免疫治療相關生物標志物在消化道腫瘤中的應用*

陳渝宏 楊彪 綜述 廖正銀 審校

有研究證實氟尿嘧啶類、鉑類、蒽環類藥物的常規化療方案可提高消化系統腫瘤的治療療效，但預后仍然很差[1]。近年來，美國臨床腫瘤協會（ASCO）和歐洲腫瘤協會（ESMO）會議相關報道強調了免疫檢查點抑制劑在胃癌、結直腸癌和肝癌等消化道腫瘤治療的前景[2-3]。與化療不同，免疫治療主要是重新激活或者動員自身免疫系統，并以其持續時間長、易感度低等特性在臨床中占有更廣闊的前景[4]。其中，帕博麗珠單抗和納武單抗逐漸改變了傳統化療在晚期肝細胞肝癌、胃癌、結直腸癌中的地位[5]。

不同類型腫瘤的治療反應存在顯著性差異，即使患有同種惡性腫瘤的患者在使用抗程序性死亡受體-1 及其配體（programmed death-1/programmed deathligand 1，PD-1/PD-L1）或細胞毒性T 細胞相關蛋白-4(cytotoxic T lymphocyte associate protein-4，CTLA-4）抑制劑治療時也可能表現出不同的治療反應。因此，迫切需要利用生物標志物來識別和篩選患者，以實現個體化、精準化治療。近年來，多項研究對多種可能具有潛在預測作用的生物標志物進行了探索，如PD-1、腫瘤突變負荷（tumor mutational burden，TMB）、微衛星不穩定性（microsatellite instability，MSI）和循環腫瘤DNA（circulating tumor DNA，ctDNA），但目前尚未達成共識[6-8]。

盡管這些潛在的生物標志物被廣泛研究，由于檢測過程差異及檢驗臨界值尚未明確，其無法成為可靠的、可用于預測多種類型腫瘤免疫治療療效的生物標志物。本文將對已有的生物標志物分子進行總結，以期探索免疫治療療效與相關分子的預測作用，為臨床治療提供新的策略，進而為實現醫學個體化、精準化治療奠定一定的理論基礎。

1 PD-L1 及其預測作用

目前，已有研究表明PD-L1 表達水平與免疫治療療效之間存在潛在的聯系，針對PD-L1 作為一種預測性的生物標志物的相關研究已廣泛開展[9]。在非小細胞肺癌和黑色素瘤中已發現PD-L1 的表達和抗PD-1/PD-L1 的治療療效呈正相關。但在消化系統腫瘤中是否存在類似的關系仍不清楚。PD-L1 陽性的患者可能對PD-1/PD-L1 抑制劑低反應甚至無反應，而PDL1 陰性的患者也可能從中受益。KEYNOTE 590 研究表明帕博麗珠單抗治療PD-1 陽性食管癌患者的治療效果明顯優于PD-1 陰性的患者[10]。然而，KEYNOTE 601 研究的結果顯示，帕博麗珠單抗用于治療胃癌在生存率方面無顯著性差異。即使同樣采用抗PD-1 藥物，在食管癌和胃癌中也可以觀察到不同的緩解率。同樣，KEYNOTE 602 研究發現，PD-L1 高表達和低表達的胃癌患者的治療療效差異無統計學意義。另外，CheckMate 040 研究表明，肝癌患者PD-L1 表達水平與腫瘤的局部控制可能無顯著性相關[11]。REGONIVO 研究表明，隨著PD-L1 水平的升高，結直腸癌的治療療效有所提高[12]。以上研究表明，PD-L1 在區分潛在有效和無效患者時缺乏準確性，PD-L1 表達不足以作為一個獨立的生物標志物，但在使用抗PD-1/PD-L1 治療時，其在患者識別與篩選中的作用不容忽視。因此，需要進一步探索PD-L1 的在消化系統腫瘤中標準化和可重復性的預測價值。

