PD-1/PD-L1抑制剂在晚期非小细胞肺癌治疗的研究进展

韩 悦 李亚荣

(吉林大学第二医院肿瘤血液科，长春130000)

肺癌的发病率位居肿瘤首位，其中非小细胞肺癌(NSCLC)占肺癌发病率85%左右，诊断时多为晚期。多采取化疗、靶向治疗、局部放疗等手段进行治疗，但预后都较差。免疫治疗的出现则为这部分患者提高疗效、延长生存提供新的机会。

1 PD-1/PD-L1及其介导免疫逃逸的机制

PD-1是一种由活化的T细胞、B细胞和髓系细胞表达的免疫抑制受体。PD-1的胞外区由一个免疫球蛋白样可变(IgV)样结构域组成[1]，胞质区含有免疫受体酪氨酸的抑制基序[2]。PD-1有两个配体，为PD-L1(B7-H1)和PD-L2(B7-DC),这两个配体同属B7家族蛋白，其中PD-L1是其主要配体。PD-L1由抗原提呈细胞(包括受干扰素刺激的人外周血单核细胞)和激活的人和小鼠树突状细胞表达。此外，PD-L1在心脏和肺等非淋巴组织中也有表达。PD-L2在巨噬细胞和树突细胞上表达，对T细胞的影响尚不清楚。正常情况下,机体能够通过如T淋巴细胞等多种免疫细胞对正常细胞和肿瘤细胞进行识别并及时清除。而当肿瘤发生时，PD-L1与表达于T细胞表面的抑制性受体PD-1结合后，可以明显抑制T细胞的功能[3]，导致T细胞受体介导的淋巴细胞增殖和细胞因子分泌受到抑制。PD-L1还与B7.1结合，B7.1在活化的抗原呈递细胞(APC)上表达，从而抑制T细胞反应[4,5]，导致肿瘤细胞免遭机体免疫系统的清除，最终导致免疫逃逸。

2 PD-1/PD-L1抑制剂用于治疗NSCLC

由于PD-1与PD-L1的结合可导致肿瘤免疫逃逸，抑制PD-1和PD-L1之间的相互作用可以增强T细胞反应并介导抗肿瘤活性。因此针对该机制，相关研究人员进行了一系列研究。

2.1PD-1抑制剂

2.1.1Nivolumab Nivolumab是一种完全人源化的IgG4免疫检查点抑制剂，其通过结合激活的免疫细胞上的PD-1，破坏PD-1与PD-L1和PD-L2配体相互作用，从而减弱抑制信号和增强宿主抗肿瘤反应[6]。Nivolumab是第一个被美国食品药品监督管理局(FDA)批准用于既往治疗失败的晚期NSCLC的PD-1检查点抑制剂，并于2018年6月获得中国食品药品监督管理局(CFDA)批准上市。