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肺癌Checkpoint抑制剂免疫治疗及疗效预测标志物研究进展

王书航　王洁

中国医学科学院肿瘤医院

肿瘤免疫治疗经过一个半世纪的发展目前在肺癌领域逐渐彰显其明确的临床疗效，延长了获益人群的总生存时间。免疫检查点抑制剂，尤其是程序性死亡因子-1（programmed death-1，PD-1）/程序性死亡因子配体-1（programmed deathligand 1，PD-L1）单克隆抗体的治疗已在晚期肺癌的治疗中取得突破性进展，从二线治疗跃居至部分患者的标准一线治疗，其他免疫检查点及其抑制剂也开始获得关注，成为目前肺癌最有前景的发展方向之一。现阶段免疫治疗尚未实现广泛人群获益，分子标志物的探索、不同治疗模式的联合以扩大受益人群等仍是未来研究和发展的重点。

二线单药治疗

免疫治疗在非小细胞肺癌（NSCLC）二线治疗的地位已确立，Nivolumab、Pembrolizumab及Atezolizumab已被NCCN等权威指南推荐为NSCLC二线治疗药物。Checkmate017和Checkmate057^［1，2］两个Ⅲ期试验分别证实，对于鳞癌和非鳞癌NSCLC患者，在二线不加选择的人群（不论PD-L1的表达水平），Nivolumab显著优于标准二线化疗方案单药多西他赛，可改善总生存。Keynote-010研究^［3］和POPLAR研究^［4］则分别报告，Pembrolizumab（PD-L1表达>1%）和PD-L1单抗Atezolizumab用于二线治疗的疗效也优于化疗。2018年AACR公布的Checkmate 078研究是第一个针对东亚人群的多中心、随机Ⅲ期研究，旨在评估含铂双药化疗后出现疾病进展的Ⅲb/Ⅳ期NSCLC患者中比较Nivolumab与多西他赛的疗效和安全性。结果提示，与多西他赛相比，Nivolumab显著延长了患者的总生存（OS）（HR=0.68；97.7% CI：0.52～0.90；P=0.0006）。不同PD-L1表达水平及肿瘤组织学类型的亚组患者中均观察到OS获益。同样，Nivolumab组的PFS对比化疗也有显著获益（HR=0.77；95% CI 0.62～0.95；P=0.0147）。这种获益在鳞癌和非鳞癌中均可观察到。与既往西方人群中的Checkmate017和057研究结果一致。

一线单药治疗

Keynote-024^［5］是第一个比较免疫治疗和传统一线化疗疗效及安全性的Ⅲ期临床试验。305例PD-L1阳性表达≥50%患者随机分为Pembrolizumab组和含铂双药化疗组。结果显示，Pembrolizumab的疗效优于化疗，中位无进展生存期（PFS）分别为10.3个月和6.0个月，两组预计达到6个月以上总生存（OS）患者的比例分别为80.2%和72.4%，有效率（ORR）44.8%和27.8%。基于这一研究，2016年，Pembrolizumab被批准用于晚期NSCLC一线治疗，打破了除化疗外仅有靶向治疗作为驱动基因阳性的晚期NSCLC一线治疗策略的格局。但Checkmate-026^［6］却得到了阴性结果，Nivolumab组和含铂双药化疗组的中位OS并无显著差异，可能的解释是二者人群的选择不同或两药的不同分子结构或可能导致产生不同的临床疗效。2018年ASCO上公布的Keynote-042研究^［7］，探讨在TPS≥1%的NSCLC一线治疗中Pembrolizumab与化疗相比的优越性，研究纳入1274例局部晚期或转移性驱动基因阴性的鳞状和非鳞NSCLC，1∶1随机接受化疗（紫杉醇联合卡铂或培美曲塞联合卡铂）或≤35个周期的Pembrolizumab（200mg q3w）治疗，结果提示Pembrolizumab显著改善TPS≥50%（HR=0.69）、TPS≥20%（HR=0.77）和TPS≥1%（HR=0.81）患者的OS。当然，获益最显著的是PD-L1表达≥50%的人群，因此NCCN指南已推荐对于此部分患者一线首选单药Pembrolizumab治疗。