1.1 帕博麗珠單抗治療療效與PD-L1 表達相關性

帕博麗珠單抗是一種被廣泛研究的抗PD-1 抗體，已應用于多種消化系統腫瘤，尤其是食管癌和胃癌。有關PD-L1 表達狀態與免疫治療療效之間相關性的研究正在廣泛開展，以篩選最佳適用者并從整體人群中剔除無效患者，進而最大化提高治療效益并減少不良反應。PD-L1 表達水平經常被用來區分食管癌和胃癌的優勢群體，同時，在使用免疫檢查點抑制劑治療時，PD-L1 綜合陽性評分（combined positive score，CPS）越高其總生存期越長。因此，免疫抑制劑帕博麗珠單抗被美國國家綜合癌癥網絡（NCCN）指南（2019 版）推薦用于PD-L1 陽性晚期食管癌的二線治療。

KEYNOTE 180、KEYNOTE 181 等研究表明，在食管癌的治療中，當帕博麗珠單抗作為二線/三線單藥或者一線聯合治療時，PD-L1 的 CPS≥10 分患者可以獲益。同時，KEYNOTE 059、KEYNOTE 061 等研究表明，PD-L1 的CPS≥1 分或≥10 分的胃癌患者也能從帕博麗珠單抗的治療中獲益[13]。一項Ⅲ期多中心隨機對照研究（Checkmate 649）首次報道了納武利尤單抗（“O”藥）聯合化療一線用于晚期胃癌、胃食管交界癌及食管癌[5]。該研究共納入1 581 例患者，結果顯示“O”藥聯合化療可以改善患者的總生存期（overall survival，OS）和無進展生存期 （progression-free survival，PFS），且對于PD-L1 的 CPS≥5 分患者的OS 和PFS有顯著提高［（OS：14.4 個月vs.11.1 個月，HR=0.71；P＜0.001），（PFS：7.7 個月vs.6.05 個月，HR=0.68；P＜0.000 1）］。進一步行PD-L1 的 CPS 臨界值與OS 分析顯示，PD-L1 的CPS 臨界值越高，OS 和PFS獲益越明顯，即PD-L1 的 CPS 臨界值為5 分時具有顯著性差異（P=0.010 7），而臨界值為1 分時無顯著性差異（P=0.204 1）。此外，與單純化療相比，聯合治療可以降低PD-L1 的CPS≥5 分患者在治療期間癥狀惡化的風險（HR=0.64，95%CI：0.49～0.83）。該研究還表明，“O”藥聯合化療可能成為晚期胃癌、胃食管交界癌及食管癌的一線治療方案。此外，一項關于胃癌免疫治療相關的Meta 分析顯示， 6 488 例患者PD-L1的臨界值分析表明，單藥免疫治療可延長PD-L1 的CPS≥1 分患者的OS（HR=0.84，95%CI：0.74～0.96）；聯合免疫治療可使PD-L1 的CPS≥1 分患者的OS（HR=0.81，95%CI：0.71～0.92）和PFS（HR=0.77，95%CI：0.69～0.86）顯著延長[14]。在食管癌和胃癌的治療中，PD-L1 的表達有很大的潛力成為免疫治療的有效生物標志物[5，14]。但是目前的探索仍存在一定的不足，對PD-L1 的 CPS 評分的臨界值仍需要進一步深入研究。

在肝癌治療方面，免疫抑制劑改變了肝癌的治療狀況。如KNYNOTE-240研究表明，PD-L1 表達與抗PD-1 治 療 的 客 觀 緩 解 率 （objective response rate，ORR）和PFS 之間具有顯著相關性[15]。目前研究顯示，帕博麗珠單抗作為PD-L1 陽性的肝細胞肝癌患者的二線治療是有益的。但和其他實體腫瘤一樣，免疫抑制劑單藥治療的應答率在肝細胞肝癌中依然較低。2021 年CheckMate 040 研究的隨訪數據顯示，使用納武單抗聯合阿特珠單抗治療有較好的ORR 并獲得持續緩解[16]。而KEYNOTE-224 研究的ORR 僅為17%[17]。因此，包括不同的免疫抑制劑、免疫抑制劑+靶向藥、免疫抑制劑+手術/射頻消融/經導管動脈栓塞化療等多種聯合治療方式為肝癌的治療提供了多種選擇。

目前，PD-L1 陽性的腫瘤對免疫抑制劑的敏感性及部分PD-L1 高表達和低表達的腫瘤對免疫抑制劑的療效差異仍存在爭議。值得注意的是，接受不同的PD-1 抑制劑治療時會有不同的免疫治療療效。評估方法的多樣性、病理醫師的主觀性以及PD-L1 最佳檢驗分界值的非標準化等均易導致分歧，并影響PDL1 預測作用的準確性和可重復性。目前的臨床研究大多選擇CPS 為 5 分 或者10 分作為分界值，并未涵蓋所有類型的腫瘤，因此未來的研究應進一步對 PD-L1陽性的檢測值進行具體的量化。

