肝细胞癌免疫治疗进展的研究现状与展望

Current Research Status and Prospects of Immunotherapy Advances in Hepatocellular Carcinoma

摘要: 肝细胞癌(Hepatocellular carcinoma, HCC)是原发性肝癌中最常见的类型，也是全球癌症相关死亡的主要原因之一。近年来，随着肿瘤免疫学研究的深入和免疫治疗策略的快速发展，免疫治疗在HCC治疗中展现出良好的应用前景。本文综述了HCC免疫治疗的最新研究进展，重点阐述了免疫检查点抑制剂、CAR-T细胞治疗、治疗性疫苗等免疫治疗策略在HCC中的应用现状，并对未来发展方向进行展望。

Abstract: Hepatocellular carcinoma (HCC) is the most common type of primary liver cancer and one of the leading causes of cancer-related deaths worldwide. In recent years, with in-depth research on tumor immunology and the rapid development of immunotherapy strategies, immunotherapy has shown promising applications in the treatment of HCC. This article reviews the latest research progress in HCC immunotherapy, focuses on the current status of the application of immunotherapeutic strategies such as immune checkpoint inhibitors, CAR-T cell therapy, and therapeutic vaccines in HCC, and looks forward to the future direction of development.

1. 引言

肝细胞癌(Hepatocellular carcinoma, HCC)在原发性肝癌组织学类型中最常见，约占原发性肝癌的75%~85% [1]。全球每年新发HCC病例约86.5万例，死亡病例约75.7万例，并且我国的HCC发病率及死亡率均较高[2]。现如今手术切除、肝移植、局部消融治疗、介入治疗、系统性治疗等依旧是HCC的治疗主要方法。然而，由于大多数患者确诊时已处于中晚期，且HCC易复发转移，治疗的疗效仍不够理想。

近年来，随着对肿瘤免疫微环境认识的深入以及免疫治疗技术的快速发展，免疫治疗已成为HCC治疗的重要策略之一。免疫治疗通过激活和增强机体自身的抗肿瘤免疫应答，具有特异性强、毒副作用相对较小等优点。本文将重点介绍目前HCC免疫治疗研究的最新进展。

2. HCC的免疫微环境特征

2.1. 免疫抑制性微环境

HCC肿瘤微环境中存在大量抑制性免疫细胞，形成了免疫抑制性微环境，阻碍了机体的抗肿瘤免疫反应。肿瘤微环境中存在大量调节性T细胞(Treg)，通过分泌抑制性细胞因子IL-10和TGF-的Treg细胞能直接对效应T细胞的增殖和功能进行抑制。同时，Treg细胞还可以诱导树突状细胞产生免疫抑制性酶IDO，进一步抑制T细胞活性[3]。此外，大量的髓源性骨髓抑制细胞(MDSC)也聚集在HCC肿瘤微环境中，MDSC可以通过多种机制抑制T细胞功能，如产生超氧化物阴离子、L-精氨酸酶等，干扰T细胞的代谢，MDSC还可以诱导Treg细胞的扩增，形成恶性循环[4]。肿瘤相关巨噬细胞(TAM)在HCC中也呈现免疫抑制表型，TAM可以分泌免疫抑制因子IL-10和TGF-β，抑制T细胞活性，TAM还可以表达免疫检查点分子如PD-L1，直接抑制T细胞功能[5]。

2.2. 免疫检查点表达

HCC细胞和肿瘤微环境中多种免疫检查点分子呈现异常表达，通过抑制T细胞功能促进肿瘤逃逸免疫监视。程序性死亡配体1 (PD-L1)在HCC细胞上高度表达，PD-L1与T细胞表面的程序性死亡受体1 (PD-1)结合后，可激活抑制性信号通路，诱导T细胞耗竭，使其丧失杀伤肿瘤细胞的功能，这是HCC逃避免疫监视的重要机制之一[6]。细胞表面抑制性免疫调节受体CTLA-4在HCC中也高度表达，CTLA-4可竞争性地结合B7配体，阻碍T细胞共刺激信号的传递，从而抑制T细胞的活化和增殖[7]。HCC微环境中还高表达淋巴细胞激活基因-3 (LAG-3)和T细胞免疫球蛋白和黏膜结构域-3 (TIM-3)等免疫检查点分子，LAG-3可与MHC II分子结合，诱导T细胞耗竭，TIM-3则可与其配体Galectin-9结合，导致T细胞凋亡[8]。这些免疫检查点分子已成为HCC免疫治疗的重要靶点。

