了實體瘤免疫療效評價標準(immune response evaluation criteria in solid tumours,iRECIST),旨在觀察短期進展腫瘤可能的治療效果。RECIST療效判定分為四種,完全緩解(complete remission,CR),部分緩解(partial remission,PR),穩(wěn)定(stable disease,SD)和進展(progression disease,PD),iRECIST將PD分為待證實免疫進展(immune unconfirmed progression disease,iUPD)和已證實免疫進展(immune confirmed progression disease,iCPD),iUPD被定義為患者經(jīng)治療后靶病灶最大長徑之和增加>20%。該標準將RECIST 1.1版[2]中的PD僅視為iUPD,并建議此類患者繼續(xù)進行ICIs治療,在4~8周后再次進行影像學評估。只有當患者的第二次影像結(jié)果滿足以下3種情況之一,才能被認定為iCPD:⑴ 靶病灶和新靶病灶(≤5個可測量病灶且≤2個靶器官)的腫瘤總負荷增大,即最大長徑之和增加>5 mm;⑵ 非靶病灶的體積進一步增大;⑶ 新病灶的數(shù)目增加。
2020年癌癥免疫治療學會(Society for Immunotherapy of Cancer,SITC)基于臨床角度定義了晚期腫瘤抗PD-1/PD-L1治療抵抗,將其分為原發(fā)性耐藥、繼發(fā)性耐藥和治療后PD[3]。原發(fā)性耐藥適用于初始PD或持續(xù)時間少于6個月的SD患者。為了對治療效果進行合理準確的評估,需要有至少6周的藥物暴露。在沒有腫瘤快速生長或臨床惡化的情況下,首次懷疑有PD后,應間隔4~12周進行確認性影像學評估,以確保PD-1/PD-L1治療晚期反應者不會被不適當?shù)貜闹委熤幸瞥T诔霈F(xiàn)可歸因于PD的臨床惡化時,這些患者繼續(xù)進行抗PD-1/PD-L1治療可能不安全,因此需要進行臨床判斷。接受PD-1/PD-L1治療的患者,如果表現(xiàn)出最初的臨床獲益,如CR、PR或至少6個月的SD,但在治療期間腫瘤出現(xiàn)PD,則為繼發(fā)性耐藥。與原發(fā)性耐藥一樣,建議在初始PD后4~12周進行確認性評估,對于有多處轉(zhuǎn)移的患者,應證明≥2個部位的PD。治療后PD是由于患者需求、藥物毒性或其他原因中止治療后出現(xiàn)的PD。從最后1劑抗PD-1/PD-L1治療起12周內(nèi)出現(xiàn)PD的患者可認為是原發(fā)性耐藥,≥12周的復發(fā)被認為是晚期復發(fā)。對于晚期復發(fā)的患者,特別是發(fā)生在治療6個月之后的患者,建議進行再次治療,這兩種情況都需要進行活檢確認PD或復發(fā)。SITC對治療耐藥的定義和分類局限于抗PD-1/PD-L1,但不限定瘤種。
自2022年美國臨床腫瘤學會消化道腫瘤研討會報告了TOPAZ-1 Ⅲ期臨床試驗[4]的陽性結(jié)果,基于durvalumab的免疫治療成為了晚期BTC的一線治療方案,盡管如此,在研究的341例患者中,仍有233例患者因影像學證實的或主觀判斷的PD而中止治療。導致腫瘤免疫治療抵抗的因素包括患者自身因素(如年齡、性別、HLA基因型和遺傳多態(tài)性)、腫瘤基質(zhì)因素(如宿主免疫系統(tǒng)和腫瘤相關(guān)基質(zhì))和環(huán)境因素(如腸道微生物群)等[5-7]。