2 TMB 表達水平及其預測作用

近年來，TMB 已經發展成為免疫治療中的一種新興生物標志物，尤其在評估藥物療效和預測疾病預后方面有重要意義。目前，已有相關研究證明在如非小細胞肺癌、黑色素瘤和尿路上皮癌等類型腫瘤中，TMB 的水平與臨床結果相關。因高水平TMB與免疫治療較佳的OS 率呈正相關，與化療相比，免疫治療更推薦用于TMB 高表達的腫瘤[18]。同時，在涉及多種類型腫瘤的KEYNOTE 158 研究中，TMB 高表達（TMB 突變率 10/Mb）患者的單藥帕博麗珠單抗治療的ORR 為29%，因此帕博麗珠單抗被美國食品藥品監督管理局（FDA）推薦用于伴有TMB 高表達的不可切除或轉移性實體瘤[19]。

TMB 已被廣泛應用于預測非小細胞肺癌和黑色素瘤免疫治療的療效，但鮮有研究強調TMB 在消化系統腫瘤的預測作用。Kim 等[20]對55 例使用PD-1抑制劑的胃癌患者分析顯示，TMB 水平與免疫治療的療效相關，在胃癌中率先發現了TMB 水平與免疫治療療效的潛在相關性。此后，Guo 等[21]對晚期胃癌高TMB 組和低TMB 組患者免疫治療的療效進行深入分析，進一步證明高TMB 水平的晚期胃癌患者有更好的預后，通過檢測患者的TMB，可以了解患者對免疫治療的反應，以便更好地指導免疫治療。2019 年的一項探索研究表明，對于包含MSI 或者錯配修復（mismatch repair，MMR）缺失的結直腸癌，TMB 可以更好的識別對免疫治療無效的患者。2020 年ASCO會議報道了KEYNOTE 061 試驗，其主要研究TMB和PD-L1 表達之間的關系。該研究表明，對于高TMB 水平（即TMB＞175）患者，帕博麗珠單抗療效優于紫杉醇，TMB 和PD-L1 之間無顯著性相關[22]。因此，TMB 可以考慮為獨立于PD-L1 的另一個有前景的生物標志物。但新抗原的鑒別、不同的TMB 算法及眾多影響TMB 的因素，均對TMB 作為生物標志物的研究探索有一定的影響。因此，在檢測TMB 水平時應權衡多種基于TMB 的各種生物標志物以減少相關影響并進一步提高準確性。此外，目前研究大多為小樣本，且不同類型腫瘤所定義的TMB 高水平與低水平的檢驗臨界值有顯著性差異，未來需要大規模的Ⅲ期臨床試驗來證實TMB 的預測作用，并為特定的腫瘤確定檢驗臨界值。

3 MSI 及其預測作用

高微衛星不穩定性（MSI-high，MSI-H）或錯配修復缺陷（mismatch repair deficient，dMMR）常發生在多種類型腫瘤中，如子宮內膜癌、結直腸癌、胃癌及肝癌等[23-24]。相關證據表明，MSI-H 型結直腸癌（尤其是Ⅱ期）及子宮內膜癌的預后優于微衛星穩定（microsatellite stability，MSS）型，但在其他腫瘤中的作用尚不清楚[24]。2020 年，帕博麗珠單抗被中國國家藥監局批準作為MSI-H 或dMMR 轉移性結直腸癌的一線治療，MSI 的重要性大幅提高。

