黑色素瘤是免疫治疗的模型,免疫治疗在转移性黑色素瘤的成就代表实体瘤治疗的未来发展方向。到2016年6月ASCO年会为止,黑色素瘤免疫治疗的进展主要体现在下列方面。
一、免疫分型为设计黑色素瘤免疫治疗方案提供依据
若以淋巴细胞浸润和肿瘤细胞是否表达PD-L1为标志,黑色素瘤与免疫应答的关系可分为2类4型。首先,依据是否存在淋巴细胞浸润肿瘤组织,黑色素瘤可分为炎症性黑色素瘤和非炎症性黑色素瘤。再依据肿瘤细胞是否表达PD-L1分子分出2个亚型,以此为依据设计相应的免疫治疗策略(图1)。炎症性、PD-L1表达型(I型)说明肿瘤已经诱导抗肿瘤免疫应答,但肿瘤细胞通过表达PD-L1分子而逃避免疫杀伤,PD-1/PD-L1特异性抑制剂可有效治疗此类肿瘤。炎症性、非PD-L1表达型(Ⅳ型)说明肿瘤细胞通过非PD-L1依赖性机制逃避免疫杀伤,应该根据免疫逃逸机制发展相应的治疗策略。例如,如果Treg细胞介导免疫逃逸,可以设计CTLA-4抗体联合OX40抗体治疗。非炎症性、无PD-L1表达型(Ⅱ型)说明肿瘤未能触发免疫应答,治疗策略应该是在触发免疫应答的基础上松开免疫刹车,即将Ⅱ型肿瘤转化成I型肿瘤再加以治疗。非炎症性、PD-L1表达型(Ⅲ型)说明肿瘤细胞表达PD-L1分子与免疫应答无关。基于PD-L1分子可能影响肿瘤细胞凋亡敏感性,PD-L1自身可以作为靶分子。PD-L1特异性抑制剂单药或联合放疗、化疗均可治疗Ⅲ型肿瘤。在黑色素瘤中Ⅰ-Ⅳ型的构成比分别为大约为38%、40%、1%和20%。由此不难理解PD-1、PD-L1抑制剂治疗晚期黑色素瘤的有效率波动在20%~40%的缘由。
二、免疫哨卡抑制剂证明免疫治疗的长效性
目前批准上市的免疫哨卡抑制剂包括CTLA-4特异性抗体(Ipilimumab)、PD-1特异性抑制剂(Pembrolizumab和Nivolumab)和PD-L1特异性抑制剂(Atezolizumab)三类。免疫哨卡抑制剂治疗黑色素瘤的有效率波动在10%~40%,但生存曲线出现“拖尾现象”。拖尾现象指在超过某个时间点后患者的生存率不再随时间的推移而进一步下降,表示患者无瘤生存或带瘤生存。例如,晚期黑色素瘤“标准”化疗药物DTIC的ORR为10%~20%,5年生存率为8%。CTLA-4特异性抗体Ipilimumab治疗晚期黑色素瘤的ORR为10%~20%,DCR为28%,但患者的3年生存率为21%,7年生存却达到17%,生存曲线在5年后进入平台期。PD-1抑制剂Nivolumab单药治疗晚期黑色素瘤的ORR为30%~40%,3年生存率为38%,5年生存率高达34%。生存曲线在3年后进入平台期。同样,PD-1抑制剂Pembrolizumab的3年生存率也高达40%,CR达15%。其中,初治患者3年生存率为45%,Ipilimumab失败者3年生存率为41%。PD-L1抑制剂Atezolizumab单药有效率为28%,尚缺乏远期随访资料。更令人振奋的是,随访Checkmate 069研究患者,Nivolumab联合Ipilimumab方案的1年生存率为79%,2年生存率为64%(SMR 2015)。Nivolumab联合Ipilimumab方案治疗12周时11%~20%患者达到CR。随着随访时间延长,预计更多患者出现CR。随访高剂量IL-2治疗晚期皮肤黑色素瘤患者,大部分CR患者无瘤生存超过10年,提示免疫治疗产生的“CR”预示疾病“治愈”。