其中最重要的是腫瘤細胞自身基因決定的免疫治療抵抗[8-9],包括:⑴ 腫瘤細胞的抗原性減弱:抗原性差的腫瘤對ICIs敏感度較差,基于新抗原的腫瘤疫苗可作為關(guān)鍵的腫瘤免疫原,增強機體抗腫瘤免疫應答[10-11];⑵ 腫瘤細胞IFN-γ信號通路作用:IFN-γ信號通路在調(diào)控PD-L1的表達、MHC相關(guān)的抗原呈遞等過程中發(fā)揮重要的功能,在一項研究[12]中,小鼠黑色素瘤細胞在體外或體內(nèi)長期暴露于IFN-γ,通過上調(diào)替代性T細胞抑制受體,導致PD-L1不依賴于免疫檢查點阻斷的適應性抵抗,這與IFN-γ信號通路,特別是STAT1相關(guān)的表觀遺傳和轉(zhuǎn)錄組學變化有關(guān);⑶ 腫瘤細胞MHC蛋白表達下調(diào):MHC蛋白表達的下調(diào)將會導致腫瘤細胞抗原呈遞能力的減弱,由于腫瘤抗原呈遞主要通過MHC I類途徑發(fā)生,因此該途徑的缺陷比MHC Ⅱ類抗原呈遞的缺陷更常見;⑷ 腫瘤相關(guān)的信號通路導致腫瘤免疫圖譜改變[13-14]:如癌基因MYC、Wnt/β-catenin信號通路抑制T細胞浸潤及活性[15-16],LKB1、p53功能缺失,PTEN蛋白丟失導致T細胞浸潤減少[17],以及JAK-STAT1信號路通路抑制[18]、STAT3信號通路激活誘導趨化因子和細胞因子表達和髓源性抑制細胞(myeloid-derived suppressor cells,MDSC)募集[19]。
BTC發(fā)生免疫治療抵抗的機制包括,BTC細胞表達PD-L1比例低(5%~9%),相反,該配體在腫瘤微環(huán)境的免疫細胞特別是腫瘤相關(guān)巨噬細胞中表達[20-21],且腫瘤中PD-L1水平降低與無進展生存時間降低相關(guān)[22]。KEYNOTE-158研究[23]中,低腫瘤突變負荷與派姆單抗單藥治療反應降低相關(guān)。膽管癌中常見的幾種遺傳改變與腫瘤微環(huán)境的變化有關(guān),從而損害抗腫瘤免疫反應。例如,Wnt/β-catenin信號的改變間接導致抗原提呈樹突狀細胞的浸潤減少[24]。一些免疫細胞群的變化(如CD3+T細胞比例較低)和血清細胞因子(如可溶性FasL和IFN-γ水平較高)被認為是BTC患者免疫治療后預后不理想的預測因素[25]。此外Keenan等[26]研究發(fā)現(xiàn)BTC抗PD-1治療后產(chǎn)生的單核細胞可以誘導T細胞耗竭,作為腫瘤介導的免疫抑制的一種獨特模式,導致免疫治療抵抗。CTLA-4阻斷通過IFN-γ增強T細胞對腫瘤的應答,因此,缺乏IFN-γ基因表達完整性的腫瘤對ipilimumab的耐藥性更強[27]。BTC免疫治療抵抗的機制還包括MHC缺失及腫瘤微環(huán)境向免疫抑制環(huán)境改變等[28]。
免疫治療超進展是腫瘤患者在以PD-1/PD-L1抑制劑為代表的免疫治療中出現(xiàn)的一種新的進展模式,表現(xiàn)為在抗PD-1/PD-L1免疫治療后,患者情況惡化,腫瘤加快生長;超進展在其他腫瘤治療方式如化療等中也時有發(fā)生,但在免疫治療中發(fā)生率更高[29-30]。過去已有文章[31-32]對超進展的評價標準進行詳細闡述,超進展的評估主要基于腫瘤體積每月增加的百分比,即TGR和腫瘤最長徑每月的變化,即腫瘤生長動力學(tumor growth kinetics,TGK)。在免疫治療中,TGR是通過將腫瘤病變的最大直徑和檢查間隔時間加在一起來估算的,可以對腫瘤進行動態(tài)、定量的評估。目前超進展的診斷標準包括治療在2個月內(nèi)失敗,TGK>50%,TGR>2[33]。
