來源| 生物探索
編輯| 飛過海
編者按：6月27日，來自美國(guó)Dana–Farber 癌癥研究所的4位科學(xué)家在Nature Reviews Clinical Oncology上發(fā)表了題為“Monitoring immune-checkpoint blockade: response evaluation and biomarker development”的綜述。
本綜述正文部分分了兩大模塊，第一部分內(nèi)容介紹了免疫相關(guān)響應(yīng)的評(píng)估策略這一關(guān)鍵概念：免疫相關(guān)響應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)（immune-related response criteria，irRC），由于免疫檢查點(diǎn)抑制療法引發(fā)了獨(dú)特的抗腫瘤機(jī)制，因此，使用這類藥物的患者可能會(huì)產(chǎn)生傳統(tǒng)的腫瘤響應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)（tumour-response criteria，如WHO標(biāo)準(zhǔn)、實(shí)體瘤響應(yīng)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)（RECIST））中沒有包含的腫瘤響應(yīng)模式。
在正文的第二部分，作者們匯總了迄今為止被研究過的數(shù)種免疫響應(yīng)相關(guān)的生物標(biāo)志物，并討論了它們的優(yōu)缺點(diǎn)。
前 沿
免疫檢查點(diǎn)阻斷療法發(fā)揮抗癌作用是通過激活抗腫瘤免疫反應(yīng)。其中，T細(xì)胞在對(duì)抗癌癥的免疫防御機(jī)制中扮演著重要角色：它們識(shí)別腫瘤抗原，然后被激活、傳播，最終消滅癌細(xì)胞。事實(shí)上，T細(xì)胞的激活受T細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞、腫瘤細(xì)胞和腫瘤微環(huán)境（TME）中巨噬細(xì)胞上配體-受體（ligand– receptor）相互作用的調(diào)節(jié)。這些受體-配體對(duì)（receptor–ligand pairs）被稱為免疫檢查點(diǎn)。圖1匯總了參與調(diào)節(jié)抗腫瘤免疫反應(yīng)的免疫檢查點(diǎn)分子。
參與調(diào)節(jié)抗腫瘤免疫反應(yīng)的免疫檢查點(diǎn)分子匯總，來源《Nature Reviews Clinical Oncology》
目前，美國(guó)FDA已經(jīng)批準(zhǔn)靶向CTLA-4、PD-1、PD-L1三個(gè)免疫檢查點(diǎn)的多款單克隆抗體上市。作者們認(rèn)為，在臨床腫瘤學(xué)實(shí)踐中，免疫檢查點(diǎn)阻斷療法的應(yīng)用范圍正在迅速擴(kuò)大。隨著新藥的獲批，這一趨勢(shì)將繼續(xù)增長(zhǎng)。
然而，不可忽視的是，目前，只有少部分患者能夠響應(yīng)這種革命性的療法。以至于目前免疫治療領(lǐng)域有兩大熱門研究方向。一方面，科學(xué)家們?cè)谙氡M各種辦法，試圖擴(kuò)大響應(yīng)人群，讓更多的患者能夠獲益于這類療法；另一方面，他們也在積極研究能夠預(yù)測(cè)患者對(duì)免疫檢查點(diǎn)抑制劑響應(yīng)能力的生物標(biāo)志物，希望能夠?qū)崿F(xiàn)精準(zhǔn)的免疫治療。
一.免疫相關(guān)響應(yīng)的評(píng)估（Immune-related response evaluation）
由于免疫檢查點(diǎn)抑制療法引發(fā)了獨(dú)特的抗腫瘤機(jī)制，因此，使用這類藥物的患者可能會(huì)產(chǎn)生傳統(tǒng)的腫瘤響應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)（tumour-response criteria，如WHO標(biāo)準(zhǔn)、實(shí)體瘤響應(yīng)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)（RECIST））中沒有包含的腫瘤響應(yīng)模式。