一线联合化疗

Pembrolizumab联合化疗方案已获FDA批准用于晚期NSCLC一线治疗。Keynote-021开放标签的Ⅱ期临床研究^［8］纳入123例晚期NSCLC患者（未限定PD-L1的表达），随机分为单纯化疗组或联合治疗组（化疗联合Pembrolizumab）。结果显示，联合治疗组疗效显著优于单纯化疗组，两组的ORR分别为55%和29%（P=0.0016），中位PFS分别为13个月（95%CI，8.3～NR）　和8.9个月（95% CI 4.4～10.3，HR=0.53；95% CI 0.31～0.91；P=0.010）。Keynote-189^［9］是Pembrolizumab联合化疗治疗非鳞NSCLC的Ⅲ期前瞻性临床研究，初步生存分析提示12个月OS率分别为69.2%（95% CI 64.1%～73.8%）及49.4%（95% CI 42.1%～56.2%）；对比单纯化疗组显著降低了死亡风险（HR=0.49；95% CI 0.38～0.64；P<0.001）。不同PD-L1表达亚组均有生存获益。PFS亦获显著延长［8.8个月（95%CI 7.6～9.2）对比4.9个月（95%CI 4.7～5.5），HR=0.52；95%CI 0.43～0.64；P<0.001］。同时，鳞癌患者中一线联合化疗也在2018年ASCO发布数据，Keynote-047研究Pembrolizumab联合紫杉醇或白蛋白结合型紫杉醇及卡铂一线治疗晚期肺鳞癌，结果提示联合组对比单纯化疗组显著改善OS（HR=0.64，95%CI 0.49～0.85；P=0.0008）且所有PD-L1 TPS水平均能观察到获益（TPS<1% HR为0.61，TPS 1～49%HR为0.57，TPS≥ 50% HR为0.64），同时显著改善了PFS（HR 0.56，P<0.000 01）和ORR（57.9%对比38.4%，P=0.0004），且缓解持续时间（DOR）更长（7.7个月对比4.8个月）。结合Keynote-042研究，PD-L1表达1%～49%的晚期NSCLC可能更适合首选一线Pembrolizumab联合化疗。

一线双免疫联合

2018年AACR报道的Checkmate 568的Ⅱ期临床研究^［10］纳入初治Ⅳ期或ⅢB期复发的NSCLC（无驱动基因变异，无PD-L1表达要求）。单臂给予联合方案Nivolumab（3mg/kg，每2周）+低剂量ipilimumab（1mg/kg，每6周）。主要研究终点为PD-1≥1%或<1%的ORR。该研究首先采用FoundationOne CDxTM二代测序技术，选择324基因的panel评估TMB（去除胚系突变后≥5%等位基因频率的同义及非同义变异）。采用受试者工作特征曲线（ROC）确定TMB的界值为10mut/Mb，当TMB<10mut/Mb时随着TMB的升高ORR随之升高，当TMB≥10mut/Mb之后ORR进入平台期（AUC=0.73）。同时发现PD-L1表达与TMB值之间无相关性。进一步的结果提示TMB≥10mut/Mb的患者无论ORR，PFS及6个月和1年PFS率均优于TMB<10mut/Mb的患者。同时报道的Ⅲ期临床研究Checkmate 227研究^［11］探索Nivolumab联合Ipilimumab一线治疗晚期NSCLC，共纳入2220例初治的晚期或复发性NSCLC患者，随机分为4组：Nivolumab单药；Nivolumab+Ipilimumab；Nivolumab+铂类双药化疗；铂类双药化疗。该研究采用的联合方案为每2周给予Nivolumab 3mg/kg，每6周给予低剂量Ipilimumab（1mg/kg）。主要研究终点为OS和PFS。目前Nivolumab+Ipilimumab对比化疗初步数据提示1年PFS率二者分别为42.6%和13.2%，中位PFS分别为7.2个月（95%CI 5.5～13.2）对比5.5个月（95%CI 4.4～5.8）（HR=0.58；97.5%CI 0.41～0.81；P<0.001）；ORR分别为45.3%对比26.9%。Checkmate568研究中的结果在Checkmate227中得到了进一步证实。Checkmate227研究^［11］中TMB≥10mut/Mb的患者无论ORR（45.3%对比26.9%），缓解持续时间（DOR）（NR对比5.4个月），PFS（PD-L1≥1% 7.1个月对比5.5个月；PD-L1<1% 7.7个月对比5.3个月）或OS（23.0个月对比16.4个月）均优于化疗组。Nivolumab和Ipilimumab小剂量联合的不良反应可耐受。亮点之一是该研究没有排除EGFR/ALK驱动基因阳性的患者，并证明该亚组人群同样可以从免疫联合中获益。

