非小细胞肺癌免疫治疗进展

Progress in Immunotherapy of Non-Small Cell Lung Cancer

摘要: 在世界范围内，肺癌是癌症相关死亡的最常见原因。在肺癌的常见类型中，非小细胞肺癌(Non-Small Cell Lung Cancer, NSCLC)占到了所有肺癌类型的85%，手术是其早期病变的主要治疗手段，但是单纯手术治疗后局部复发及转移复发率极高。不能手术切除的非小细胞肺癌曾经一般使用化学治疗、放射治疗等方案，但是收获的效果有限。在过去的20年里，非小细胞肺癌(NSCLC)的分子靶向治疗和免疫治疗显著地改善了疗效，特别是免疫治疗在非小细胞肺癌的治疗中已经成为标准治疗方法之一。本文就目前关于非小细胞肺癌免疫治疗进展作一综述。

Abstract: Lung cancer stands as the leading cause of cancer-related mortality all over the word. Non-Small Cell Lung Cancer (NSCLC), among the common lung cancer types, constitutes 85% of all cases. While surgery remains the primary treatment for early-stage lesions, the post-surgical rates of local re-currence and metastasis are notably high. Chemotherapy and radiotherapy are conventional ap-proaches for unresectable NSCLC; however, their efficacy is often limited. Over the past two decades, molecular targeted therapy and immunotherapy have markedly enhanced the outcomes for NSCLC. Notably, immunotherapy has emerged as a standard treatment modality for NSCLC. This paper re-views the advancements in immunotherapy for non-small cell lung cancer.

1. 引言

肺癌是一个全球性的健康问题，是恶性肿瘤中导致死亡的最常见原因 [1] [2] [3] 。在所有肺癌类型中，非小细胞肺癌(Non-Small Cell Lung Cancer, NSCLC)占到了80%~85%，NSCLC的早期病变主要的治疗手段是手术，但是单纯手术治疗后局部复发及转移复发率极高 [2] [4] [5] [6] [7] 。不适合手术切除的NSCLC过去通常使用化学治疗、放射治疗等方案，但是收获的效果有限。近几十年来，随着科学技术的不断进步，对免疫检查点抑制剂的不断研发，有很多免疫抑制剂在临床应用，并且在多种肿瘤中表现出了强大的抗肿瘤性，比如黑色素瘤、尿路上皮癌、肾癌、非小细胞肺癌等中都有较强的抗肿瘤性，使得很大一部分患者从中受益，延长生存期，提高生活质量，甚至能达到临床治愈的目标 [8] [9] 。一项随机、开放标签、III期试验CheckMate 227 [10] 评价了纳武利尤单抗 + 伊匹木马单抗或基于纳武利尤单抗的方案与化疗治疗mNSCLC的效果。在至少61.3个月的随访中，纳武利尤单抗 + 伊匹木马单抗与化疗(PD-L1, 1%)的5年总体生存(OS)率分别为24%和14%，以及19%和7% (PD-L1, 1%)。中位缓解持续时间为24.5 vs 6.7个月(PD-L1, 1%)和19.4 vs 4.8个月(PD-L1, 1%)。在存活5年的患者中，66% (PD-L1, 1%)和64% (PD-L1, 1%)在5年时间点停止纳武利尤单抗 + 伊匹木马单抗治疗，未开始后续全身抗癌治疗。由于治疗相关的不良事件，纳武利尤单抗 + 伊匹木马单抗停药后，生存获益持续存在，5年OS率为39% (合并PD-L1 1%和1%人群)。通过5年随访，接受纳武利尤单抗 + 伊匹木马单抗治疗的5年生存者的生活质量与美国一般人群相似。当前，免疫治疗在非小细胞肺癌的治疗中已经成为标准治疗方法之一 [7] 。

2. 非小细胞肺癌流行病学

在过去的几年中，我国肺癌的发病率和死亡率都呈现出上升趋势。国际癌症研究机构报告的2020年全球癌症统计数据显示，2020年中国估计有82万例肺癌新诊断病例和71.5万例肺癌相关死亡病例 [11] [12] 。

肺癌是一种与年龄有关的疾病，中国人口老龄化是中国肺癌高发的一项重要因素。此外，肺癌还有许多其他不可忽视的危险因素，如吸烟史、二手烟、烹饪油烟等 [13] 。

由于中国城乡发展不平衡，很多农村患者只有当出现症状时才就诊，诊断肺癌时大部分分期较晚错过手术机会。为了提高患者生存期及生存质量。除了化学治疗、放射治疗之外，免疫检查点抑制剂在非小细胞肺癌的治疗中已经成为标准治疗方法之一 [7] [13] 。