需要與超進展鑒別的是,假性PD是另一種特殊免疫應答反應,該現(xiàn)象在伊匹單抗治療中首次被發(fā)現(xiàn)[34]。假性PD是由于免疫系統(tǒng)對ICIs治療的炎癥反應導致腫瘤負荷先減少后短暫增加,從而導致腫瘤大小增加,隨后由于腫瘤壞死或炎癥細胞浸潤而使腫瘤負荷減輕。這種由炎癥引起的腫瘤增大可能被誤認為是PD。假性PD發(fā)生率為0.6%~29%[35-36],有效鑒別超進展和假性PD可避免在ICIs治療過程中過早中斷治療而影響療效。
超進展發(fā)病機制尚不完全清楚,Zhao等[37]將其潛在機制分為內(nèi)因和外因。內(nèi)因是指腫瘤細胞內(nèi)的變化,外因是指腫瘤免疫微環(huán)境的變化。內(nèi)因包括:⑴ 異??乖蔬f,PD-1/PD-L1抑制劑誘導的MHC分子功能障礙損害抗原呈遞導致超進展;⑵ 癌基因的改變,在抗PD-1/PD-L1免疫治療后發(fā)生超進展的患者中,發(fā)生體細胞突變的癌基因主要有KRAS、F-box和WD40結(jié)構(gòu)域蛋白7以及絲氨酸/蘇氨酸激酶11,其主要作用有減少免疫細胞浸潤、導致T細胞耗竭、增加PD-L1表達和腫瘤細胞遷移和侵襲[38-39]。外因主要包括4個方面:⑴ 調(diào)節(jié)性T細胞功能激活:調(diào)節(jié)性T細胞消耗IL-2,并分泌IL-10和TGF-β等抑制性細胞因子,同時結(jié)合并降低抗原呈遞細胞上的共刺激分子,剝奪T細胞的刺激信號[40];⑵ 炎癥的過度激活:PD-1/PD-L1抑制劑治療可通過Th1、Th17細胞介導的炎癥細胞因子(如IFN-γ、IL-6和IL-17)的分泌誘導異常炎癥,促進腫瘤超進展[41-42];⑶ 免疫抑制細胞亞群的調(diào)節(jié):包括腫瘤相關(guān)巨噬細胞和腫瘤浸潤樹突狀細胞;⑷ T細胞衰竭:PD-1/PD-L1抑制劑可引起代償性免疫抑制檢查點(如TIGIT、TIM3和LAG3)過表達,從而形成局部免疫抑制,最終導致超進展[43-44]。
目前BTC獲得結(jié)果的ICIs臨床研究藥物包括pembrolizumab(KEYNOTE-028、KEYNOTE-158)、nivolumab(JapicCTI-153098、NCT03311789、NCT02829918)、camrelizumab(NCT03486678、NCT03092895)、durvalumab(NCT03046862、TOPAZ-1)、toripalimab(NCT03796429)、avelumab(NCT03475953),其中多數(shù)為陰性結(jié)果,PD患者比例較高,如NCT02829918免疫相關(guān)PD例數(shù)為18/46[22]、NCT03475953 PD例數(shù)為23/34[45]、KEYNOTE-028和KEYNOTE-158 PD例數(shù)分別為11/23和65/104[46]。即便是推薦用于一線治療的durvalumab,其Ⅲ期臨床PD患者數(shù)也高達233/341[4],因此如何減少BTC免疫治療抵抗、提升免疫治療療效將成為未來一段時間BTC免疫治療的研究方向。
上述免疫治療臨床試驗結(jié)果顯示出免疫治療的安全性和有前景的療效,然而,癌細胞的高頻突變、高異質(zhì)性和適應藥理學的能力為它們提供了對免疫治療產(chǎn)生抵抗的途徑。為能有朝一日預測和預防患者的免疫治療抵抗,了解每種療法的抵抗機制顯得尤為重要。Job等[47]根據(jù)肝內(nèi)膽管癌免疫微環(huán)境組分及功能定義了四種腫瘤免疫亞型,按照預后由好至差排序分別為:免疫原性亞型、免疫荒漠亞型、髓系亞型和間充質(zhì)亞型,這些亞型與不同的免疫逃逸機制和患者結(jié)局相關(guān)。