3. 免疫检查点抑制剂治疗

3.1. PD-1/PD-L1抑制剂

PD-1/PD-L1抑制剂在HCC单药治疗领域取得了一系列突破性进展，成为HCC免疫治疗的重要药物。

纳武利尤单抗(Nivolumab)在PD-1抑制剂中首个获得FDA批准，用于索拉非尼治疗失败的晚期HCC患者治疗药物。并且纳武利尤单抗在CheckMate-040临床研究中展现出了不错的疗效:客观缓解率(ORR)为20%，疾病控制率(DCR)为64%，中位总生存期(mOS)为15.6个月[9]。但在随后进行的一项将纳武利尤单抗作为一线治疗的多中心III期临床试验中，纳武利尤单抗组的mOS为16.4个月，索拉非尼组为14.7个月，纳武利尤单抗对比索拉非尼并未显著提高总生存期[10]。

帕博利珠单抗(Pembrolizumab)在KEYNOTE-224研究中展现出了类似的疗效，其治疗的HCC患者中，既往接受过索拉非尼治疗的ORR为17%，DCR为62%，mOS为12.9个月[11]。在这一实验结果基础上，帕博利珠单抗由美国食品和药物管理局(FDA)在2018年加速批准作为HCC的二线治疗。研究表明，KEYNOTE-224研究2.5年的额外随访结果可证实帕博利珠单抗能提供持久的抗肿瘤活性，并且安全性可控[12]。在一项真实世界研究中，接受帕博利珠单抗治疗的患者的ORR (38.1% vs 15.1%)与OS (34.9个月vs 9.5个月)显著高于接受纳武利尤单抗治疗的患者[13]。而在另外三项研究中显示，帕博利珠单抗与纳武利尤单抗相比并没有表现出明显的优势[14]-[16]。这可能与Kuo [13]的研究中联合了酪氨酸激酶抑制剂治疗相关，未来需要更多的研究去证明这些免疫治疗抑制剂之间的疗效差异。

2020年，卡瑞利珠单抗(Camrelizumab)被国家药品监督管理局(NMPA)批准用于HCC的治疗。在卡瑞利珠单抗治疗既往系统性治疗失败的晚期HCC的多中心II期临床研究结果基础上，该药被国家药品监督管理局(NMPA)批准用于HCC的治疗。此外，该结果还表明卡瑞利珠单抗对于HCC患者有较好的疗效，并且安全性在可控范围之内[17]。

在一项全球性的III期临床研究中，对于不可切除的HCC患者，度伐利尤单抗(durvalumab)单药治疗的疗效并不劣于索拉非尼，并且不良事件发生率更低[18]。2022年FDA批准度伐利尤单抗与替西木单抗(tremelimumab)联合用于HCC成人患者。

3.2. CTLA-4抑制剂

相比PD-1/PD-L1抑制剂，CTLA-4抑制剂在HCC单药治疗中的疗效相对有限。但CTLA-4抑制剂与PD-1/PD-L1抑制剂的联合应用显示出了协同效应，成为HCC免疫治疗的另一研究热点。

伊匹木单抗(Ipilimumab)作为CTLA-4抑制剂，单药治疗HCC的疗效相对较弱。在CheckMate-040研究的一个子研究中，伊匹单抗联合纳武利尤单抗治疗晚期HCC患者ORR达到了32%，远高于单药治疗。这提示CTLA-4抑制剂与PD-1抑制剂的联合应用可能产生协同增效作用[19]。

