免疫治疗在晚期非小细胞肺癌治疗中的研究进展

Research Progress of Immunotherapy in the Treatment of Advanced Non-Small Cell Lung Cancer

摘要: 肺癌(lung cancer, LC)作为全世界疾病中负担最重的恶性肿瘤之一，在全球恶性肿瘤死亡顺位中占头位，也是全世界男性癌症发病和死亡的重要原因，女性LC的发病率仅次于乳腺癌和结直肠癌，死亡率仅次于乳腺癌。我国是LC大国，全球将近一半的LC发病和死亡发生在我国。非小细胞肺癌(NSCLC)是肺癌的重要病理类型，大约占所有LC的85%，由于早期症状的非特异性及缺乏早期有效的筛查方法，多数发现时已是晚期。含铂双药化疗是以往晚期非小细胞肺癌患者的标准诊疗方案，但其治疗效果不佳，同时伴有严重不良反应降低患者的生活质量等缺点。如何延长晚期非小细胞肺癌患者的生存期是目前亟待解决的难题。免疫检测点抑制剂(ICIs)作为一种新兴免疫疗法，极大地改变了肺癌的诊疗模式，有效地提高了晚期肺癌患者的总生存率，从而在世界范围肺癌治疗领域掀起了免疫研究热点。本综述梳理了免疫检查点抑制剂(ICIs)在晚期NSCLC中的研究进展、安全性及其疗效预测标记物。

Abstract: Lung cancer (LC), one of the most burdensome malignant tumors in the world, ranks first in the global mortality rate of malignant tumors and is a significant cause of cancer morbidity and mortality among men worldwide. The incidence of LC in women is only second to breast cancer and colorectal cancer, and the mortality rate is only second to breast cancer. China is a major country with LC, with nearly half of the global LC cases and deaths occurring in China. Non-small cell lung cancer (NSCLC) is an important pathological type of LC, accounting for approximately 85% of all LC cases. Due to the non-specificity of early symptoms and the lack of effective early screening methods, most cases are discovered at an advanced stage. Platinum-based doublet chemotherapy was the standard treatment for advanced NSCLC patients in the past, but its therapeutic effect was poor and it was accompanied by severe adverse reactions that reduced the quality of life of patients. How to prolong the survival period of advanced NSCLC patients is currently an urgent problem to be solved. Immune checkpoint inhibitors (ICIs), as a new type of immunotherapy, have greatly changed the treatment model of lung cancer, effectively improving the overall survival rate of advanced lung cancer patients, thus triggering a research hotspot in the field of lung cancer treatment worldwide. This review briefly summarizes the research progress, safety, and efficacy prediction markers of immune checkpoint inhibitors (ICIs) in advanced NSCLC.

1. ICIs的作用机制

免疫检查点抑制剂是治疗肿瘤的一种新型药物。目前较为深入研究的免疫检查点抑制剂有抗细胞毒性T淋巴细胞抗原-4 (CTLA-4)抗体伊匹木单抗、曲美木单抗，程序性细胞死亡受体1 (PD-1)抗体帕博利珠单抗和纳武利尤单抗及程序性细胞死亡配体1 (PD-L1)抗体阿替利珠单抗和度伐利尤单抗等。

CTLA-4 (细胞毒性T淋巴细胞相关蛋白4)，也称CD152 (分化簇152)，是由活化的T细胞表面表达的一种蛋白受体，具有负性调控T细胞的免疫功能作用。CD28和CD152同源，竞争性结合抗原提呈细胞表面B7分子(CD80和CD86)，并且CD152与B7分子结合能力较CD28强。T细胞表面的CTLA-4受体蛋白与抗原提呈细胞表面B7分子结合后降低T细胞增殖、分化，从而降低机体肿瘤免疫。CTLA-4抑制剂有效阻断CTLA-4与B7分子结合，促进CD28-B7信号通路活性，加强机体抗肿瘤免疫反应[1]-[3]。程序性死亡配体-1 (programmed death ligand 1, PD-L1)是一种表达在肿瘤细胞及抗原提呈细胞上的蛋白。当机体有肿瘤细胞时，肿瘤细胞与免疫细胞表面PD-1识别、结合，逃避机体免疫系统的监视[4]。PD-1/PD-L1抗体通过阻止肿瘤细胞PD-L1与免疫细胞PD-1的结合，激活T细胞对肿瘤细胞的杀灭能力，增强机体抗肿瘤效应。

