免疫检查点抑制剂在肿瘤新辅助治疗中的应用(完整版)

免疫检查点抑制剂在肿瘤新辅助治疗中的应用（完整版）

以程序性细胞死亡1（PD-1）：程序性死亡配体（PD-L1/PD-L2）免疫检查点通路为靶点的癌症免疫疗法开创了新的肿瘤治疗时代。阻断PD-1-PD-L1通路的药物可以促进内源性抗肿瘤免疫，由于其广谱的活性，已被视为癌症治疗的“共同选择”。

然而，许多晚期肿瘤患者显示出新的或获得性的治疗抵抗，并且正在进行的研究主要集中在改善患者的预后。其中更早使用抗PD-1或抗PD-L1治疗早期癌症被认为是一种解决方案。

2020年1月发表在Science上的一篇综述概况了PD-1通路阻断时代新辅助（术前）免疫治疗的进展，着重讨论了其生物学机制、临床试验设计和病理反应评估三个方面。

背景

以程序性细胞死亡1（PD-1）与其主要配体PD-L1和PD-L2相互作用为目标的免疫疗法的出现，开创了肿瘤治疗的新时代。

迄今为止，三种阻断PD-1的单克隆抗体（Pembrolizumab、Nivolumab和Cemiplimab）和三种阻断PD-L1的单克隆抗体（Atezolizumab，Durvalumab,Avelumab）已被美国食品和药物监督管理局（FDA）批准用于17种不同类型的晚期不可切除癌症，用于一线和/或后线治疗。

这些药物的抗肿瘤疗效相似，对单个肿瘤类型的有效率在~15%到

~65%之间。更高的反应可能性与多种生物学因素有关，包括肿瘤突变负荷、PD-L1蛋白表达和致癌病毒整合。

然而，在许多患者中，肿瘤表现出对抗PD-1或抗PD-L1治疗的新生或获得性耐药，正在进行的临床和基础科学研究工作旨在克服这些问题，使用针对癌症早期阶段的抗PD-（L）1疗法被认为是一种解决方案。

免疫疗法的新辅助（术前）应用发生在癌症发展的早期阶段，此时肿瘤被认为是有“可切除治愈的”潜在可能性的。乳腺癌和肺癌的术前化疗新辅助方法已有大量先例，病理反应与改善长期预后（RFS和OS）相关。

在新辅助治疗领域应用抗PD-1治疗，也有一些经验的报道，例如抗CTLA-4（细胞毒性T淋巴细胞相关蛋白4）治疗膀胱癌和黑色素瘤以及与肿瘤疫苗一起联合放化疗治疗胰腺癌。本文将重点介绍新辅助阶段应用抗PD-1免疫治疗的进展，突出其生物学机制、临床发展和免疫相关病理反应评估的不同方面。

基于抗PD-1的新辅助免疫治疗的机理

虽然新辅助化疗被用来在术前“安抚”肿瘤，但新辅助免疫治疗试验的假说是，这种形式的治疗将增强系统T细胞对肿瘤抗原的反应（图1）。这种全身性反应可增强对扩散到可切除肿瘤之外的微转移病灶的杀灭，这些微转移病灶最终是术后复发的根源。

这一假说的一个关键推论是，当新辅助使用抗PD-1单抗治疗原发

肿瘤时，与仅针对切除后微转移病灶的辅助治疗相反，它将利用原发肿瘤中较高水平的内源性肿瘤抗原来增强T细胞启动。在新辅助治疗的情况下，相较于术后辅助治疗，体内存在的更高的肿瘤抗原载量，会导致更多肿瘤特异性T细胞的递呈，并由此招募循环系统中的更多肿瘤特异性T细胞。

这一假设由Liu，Teng和他的同事用两个小鼠乳腺癌模型进行了临床前测试。当4T1.2和E0771乳腺癌株系种植在乳腺脂肪中，原发肿瘤播散转移到远处。在原发性肿瘤切除前（新辅助）或术后（辅助），给予抗PD-1或抗PD-1加抗CD137（肿瘤坏死因子受体家族共刺激受体）的抗体进行免疫治疗。

与辅助免疫治疗相比，新辅助治疗的生存率显著提高。生存率的提高与肺和血液中更多的肿瘤特异性CD8+T细胞和肿瘤细胞表达的内源性逆转录病毒抗原反应的细胞因子生成增加有关，这表明已经产生了全身抗肿瘤免疫。在后续研究中表明，新辅助免疫治疗和手术之间的特定时间间隔对于增强全身抗肿瘤效果至关重要。