有临床研究表明Nivolumab在多种肿瘤中都具有抗肿瘤效应，其中就包括NSCLC。在一项Ⅰ期试验的研究中共入组了300例晚期实体瘤患者接受Nivolumab治疗，其中129例NSCLC患者中的22例(约占17%)达到客观缓解[7-9]。结果显示300例患者的1年总生存率达到42%(95%CI：33～50)，2年总生存率达到24%(95%CI：17～33)，3年总生存率达到18%(95%CI：11～25)。晚期肺鳞癌治疗手段有限，疗效不佳，免疫治疗是否有所突破，一项单臂临床Ⅱ期试验Check-Mate-063[10]，评估了晚期肺鳞癌患者应用Nivolumab治疗。实验共入组117名晚期肺鳞癌患者，结果客观缓解率(ORR)为14.5%(17/117)，疾病稳定(SD)为26%(30/117)，中位总生存期(OS)是8.2个月，中位进展时间为3.3个月，1年生存率达到40.8%。出现3～4级不良反应的患者约占17%，包括乏力、肺炎和腹泻。该研究结果表明Nivolumab可以改善晚期肺鳞癌患者的预后。另一项随机对照临床Ⅲ期试验CheckMate-017共纳入272例晚期复发肺鳞癌患者[11]，将Nivolumab与多西他赛的疗效性和安全性进行对比，结果显示两组中位总生存时间(mOS)分别为9.2个月和6.0个月，Nivolumab组死亡风险下降了41%。两组客观缓解率(ORR)分别为20%和9%(P=0.008)；中位无进展生存期(mPFS)分别为3.5个月和2.8个月。另一项随机对照临床Ⅲ期试验CheckMate-057共纳入582例既往一线治疗失败的非鳞NSCLC患者[12]，该研究对比Nivolumab与多西他赛的疗效，结果发现两组mOS分别为12.2个月和9.4个月,差异有统计学意义；ORR分别为19%和12%；mPFS分别为2.3个月和 4.2 个月，差异无统计学意义。以上研究结果表明Nivolumab在改善无进展生存期方面并不优于多西他赛，但可以改善患者的ORR和OS。基于CheckMate-017和CheckMate-057的研究结果，FDA批准Nivolumab不仅用于晚期难治性非鳞NSCLC患者的治疗，也可以用于晚期肺鳞癌患者的治疗，是晚期肺鳞癌患者治疗的又一大突破。