综上所述，各类ICIs通过阻断肿瘤细胞与免疫细胞之间的负性免疫调控作用，增强机体免疫系统发现肿瘤细胞的能力，为肿瘤患者提供治疗新策略。

2. ICIs在晚期NSCLC中的应用

手术切除癌变组织是早期肺癌的最佳医治方法。因此，早期LC应当力争根治性切除，从而达到降低肿瘤负荷及肿瘤转移和复发可能。而肺癌因其早期症状的不典型和缺乏筛查手段，大部分患者发现时已是晚期，失去手术机会。以往双药化疗标准治疗方案疗效不佳，同时伴有严重不良反应。当前，由于ICIs的广泛临床应用，为晚期肺癌患者带来生存希望，成为无法切除的晚期非小细胞肺癌患者一线及后线治疗方案的一部分。联合化疗、放疗、靶向或单用免疫抑制剂均成为晚期癌症患者延长生命的最佳手段。

2.1. ICIs单药治疗

近年来，随着免疫治疗的研究深入及不断开展临床实验，ICIs已替代含铂化疗成为突变基因阴性的晚期NSCLC患者的一线治疗方案。美国食品药品管理局(Food and Drug Administration, FDA)已批准帕博利珠单抗(pembrolizumab)、阿替利珠单抗作为突变基因阴性的晚期NSCLC患者的一线治疗[5]。

KEYNOTE-024是首个将PD-1单抗用于晚期NSCLC一线治疗的一项开放标签、III期随机对照的临床研究。此试验极大改变了驱动基因阴性晚期NSCLC患者以往以化学治疗为主的治疗格局。此项试验对PD-L1表达水平 ≥ 50%的驱动基因阴性的晚期NSCLC患者，分别予以帕博利珠单抗单药治疗和含铂双药化疗。结果发现，帕博利珠单抗较化疗显著延长PFS (中位10.3月vs 6.0月，HR = 0.50)和OS (中位30.0月vs 14.2月，HR = 0.63)，显著提高ORR (44.8% vs 27.8%)，同时三级以上不良反应免疫单药组更低(31.2% vs 53.3%) [6]。2020年欧洲肿瘤医学协会会议(ESMO)更新的随访结果显示，意向治疗人群一线接受帕博利珠单抗单药治疗较接受含铂双药化疗可降低38%的死亡风险及50%的疾病进展风险，中位OS长达26.3月，明显高于化疗组(16.3%) [7]。之后，KEYNOTE-042在中国扩展研究，将入组患者标准扩大至PD-L1表达水平 ≥ 1%，研究中PD-L1表达水平 ≥ 50%接受单药帕博利珠单抗治疗总生存优于化疗组(20.0个月vs 12.2个月，HR = 0.69; 95% CI: 0.56~0.85; P < 0.0003)。而在PD-L1表达在1%~49%的患者，帕博利珠单抗单药治疗和化疗中位生存期相差不大(13.4个月vs 12.1个月，HR = 0.92; 95% CI: 0.77~1.11)。在安全性方面，帕博利珠单抗组3级以上TRAEs发生率相较化疗组更低(18.0% vs 41.0%) [8]。IMpower110临床实验也证实，在PD-L1高表达(为肿瘤细胞 ≥ 50%或肿瘤浸润免疫细胞 ≥ 10%)且EGFR/ALK阴性的IV期NSCLC人群中，单药阿替利珠单抗组ORR、中位PFS和中位OS均优于标准化疗组，同时阿替利珠单抗组治疗相关的3~4级TRAEs发生率更低(12.9% vs 44.1%) [9]。

绝大多数晚期或不可切除的非小细胞癌(NSCLC)患者尽管在疾病发现时进行积极同步放化疗(或序贯放化疗)，但依旧不能阻止病情进展。PACIFIC研究把713名在两个或多个周期的含铂化疗及放疗后没有疾病进展的III期非小细胞肺癌患者随机分为2组，一组予以度伐利尤单抗(473名)、另一组予以安慰剂(236名)作为巩固治疗。研究显示，度伐利尤单抗组有效率明显高于安慰剂组(28.4% vs 16.0%, P < 0.001)，同时，度伐利尤单抗组具有更长久的中位PFS (16.8月vs 5.6个月，HR = 0.52; 95% CI: 0.42~0.65; P < 0.001)，中位至死亡或远处转移时间分别为23.3个月vs 14.6个月(P < 0.001)。基于本研究，度伐利尤单抗单药被FDA和NMPA批准作为不可切除的III期NSCLC同步放化疗后未进展患者的巩固疗法[10]。