3. 免疫检查点抑制剂作用机制

免疫系统在肿瘤的发生发展中起到了非常重要的作用。一般来说，癌症患者的抗肿瘤免疫反应被抑制，癌细胞逃脱了免疫监视机制而出现免疫逃逸，从而不能被人体免疫系统识别杀伤，从而疯狂生长 [7] 。在局部淋巴结中，T细胞受体(TCR)识别抗原加上树突状细胞上表达的主要组织相容性复合体(MHC)分子，而且T细胞通过这种抗原呈递方式被激活(引发阶段)。此后T细胞发生迁移，浸润肿瘤，并损伤肿瘤细胞(效应期) [14] 。然而，单独的TCR信号传导对于T细胞活化是远远不够的，来自共刺激因子的信号传导就显得很有必要。在引发阶段，共刺激因子包括分化簇(CD) 28/CD 80、CD 28/CD 86、CD 40 L/CD 40、CD 137/CD 137 L、OX 40/OX 40 L、IL-2和IL-12 [15] 。另外，也存在防止T细胞过度活化和耗竭的因子(共抑制分子)，包括CTLA-4/CD 80、CTLA-4/CD 86、PD-L1/PD-1和前列腺素。在效应期，共刺激因子是干扰素(IFN)-γ，而共抑制分子包括PD-L1/PD-1、PD-L2/PD-1、吲哚胺2,3-双加氧酶(IDO)、转化生长因子(TGF)-β、T细胞活化的V结构域IG抑制因子(VISTA)、淋巴细胞活化基因3 (LAG-3)、B和T淋巴细胞衰减因子(BTLA)、B7-H3、MHC I类链相关基因A (MIC A)/MHC I类链相关基因B (MIC B)和T细胞免疫球蛋白和粘蛋白结构域3 (TIM 3)/磷脂 [16] 。这些因素被称为免疫检查点，它们控制免疫力 [17] 。

研究者通过不断研究肿瘤免疫逃逸机制从而研发了免疫检查点抑制剂，免疫检查点抑制剂能够重新激活抗肿瘤免疫反应，并且能过够克服导致免疫逃逸的途径，从而起到抗肿瘤作用 [18] 。免疫检查点是T淋巴细胞和体内其他的免疫细胞表面的一种蛋白质——表面蛋白质，其对各种抗原(其中包含肿瘤抗原)的免疫激活起到了负性调节作用。换句话说，免疫检查点抑制剂(immune checkpoint inhibitors, ICIs)是通过结合肿瘤及肿瘤微环境中的免疫检查点，从而阻断相应的信号通路，重新激活T细胞的抗肿瘤活性，抑制肿瘤细胞增值 [6] 。目前研究发现最主要的免疫检查点有：程序性死亡受体1 (programmed cell death protein 1, PD-1)、程序性死亡配体1 (programmed cell death-ligand 1, PD-L1)及细胞毒性T淋巴细胞相关抗原4 (cytotoxic T lymphocyte-associated antigen 4, CTLA-4) [6] [7] 。

程序性细胞死亡蛋白1 (PD-1)通过调节体内T淋巴细胞的活性和激活抗原特异性T淋巴细胞凋亡并且抑制调节性T淋巴细胞凋亡，从而在促进自我耐受和抑制免疫应答方面起到了重要作用；程序性细胞死亡配体1 (PD-L1)是一种跨膜蛋白，经研究发现其是免疫反应的共抑制因子，可以与PD-1结合并激活PD-1，通过在T细胞受体(TCR)和CD28信号通路附近招募磷酸酶SHP-2，从而使得TCR和CD28通路中的关键分子去磷酸化和衰减，致使T细胞增殖、激活、细胞因子产生、代谢改变和细胞毒性T淋巴细胞(ct1)杀伤功能被抑制，最终导致激活的T细胞死亡 [18] [19] 。

细胞毒性T淋巴细胞相关抗原4 (cytotoxic T lymphocyte-associated antigen 4, CTLA-4)是在效应性T淋巴细胞和调节性T淋巴细胞上发现的一种抑制性的受体，它是属于免疫球蛋白超家族中的一员，可以与T淋巴细胞上的CD28相结合，从而在免疫激活的初始阶段起到抑制作用 [20] [21] [22] 。