由于观察到Nivolumab在晚期NSCLC二、三线治疗中的疗效，研究者又进行了Nivolumab一线治疗晚期NSCLC的探索。CheckMate-012是一项Ⅰ期探索Nivolumab作为单药或者与当前标准一线含铂双药化疗(PD-TC)联合应用于晚期NSCLC的疗效多队列研究[13]。CheckMate-012研究观察到Nivolumab单药一线治疗晚期NSCLC的ORR是23%，中位PFS和中位OS分别为3.6个月和19.4个月。71%患者出现了治疗相关的不良反应，包括疲劳、皮疹、恶心、腹泻、瘙痒和关节痛等。该研究表明Nivolumab单药一线治疗晚期NSCLC具有良好的疗效和安全性，其不良反应可耐受。CheckMate-012研究还观察到无论PD-L1的表达水平如何，均能获得应答；Nivolumab加上PT-DC的安全性与单药Nivolumab的预期一致，但联合治疗中不良事件相关的停药率更高，约为21%；Nivolumab在NSCLC 的一线治疗中确实能取得一定疗效，但其与含铂双药化疗联合使用时带来的不良反应不容忽视，其能否用于一线治疗仍需要更多的临床试验来证实。

2.1.2Pembrolizumab Pembrolizumab也是一种具有高度特异性的、人源化IgG4的PD-1单抗。一项临床Ⅰ期试验(KEYNOTE-001)[14]评估Pembroli-zumab一线用于晚期NSCLC的疗效和安全性，并探索肿瘤PD-L1的表达水平与该药的临床疗效之间的关系；该研究共入组495名患者，各剂量组间导致的与治疗相关的副作用无明显差异；在所有患者中，客观缓解率为19.4%，平均缓解时间为12.5个月，中位无进展生存期为3.7个月，中位总生存期为12.0个月。在PD-L1表达水平>50%的晚期NSCLC中的疗效更优，为能否应用PD-L1的表达水平来预测PD-1单抗的疗效提供了帮助。(KEYNOTE-010)试验入组1 034名晚期一线治疗失败、PD-L1阳性(表达水平≥1%)的NSCLC患者[15]，旨在对比Pembrolizumab与多西他赛在晚期复发NSCLC患者的疗效。该研究分为3个剂量组：Pembrolizumab 2 mg/kg 剂量组(n=345)，Pembrolizumab 10 mg/kg剂量组(n=346)，多西他赛组(n=343)，结果表明这三组的中位生存时间分别为10.4个月、12.7个月、8.5个月，Pembrolizumab组的总生存时间显著优于多西他赛组。三组的中位无进展生存期分别为3.9个月、4.0个月、4.0个月，差异无统计学意义，说明在中位无进展生存时间方面，Pembrolizumab的疗效并不优于多西他赛。随后Langer等[16]又进行了一项临床Ⅱ期多队列研究(KEYNOTE-021)试验，旨在评估Pembrolizumab联合含铂双药化疗方案与单独化疗一线治疗晚期NSCLC的疗效。该研究入组123例晚期非鳞NSCLC患者，分为Pembrolizumab联合化疗组(n=60)和单独化疗组(n=63)，主要的研究终点是客观反应率；结果显示两组客观反映率为55%vs 29%，差异具有统计学意义。而且两组的不良反应发生率相当，使用Pembrolizumab并没有增加额外的不良反应。一项开放的临床Ⅲ期试验(KEYNOTE-024)对比Pembrolizumab与以铂为基础的化疗在晚期NSCLC的疗效及安全性[17]，该研究入组305例既往未经靶向治疗的晚期NSCLC患者，且PD-L1表达水平>50%。一组接受Pembrolizumab治疗(固定剂量为每3周200毫克)，另一组接受以铂为基础的化疗方案。主要研究终点是PFS，研究结果表明Pembrolizumab与化疗组的mPFS分别为10.3个月vs 6.0个月。Pembrolizumab组与化疗组6个月时的总生存率估计值，分别为80.2%vs 72.4%，Pembrolizumab组与化疗组应答率分别为44.8%vs 27.8%。3、4或5级治疗相关不良事件的发生率分别为26.6%vs 53.3%。该试验表明在PD-L1表达水平>50%的NSCLC患者中，与铂类化疗相比，Pembrolizumab可以显著延长PFS和OS，且治疗相关不良事件发生率较低。在另一项临床Ⅲ期试验(KEYNOTE-042)中[18]，也比较Pembrolizumab与含铂双药化疗的疗效，与KEY-NOTE024不同的是PD-L1表达水平>1%。该研究旨在评估Pembrolizumab对比化疗用于初治的PD-L1阳性(TPS≥1%)且有表皮生长因子受体(EGFR)或间变性淋巴瘤激酶(ALK)突变的局部晚期或转移性非小细胞肺癌(NSCLC)患者的疗效。以上研究表明Pembrolizumab在NSCLC患者中的疗效，无论是在晚期NSCLC的一线治疗还是在一线治疗失败后的二线治疗中都有效，因此美国FDA在2015年批准Pembrolizumab用于治疗晚期NSCLC。但由于上述研究样本量都较少，尚需更大样本量的研究。

