PD-1/PD-L1免疫检查点抑制剂在多形性胶质母细胞瘤中的研究进展

童曼琳 尚茹茹 综述 刘晓红 审校

多形性胶质母细胞瘤(Glioblastoma multiforme，GBM)是最常见的原发性恶性脑肿瘤之一，占所有原发性恶性中枢神经系统肿瘤的48%[1]。根据美国国立综合癌症网络(NCCN)指南，标准治疗包括手术切除、放疗联合替莫唑胺(Temozolomide，TMZ)、TMZ辅助化疗以及联合放疗等。尽管采用标准治疗，但GBM有较高的侵袭性，中位总生存期(Overall survival，OS)小于2年，5年生存率低于10%，预后较差[2]。GBM的治愈率低、复发率高、生存期短，是当前肿瘤治愈率的最大挑战之一。

免疫检查点(Immune checkpoint，IC)是指免疫细胞在维持自我耐受的同时，调节和控制免疫反应的一种持久性抑制途径。在肿瘤微环境中，T淋巴细胞是细胞介导免疫反应的核心角色，它攻击表达肿瘤特异性抗原的肿瘤细胞。主要的组织相容性复合体(Major histocompatibility complex，MHC)分子将抗原呈现至细胞表面，使T细胞能够识别。活化的T细胞能够表达表面抑制性受体，如细胞毒性T淋巴细胞相关蛋白4(Cytotoxic T lymphocyte associated antigen-4，CTLA-4)和程序性细胞死亡受体1(Programmed cell death receptor 1，PD-1)。当检查点分子与各自的配体结合后，就会向宿主T细胞传递一个“终止”信号，并减弱T细胞的活化。因此，许多肿瘤细胞通过表达程序性细胞死亡配体1(Programmed cell death ligand 1，PD-L1)表现出负性作用，该配体则被PD-1 T细胞受体识别，以此来逃避T细胞参与调控的免疫反应[3]。针对IC分子设计相应的抗体促使肿瘤产生免疫逃逸，增强肿瘤免疫，此类药物即为免疫检查点抑制剂(Immune checkpoint inhibitor，ICI)。目前PD-1/PD-L1 ICI(以下简称为PD-1/PD-L1抑制剂)已被批准上市。本文总结了现有的PD-1/PD-L1抑制剂治疗GBM的相关临床研究，概述了在治疗GBM过程中PD-1/PD-L1抑制剂单药治疗和联合治疗的疗效，以期望寻求治疗GBM的最佳方案。

1 胶质母细胞瘤与PD-1/PD-L1

PD-1作为一种细胞表面受体，是免疫球蛋白超家族中的一个成员[4]。PD-L1是PD-1的配体，PD-1与PD-L1相互结合形成免疫调节轴，可减少T细胞的增殖，抑制细胞因子的分泌，诱导T细胞凋亡[5]。在正常情况下，PD-1/PD-L1通路诱导并维持外周免疫耐受，对防止组织过度炎症和自身免疫性疾病发挥积极作用。但在肿瘤的发生发展过程中，PD-1/PD-L1通路抑制宿主的抗肿瘤免疫，导致肿瘤免疫逃逸[6]。

GBM在大脑内创造了一个具有免疫抑制作用的微环境，从而促进了肿瘤细胞的恶性增殖和侵袭特性，同时避开了身体的免疫系统。因此，使用免疫疗法来抵消GBM的特性是非常重要的。与黑色素瘤或非小细胞肺癌相比，GBM的体细胞突变负荷更低并且有较强的免疫抑制性肿瘤微环境。免疫抑制的机制是通过肿瘤细胞表达的PD-L1导致T细胞衰竭和凋亡，即在细胞毒性T细胞表面PD-L1与PD-1结合使T细胞丧失免疫功能，不能引起有效的抗肿瘤反应。因此，PD-1/PD-L1通路触发负性免疫调节，使脑组织中GBM细胞表现出高度侵袭性。抗原呈递细胞如小胶质细胞、巨噬细胞等能激活T细胞，并通过血管周围间隙到达中枢神经系统后识别肿瘤细胞，这一过程受到PD-1/PD-L1通路的调控。GBM表面PD-L1表达促进小胶质细胞PD-1受体活化，导致T细胞反应负调控。活化的T细胞上表达的PD-1与GBM细胞和小胶质细胞中大量表达的PD-L1高效融合，从而引发免疫反应的负性调控，维持肿瘤免疫的稳态[7]。在88%新诊断GBM和72.2%复发性GBM中观察到PD-1的高表达，因此，PD-1高表达可能与GBM预后差密切相关[8]。PD-1/PD-L1抑制剂治疗GBM正是通过损害该免疫通路从而增强抗肿瘤免疫应答而实现的。

2 PD1-1/PD-L1单药治疗胶质母细胞瘤的研究进展

2.1 PD-1/PD-L1抑制剂单药治疗方案

PD-1/PD-L1抑制剂有帕博利珠单抗(Pembrolizumab)、纳武利尤单抗(Nivolumab)、度伐利尤单抗(Durvalumab)和阿替利珠单抗(Atezolizumab)等[9]。PD-1/PD-L1抑制剂在治疗部分实体肿瘤(如黑色素瘤、肺癌、肾癌和头颈癌等)患者时表现出非常良好的效果，并延长患者OS[10]。