目前，美国食品药品监督管理局(Food and Drug Administration, FDA)批准用于一定适应证的NSCLC免疫检查点抑制剂(ICIs)有：PD-1抗体(帕博利珠单抗、纳武利尤单抗)、PD-L1抗体(阿替利珠单抗、德瓦鲁单抗)、CTLA-4抗体(伊匹木马单抗)；还有一种CTLA-4抗体曲美木单抗仍在研究验证阶段 [21] 。

最近有研究显示，免疫检查点抑制剂(ICIs)，无论是单独还是联合其他方案治疗对于许多NSCLC患者，都显示出了有效性及持久性 [23] 。

4. 非小细胞肺癌的单药免疫治疗

论迄今为止，FDA只批准了帕博利珠单抗、纳武利尤单抗和阿替利珠单抗作为单药用于转移性肺癌的治疗 [24] 。

4.1. 帕博利珠单抗

帕博利珠单抗是一种靶向PD-1的选择性人源化IgG4单克隆抗体，这种单克隆抗体能与PD-1受体结合，通过阻断PD-1与PD-L1、PD-L2之间的相互作用，从而解除PD-1通路介导的免疫应答抑制，包括抗肿瘤免疫应答，从而起到抗肿瘤作用。在KEYNOTE-001 I期与KEYNOTE-010 II/III期研究中建立了晚期非小细胞肺癌患者PD-1/PD-L1表达增加与使用帕博利珠单抗治疗获益之间的相关性 [25] [26] 。PD-L1抑制剂对既往未经治疗的转移性鳞状NSCLC患者及拥有高表达PD-L1的晚期NSCLC患者的治疗效果明显优于化疗 [26] [27] 。KEYNOTE-010 [21] 研究将PD-L1阳性NSCLC (PD-L1在肿瘤细胞上表达≥1%)的患者随机分配到帕博利珠单抗2 mg/kg或10 mg/kg与多西他赛相比，发现中位总生存期(overall survival，OS)在2 mg/kg组延长(10.4个月；HR，0.71)，在10 mg/kg组延长(12.7个月；HR，0.61)，而多西他赛组延长(8.5个月)；因此帕博利珠单抗在PD-L1阳性肿瘤患者的二线治疗中获得了批准。KEYNOTE-024 [27] 研究对PD-L1在至少50%的肿瘤细胞上表达的未经治疗的晚期NSCLC患者直接比较帕博利珠单抗单药治疗和化疗疗效。与以铂类为基础的化疗相比，帕博利珠单抗具有更高的有效率(44.8% vs 27.8%)、无进展生存时间(progression free survival, PFS) (10.3 vs 6.7个月)和OS；FAD因为该项研究结果，从而批准了帕博利珠单抗作为肺鳞癌和非鳞NSCLC患者的一线治疗 [28] 。还有研究报道，Tony S K Mok等 [29] 在一项三期临床研究中，纳入1274例患者，按肿瘤成分比例(tumour proportion score, TPS) ≥ 50%，20% ≤ TPS < 50%，1% ≤ TPS < 20%分为三组，对比帕博利珠单抗与化疗方式对于既往未治疗的局部晚期或转移性无EGFR致敏的非小细胞肺癌疗效。帕博利珠单抗与化疗组相比，在所有三组中帕博利珠单抗组的总生存期(OS)明显长于化疗组(≥50%，危险比(hazard ratio, HR) 0.69，95%可信区间CI：0.56~0.85，p = 0.0003；≥20% 0.77、CI：0.64~0.92，p = 0.0020，0.81和≥1% 0.71~0.93，p = 0.0018)。按TPS人群计算，帕博利珠单抗组三组的中位生存期分别为20.0个月(95% CI: 15.4~24.9)，化疗组为12.2个月(10.4~4.2)；帕博利珠单抗组为17.7个月(15.3~22.1)，化疗组为13.0个月(11.6~15.3)；帕博利珠单抗组为16.7个月(13.9~19.7)，化疗组为12.1个月(11.3~13.3)。在这项随机的3期研究中，既往未治疗的局部晚期或转移性无EGFR致敏的非小细胞肺癌患者PD-L1 TPS大于或等于50%、大于或等于20%、大于或等于1%的患者，帕博利珠单抗单药治疗与标准化疗相比显著延长了总生存率。收益–风险分析表明，帕博利珠单抗单药可作为对于没有致敏EGFR或ALK的局部晚期或转移性非小细胞肺癌患者的一线治疗。