免疫哨卡抑制剂使晚期皮肤黑色素瘤的疗效达到前所未有的高度,甚至超越晚期肺癌、大肠癌、乳腺癌等常见实体瘤的疗效,晚期皮肤黑色素瘤从“癌中之王”转化成可治之症,预计超过50%的晚期皮肤黑色素瘤可能带瘤长期生存,部分患者可“治愈”。
三、将非炎症性黑色素瘤转化成炎症性黑色素瘤是目前的研究重点
免疫应答包括致敏期、扩增期、效应期三个阶段。参照免疫应答原理,将非炎症性肿瘤转化成炎症性肿瘤需要经历7个关键环节,称为肿瘤-T细胞免疫应答环(图2)。7个关键环节分别为:肿瘤细胞释放抗原;抗原被树突细胞递呈;树突细胞致敏和活化T细胞;效应性T细胞迁移到肿瘤组织并浸润肿瘤癌巢;效应性T细胞识别肿瘤细胞;效应性T细胞杀伤肿瘤细胞。
为打通肿瘤T细胞免疫应答环,临床研究在以下方面取得进展。
1.PD-1抑制剂联合CTLA-4抗体 CheckMate 067研究采用O1-I3方案,入组947例转移性皮肤黑色素瘤患者,随机分为Ipilimumab组、Nivolumab组和Ipilimuab联合Nivolumab组。三组的有效率分别为19%、43.7%和57.6%。对比Nivoluamb单药,O3-I1方案(Nivolumab/Opdivo 1mg/kg和Ipilimumba 3mg/kg,每3周1次,4程后用Nivoliumab 3mg/kg,每2周1次,至少维持治疗3疗程以上)使皮肤黑色素瘤患者全面受益。PD-L1阳性(PD-L1阳性肿瘤细胞≥5%)者有效率从57.5%提高到72.1%,PD-L1阴性患者的中位PFS从6.9个月提高到11.2个月,与PD-L1阳性患者的中位PFS相当(14个月)。BRAF V600E突变者的中位PFS从5.62个月提高到11.73个月。M1c期患者的中位PFS从5.39个月提高8.51个月,M1a和M1b期患者的中位PFS从9.3个月提高到15.54个月。美国CheckMate 218研究重复了CheckMate 067的结果。另外,Keynote 029研究入组153例皮肤黑色素瘤患者,ORR 57%,肿瘤细胞PD-L1表达水平、BRAF基因突变状态、血清LDH水平、既往是否接受化疗等均不影响有效率。
2.T细胞激动剂 激动效应性T细胞需要双信号,第一信号是TCR信号,第二信号是免疫共调节分子信号(图3)。PD-1、CTLA-4等属于免疫共抑制分子,而OX40、GITR、CD137、IL-10R等属于免疫共刺激分子。OX40、GITR和CD137等激动性抗体均显示出良好耐受性和一定的免疫刺激能力。尤其值得关注的是,OX40激动性抗体能在激活CD4+效应性T细胞(CD4+Tem)的同时抑制调节性T细胞(Treg),为治疗Ⅳ型黑色素瘤打开一道窗口。另外,长效IL-10(AM0010)也能激动CTL。T细胞激动剂将成为新一类免疫治疗药物,它们联合免疫哨卡抑制剂进一步提高Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ型黑色素瘤的疗效。
3.“危险信号”模拟剂 T细胞激动剂强化肿瘤-T细胞免疫应答环的环节3和环节7,PD-1抑制剂联合CTLA-4抗体打通肿瘤-T细胞免疫应答环的3~7环节,还遗漏了致敏阶段(1~3环节)。免疫应答的致敏阶段需要2个基本要素:抗原和危险信号。溶瘤病毒、PARP抑制剂、CD47特异性抗体、TLR激动剂、IDO抑制剂、表观遗传学调节剂、化疗和放疗均可在一定程度上释放抗原和模拟“危险信号”,从而触发免疫应答,引发“原位疫苗”效应。例如,溶瘤病毒T-vec瘤内注射联合Pembrolizumab静脉注射治疗晚期黑色素瘤的有效率为57.1%,CR达23.8%。