研究表明，大多数PD-1/PD-L1抑制剂单药治疗GBM的临床研究显示疗效有限。Keynote-028临床试验研究了26例复发性GBM患者的帕博利珠单抗单药治疗，结果显示疗效有限[11]。几项高级别GBM(WHO3级和4级)研究也表明，与对照组相比，帕博利珠单抗单药治疗的疗效有限[12]。并且有资料显示，国外实施的帕博利珠单抗单药或联合贝伐珠单抗治疗复发GBM患者的随机临床Ⅱ期试验，帕博利珠单抗单药治疗组(30例)患者六个月无进展生存率为6.7%(95%CI：1.7%～25.4%)，中位OS为10.3个月(95%CI：8.5～12.5个月)，整体反应率为0%。PD-L1抑制剂阿替利珠单抗和度伐利尤单抗已获批用于多种肿瘤的治疗。一项阿替利珠单抗单药治疗16例复发性GBM患者的Ⅰ期临床试验显示，患者生存期并未延长[13]。在涉及30例接受度伐利尤单抗单药治疗的复发性GBM患者中，总体疾病控制率为60.0%(4例部分缓解，14例病情稳定)，中位OS为28.9周(95%CI：22.9周～未达到)，中位PFS为13.9周(95%CI：8.1周～24.0周)[14]。PD-1/PD-L1抑制剂单药治疗疗效可能受多种因素影响，包括肿瘤细胞PD-L1表达、肿瘤浸润淋巴细胞(Tumor infiltrating lymphocyte，TIL)[15]、肿瘤浸润骨髓细胞[16]、肿瘤突变负荷[17]、错配修复系统状态和聚合酶基因突变状态。尽管PD-1/PD-L1单药治疗GBM的临床试验表明疗效不佳，但是关注新的治疗方法，如标准治疗(TMZ和放疗)的联合，特别是免疫治疗，它可能会成为控制GBM的新策略。

2.2 PD-1/PD-L1抑制剂新辅助治疗方案

PD-1/PD-L1抑制剂新辅助治疗具有可逆转GBM微环境的免疫抑制，增强局部、全身抗肿瘤免疫反应，以及增强肿瘤的免疫细胞浸润等特性[18]。PD-1/PD-L1抑制剂新辅助治疗在GBM中已取得初步成果。一项单组Ⅱ期临床试验以帕博利珠单抗新辅助治疗方式治疗了30例GBM患者(27例复发，3例新诊断)，结果显示患者中位OS达7.3个月，中位PFS达4.1个月。此外，2例患者的PFS分别为28.5个月和33.3个月。多分子和细胞分析显示，新辅助治疗导致趋化因子转录表达明显增强、免疫细胞浸润增加和TIL的中T细胞受体克隆多样性增加，支持治疗的局部免疫调节作用[19]。最近，常春藤联盟在35例复发性GBM患者(手术可切除)中进行了一项以帕博利珠单抗新辅助治疗的随机、多机构临床试验，以评价患者的免疫反应和生存率[20]。结果显示帕博利珠单抗新辅助治疗显著改善了患者的OS和PFS，并与肿瘤内T细胞和干扰素-γ相关的基因表达增强以及细胞周期相关的基因表达减弱有关。

上述2项研究为小规模研究，尚不能作为将PD-1/PD-L1抑制剂应用于GBM新辅助治疗的有效依据，但是其为PD-1/PD-L1抑制剂治疗GBM提供了另一方向。

3 PD-1/PD-L1抑制剂联合其他疗法治疗胶质母细胞瘤的研究进展

3.1 PD-1/PD-L1抑制剂与化疗药物联合

TMZ是一种口服烷化剂，在最近十年被视为术后治疗GBM的一线化疗药物。Wang等[21]分别将外周血单个核细胞(Peripheral blood mononuclear cell，PBMC)与GBM细胞、与TMZ处理的GBM细胞共培养，结果显示TMZ处理的GBM细胞对PBMC产生促炎细胞因子的抑制能力高于对照GBM细胞。而敲除PD-L1基因则损害了TMZ诱导的GBM细胞对PBMC的抑制作用，表明PD-L1是参与TMZ激发后GBM细胞免疫逃避的关键IC。此外，GBM细胞中TMZ介导的PD-L1表达依赖于信号传导及转录激活蛋白3的激活。研究还表明TMZ和PD-1抑制剂联合治疗明显缩小了GBM动物模型的肿瘤大小，提高了生存率。总的来说，这些数据说明TMZ通过上调PD-L1促进GBM细胞的免疫逃逸，TMZ和PD-1抑制剂联合方案可能是GBM患者的希望。