4.2. 纳武利尤单抗

纳武利尤单抗是一种针对PD-1的完全人IgG4抗体。一项随机的、国际化的III期CheckMate 017 [30] 比较了纳武利尤单抗与多西他赛在鳞状肺癌患者组织中的疗效，该研究结果提示并证明纳武利尤单抗提高了患者的总生存期(9.2 vs 6.0个月；HR，0.59)和PFS (3.5 vs 2.8个月；HR，0.62)。另外还有研究也表明，以往应用以铂类为基础的化学药物治疗后进展了的晚期非鳞状和鳞状细胞癌的NSCLC，选择应用纳武利尤单抗较单药使用多西他赛改善了患者的OS (非鳞状细胞：1年39%~51%；鳞状细胞：1年24%~42%) [31] [32] 。所以，无论PD-L1如何表达，纳武利尤单抗均可作为二线治疗用于非鳞状和鳞状NSCLC的治疗 [22] 。

4.3. 阿替利珠单抗

阿替利珠单抗是一种抗PD-L1的人源性工程免疫球蛋白G1单克隆抗体，通过与PD-L1结合选择性地提供PD-1和B7.1受体的双重阻断。该过程逆转了PD-L1/pd-1介导的免疫反应抑制，通过在不激活抗体依赖的细胞毒性的情况下重新激活抗肿瘤免疫反应，并使被抑制的T细胞恢复活力 [33] 。通过保留PD-1与PD-L2之间的相互作用，阿替利珠单抗允许PD-1/PD-L2介导的抑制性信号持续存在，并可能保持正常组织中的免疫稳态。

POPLAR是一项II期开放标签试验 [34] 随机化的既往接受阿替利珠单抗或多西他赛治疗的晚期NSCLC患者，发现阿替利珠单抗组OS改善(12.6个月vs. 9.7个月)。OAK，一个随机的开放标签阿替利珠单抗与多西他赛在至少一组含铂类为基础的化疗后晚期NSCLC患者中的III期试验 [35] 也发现，阿替利珠单抗显著改善OS (13.8个月vs. 9.6个月)。因此，基于以上POPLAR II期和OAK III期试验的结果，以铂类为基础的化学治疗期间或者以铂类为基础的化学治疗之后疾病进展的转移性NSCLC患者，阿替利珠单抗可以应用被FAD批准了 [9] 。

5. 免疫检查点抑制剂的不良反应

随着免疫检查点抑制剂的使用，伴随其而来的副作用也不断地被认识。通常情况下，均是采用美国国家癌症研究不良事件通用术语标准(Common Terminology Criteria for Adverse Events, CTCAE)进行报告和分级临床试验中的不良反应事件。CTCAE一般被分为轻度、中度、重度、危重、死亡5个等级。一般来说，临床应用抗肿瘤免疫治疗后出现的不良事件(immune-related adverse events, irAEs)与免疫检查点抑制剂相关；irAEs可以累及不同的组织，包括关节炎和其他风湿表现 [36] 。在使用单个的ICIs中，一项荟萃分析的相关数据显示，帕博利珠单抗最常见的irAEs是关节痛、肺炎和肝脏毒性；纳武利尤单抗最常见的irAEs是内分泌毒性；阿替利珠单抗最常见的irAEs是甲状腺功能减退 [37] 。有文献报道，一般情况下，CTLA-4抑制剂对不良反应的耐受性劣于PD-1和PD-L1抑制剂 [31] 。还有一些研究显示，irAEs发生的风险会在既往患有自身免疫性疾病的患者中增加。一项包括123名接受ICIs治疗的已有自身免疫性疾病患者的系统综述显示，50%的个体出现自身免疫性疾病恶化，34%的个体出现全新的irAEs，只有16%的个体没有自身免疫性症状 [38] 。CTCAE 1级irAEs患者通常不需要介入治疗，在大多数情况下，可以在密切监测下继续或暂时停止ICIs。有2级不良反应的患者应停用ICIs，直到不良反应减弱，有些患者可考虑使用糖皮质激素；而有3级或4级的irAEs患者应最初接受类固醇治疗 [39] 。大多数免疫介导的不良事件发生在治疗开始后6个月内，并在治疗后3个月内解决，主要是全身应用皮质类固醇 [40] 。因此，既往有自身免疫性疾病及近期应用免疫抑制药物患者应在严密监视下使用免疫检查点抑制剂，以减少及减轻其带来的不良反应 [41] 。