4.双特异性抗体 IMCgp100由一种高亲和性、可溶性的T细胞受体融合至抗CD3单链抗体片段组成的双特异性抗体,其中的T细胞受体能与HLA-A2:gp100肽复合物特异性结合,抗CD3单链结合CD3+T细胞,在肿瘤微环境介导T细胞杀伤靶细胞。在26例HLA-A2型转移性黑色素瘤中4例PR(含2例脉络膜黑色素瘤),12例SD。目前IMCgp100已经获得脉络膜黑色素瘤“孤儿药”地位。
5.NY-ESO-1特异性TCR-T NY-ESO-1属于癌-睾丸抗原家族,在正常组织的表达仅限于睾丸与卵巢,70%~80%的滑膜肉瘤,25%的黑色素瘤和60%的骨髓瘤高表达NY-ESO-1。NY-ESO-1特异性TCR-T治疗晚期实体瘤的探索性研究入组20例NY-ESO-1表达阳性、常规治疗失败的HLA-A2型晚期黑色素瘤,其中4例患者CR,7例PR,有效率达55%,3年及5年生存率均为33%。2016年初美国FDA已经授予NY-ESO-1特异性TCR-T“孤儿药”地位。
四、黑色素瘤免疫治疗的热点问题
1.预测PD-1抑制剂疗效指标 除肿瘤细胞或免疫细胞PD-L1表达水平、肿瘤突变负荷、错配修复基因缺陷、β-catenin通路异常活化、肿瘤PD-1耐药相关转录信号、TCR克隆性等指标外,临床指标也可预测PD-1抑制剂疗效。在分析和验证337例PD-1抑制剂治疗晚期黑色素瘤的基础上,有学者提出一套PD-1抑制剂疗效预测评分系统:女性、小于65岁、LDH升高记为1分,肝转移记2分。0分到5分患者PD-1抑制剂有效率依次递减,分别为89%、71%、72%、55%、28%和0。
2.irRC标准评价PD-1抑制剂疗效的实用性 PD-1等免疫哨卡抑制剂治疗过程中可能出现延迟反应、病灶增大或出现新病灶,为判读PD-1抑制剂疗效带来困扰。Hodi等观察到Pembrolizumab治疗12周是一个关键节点。若此时RECIST标准和irRC标准均判定为DCR,患者2年生存率为77.6%。若RECIST标准判定为PD,仅irRC判定为DCR,患者2年生存率为37.5%。若RECIST和irRC均判定为PD,患者2年生存率仅17.3%,因此。12周时使用irRC标准足以帮助筛选PD-1抑制剂有效患者,irRC标准判定为DCR者可从继续PD-1抑制剂治疗中受益。
3.优化免疫制剂的剂量和治疗频率 免疫制剂仅需要达到“点火剂量”而非“最大耐受剂量”。免疫制剂的治疗窗宽泛,成本-效益比成为一个值得关注的问题。单克隆抗体价格昂贵,血药浓度存在显著的个体差异。例如,Pembrolizumab有效剂量出现在2~10mg/kg,治疗成本相差4倍,值得使用治疗性药物监测(therapeutic drug monitoring,TDM)技术实现精准治疗。TDM指在临床进行药物治疗过程中,定时采集患者的体液,测定其中的药物浓度和生物标志,探讨药物的体内过程,以便根据患者的具体情况,以药动学和药效学基础理论为指导,个体化给药,从而达到满意的疗效及避免发生毒副反应。目前,免疫治疗药物的TDM处于初创阶段。如果不能实现TDM,在一项对比Pembrolizumab精确剂量和固定剂量的研究中,作者发现在没有明显降低药物暴露的前提下固定Pembrolizumab剂量更加经济。