2.2PD-L1抑制剂

2.2.1Atezolizumab Atezolizumab是一种针对PD-L1的人工合成的IgG1单克隆抗体，在2016年10月被美国FDA批准用于晚期NSCLC的二线治疗。一项随机化的临床Ⅱ期试验共招募287名一线含铂双药化疗后复发的晚期NSCLC患者[19]，共分为Atezolizumab组(n=144)和多西他赛组(n=143)，旨在对比Aezolizumab与多西他赛在晚期复发NSCLC中的疗效。结果表明两组总生存率分别为12.6个月和9.7个月，同时发现总生存率随着PD-L1的表达水平的升高而提高，治疗相关的不良反应发生率分别为11%和39%，由药物相关不良反应导致患者死亡的比例分别不足1%和2%。Atezolizumab与多西他赛相比显著提高晚期复发NSCLC患者的生存期。在另一项Ⅱ期试验(BRICH)[20]中，研究了Aezolizumab治疗PD-L1阳性的晚期NSCLC患者的疗效及安全性，入组的患者需同时满足以下四个条件：①无中枢神经系统转移；②无论既往是否接受过化疗治疗；③经SP142免疫组化法检测到在肿瘤细胞(TC)或肿瘤免疫浸润细胞(IC)上PD-L1的表达水平>5%；④晚期NSCLC患者 。每3周静脉注射Atezolizumab 1 200 mg。将659例患者分为三个队列，队列1：n=139；队列2：n=268；队列3：n=252。主要研究终点是ORR；次要终点包括mORR、PFS和OS。结果表明：经过至少12个月的随访，ORR在三个队列中为18%～22%，无论EGFR或KRAS突变状态如何，都会出现应答。队列1 mOS为23.5个月，队列2和3的mOS分别为15.5和13.2个月。以上两项临床Ⅱ期试验可以看出Atezolizumab的疗效很好且不良反应可耐受，并且提示PD-L1的表达水平可以作为Atezolizumab疗效的标志物，用于确定最有可能受益于Atezolizumab的患者。另有一项临床Ⅲ期试验OAK研究对比了Atezolizumab与多西他赛在复治NSCLC患者的疗效及安全性[21]。该研究共纳入1 225例NSCLC患者(包括鳞癌及非鳞癌患者)，这些患者均接受过一种或两种细胞毒药物化疗。对首批850例患者进行分析，结果发现相较于多西他赛而言，不论组织类型如何(鳞癌或非鳞癌)，Atezolizumab都能够提供更多的生存改善：在不同的PD-L1表达亚组中，Atezolizumab治疗的生存获益依然存在。此外，一项临床Ⅲ期试验IMPOWER 150[22]，旨在探索该药能否用于既往未接受过化疗的转移性非鳞NSCLC患者的一线治疗。以1∶1∶1的比例分别接受Atezolizumab+卡铂+紫杉醇(ACP)、贝伐珠单抗+卡铂+紫杉醇(BCP)、Atezolizumab+BCP(ABCP)方案治疗，每3周1次，治疗4或6个周期，随后接受Atezolizumab、贝伐珠单抗或Atezolizumab+贝伐珠单抗维持治疗。结果表明不论PD-L1的表达及EGFR或ALK遗传改变状态如何，贝伐珠单抗联合化疗加用Atezolizumab作为非鳞非转移性NSCLC的一线治疗均使PFS及OS显著改善，且ABCP方案的安全性与之前报告的各药物的安全性风险一致。该研究表明免疫检查点抑制剂在晚期NSCLC的一线治疗中发挥重要作用，也首次证实化疗联合免疫检查点治疗的有效性与安全性。

2.2.2Avelumab Avelumab是一种针对PD-L1的人源化IgG1单克隆抗体，在美国已被批准用于治疗转移性梅克尔细胞癌，在Ⅰa期试验中显示了对晚期实体瘤患者的抗肿瘤活性和可接受的安全性。在一项剂量扩大队列研究中[23]，评估了Avelumab在晚期经铂治疗后的NSCLC患者中的疗效和安全性。本研究入组184名ⅢB/Ⅳ期NSCLC患者，组织学类型不限，也不论有无PD-L1的表达。患者每2周接受10 mg/kg静脉注射Avelumab治疗，直至疾病进展或毒性无法耐受。结果显示在184例患者中，有92名(50%)获得疾病控制，22例(12%)获得很好缓解(1例CR，21例PR)，70例(38%)SD。治疗相关不良事件多为疲劳(46/184)。该研究提示Avelumab在进展性或化疗耐药的NSCLC患者中显示出可接受的安全性和抗肿瘤活性，为进一步研究该药在NSCLC的疗效提供了依据。