6. 非小细胞肺癌免疫检查点抑制剂联合其他治疗

目前，PD-1/PD-L1免疫检查点抑制剂与其他抗肿瘤药物联合使用已成为一种重要的治疗策略 [42] 。美国国家综合癌症网络和欧洲协会对于非小细胞肺癌的医学肿瘤学治疗指南指出：免疫治疗的联合方案(帕博利珠单抗、卡铂/顺铂和培美曲塞；帕博利珠单抗、卡铂和紫杉醇/白蛋白结合型紫杉醇；阿替利珠单抗、卡铂、顺铂、培美曲塞；阿替利珠单抗、贝伐珠单抗、卡铂和紫杉醇) [ABCP]对于PD-L1表达低或无表达的肿瘤患者，是一线治疗的选择 [43] 。也有报道指出：帕博利珠单抗(抗PD-1)与卡铂加紫杉醇联合可降低晚期NSCLC的死亡风险。阿替利珠单抗(抗PD-L1)联合卡铂加紫杉醇也改善了治疗效果，改善了晚期NSCLC的预后 [44] 。一项针对一线对晚期NSCLC的III期随机、开放标签研究的CheckMate 9LA [40] 显示纳武利尤单抗 + 伊匹木马单抗联合2个周期化疗比单独化疗(4个周期)显著提高总生存率(OS)。本项研究的纳入标准为：年龄 ≥ 18岁、未接受治疗、经组织学证实为IV期或复发的NSCLC患者。患者被随机1:1分为纳武利尤单抗[每3周360 mg (Q3W)] + 伊匹木马单抗(1 mg/kg Q6W)联合化疗(Q3W，2个周期)或单独化疗(Q3W，4个周期)。次要终点包括无进展生存期(PFS)和客观缓解率(ORR)，主要终点为OS；30例患者接受了化疗，28例患者接受纳武利尤单抗 + 伊匹木马单抗联合化疗。在至少12.7个月的随访中，纳武利尤单抗 + 伊匹木马单抗联合化疗组未达到中位OS，而化疗组为13.3个月(风险比0.33；95%置信区间0.14~0.80)。中位PFS为8.4 vs 5.4个月(风险比0.47；95%置信区间0.24~0.92)和ORR分别为57%和23%。57%和60%的患者分别观察到3~4级治疗相关不良事件。与所有随机人群的结果一致，纳武利尤单抗 + 伊匹木马单抗联合化疗在亚洲人群中的疗效优于单独化疗，且安全性可控，本项研究结果明显支持该方案作为一线治疗用于亚洲晚期NSCLC患者。

还有其他报道显示：在转移性非小细胞肺癌(NSCLC)患者治疗中，伊匹木马单抗与纳武利尤单抗联合可提高临床预后。一项纳入44例可手术的NSCLC患者的2期随机NEOSTAR试验 [45] ，应用纳武利尤单抗或纳武利尤单抗 + 伊匹木马单抗新辅助治疗后进行手术，使用主要病理反应(major pathologic response, MPR)作为主要终点；研究发现在实施切除的37例患者中，纳武利尤单抗和纳武利尤单抗 +伊匹木马单抗的MPR率分别为24% (5/21)和50% (8/16)。与纳武利尤单抗相比，纳武利尤单抗 + 伊匹木马单抗的病理完全缓解率更高(10% vs 38%)，存活肿瘤更少(中值50% vs 9%)，效应T细胞、组织内记忆T细胞和效应记忆T细胞的频率更高。

7. 小结与展望

综上所述，随着非小细胞肺癌免疫治疗研究的不断深入，越来越多的临床工作者开始认识并接受免疫治疗，并且不断有新兴的免疫药物面世，为肿瘤的免疫治疗提供了更多的可选择性。免疫治疗本身及免疫治疗联合化疗、靶向治疗方案的不断更新，也使其治疗研究进展取得了明显的提高，对NSCLC患者的病情的控制、生活质量的提高、生存期的延长等都产生了积极的影响。但是，对于NSCLC患者治疗中也存在挑战，如NSCLC的具体发病机制、耐药机制、不同机制及作用的药物使用顺序安排、如何降低患有免疫性疾病患者的不良反应等，仍需进一步基础研究与临床试验探索，期待NSCLC的研究可以诞生出新成果来进一步提高患者的生存期及生存质量。

NOTES

^*第一作者。

^#通讯作者。