替雷利珠单抗(Tislelizumab)也是一种CTLA-4抑制剂，正在用于HCC的临床治疗。在一项III期临床试验中，替雷利珠单抗对比索拉非尼治疗不可切除的HCC患者，拥有更长的mOS (15.9个月vs 14.1个月)和更高的ORR (14.3% vs 5.4%)，显示出了优越的疗效和安全性[20]。

4. CAR-T细胞治疗

4.1. 靶向抗原的选择

在HCC中，寻找合适的靶向抗原是CAR-T细胞治疗的关键。目前已有多种潜在的CAR-T细胞治疗靶点被证实在HCC中过表达。磷脂酰肌醇聚糖-3 (Glypican-3, GPC3)是一种肿瘤相关抗原，在HCC细胞中高度表达，但在成人正常组织中表达较低。因此GPC3成为CAR-T细胞治疗HCC的优良靶点之一，已有多项临床研究在评估针对GPC3的CAR-T细胞治疗，初步结果显示出良好的安全性和抗肿瘤活性[21]。甲胎蛋白(Alpha-fetoprotein, AFP)是HCC的一种重要生物标志物，在HCC细胞中高表达，针对AFP的CAR-T细胞治疗在临床前研究中展现出了抑制HCC生长的效果[22]。上皮细胞黏附分子(Epithelial cell adhesion molecule, EpCAM)在HCC组织中广泛表达，且与肿瘤恶性程度和预后相关[23]，针对EpCAM的CAR-T细胞治疗晚期HCC的临床试验正在进行中。

4.2. 局限性

CAR-T细胞治疗肝细胞癌面临多重局限性。首要挑战是靶点选择，目前已知的肝细胞癌相关抗原(如AFP、GPC3和EpCAM)均存在严重的表达异质性问题，这些抗原在不同患者和肿瘤阶段的表达水平差异显著，导致CAR-T细胞的识别精确性大幅下降[24]。肝脏复杂的免疫微环境也会进一步增加治疗难度，慢性肝病背景下肝脏中存在大量免疫抑制性细胞(如Treg和MDSC)，它们通过分泌IL-10、TGF-β等抑制性细胞因子，显著削弱CAR-T细胞的抗肿瘤活性[25]。安全性问题同样严峻，CAR-T细胞输注会导致许多不良事件的发生，例如细胞因子释放综合征(CRS)、脱靶毒性和神经毒性等[26]。除此之外，制备成本高昂、技术要求复杂、长期疗效不确定等原因均限制了其广泛临床应用。

4.3. 治疗策略优化

为了提高CAR-T细胞治疗在HCC中的疗效，研究者正在探索多种优化策略。其中一种策略是开发双特异性CAR-T细胞，相比单靶点CAR-T，双特异性CAR-T能同时识别两种不同的肿瘤抗原，可能产生更强的抗肿瘤活性，一项研究表明针对GPC3和CD133的双特异性CAR-T细胞在小鼠模型中可显著抑制HCC肿瘤细胞生长[27]。研究者还在探索调控性CAR-T细胞系统，通过整合抑制性共受体如CTLA-4、PD-1等，或者引入可调控的促凋亡基因开关，可增强CAR-T细胞在肿瘤微环境中的持久性和杀伤能力[28]。另一策略是利用基因编辑技术增强CAR-T细胞的功能，例如敲除CAR-T细胞表面的免疫检查点分子，可降低肿瘤微环境对CAR-T细胞的抑制作用[29]；还可以通过诱导表达白细胞介素-12 (IL-12)这样的促炎症细胞因子从而增强CAR-T细胞的杀伤能力[30]。