4.优化CTLA-4抗体和PD-1抑制剂联合方案 CheckMate 069、067研究的结果标志晚期皮肤黑色素瘤药物治疗的再上新台阶,从而改变晚期皮肤黑色素瘤的治疗原则,治疗原则从“控制症状,提高生活质量”转化成“生存最大化”。但是,联合免疫哨卡抑制剂治疗的免疫相关毒性又令人望而却步。免疫相关毒性包括自身免疫性皮炎、肠炎、肝炎、肺炎、外周神经炎、内分泌器官的免疫损害和反复畏寒发热等,轻者影响患者生活质量,重则致命。CheckMate067研究(O1-I3方案)中,38%患者因严重免疫相关毒性而停止治疗。有单位报告仅39%的患者能完成O1-I3方案的4程诱导期治疗。所幸的是,因严重免疫相关副作用停药几乎不降低O1-I3方案疗效。为平衡联合方案的疗效和毒性,CTLA-4抗体联合PD-1抑制剂的多种剂量和频率组合正在研究中。Keynote 029研究采用K3-I1方案(Pembrolizumab/Keytruda)2mg/kg联合Ipilimumab 1mg/kg,3周1次,4程后改用Pembrolizumab 2mg/kg,3周1次,维持治疗到2年,仅7%患者不能完成4程诱导期治疗。在CheckMate 069研究中,Ipilimumab的剂量是制约O-I方案有效率和毒性的主要因素。O1-I3(opdivo 1mg/kg和Ipilimumba 3mg/kg,3周1次,4程后用Nivoliumab 3mg/kg,2周1次,至少维持治疗3程以上)的有效率为57%,3/4度毒性发生率65%,而O3-I1方案有效率为40%,3/4度毒性发生率44%,故而CheckMate 067研究选择O3-I1方案。Keynote 029研究的剂量强度相当于O3-I1方案,产生相当于O1-I3方案的有效率,但重度毒性明显低于O3-I1方案。由于缺乏“头对头”研究,K3-I1方案能否取代O1-I3方案有待研究。PD-1抑制剂与CTLA-4抗体联合方案可能使超过50%晚期皮肤黑色素瘤患者长期生存,应当采取一切措施保证治疗计划顺利实施。恰当选择患者,充分健康宣教,及时医患沟通,积极干预毒副作用是保障治疗计划顺利进行的关键。
5.BRAF V600型突变患者的免疫治疗选择 大多数BRAF V600突变的转移性皮肤黑色素瘤患者的肿瘤负荷大,发展快,常常存在肝转移,预后差。BRAF抑制剂有效率高(50%~70%),起效快,能迅速控制症状。但是,BRAF抑制剂的中位PFS仅6~12个月,部分患者在BRAF抑制剂耐药后快速进展。免疫哨卡抑制剂有效率低(10%~40%),起效慢(中位起效时间12周),但疗效持久,生存曲线存在拖尾现象。目前尚不清楚在BRAF突变患者如何设计免疫治疗方案。2016年NCCN黑色素瘤诊疗指南(第2版)推荐:若BRAF突变患者需要快速控制症状,一线使用BRAF抑制剂。反之,一线使用免疫哨卡抑制剂。BRAF抑制剂失败后序贯免疫哨卡抑制或免疫哨卡抑制剂失败后序贯BRAF抑制剂能否满意控制BRAF突变型患者的疾病进展尚不得而知(EA6134研究)。BRAF抑制剂同期联合PD-1抑制剂的顾虑是肝毒性等副作用。在38例PD-1抑制剂联合BRAF抑制剂的研究中,11%患者出现3度及以上毒性,包括皮疹、恶心呕吐、畏寒发热。出现1例心脏毒性,无明显肝毒性。另一项Pembrolizmuab联合Dabrafenib和Trametinib的I期临床观察到联合治疗的有效率50%,但10/15(67%)患者出现3度及以上毒性,包括肝毒性和骨髓抑制。目前,Keynote022研究(Pembrolizumab联合Dabrafenib和Trametinib)正在招募患者。
6.PD-1抑制剂治疗转移性肢端黑色素瘤、黏膜黑色素瘤和脉络膜黑色素瘤的价值