在免疫治疗开始后过早或过晚进行手术，都会降低新辅助作用。虽然很难在时间上比较和使用人体实验数据，但这些研究强调了在临床试验中系统地探索新辅助免疫治疗的最佳时间的重要性。

在肿瘤免疫治疗中阻断PD-1的主要作用机制是激活和释放治疗前已经存在于TME（肿瘤微环境）中的肿瘤特异性细胞毒性T细胞（图1）。但需要证实这些增加的T细胞浸润是否对肿瘤抗原有特异性，或者它们是否是与肿瘤无关的特异性的“旁观者细胞”。

瘤内免疫反应涉及到树突细胞（DC细胞）-T细胞的cross-talk，其中T细胞的反应依赖于DC回应T细胞产生的干扰素γ（IFN-γ）所诱导产生的白细胞介素-12（IL-12）。在一些模型中，肿瘤内自然杀伤（NK）细胞和树突状细胞之间的cross-talk放大了TME 内抗肿瘤T细胞的反应。

除了原发性肿瘤中树突状细胞直接启动T细胞反应之外，越来越多的证据表明肿瘤引流淋巴结（TDLN）也是肿瘤抗原呈递给肿瘤特异性T细胞的关键部位，而这一过程被PD-1通路阻断增强。

可以想象，新辅助抗PD-1治疗后，抗肿瘤免疫的增强不仅在TME 内产生，也在TDLN水平增强抗原呈递。在小鼠模型中，Krummel 和他的同事证明CD103+迁移性DC（人类CD141+）可以携带肿瘤抗原到TDLN并交叉呈现给CD8+T细胞。这些树突状细胞是CD8+，类似于经典的DC1s，可以有效地将抗原交叉到CD8+T 细胞上。

Salmon等人也证实了携带肿瘤抗原的树突状细胞向TDLN的转移。他们为肿瘤抗原在TDLN中的经典DC（cDC）呈递提供了实验证据。cDCs的缺失导致CD8+T细胞在抗PD-1治疗后无法进入肿瘤病灶深处，这表明肿瘤内T细胞的扩增是由于首先在TDLN 中被激活的T细胞运输回肿瘤，而不是原发性肿瘤内增殖。体外试验证实，DC基因敲除的小鼠不存在DC，抗PD-1不能产生抗肿瘤作用，可能是由于肿瘤特异性T细胞从未“致敏”到Tcf1+状态（记忆或耗竭），而PD-1通路阻断可能会影响“恢复活力”。

肿瘤内树突状细胞含有肿瘤抗原以及在体外展示出将其呈递给抗原特异性T细胞的能力，但并不能证明向T细胞的呈递是在肿瘤内发生的，而是相反，发生在TDLN内，树突细胞一旦表达CCR7就会向TDLN流动。组织（包括原发性原位肿瘤）中T细胞系统性迁移的唯一方式是首先通过传入淋巴管进入引流淋巴结，然后通过传出淋巴管进入血流。

因此在新辅助CPI（免疫检查点抑制剂）中T细胞在原发肿瘤中的激活是通过瘤内DC细胞的呈递，最终需要通过TDLN，在TDLN 中，T细胞会进一步遇到肿瘤抗原性DC，然后通过输出淋巴管进入血液。

从机制上讲，DCs增强肿瘤特异性T细胞启动的一个重要结果是不但改变肿瘤特异性T细胞的激活状态，而且最终改变肿瘤特异性T细胞的克隆动力学。最近Yost，Chang和他们的同事发现，接受了抗PD-1治疗的基底细胞癌和皮肤鳞状细胞癌，T细胞克隆扩增是因为TME中出现了新的克隆，这些克隆并不是在使用抗PD-1之前肿瘤中的T细胞克隆的扩增。这项工作的一个提示是，根据TCR测序数据，T细胞克隆的肿瘤特异性尚不清楚。

然而，在非小细胞肺癌（NSCLC）抗PD-1治疗的新辅助研究中，在治疗开始4周后微环境中新抗原特异性T细胞克隆的频率降低（大约10倍），而这些相同的克隆在外周增加。手术时，这些（抗原特异性T细胞克隆）克隆在TDLN中出现频率最高。更有证据表明，抗PD-1治疗可以扩大“亚显性”T细胞克隆。