其中免疫原性亞型過度表達免疫檢查點,用ICIs治療可能獲得更為理想的療效;間充質(zhì)亞型顯示出高水平的血管因子、趨化因子和其他由活化的成纖維細胞產(chǎn)生的旁分泌因子,這些因子抑制了免疫細胞向腫瘤組織的募集,更大概率出現(xiàn)免疫治療抵抗。對于初始治療有反應但隨后出現(xiàn)PD的患者,其腫瘤的生物學特性可能與原發(fā)耐藥的患者不同。因此,對這些患者的免疫治療方法的后續(xù)試驗應考慮到這一點。例如,如果患者最初對PD-1抑制有反應,那么很可能存在靶向腫瘤的T細胞,可以通過有效解決腫瘤中的其他負性調(diào)節(jié)影響因素而進一步誘導抗腫瘤免疫反應。在考慮免疫治療方案時,了解腫瘤的免疫相關(guān)生物學知識是很重要的,尤其是對一線單藥免疫治療抵抗的腫瘤。針對腫瘤免疫環(huán)境中存在潛在缺陷的患者應用聯(lián)合免疫治療方法是可考慮的方向之一,在腫瘤組織免疫低浸潤患者中,沒有原發(fā)性抗性的抗原,產(chǎn)生T細胞反應(如疫苗、溶瘤病毒或腫瘤靶向細胞因子)或傳遞T細胞反應(CAR-T、雙抗體或T細胞受體工程細胞)的策略會起到一定的幫助作用。
除了探索更有效的BTC免疫治療方案,準確預測患者免疫治療反應也是有必要的。使用手術(shù)切除的BTC組織構(gòu)建類器官或人源腫瘤異種移植模型方法,可以確定患者對免疫治療的反應,并在初始治療無效或復發(fā)時測試選擇新藥。這些模型可以幫助選擇適合患者的個體化治療方案,且可以幫助推動對不同治療后產(chǎn)生的耐藥性機制的理解,但活檢采集有時收集的組織數(shù)量和質(zhì)量不足以得出可靠的結(jié)果,且模型構(gòu)建及藥物篩選存在一定周期,因此該方法存在一定局限性。液體活檢循環(huán)腫瘤細胞(circulating tumor cells,CTCs)、腫瘤胞外囊泡和循環(huán)腫瘤DNA可解決上述問題并可以觀察治療過程中病情的動態(tài)演變。這一方法也存在一定局限性,即無論如何創(chuàng)新改進CTCs檢測方法[48],都難以避免檢測細胞群的異質(zhì)性。
目前BTC免疫治療研究在治療前沒有TGR的基線數(shù)據(jù),因此尚無法證實PD是腫瘤本身自然快速發(fā)展還是治療后超進展。超進展患者病情快速惡化限制了其他治療的機會,因此,預防超進展的發(fā)生是目前最有效的方法[37],包括:⑴ 根據(jù)患者的危險因素選擇超進展發(fā)生概率低的患者,例如一項關(guān)于肝細胞癌超進展研究[49]發(fā)現(xiàn),外周血中性粒細胞和淋巴細胞計數(shù)比值越高,超進展發(fā)生率越高;⑵ 基于超進展發(fā)病機制,結(jié)合化療、調(diào)節(jié)性T細胞耗竭、T細胞活化、減少抑制性細胞因子、VEGF抑制劑和溶瘤病毒等治療[50],預防超進展發(fā)生;⑶ 通過監(jiān)測臨床預測指標的變化,早期發(fā)現(xiàn)超進展。
總之,BTC存在的高異質(zhì)性及高頻基因突變,加之其復雜多樣的腫瘤微環(huán)境是免疫治療抵抗及超進展的主要內(nèi)部與外部原因。明確腫瘤基因特征及免疫微環(huán)境亞型有助于判斷免疫治療療效,聯(lián)合免疫治療是解決免疫治療抵抗與超進展的可行方法之一。此外,探索外周血標志物及體外模型可預測免疫治療抵抗及超進展,并據(jù)此及時調(diào)整治療方案。
利益沖突:所有作者均聲明不存在利益沖突。
作者貢獻聲明:于小鵬參與文獻選題,負責文獻資料解讀分析和文章初稿撰寫;陳家璐、唐玥、覃德龍負責文獻內(nèi)容審閱和修改,把控文獻中關(guān)鍵性理論要點;湯朝暉、全志偉負責文獻總體選題和設計、文獻稿件最終審閱定稿。