CheckMate 078是针对EGFR/ALK阴性或未知的IV期NSCLC患者在经过含铂双药化疗期间或之后出现疾病进展的III期临床试验。此实验将符合条件的患者随机分为纳武利尤单抗组和多西他赛组。试验数据表明，纳武利尤单抗组相较多西他赛组临床获益更显著，ORR分别为18% vs 4.0%，且有更长的中位OS，分别为11.9个月vs 9.5个月(HR = 0.75; 97.7% CI: 0.61~0.93)。CheckMate 078是首次在以中国为主的人群中进行的III期研究，其最终结果和全球CheckMate 017和057研究结果相同。同时，在安全性方面比较发现，纳武利尤单抗组3~4级TRAES的发生率较低多西他赛组更低，分别为12%和47% [11]。基于本研究结果，已批准纳武利尤单抗单药用于EGFR/ALK阴性、未知EGFR/ALK的IV期NSCLC患者的二线治疗。RATIONALE 303是III期全球多中心试验，最终数据表明，替雷利珠单抗单药用于治疗EGFR/ALK阴性、既往接受过含铂方案化疗后PD或不可耐受的局部晚期或转移性鳞状NSCLC患者的二线或三线治疗，并且不需要检测PD-L1的表达水平[12]。

综上所述，多个临床试验数据表明，ICIs单药可用于突变基因阴性晚期NSCLC一线、二线、三线及局部晚期巩固治疗。并且研究数据证实，免疫抑制剂单药治疗较化疗显著延长患者生存期的同时，安全性更大，不良反应发生率更低。

2.2. ICIs联合其它治疗

对于PD-L1高表达患者用ICIs单药即可达到显著的临床效果，而表达水平较低或不表达患者ICIs单药获益并不显著。免疫联合其它治疗，如化疗、靶向治疗等可扩大受益人群的同时，提高治疗疗效。

2.2.1. ICIs联合化疗

免疫治疗作为近几年肺癌治疗领域中的新星，联合化疗也表现出较好的临床效果，被多种临床指南推荐为突变基因阴性晚期NSCLC I级治疗方案，并且不需要考虑PD-L1的表达情况。化疗具有强大的抗癌能力，因其破坏肿瘤细胞复制功能的能力，让癌细胞走向坏死。而这些坏死细胞产生的肿瘤抗原，又可作为引路明灯，指引免疫系统精准定位并消灭癌细胞。因此，化疗联合免疫可以提高治疗疗效。

有多个临床试验结果均证实化疗 + 免疫较标准化疗治疗效果更显著。包括KEYNOTE-189试验、IMpower132试验及Camel试验等。KEYNOTE-189研究证实晚期非鳞NSCLC患者中，帕博利珠单抗 + 化疗组较标准化疗诊疗效果更显著，PFS分别为9.0个月vs 4.9个月(HR = 0.50; P < 0.001)，中位OS分别为22.0个月vs 10.6个月(HR = 0.60; P < 0.001) [13]。随后，KEYNOTE-407试验在KEYNOTE-189试验的基础上纳入晚期鳞状NSCLC受试者，结果证实帕博利珠单抗联合化疗较单纯化疗具有更优的ORR、PFS和OS [14]。帕博利珠单抗联合化疗已被指南推荐为晚期鳞和非鳞状NSCLC患者首选的一线治疗方案。III期IMpower132研究的OS和PFS获益，NMPA批准阿替利珠单抗联合化疗作为晚期非鳞状NSCLC患者的一线治疗方案[15]。ORIENT-11 [16]试验中的信迪利单抗、RATIONALE 304 [17]试验中的替雷利珠单抗、GEMSTONE-302试验中的舒格利单抗显著延长了患者的PFS和OS，为晚期鳞状/非鳞状NSCLC患者提供了更优的有效治疗的选择[18]。其它III期临床试验(如RATIONALE 307 [19]、ORIENT-12 [20]、CAMEL-sq [21]、GEMSTONE-302 [18])证实，免疫联合化疗相比既往含铂标准化疗方案，显著延长了我国晚期鳞NSCLC患者的生存期。

2.2.2. ICIs联合CTLA-4抑制剂

近年来，双免治疗在治疗晚期NSCLC中显示出较好的效果。CheckMate 227 [21]是首个报道双免联合治疗阳性结果的III期临床研究。无论PD-L1表达如何，纳武利尤单抗联合伊匹木单抗较单纯化疗的OS均显著获益，达到主要研究终点。