舉例來說，在用免疫檢查點(diǎn)抑制劑治療的一小部分患者中，響應(yīng)可能在腫瘤負(fù)擔(dān)初始增長(zhǎng)后（after an initial increase in tumour burden，圖2）或者新病變出現(xiàn)時(shí)或出現(xiàn)后（during or after the appearance of new lesions，圖3）才被檢測(cè)到。根據(jù)WHO標(biāo)準(zhǔn)和RECIST，這些事件將被歸類為腫瘤進(jìn)展，也被稱為“假性進(jìn)展”（pseudoprogression）。在假性進(jìn)展的情況下，成像所檢測(cè)到的腫瘤體積的增加被認(rèn)為是T細(xì)胞浸潤(rùn)（免疫激活的結(jié)果）導(dǎo)致的，而不是由腫瘤細(xì)胞增殖引起的。
為了準(zhǔn)確評(píng)估這些免疫相關(guān)響應(yīng)，200名腫瘤學(xué)家、免疫療法專家和監(jiān)管專家舉辦了一系列研討會(huì)，并在2009年提出了irRC的提議。irRC最先被用于CTLA-4抗體ipilimumab的一項(xiàng)II期臨床試驗(yàn)中。現(xiàn)在，這一概念已經(jīng)在免疫檢查點(diǎn)抑制劑后續(xù)的臨床試驗(yàn)中得到應(yīng)用。
很明顯，irRC是一個(gè)非常重要的概念，不過它依然存在很多不足和問題，包括腫瘤測(cè)量有關(guān)的方法問題、假性進(jìn)展的定義等。作者們稱，免疫相關(guān)響應(yīng)評(píng)估的未來方向目前正在被積極討論。業(yè)界希望改善irRC的缺陷和局限性。該部分內(nèi)容提出了一些改進(jìn)的方向。
二. 免疫療法響應(yīng)生物標(biāo)志物（Biomarkers of immunotherapy response）
盡管在過去的十年里，免疫療法的臨床應(yīng)用取得了顯著成功，但是這些療法的療效在不同的患者和不同的腫瘤類型之間有很大的不同?，F(xiàn)在，這一領(lǐng)域急需解決的問題是，開發(fā)能夠預(yù)測(cè)患者對(duì)免疫療法藥物響應(yīng)的生物標(biāo)志物。這對(duì)響應(yīng)率低的腫瘤的治療尤其重要，如非小細(xì)胞肺癌（響應(yīng)率≤20%）、腎細(xì)胞癌和泌尿上皮癌（兩者響應(yīng)率都≤30%）。
在正文的第二部分，作者們匯總了迄今為止被研究過的數(shù)種免疫響應(yīng)相關(guān)的生物標(biāo)志物，并討論了它們的優(yōu)缺點(diǎn)（圖4）。具體來說，作者們分7類進(jìn)行了總結(jié)，具體如下：
來源《Nature Reviews Clinical Oncology》
1.PD-L1和其它免疫檢查點(diǎn)分子（PD L1 and other immune-checkpoint molecules）
將腫瘤細(xì)胞上PD-L1的表達(dá)水平作為免疫檢查點(diǎn)抑制療法的潛在生物標(biāo)志物的研究在這類療法發(fā)展的早期就已經(jīng)開始了。下表是作者們匯總的一些相關(guān)臨床試驗(yàn)結(jié)果。該部分內(nèi)容討論了將PD-L1作為生物標(biāo)志物的合理性以及存在的一些問題。
來源《Nature Reviews Clinical Oncology》
2.腫瘤浸潤(rùn)淋巴細(xì)胞（Tumour-infiltrating lymphocytes，TILs）
腫瘤內(nèi)存在不可忽略數(shù)量的非腫瘤細(xì)胞。其中，腫瘤浸潤(rùn)淋巴細(xì)胞越來越被認(rèn)為是抗癌免疫反應(yīng)的重要參與者。大量的研究表明，TILs數(shù)量的增加與惡性腫瘤患者更好的治療結(jié)果和更長(zhǎng)的生存期有關(guān)。文章列舉了大量相關(guān)的研究進(jìn)展。作者們強(qiáng)調(diào)要進(jìn)一步研究TILs的作用。
3.免疫得分作為生物標(biāo)志物（The ‘immunoscore’ as a biomarker for immunotherapy）
免疫細(xì)胞分散在腫瘤的核心和邊緣。研究表明，與對(duì)單個(gè)區(qū)域進(jìn)行分析相比，分析TILs在腫瘤兩種區(qū)域的存在提高了不同組早期結(jié)直腸癌患者生存預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。這些成果為對(duì)腫瘤核心和侵襲性邊緣（invasive margin）進(jìn)行免疫細(xì)胞浸潤(rùn)系統(tǒng)性的評(píng)估提供了理論基礎(chǔ)。這種方法被稱為免疫評(píng)分（immunoscore），已被建議作為描述腫瘤免疫微環(huán)境中免疫結(jié)構(gòu)的一種方法。