5. 治疗性疫苗

肿瘤疫苗可以通过诱导机体产生特异性的抗肿瘤免疫应答来发挥治疗作用。在HCC领域，研究者探索了多种治疗性疫苗策略，包括自体或异体肿瘤细胞疫苗、树突状细胞疫苗以及针对特异性肿瘤抗原的肽疫苗。例如，OncoVAX-HCC等自体肿瘤细胞疫苗已进入临床试验阶段，显示出一定的免疫原性，针对HCC相关抗原GPC3的肽疫苗在早期临床研究中也展现出了初步疗效[31]。但大多数HCC疫苗相关临床试验都是I期或II期研究，且结果并不总是令人满意，通过添加新的肿瘤抗原或开发新的抗原递送平台可能会改进疫苗的疗效。目前已有研究报道了NY-ESO-1、WT-1、ROBO1、FOXM1是可以考虑使用的新的肿瘤抗原[32]-[34]，随着技术的进步，特别是DNA测序技术的发展，识别合适的肿瘤抗原变得更容易，未来可以利用肿瘤特异性突变产生的新抗原来设计个性化疫苗，以提高免疫反应的特异性和有效性。最近的研究发现冷诱导型RNA结合蛋白[35]或肿瘤RNA负载脂质纳米颗粒[36]与ICI联合应用可以提高ICI的治疗效果，因此开发更有效的抗原递送平台可能是提高免疫治疗性疫苗疗效的有效途径。

6. 联合治疗策略

6.1. 免疫治疗联合抗血管生成药物

VEGF是肿瘤血管生成的关键驱动因素，VEGF可以通过上调转录因子增加T细胞耗竭，而抗VEGF治疗不仅能逆转T细胞耗竭，还能通过上调PD-L1的表达来提高抗PD-L1治疗的敏感性[37]。一项III期临床研究(IMbrave-150)探索了PD-L1抑制剂阿替利珠单抗与抗血管生成药物贝伐珠单抗(Bevacizumab)的联合应用，结果显示该联合方案一线治疗晚期HCC的中位无进展生存期(mPFS)为6.9个月，mOS为19.2个月，均明显优于单药索拉非尼[38]。此外，信迪利单抗(Sintilimab)联合贝伐珠单抗的Ⅲ期临床研究ORIENT-32也取得了积极结果，该研究中信迪利单抗联合贝伐珠单抗组相比单药索拉非尼组显示出更长的mPFS和mOS [39]，这进一步证实了免疫检查点抑制剂与抗血管生成药物联合应用的协同疗效。

6.2. 免疫治疗联合酪氨酸激酶抑制剂

除了与抗血管生成药物的联合，免疫检查点抑制剂还可能与酪氨酸激酶抑制剂(TKI)产生协同作用。TKI不仅能抑制肿瘤新生血管形成和肿瘤生长，还具有免疫调节作用。一项I期临床研究显示帕博利珠单抗(pembrolizumab)和仑伐替尼(lenvatinib)联合治疗HCC时ORR达到了36%，并且毒性可控[40]。在卡瑞利珠单抗(Camrelizumab)联合阿帕替尼(Apatinib)一线治疗晚期HCC的II期临床试验中，晚期HCC的ORR达到34.3%，DCR为77.1% [41]。在最新的III期临床研究中，卡瑞利珠单抗和阿帕替尼的组合与索拉非尼相比PFS (5.6个月vs 3.7个月)、OS (22.1个月vs 15.2个月)、ORR (25.4% vs 5.9%)均有显著提升。

其他免疫疗法如CAR-T细胞治疗也可能从与TKI的联合中获益。有研究发现，TKI可通过降低肿瘤细胞PD-L1表达，改善CAR-T细胞在肿瘤微环境中的功能，在动物实验中，CAR-T细胞联合仑伐替尼显示出更强的抑瘤活性[42]，这提示未来CAR-T细胞治疗或许可与靶向药物形成新的联合疗法。