免疫联合免疫治疗自此有了Ⅲ期临床研究数据的支持，并验证了TMB独立于PD-L1表达之外成为一个预测免疫治疗疗效的分子标志物；同时，Nivolumab和Ipilimumab联合在TMB高的NSCLC患者或许可作为一线治疗选择。

一线联合抗血管生成药物

IMpower150研究^［12］是一项随机对照3期临床试验，纳入初治晚期非鳞型NSCLC，研究主要终点为ITT-WT（EGFR或ALK野生型患者）人群中的PFS，次要研究终点为在肿瘤细胞（TC）和具有SP142的肿瘤浸润免疫细胞（IC）上通过PD-L1表达定义的亚组中的PFS，对SP263预设了探索性回顾性分析。结果显示与化疗联合贝伐珠单抗相比（ARM C），Atezolizumab与化疗和贝伐珠单抗组（ARM B）显著延长mPFS（8.3个月对比6.8个月HR=0.62，P<0.0001）；该研究本次汇报最重要的数据为四药联合中关键亚组的疗效：EGFR/ALK基因变异患者，基线肝转移患者，及SP142和SP263 IHC分别检测PD-L1表达的亚组。在ITT-WT的B组和C组（n=692）中，503名患者有可用于SP263检测（BEP）的肿瘤切片。ITTWT和BEP中的患者特征相似。整体ITT人群中PFS联合组较对照组显著延长（8.3个月对比6.8个月，HR=0.61，95%CI 0.52～0.74；P<0.001）。在两种检测法定义的所有PD-L1表达亚组中，均观察到B组对C组PFS获益相似，包括PD-L1阴性和PD-L1低表达患者。同时EGFR或ALK驱动基因阳性的患者中也观察到B组对比C组的PFS获益（9.7个月对比6.1个月，HR=0.59），甚至EGFR19/21突变的患者获益更多（10.2月对比6.1月，HR=0.41）。另外，基线肝转移的患者亦可从四药联合中得到PFS获益（7.4个月对比4.9个月，HR=0.42）。且该研究方案安全耐受，与既往报道的安全性数据相似。

免疫治疗疗效预测标志物

免疫治疗经验的积累使人们迅速认识到并非所有患者都能从免疫治疗中获益。寻找免疫治疗疗效预测标志物成为甄选优势人群、提升疗效的必经之路。目前肺癌领域内研究结果最多的分子标志物包括PD-L1表达，肿瘤突变负荷（TMB），肿瘤新生抗原以及DNA损伤修复（DDR）通路变异等。