在匯總了一系列相關(guān)的研究進(jìn)展后，作者們表示，這一技術(shù)仍存在一些需要克服的技術(shù)障礙，如，需要更強(qiáng)的軟件解決方案來實(shí)現(xiàn)腫瘤中TILs的自動(dòng)檢測(cè)等。
4.IFNγ
IFNγ是一種細(xì)胞因子，4月26日，發(fā)表在Nature雜志上題為“Tumour ischaemia by interferon-γ resembles physiological blood vessel regression”的研究發(fā)現(xiàn)，由T細(xì)胞產(chǎn)生的信號(hào)分子干擾素-γ（interferon-γ，IFN-γ ）在治療腫瘤中起著關(guān)鍵作用：它切斷了腫瘤的血液供應(yīng)。
1篇Cell、1篇NEJM！IFN-γ重要性多次被證實(shí)，關(guān)于IFN-γ在癌癥免疫治療中的重要性，去年科學(xué)家們先后在NEJM以及Cell雜志上發(fā)表了兩篇關(guān)鍵的文章。這兩篇論文都揭示了為什么有些患者對(duì)免疫療法（PD-1抗體、CTLA-4抗體）不能作出很好的響應(yīng)。
發(fā)表在NEJM上題為“Unmasking PD-1 Resistance by Next-Generation Sequencing”的研究利用下一代測(cè)序技術(shù)發(fā)現(xiàn)，PD-1抗體pembrolizumab耐藥性背后的機(jī)制也與IFN-γ相關(guān)。研究檢測(cè)到的遺傳變異與兩個(gè)信號(hào)通路有關(guān)。其中一個(gè)通路的改變導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞缺乏對(duì)IFN-γ的響應(yīng)，涉及了JAK1和JAK2編碼基因的功能缺失突變。體外研究表明，JAK突變使得腫瘤細(xì)胞完全失去了對(duì)IFN-γ的敏感性。
發(fā)表在Cell雜志上題為“Loss of IFN-γ Pathway Genes in Tumor Cells as a Mechanism of Resistance to Anti-CTLA-4 Therapy”的研究也證實(shí)，黑色素瘤依靠IFN-γ通路中的基因突變來抵抗CTLA-4抗體的治療。免疫療法先驅(qū)James P.Allison是該研究的共同作者，其妻子Padmanee Sharma博士是通訊作者。
6月份發(fā)表在Cell上的題為“Interferon-γ Drives Treg Fragility to Promote Anti-tumor Immunity”的研究證實(shí)，當(dāng)刪除掉Tregs上的IFN-γ受體時(shí)（這樣使得它們不再對(duì)IFNγ的影響敏感），免疫療法藥物完全無效了。證實(shí)IFNγ在免疫調(diào)節(jié)和抗癌免疫方面起著關(guān)鍵作用。
靶向調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（regulatory T cell，Tregs）有望成為治療癌癥的有效途徑.作為T細(xì)胞的一種，Tregs能夠幫助維持人體免疫系統(tǒng)的微妙平衡。該研究的通訊作者Dario Vignali教授說：“這類細(xì)胞既能檢測(cè)和消除機(jī)體的威脅，又能避免我們自身的細(xì)胞受到傷害。不過，在癌癥中，Tregs可能是有害的。通過免疫抑制功能，它們能夠阻止免疫系統(tǒng)檢測(cè)和殺死癌細(xì)胞。”
盡管開發(fā)藥物來清除Tregs似乎是一種合乎邏輯的抗癌療法，但這種抗癌途徑可能會(huì)導(dǎo)致危及生命的自身免疫并發(fā)癥。因此，科學(xué)家們需要找到能夠選擇性靶向腫瘤內(nèi)Tregs的方法。
如果能夠獲得一部分腫瘤相關(guān)的Tregs，使其失去它們的免疫抑制功能（可能是利用IFN-γ來實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)），也許足以觸發(fā)連鎖反應(yīng)。這些失去免疫抑制功能的Tregs將影響其它腫瘤相關(guān)Tregs，從而在不產(chǎn)生自身免疫副作用的情況下促進(jìn)抗腫瘤免疫反應(yīng)。
5.突變負(fù)荷、新抗原和微衛(wèi)星不穩(wěn)定（Mutational burden, neoantigens and microsatellite instability）