6.3. 两种免疫治疗联合

CTLA-4抑制剂与PD-L1抑制剂的协同作用也值得关注，在一项II期临床试验中，度伐利尤单抗(Durvalumab)与曲美木单抗(Tremelimumab)的联合应用相比单药度伐利尤单抗显著提高了ORR (24% vs 10.6%) [43]。另外，一项IBI310和信迪利单抗一线治疗晚期HCC的多中心III期临床研究(NCT04720716)正在进行中。

6.4. 免疫治疗联合局部治疗

免疫治疗与局部治疗手段的结合也是HCC综合治疗的一个重要方向。局部治疗手段包括射频消融(RFA)、微波消融(MWA)、经动脉化疗栓塞(TACE)等，这些治疗通过直接破坏肿瘤细胞，诱导其产生免疫原性细胞死亡，从而释放肿瘤抗原，最终激发机体抗肿瘤免疫反应。一项研究表明替西木单抗联合消融术可以使HCC患者CD8⁺T细胞明显增加，提高抗肿瘤效果[44]。免疫治疗与TACE联合应用也取得了一定进展，一项研究结果表明，与阿替利珠单抗联合贝伐珠单抗相比，TACE联合阿替利珠单抗和贝伐珠单抗使HCC患者的OS、PFS、ORR均显著改善[45]，这是由于TACE可诱导肿瘤细胞坏死降低肿瘤负荷，并诱导TME缺氧，使免疫治疗效果更好。

局部治疗也可能增强其他免疫疗法如CAR-T细胞的疗效。有研究显示，RFA可能通过释放肿瘤抗原、调节免疫微环境等机制，为CAR-T细胞治疗创造更有利的条件，在动物实验中，RFA联合GPC3-CAR-T细胞治疗HCC模型，可明显抑制肿瘤生长，延长小鼠生存期[46]。

7. 生物标志物研究

尽管使用免疫抑制剂可以使HCC患者的临床结局有所改善，但是只有少部分的患者达到客观缓解。许多研究人员致力于寻找预测性生物标志物，为评估患者对免疫治疗的反应提供依据，有利于更准确地预测个体化的治疗效果，预测预后。目前相关研究主要集中在宿主相关生物标志物、肿瘤相关生物标志物两大方面。

在临床工作中血清AFP水平是用于诊断和监测HCC疗效的重要指标，有研究发现治疗开始前基线AFP浓度低于400 μg/l的患者，部分缓解(PR)或完全缓解(CR)率较高，疾病进展率(PD)较低[47]。但是随后的一项Ⅲ期临床试验发现基线AFP水平高于400 ng/ml的患者OS有所增加[10]。AFP作为HCC免疫治疗的预后生物标志物具有一定的潜力，但其价值仍需通过更多的研究来验证。外周血中的炎症标志物也可以作为预测指标，有研究发现中性粒细胞与淋巴细胞比值(NLR) ≥ 5和血小板与淋巴细胞比值(PLR) ≥ 300是总生存期(OS)的独立预后因素，可以预测接受免疫治疗患者的OS、PFS、ORR降低[48]。肠道微生物群在HCC的发生和发展中起着重要作用，肠道菌群失调可影响机体免疫功能，从而影响免疫治疗疗效[49]，一项研究表明，肠道微生物群中的一些细菌能改善接受免疫治疗的肝胆癌患者的OS和PFS [50]，肠道菌群分析可能成为预测肝癌免疫治疗疗效的生物标志物。

肿瘤突变负荷(TMB)可能是预测HCC免疫治疗有效性的可靠标志物，一项I期临床研究发现高TMB患者较低TMB患者的预后更差[51]，但是TMB不是一个固定的值，目前缺乏统一的TMB计算和判定标准。肿瘤浸润淋巴细胞(TIL)数量及其活性状态是预测免疫治疗疗效的重要指标，一项荟萃分析显示高TIL水平与较好的OS和无病生存期(DFS)相关[52]，然而临床上使用TIL作为预测生物标志物需要对测试方法、测试时间进行标准化和验证。PD-L1在免疫系统中扮演着重要的角色，一项荟萃分析指出高PD-L1表达水平通常与较差的生存率相关[53]，但是PD-L1水平受多种因素影响，未来的研究需要在检测方法及动态监测等方面做出努力，以提高PD-L1作为生物标志物的实用性和可靠性。