PD-L1表达

对于PD-1/PD-L1抑制剂，PD-L1是否是一个好的生物标志物？二线治疗CheckMate 057研究^［1］显示肿瘤细胞高表达PD-L1可以预测Nivolumab治疗非鳞NSCLC的疗效，并发现，Nivolumab对于PD-L1表达阴性患者的疗效与多西他赛类似，也就是说Nivolumab对于不同PD-L1表达水平的患者均可获益。而二线Pembrolizumab治疗PD-L1表达的患者方可获益。今年的一线治疗研究结果Keynote-042研究^［7］提示PD-L1>1%的患者均可从单药免疫治疗中获益，而Keynote-189研究亦提示全部PD-L1表达组均可从免疫联合化疗中获益，因此，目前认为二线治疗Nivolumab、一线治疗免疫联合化疗无需PD-L1筛选，而一线和二线Pembrolizumab单药治疗均需要PD-L1表达率的筛选。

同时，PD-L1表达还有许多需要考虑的因素，比如：检测试剂的不同敏感性，标本的量和质，某些肿瘤仅存在小灶PD-L1表达，鳞癌和非鳞癌表达不同，肿瘤细胞或微环境中PD-L1表达意义的不同，免疫系统的动态变化及PD-L1空间和时间的异质性，以及判定PD-L1阳性的cut-off值等，均制约了该分子标志物在免疫治疗领域的应用。但目前PD-L1表达仍是在免疫治疗选择中需要考量的重要生物标志物之一。

肿瘤突变负荷

NSCLC中的体细胞突变频率非常高。肿瘤的突变负荷（TMB）是影响免疫检查点抑制剂的重要决定因素。这些肿瘤特异性的体细胞突变可以产生新抗原，称为“neo-antigens”（新抗原），是T细胞的重要识别位点。在快速增殖的肿瘤中，存在neo-antigens特异的T细胞，但这些T细胞受免疫检查点抑制因素的阻断，不能有效执行杀伤肿瘤细胞的功能，只有在被解除阻断后，T细胞才能恢复功能^［13］。在AACR 2017中报告的一项研究采用TMB对Checkmate 026研究^［14］结果进行回顾性分析显示，相比PD-L1，选择TMB作为Nivolumab治疗NSCLC的标志物能更好地区分获益人群。TMB高的患者接受Nivolumab治疗的ORR（47%对比28%）及PFS（9.7个月对比5.8个月），显著优于化疗组（HR=0.62；95%CI 0.38～1.00）。2018年AACR汇报的Checkmate227研究结果亦显示TMB≥10mut/Mb的患者无论ORR（45.3%对比26.9%），DOR（NR对比5.4个月，PFS（PD-L1≥1% 7.1个月对比5.5个月；PD-L1<1% 7.7个月对比5.3个月）或OS（23.0个月对比16.4个月）均优于化疗组，且具有统计学差异。但目前TMB的检测方法仍无标准，界值也尚无定论，有待前瞻性研究中进一步明确。同时，外周血ctDNA为替代物检测TMB与组织的一致性等，也需要更多的研究探索。

基于肿瘤的异质性、肿瘤微环境中多种免疫抑制因素的协同存在以及肿瘤发病的多基因致病等特点，联合两个或以上的评价肿瘤微环境免疫状态的标志物用于预测免疫治疗疗效亦是极具吸引力的策略。

综上所述，免疫治疗已进入NSCLC临床实践，包括标准的一线和二线治疗，但尚无精准分子标志物筛选获益人群，化疗与免疫、免疫与免疫治疗的联合、与抗血管生成药物及化疗的联合是未来发展方向，但最佳联合模式尚不明确。因此，探索肿瘤与免疫微环境重要组成部分之间的相互作用，动态监测肿瘤及免疫微环境的变化，深入了解肿瘤和免疫微环境对免疫治疗的影响，细化分析不同治疗药物及不同组合的作用机制，优化给药方式和顺序，促进T细胞浸润与增强T细胞杀伤的联合，减少肿瘤细胞的免疫抑制，提高疗效的同时尽可能减小毒副作用等可能是未来的研究方向。

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