KEYNOTE-598比较双免治疗(帕博利珠单抗 + 伊匹木单抗)和免疫抑制剂单药(帕博利珠单抗)在晚期NSCLC中的疗效，结果表明，两组患者在中位PFS (8.2个月vs 8.4个月)和OS (21.4个月vs 21.9)相近，差异无统计学意义。同时，发现单免疫组较双免疫组3~5级不良反应发生率高，分别为62.4%和50.2% [22]。因此，KEYNOTE-598未能证实双免具有更好的PFS和OS。CheckMate-9LA研究在纳武利尤单抗联合伊匹木单抗的基础上进一步联合2周期化疗，较单独化疗可以显著改善OS (15.8 vs. 11.0个月，HR = 0.74)。POSEIDON研究则探索了度伐利尤单抗联合曲美木单抗及化疗作为晚期NSCLC一线治疗的可行性，研究结果显示，该联合方案可以带来PFS和OS获益(mPFS: 6.2 vs. 4.8个月，HR = 0.72; mOS: 14.0 vs. 11.6个月，HR = 0.76)。基于可靠的临床数据，以上三种治疗方案均被FDA批准用于晚期NSCLC的一线治疗。

2.2.3. ICIs联合放疗

放疗作为抗肿瘤治疗的一种重要手段，联合免疫治疗或化疗均显现出较好的效果。在III期PACIFIC试验中[10]，对不可切除的III期非小细胞肺癌患者在同步放化疗后予以durvalumab或安慰剂。最后结果表明durvalumab组较安慰剂组获益更明显，ORR分别为28.4%和16.0% (P < 0.001)，中位PFS为16.8个月vs 5.6个月和OS为47.5个月vs 29.1个月。durvalumab组和安慰剂组的5年生存率(95% CI)分别为42.9%和33.4%，PFS为33.1%和19.0%。以上数据表明，在放化疗后，durvalumab具有持续且稳健的OS和更长久的PFS益处。GEMSTONE-301试验得出舒格利单抗组较安慰剂组有更持久的中心PFS (9.0个月vs 5.8个月)，同时舒格利单抗组较安慰剂组具有更低的PD和死亡风险[23]。而且，不论同步或是序贯放化疗后的患者，都显示出显著的临床获益。基于此项研究，准舒格利单抗已被NMPA批准作为治疗不可切除的III期NSCLC同步或序贯放化疗后未进展的巩固治疗。

2.2.4. ICIs辅助治疗

IMpower-010是纳入分期在IB至IIIA期可切除的NSCLC患者的全球随机、开放性的III期临床研究[24]。其主要目的为评估接受含顺铂辅助化疗后，比较患者接受阿替利珠单抗或最佳支持治疗后的疗效及安全性，其主要研究受试者的DFS。最后结果表明，在PD-L1 TC ≥ 1%的II至III期患者中，阿替利珠单抗组较最佳支持治疗组，具有更长久的中位DFS，同时显著减少了复发、死亡的机会。基于本研究结果，阿替利珠单抗单药被FDA和NMPA批准用于经手术切除、以铂类为基础化疗后，肿瘤细胞PD-L1表达 ≥ 1%的IIA至IIIA期NSCLC患者的辅助治疗。对IB (≥4 cm)至IIIA期可切除的NSCLC患者，予以术前三周期的纳武利尤单抗联合化疗或单纯化疗，比较两组患者的疗效和安全性。最后数据证明免疫联合化疗比单纯化疗显著提高pCR比例及EFS获益。

2.2.5. ICIs治疗驱动基因突变阳性晚期NSCLC

目前所有指南均反对驱动基因突变阳性的晚期NSCLC患者一线使用ICIs单药治疗。一项II期临床研究让EGFR突变阳性患者接受一线接受帕博利珠单抗单药治疗，其中73%的患者为PD-L1表达强阳性(TPS ≥ 50%)，但仅有1名患者PR，此研究证实，EGFR突变阳性患者，一线接受帕博利珠单抗治疗的有效率基本是零，即使PD-L1高表达。同时，出现严重不良反应，在研究开始的第六个月有2名患者出现因irAEs死亡[25]。TATTON研究用靶向(奥希替尼)联合免疫(度伐利尤单抗)治疗EGFR突变NSCLC患者，结果发现联合用药后间质性肺病的发病率高达38%，而单用靶向治疗或免疫治疗后间质性肺炎的发病率显著降低，约为2.9%和2.0% [26]。因此，对于EGFR突变阳性的NSCLC患者建议一线靶向治疗。