中国人黑色素瘤以肢端皮肤黑色素瘤和黏膜黑色素瘤为主,但目前的国际多中心临床研究通常不包括肢端皮肤黑色素瘤和黏膜黑色素瘤。与头颈躯干皮肤黑色素瘤相比,肢端皮肤黑色素瘤、黏膜黑色素瘤和脉络膜黑色素瘤的基因突变频率低,由此是否影响免疫哨卡抑制剂的有效性有待研究。在60例患者中PD-1抑制剂治疗肢端皮肤黑色素瘤和黏膜黑色素瘤ORR分别为32%和23%。在58例转移性脉络膜黑色素瘤中,PD-1/PD-L1抑制剂的有效率仅3%,6个月稳定率7%。另一项法国的队列研究观察到PD-1抑制剂对转移性脉络膜黑色素瘤仅为4/16 SD,与既往报告Pembrolizumab治疗脉络膜黑素瘤ORR为2/7形成鲜明对照。在一项美国EAP研究中,Nivolumab联合Ipilimumab治疗头颈躯干皮肤黑色素瘤、肢端和黏膜黑色素瘤和脉络膜黑色素瘤有效率分别为64%(28/44)、50%(2/4)和0(0/5)。上述研究提示肢端皮肤黑色素瘤和黏膜黑色素瘤的PD-1抑制剂单药治疗效果差于头颈躯干皮肤黑色素瘤,联合抗体治疗是否可以弥补这一缺陷有待观察。
7.PD-1抑制剂治疗黑色素瘤脑转移的价值 虽然活化的免疫细胞能浸润脑组织,通常脑转移被排斥在免疫治疗的临床研究之外。在法国的队列研究中,Ipilimumab和PD-1抑制剂治疗黑色素瘤脑转移的疗效相似,中位OS为5.5~6个月。Nivolumab联合Ipilimumab能否提高黑色素瘤脑转移的疗效有待观察。另外,立体定向放射外科联合PD-1抑制剂等新药有可能提高放射野外病灶控制率和延长总生存时间。一项队列研究入组接受γ刀联合BRAF抑制剂、Ipilimumab和PD-1抑制剂治疗的黑色素瘤脑转移患者168例,γ刀治疗后患者中位生存时间分别为13.2个月、12.3个月和尚未得到中位生存时间,提示γ刀联合PD-1抑制剂治疗黑色素瘤脑转移可能是一个较优化的组合。需要注意的是,放疗期间可能因脑水肿而使用糖皮质激素,应该在停用糖皮质激素后使用PD-1抑制剂。
五、小结
免疫哨卡抑制剂、T细胞激动剂、危险信号模拟剂和血管生成抑制剂将使肿瘤-免疫应答环形成闭环,预计以CTL杀伤为基础的免疫治疗可以覆盖3/4以上的黑色素瘤患者,剩余的黑色素瘤患者还需要开发新的治疗策略,如靶向巨噬细胞和NK细胞等。免疫治疗的长效性使晚期黑色素瘤患者长期带瘤生存成为现实,其中部分患者甚至可治愈。晚期皮肤黑色素瘤的治疗原则随之变化,由“控制症状,提高生活质量”转变成“生存最大化”。肢端型皮肤黑色素瘤和黏膜黑色素瘤是中国人的常见黑色素瘤,其免疫原性低于头颈躯干皮肤黑色素瘤,应该深入研究联合免疫治疗方案的价值,随之产生的毒性和经济负担也不容小觑。
教授、主任医师、博士研究生导师、黑色素瘤首席专家,现任中山大学附属肿瘤医院生物治疗研究中心副主任兼病区区长。兼任中国抗癌协会(CACA)会员,美国抗癌协会会员(ASCO)会员,广东省抗癌协会黑色素瘤委员会主任委员,中国临床肿瘤协作委员会黑色素瘤委员会委员,中国抗癌协会大肠癌委员会委员,广东省抗癌协会胃癌委员会委员,《癌症》杂志编委等。
主要从事以黑色素瘤为模型的肿瘤生物治疗的临床研究和应用基础研究,如肿瘤微环境在实体瘤发展过程中的作用及其干预,主编专著2部,发表研究论文40余篇。
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作者:张晓实,教授、主任医师、博士生导师、黑色素瘤首席专家;文习之
编辑:环球医学资讯贾朝娟