2014年，發(fā)表在Nature上的一項(xiàng)研究中，科學(xué)家們觀察到，在腫瘤攜帶更多數(shù)量體細(xì)胞突變的患者中，免疫檢查點(diǎn)阻斷療法療效顯著。更多的研究表明，腫瘤細(xì)胞中的這些突變能夠?qū)е滦驴乖╪eoantigen）的產(chǎn)生。Neoantigen能夠被免疫系統(tǒng)識(shí)別為非自體成分，從而增強(qiáng)T細(xì)胞的抗腫瘤活性，促進(jìn)免疫檢查點(diǎn)抑制劑的療效。
另外，研究表明，DNA修復(fù)機(jī)制的缺陷也會(huì)導(dǎo)致腫瘤出現(xiàn)高水平的突變負(fù)荷，從而使患者對(duì)免疫檢查點(diǎn)抑制劑的響應(yīng)增強(qiáng)。腫瘤細(xì)胞中錯(cuò)配修復(fù)（mismatchrepair ，MMR）基因的突變會(huì)導(dǎo)致大量其它的突變，影響DNA微衛(wèi)星標(biāo)記。微衛(wèi)星不穩(wěn)定性（MSI）已經(jīng)被證明與患者對(duì)免疫檢查點(diǎn)阻斷療法的響應(yīng)有很強(qiáng)的關(guān)系。
讀到這里，想必大家很容易想到不久前發(fā)生的一個(gè)里程碑事件。今年5月，PD-1抗體Keytruda 被批準(zhǔn)用于治療攜帶微衛(wèi)星不穩(wěn)定性高（microsatellite instability-high，MSI-H）或錯(cuò)配修復(fù)缺陷（mismatch repair deficient，dMMR）的成人和兒童實(shí)體瘤患者。這是美國(guó)FDA批準(zhǔn)的首款不依據(jù)腫瘤來源，而是依據(jù)生物標(biāo)志物進(jìn)行區(qū)分的抗腫瘤療法。
該綜述的作者們認(rèn)為，這些研究進(jìn)展為將腫瘤突變負(fù)荷作為一種生物標(biāo)志物提供了很有希望的證據(jù)，但也存在一些局限性，如患者群體規(guī)模小，患者擁有多變的治療歷史，腫瘤樣本獲取的時(shí)間點(diǎn)不同等。同時(shí)，研究中也有一些例外發(fā)生，包括攜帶高突變負(fù)荷的患者并不響應(yīng)檢查點(diǎn)阻斷療法，而攜帶低突變負(fù)荷的患者對(duì)這類藥物響應(yīng)卻很好。
6.血清標(biāo)志物（Serum markers）
盡管對(duì)腫瘤和腫瘤微環(huán)境特征的評(píng)估對(duì)鑒定有效的生物標(biāo)志物至關(guān)重要，但患者和腫瘤的臨床標(biāo)志物和形態(tài)學(xué)表型也有助于將患者分成不同的亞群。常規(guī)血液分析中的血清標(biāo)志物（如乳酸脫氫酶、免疫細(xì)胞計(jì)數(shù)）也能用于患者對(duì)免疫檢查點(diǎn)阻斷療法響應(yīng)的預(yù)測(cè)。事實(shí)上，這些標(biāo)志物已經(jīng)在預(yù)測(cè)ipilimumab的響應(yīng)中顯示出了潛在的效用。
作者們認(rèn)為，作為在臨床實(shí)踐中常用的檢測(cè)，這些血清標(biāo)志物具有一定的優(yōu)勢(shì)，也適用于在治療過程中連續(xù)取樣。
7.放射照相標(biāo)志物（Radiographic markers）
在治療期間的放射照像評(píng)估（Radiographic assessment）提供了關(guān)于腫瘤動(dòng)力學(xué)的定量數(shù)據(jù)。研究證實(shí)，這些數(shù)據(jù)與患者對(duì)治療的響應(yīng)有關(guān)，有望用于對(duì)患者進(jìn)行分類。重要的是，科學(xué)家們需要開發(fā)這種非侵入性的功能性成像策略，用以可視化和量化體內(nèi)的靶細(xì)胞和分子。作者們認(rèn)為，這一途徑的進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用將使研究人員能夠解決腫瘤異質(zhì)性的問題，并隨著時(shí)間的推移，進(jìn)行連續(xù)的生物標(biāo)志物評(píng)估，最終克服現(xiàn)有生物標(biāo)志物的缺陷。
結(jié) 論
作為一種抗癌療法，免疫檢查點(diǎn)抑制劑是革命性的，也是特別的。因此，對(duì)這類療法相關(guān)的腫瘤響應(yīng)和臨床結(jié)果的評(píng)估需要特別的策略。開發(fā)強(qiáng)大的生物標(biāo)志物來預(yù)測(cè)和監(jiān)控患者對(duì)免疫療法的響應(yīng)是朝精準(zhǔn)Immuno-Oncology時(shí)代邁進(jìn)的關(guān)鍵一步。
— END—
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