虽然对于EGFR敏感突变NSCLC患者一线采用靶向治疗，但仍有相当一部分患者出现靶向药物耐药继而出现疾病复发情况。对于耐药后疾病复发的后线治疗方案，研究者们经过试验研究发现，EGFR突变NSCLC患者后线用ICIs单药治疗，其获益并没有优于化疗，而且不良反应发生率较高，因此不支持ICIs单药治疗。截至当前已有多个文献报道ICIs联合其它治疗方案的疗效，如抗血管生成药物 + 化疗、ICIs + 抗血管生成治疗或ICIs + 化疗 + 抗血管生成治疗等。IMpower150研究对EGFR敏感突变患者予以贝伐珠单抗联合化疗或阿替利珠单抗、贝伐珠单抗联合化疗，结果证实阿替利珠单抗 + 贝伐珠单抗 + 化疗组的生存显著获益[27]。CT18是评价特瑞普利单抗 + 培美曲塞 + 卡铂治疗EGFR-TKI耐药晚期或复发EGFR突变NSCLC疗效和安全性的一项研究，本研究共纳入了40名一线EGFR-TKI治疗失败且T790M阴性患者，结果发现ORR为50%，DCR为87.5%，中位PFS为7.0个月，显示出免疫 + 化疗为经TKI治疗失败的EGFR突变患者的后线治疗中良好的应用前景[28]。

3. 免疫治疗疗效预测标记物

尽管免疫检查点抑制剂在肺癌治疗领域中的作用日益凸显，但仍有相当数量的患者并没有从免疫治疗中获益。研究数据表明，仅有15%~20%的患者对免疫治疗敏感。同时，免疫治疗具有严重的免疫相关的毒副反应，免疫相关毒性的发生不仅降低生活质量、增加医疗费用，严重者还可出现死亡。考虑到免疫治疗的特点，迫切需要开发临床上有用的预测生物标记物，挑选出对免疫治疗敏感的患者。

3.1. PD-L1的表达

除了驱动基因突变外，PD-L1是国家综合癌症网络(NCCN)指南推荐的唯一决定转移性非小细胞肺癌治疗方案的生物标记物[27]。多项研究均证明该生物标记物在IV期NSCLC [10] [28]中有较好的预测能力。大多数试验都表明，PD-L1的表达水平不仅帮助患者选择治疗方案，而且可以通过PD-L1表达水平[29]来预测免疫治疗的益处程度。虽然PD-L1表达是临床上应用最广泛的生物标志物，但其预测价值并不是绝对的。PD-L1表达在肿瘤间和肿瘤内的异质性、PD-L1检测的多样性和用于确定PDL1阳性的截断值，以及肿瘤组织的处理和储存对PD-L1分析的影响使其成为一个并不完善的生物标志物[30]。研究表明，肺活检和相应切除的肿瘤之间、原发和转移部位之间以及不同转移部位之间PD-L1的表达差异很大[31]。

3.2. 肿瘤突变负荷(TMB)

癌症的难治性往往被归因于其巨大的基因突变谱系。通常，癌细胞对常用抗癌药物产生耐药性是与多种基因突变密切相关。众所周知，肺癌及其主要组织亚型是携带最多体细胞突变的肿瘤类型之一。TMB定义为肿瘤标本中评估基因外显子区域每兆碱基的突变总数(Mb)。随着突变数量的增加，新转录蛋白和新抗原的潜在数量也会增加。这种新抗原存在的增加也会增强肿瘤的免疫原性，并改善患者对免疫检查点抑制的反应的可能性。理论上来说，TMB越高，癌细胞越容易被机体免疫系统识别，启动防御机制，清除癌细胞。有研究证实，组织和血液的TMB已经在几个肺癌和肿瘤中证明可以预测ICI的免疫治疗疗效。PD-L1表达水平和TMB联合检测较PD-L1 [32]的表达可增加预测能力。

3.3. 循环肿瘤DNA (CtDNA)

由于检测便捷和外周血液循环快速等优点，对外周血液循环中的肿瘤衍生物质进行分析受到越来越多的关注。在众多循环血液生物标记物分析中，循环肿瘤DNA (CtDNA)是最常用的生物标记物[33]。CtDNA在肺癌ICI治疗中的作用目前仅限于检测少数特定的基因组变化。几个商业平台正在提供基于血液的TMB分析，然而，它们的临床实用性尚未在大型前瞻性试验中得到验证。将连续监测ctDNA作为ICI反应和疗效预测的生物标志物研究的早期数据显示，ctDNA与免疫治疗疗效之间有良好的相关性[22]。相信随着未来更大规模的研究开展，对ctDNA的认识会更加深入全面。

4. 总结与展望

免疫治疗改变晚期NSCLC治疗格局的同时，也面临很多挑战。未来应进一步深入探索及研发新型免疫治疗药物、更优的免疫治疗模式，及加强特殊人群管理。此外，也应进一步寻找最佳的预测ICI疗效，以期实现个体化的精准免疫治疗。