3 联合治疗

3.1PD-1/PD-L1抑制剂联合化疗 紫杉类药物是一种用来治疗肺癌的常见化疗药物，分为白蛋白结合型紫杉醇和普通紫杉醇。KEYNOTE-407(NCT02775435)是一项随机Ⅲ期研究[24]，比较化疗(卡铂加普通紫杉醇或白蛋白结合型紫杉醇)与化疗联合Pembrolizumab治疗初治的转移性NSCLC患者的疗效，结果显示与化疗相比，化疗联合Pembrolizumab组的ORR及反应持续时间均更优。Ⅲ期IMPOWER131研究显示化疗(卡铂+白蛋白结合型紫杉醇)与Atezolizumab的组合与单纯化疗相比改善了晚期初治鳞状NSCLC患者的PFS[25]。KEYNOTE-407和IMPOWER131研究的初步结果表明白蛋白结合型紫杉醇+卡铂与PD-1/PD-L1抑制剂的新组合可以进一步提高临床获益，并具有可控的毒性[26]。Park等[27]研究了化疗与PD-1/PD-L1抑制剂的使用顺序对疗效的影响，结果表明：先使用PD-1/PD-L1抑制剂后用化疗组的ORR显著高于先化疗后用PD-1/PD-L1抑制剂组，提示抗PD-1/PD-L1抑制剂可增加肿瘤细胞对化疗药物的敏感性。

3.2PD-1/PD-L1抑制剂联合靶向治疗 靶向治疗和免疫治疗在非小细胞肺癌(NSCLC)患者的治疗中发挥着重要作用。EGFR敏感突变的NSCLC患者受益于吉非替尼等靶向药物。有临床研究显示EGFR信号通路可诱导PD-L1和其他免疫抑制因子的表达，表明EGFR有效重塑免疫微环境。几项早期临床研究也证实了免疫治疗对EGFR突变型NSCLC患者的疗效[28]。由于EGFR信号通路能诱导PD-L1的表达，因此EGFR-TKI联合PD-1/PD-L1抑制剂应具有协同抗肿瘤作用，但这还需要大量的临床试验来证实。

3.3PD-1/PD-L1抑制剂联合免疫治疗 CTLA-4抑制剂与PD-1/PD-L1抑制剂的组合是最常选的治疗组合方式之一。该组合的作用机制是两种抑制剂在细胞免疫周期的不同阶段发挥作用，CTLA-4抑制剂在T细胞活化的起始阶段起作用，而PD-1/PD-L1抑制剂则作用于效应T细胞活化阶段[29,30]。因此，这种互补和非重叠机制的基本原理支持CTLA-4抑制剂与PD-1/PD-L1抑制剂的协同抗肿瘤作用[31]。

3.4PD-1/PD-L1抑制剂联合放疗 放疗也是一种治疗NSCLC的主要方法，有证据表明PD-1/PD-L1的上调介导肿瘤逃逸和获得性抗放射性。PD-1/PD-L1抑制剂联合放疗可以减少肿瘤微环境中MDSCs(骨髓来源的免疫抑制性细胞)的数量，增加CD8+与Treg比值及CD8+细胞浸润，从而增强抗肿瘤反应[32-34]。最近一项Ⅱ期研究正在进行，以评估Nivolumab联合放疗在治疗有脑转移的肾细胞癌及NSCLC患者的疗效[35]。受试者接受静脉注射Nivolumab 240 mg(q2w)，并在首剂Nivolumab(NCT02978404)后给予15～20 Gy的放疗治疗。这种预期的验证将为转移性癌症患者的治疗提供新的视角。