8. 挑战与展望

HCC的发病率和死亡率在恶性肿瘤中居高不下，近年来随着免疫治疗在各类实体瘤中的崛起，这一新兴治疗手段也逐步应用于HCC的治疗。虽然免疫治疗利用人体自身免疫系统的杀伤能力来攻击和消灭肿瘤细胞，在某些患者中取得了令人鼓舞的疗效，但是目前仍面临着诸多挑战。

目前HCC患者接受免疫治疗的总体有效率远低于某些其他实体瘤的疗效水平。这主要是因为HCC本身具有较强的免疫逃逸能力，肿瘤细胞通过多种机制抑制机体免疫系统的激活和发挥作用，使免疫细胞难以有效识别和杀伤肿瘤。因此，如何提高免疫治疗在HCC中的有效性成为亟待解决的关键问题。探索新的免疫检查点抑制剂是一个重要的研究方向，目前临床应用最广泛的免疫检查点抑制剂主要针对PD-1/PD-L1和CTLA-4通路，然而这些经典靶点的疗效仍有待提升。研究人员可以寻找新的免疫检查点分子，并开发针对这些通路的单抗药物，提高免疫治疗的有效率。其次，将免疫治疗与其他治疗手段联合应用也是一个很有前景的策略，免疫治疗与靶向药物或化疗联合使用，可以产生协同增强的抗肿瘤效果，通过这种综合治疗手段，可以最大限度地利用机体免疫系统的杀伤能力，达到更好的临床疗效。最后，可以进一步探索针对HCC特异性的免疫机制开发新型免疫疗法，肝细胞癌作为一种实体瘤，其肿瘤微环境和免疫逃逸机制与其他肿瘤存在一定差异。因此，单一的免疫检查点抑制可能并不足以彻底激活HCC患者的抗肿瘤免疫，探索肿瘤疫苗、CAR-T细胞疗法等新型免疫治疗手段可以更精准地靶向HCC特异的免疫逃逸通路，从而提高治疗效果。因此，我们既要发掘新的免疫检查点靶点，开发更有针对性的免疫治疗药物，也要探索将免疫治疗与其他治疗手段联合应用的综合治疗策略，提高HCC免疫治疗的总体疗效。

目前尚未发现能够准确预测患者对免疫治疗反应的可靠生物标志物，这导致医生难以事先识别出哪些患者更可能从免疫治疗中获益，也难以及时调整治疗方案，未来的研究应该继续探索新的潜在标志物，并且单一的生物标志物通常难以全面准确地预测患者的免疫治疗反应，可以尝试将多种潜在标志物进行联合分析，建立更加可靠的多指标联合预测模型，为临床医生提供更有价值的决策支持，提高免疫治疗在HCC中的应用价值。

一些原本对免疫治疗有反应的患者，在治疗过程中会出现耐药，即逐渐失去对治疗的反应。这种耐药发生的具体分子机制目前仍不太清楚，可能涉及肿瘤细胞的基因突变导致抗原表达改变，或是肿瘤微环境演变为免疫抑制性等。未来可以进一步分析耐药肿瘤样本，探究肿瘤微环境的动态变化，深入研究耐药产生的机理，设计出有效的预防和逆转耐药的策略，提高免疫治疗的长期疗效。

尽管免疫治疗为改善晚期HCC患者预后带来了曙光，但其在HCC领域仍面临着诸多亟待解决的关键性挑战。我们需要继续深入开展基础和临床研究，不断优化免疫治疗的疗效，提高患者的获益率，最终造福更多的HCC患者。只有这样，免疫治疗才能真正在HCC治疗中发挥应有的作用。

基金项目

恩施州科技计划项目(D20230045)。

NOTES

^*通讯作者。