TMZ是治疗GBM最常见的化疗药物，可导致淋巴细胞减少。这种淋巴细胞减少已被证明会影响对各种免疫治疗策略的反应。Karachi等[22]发现TMZ对宿主免疫功能的调节因剂量而异。标准剂量(Standard dose，SD)TMZ(50 mg/kg×5天)治疗会导致T细胞耗竭标志物如淋巴细胞活化基因3和T细胞免疫球蛋白粘液素3增加，而节拍剂量(Metronomic dose，MD)TMA(25 mg/kg×10天)未观察到这种结果。当TMZ联合PD-1抑制剂治疗时，MD TMZ/PD-1抑制剂组显示TIL中的耗竭标志物减少，而SD TMZ/PD-1抑制剂组未观察到。此外，通过在治疗中加入SD TMZ，PD-1抑制剂在治疗鼠同基因GBM模型中的生存优势消失。然而，当在PD-1抑制剂的基础上加用MD TMZ时，保留了PD-1抑制剂单药治疗所见的生存获益。因此，当与依赖于内源性免疫应答激活的免疫治疗联合使用时，TMZ节拍给药可能是一种首选策略。这些发现对化疗与免疫治疗联合方案治疗GBM有巨大意义。

3.2 PD-1/PD-L1抑制剂与放射治疗联合

放射治疗通过增加MHCⅠ类分子表达、增强肿瘤相关抗原的提呈、增加促炎性细胞因子表达、促进树突状细胞成熟、下调Fas配体表达来对抗免疫抑制性肿瘤微环境[23]。Zeng等[24]发现，与任一模式的单药治疗相比，PD-1抑制剂联合放疗显示OS有所改善：对照组的中位OS为25天，PD-1抑制剂组为27天，放疗组为28天，放疗联合PD-1抑制剂治疗组为53天(P<0.05)。仅在放疗联合PD-1抑制剂治疗组中观察到长期生存，部分(15%～40%)动物在治疗180天后仍存活。与单一模式组相比，放疗联合PD-1抑制剂治疗组细胞毒性T细胞(CD8+/IFN-γ+/TNF-α+)的肿瘤浸润增加，调节性T细胞(CD4+/FOXP3)减少。PD-1抑制剂和局部放射治疗的结合可使原位脑肿瘤小鼠长期存活。这些研究提供了强有力的临床证据，支持在GBM患者中进行PD-1/PD-L1抑制剂与放疗联合治疗的试验。

3.3 PD-1/PD-L1抑制剂与靶向药物联合

自2019年靶向单克隆抗体贝伐珠单抗(Bevacizumab)批准上市以来，其一直被当做挽救治疗而定期用于复发性GBM[25]。贝伐珠单抗可通过诱导局部高内皮小静脉，下调PD-1和PD-L1的表达，调节免疫微环境，促进抗肿瘤免疫反应，从而促进ICI的疗效[26]。

PD-1/PD-L1抑制剂与贝伐珠单抗联合治疗的几项临床试验已发表了初步结果。两项Ⅱ期临床试验报道，帕博利珠单抗和贝伐珠单抗联合用药可以有益于肿瘤控制，延长生存时间[27]。另一项Ⅱ期临床试验用度伐利尤单抗联合贝伐珠单抗治疗贝伐珠单抗难治性复发性GBM。8例患者(36%)的OS≥22周，11例患者(50%)的PFS≥8周[28]，结果表明度伐利尤单抗+贝伐珠单抗联合治疗GBM获得初步疗效。这些研究的结果表明PD-1/PD-L1抑制剂与贝伐珠单抗联合治疗可能有效，但需要进一步研究。

4 糖皮质激素对PD-1/PD-L1抑制剂治疗GBM患者的影响

PD-1抑制剂的不良反应在皮肤、肠道、内分泌、肺中较为普遍，而在心血管、血液学、肾脏、神经系统和眼科发生率较低[29]。糖皮质激素几乎可以逆转所有免疫相关不良事件(Immune related adverse events，irAE)[30]。长期使用糖皮质激素可能对预防irAE复发有益，尤其是肺炎和肝炎。糖皮质激素广泛应用于GBM患者，以减轻肿瘤相关脑水肿和放射性坏死。地塞米松除降低淋巴细胞功能外，还通过增加细胞凋亡降低T淋巴细胞数量，也普遍降低了髓系和NK细胞群。研究表明[31]，PD-1/PD-L1抑制剂与地塞米松同时使用时可能会削弱GBM患者免疫治疗的疗效。但是，糖皮质激素对接受ICI治疗的GBM患者的影响尚未得到充分研究。因此，在GBM患者的临床实践中，糖皮质激素的临床有益作用、免疫抑制作用、免疫治疗irAE逆转作用和生存作用必须平衡。

5 小结与展望

近年来，PD-1/PD-L1抑制剂治疗GBM备受关注，但总体疗效仍不理想。PD-1/PD-L1抑制剂单药治疗GBM疗效有限，尽管一些小规模研究报告了不同程度的获益，但大多数已发表的结果显示出GBM患者无显著生存获益。同时，单药联合化疗、放疗等其他治疗的大规模临床试验数据有限，临床用药依据尚且不足。由此启发我们GBM的免疫治疗具有多重挑战和潜力，需要更深入的研究和临床试验。因此，开发不同方案的免疫治疗策略，如联合治疗(新辅助治疗、化疗、放疗、靶向治疗等)，对成功治疗GBM患者都至关重要。