4 PD-1/PD-L1抑制剂疗效预测标志物

PD-1/PD-L1抑制剂作为新兴的免疫治疗药物，在多种肿瘤治疗中已显现出不错的疗效，但哪些患者能从PD-1/PD-L1治疗中获益，仍是一个重要的临床问题。在很多临床研究中发现肿瘤细胞PD-L1的表达水平对疗效的预测有一定的作用,如CheckMate-057、KEYNOTE-001、KEYNOTE-010以及KEYNOTE-024研究均提示高表达PD-L1时OS、PFS及ORR获益更多。但在CheckMate-017研究中提示PD-L1高表达与OS、PFS及ORR无显著相关性，且在一些试验中发现PD-L1低表达患者中也表现出对PD-1抑制剂的疗效，因此使得PD-L1作为预测生物标记物的问题尚需进一步明确。由于对肿瘤细胞PD-L1的表达水平的检测难度较大，有研究探讨了循环肿瘤细胞(CTC)和循环白细胞(WBC)作为评估晚期NSCLC患者PD-L1状态的非侵入性方法的效用[35]。结果表明，CTC和循环WBC中的PD-L1状态与肿瘤组织中的PD-L1状态相关，具有评估NSCLC患者PD-L1状态的潜力。近期有一项研究探讨PD-L2能否作为接受PD-1抑制剂治疗的NSCLC患者的疗效预测标志物[36]。该研究入组10例根治性肺切除术后复发、接受PD-1单抗治疗的NSCLC患者，肿瘤细胞PD-L2表达的界定值设定为50%，根据免疫相关反应标准评估肿瘤反应，结果：7例患者(70.0%)PD-L2阳性，PD-L2阳性和PD-L2阴性的NSCLC患者的应答率分别为28.6%(2/7)和33.3%(1/3)，有2例PD-L1表达为阴性，但PD-L2表达水平≥1%应用PD-1单抗治疗获得了疾病控制。这也说明PD-L2表达可能是PD-L1阴性NSCLC免疫治疗的靶点。还有研究发现肿瘤中较高的非同义突变负荷与提高NSCLC患者对PD-1抑制剂的客观反应、持久的临床效益和无进展生存率相关[37]。一项多中心回顾性研究探讨了PD-L1和吸烟状态对于PD-1/PD-L1抑制剂治疗致癌基因突变阳性NSCLC患者的疗效的预测价值[38]，结果表明吸烟状况是与KRAS突变显著相关的唯一因素。吸烟者对PD-1/PD-L1抑制剂治疗的客观反应率为16.9%(KRAS突变组为17.3%，非KRAS突变吸烟者亚组为15.4%)，显著高于不吸烟者，吸烟可能是PD-1/PD-L1抑制剂功效的较重要的预测因子。近期一项Meta分析进行了晚期非小细胞肺癌(NSCLC)患者的PD-L1表达和EGFR状态是否与PD-1/PD-L1抑制剂疗效相关的探索[39]。结果表明PD-L1阳性及EGFR野生型的NSCLC患者具有更长的PFS、OS，以及更高的ORR。Kang等[40]回顾性分析2016年1月至2018年2月期间接受PD-1/PD-L1抑制剂的51例晚期NSCLC患者的医疗记录,结果发现有胸膜或心包转移的NSCLC患者的反应率明显低于没有胸膜或心包转移的患者(4.3% vs 35.7%;P=0.007)，且胸膜或心包转移患者的不良事件发生率和3～5级不良事件较未发生转移者显著增高。因此胸膜或心包转移可能是PD-1/PD-L1抑制剂治疗的晚期NSCLC患者疗效及不良事件发生率的影响因素。 综上所述，我们发现有众多因素与PD-1/PD-L1抑制剂的疗效相关，但要找出最佳的疗效预测标志物，还需要进行大量的临床试验和研究。

5 总结

PD-1/PD-L1抑制剂的出现为晚期NSCLC的治疗提供新思路。同时也存在如下问题：①与化疗治疗的患者相比，晚期NSCLC的PD-1/PD-L1抑制剂治疗在一线治疗中具有更高的ORR，但免疫介导性肺炎发生率也更高[41]。②超进展(HPD)是疾病进展的一种模式，被定义为肿瘤反常的加速生长。有研究表明HPD在PD-1/PD-L1抑制剂治疗中较化疗更为常见，在PD-1/PD-L1抑制剂治疗的6周内出现HPD的患者的OS显著降低，但HPD中涉及的分子机制尚未明确[42]。③找到能够预测PD-1/PD-L1抑制剂疗效的最佳生物标志物，明确哪些患者能从该药物中获益，指导临床医生治疗。