2015 年，KEYNOTE 016 研究結果使FDA 批準帕博麗珠單抗用于含有MSI-H/dMMR 的實體腫瘤和常規化療失敗的晚期結直腸癌[25]。2019 年ASCO 會議上，一項涉及4 項隨機試驗（MAGIC 研究、CLASSIC研究、ARTIST 研究及ITACA-S 研究）的大型Meta分析討論了不可切除胃癌中MSI 狀態的預測價值[26]。該研究共納入1 552 例患者，其中7.8%被診斷為MSI，與MSS 型亞組相比，MSI 型亞組有更好的5 年ORR（77.4%vs.59.2%，HR=0.50；P＜0.01）和5 年無疾病生存期（71.8%vs.52.3%，HR=0.50；P＜0.001）。該研究表明MSI-H 的存在通常代表胃癌良好的治療效果，MSI 是無病生存期（HR=0.48，95%CI：0.33～0.70；P＜0.001） 和 OS（ HR=0.48， 95%CI： 0.29～0.81；P＜0.005）的獨立相關因素。因此，MSI 是預測良好預后的一個獨立因素，也是患者識別和篩選的一個特定因素。2020 年ASCO 會議關于KEYNOTE 177 和CheckMate 142 等 研 究 結 果 顯 示[23，27]， MSI-H/dMMR（+）結直腸癌患者可以從免疫治療中獲益，因而FDA 批準納武單抗用于MSI-H/dMMR（+）結直腸癌的治療。

Pietrantonio 等[28]對2 545 例MSI 狀態可評估的患者進行了薈萃分析，其結果表明免疫治療可以提高MSI-H 腫瘤患者的OS（HR=0.34，95%CI：0.21～0.54），而MSI 穩定者HR 為0.85（95%CI：0.71～1.00），兩個亞組之間的治療效果有顯著性差異（P=0.003）。該研究 中 的MSI-H患 者PFS 的HR 為0.57（ 95%CI：0.33～0.97），且對治療反應的比值比為1.76（95%CI：1.10～2.83；P=0.02）。總之，MSI 狀態對胃癌和結直腸癌的免疫治療能夠起一定預測作用。但MSI 尚不能完全適用于所有類型的消化系統腫瘤，如肝癌患者中MSI-H 的發生率僅2%，肝癌患者對帕博麗珠單抗治療尚未顯示出優越性。因此，MSI 可能不是肝癌免疫治療可用的生物標志物。

4 ctDNA 及其預測作用

血清ctDNA 主要由腫瘤細胞凋亡、壞死或主動分泌釋放的基因組DNA 片段組成，理論上所有的腫瘤細胞均產生ctDNA。ctDNA 可以檢測到從點突變到結構乃至染色體拷貝數變異等遺傳變異信息，以利于對腫瘤進行早期診斷和監測晚期復發[29]。同時，外周血中的ctDNA 可能比侵入性手段更能反應腫瘤內部特征，如腫瘤固有的異質性和整個基因變異，因此ctDNA 極大可能成為實體腫瘤治療前后的生物標志物[30-31]。

隨著現有治療模式向個體化和精準化治療轉變，ctDNA 較傳統的組織活檢更有優勢。1）ctDNA 為非侵入性檢測，在樣本不足時，對樣本的數量和質量要求低。ctDNA 較短的半衰期使其對疾病進展進行動態檢測更具說服力。2）ctDNA 評估有利于腫瘤的早期篩查和監測復發，而組織活檢只有在病變迅速增長后才能發現。因此，ctDNA 具有無創、動態實時監測、全面分析及早期預測等優勢。2020 年ASCO 會議上報道，ctDNA 在治療過程早期出現也預示著腫瘤的進展，且ctDNA 在9 周內清除的患者比未清除患者有更好的PFS（12.3 個月vs.3.9 個月）。此外，2020 年ESMO 會議上CALIBRATION 試驗表明ctDNA 的變化可以預測度伐利尤單抗在晚期食管癌中的相關療效。有研究發現，胃癌患者使用免疫檢查點抑制劑治療后，血液中未檢測到ctDNA 較檢測到ctDNA 的患者有更好的中位PFS（7.4vs.4.9 個月，P=0.025）[32]。上述研究均表明ctDNA 在相關腫瘤的檢測、療效評估等方面極具前景。但由于缺乏大樣本臨床研究，ctDNA 的臨床應用仍然面臨著巨大的挑戰。

總之，ctDNA 通過液體活檢有利于胃癌、肝癌及結直腸癌等疾病的早期診斷、評估療效和預后，且具有微創、方便等特點，因而成為組織活檢的重要補充。目前，已有學者著力于探索ctDNA 與免疫治療反應的相關性[33]。未來ctDNA 有望成為腫瘤化療前后的標志物，但與免疫治療的相關性證據仍不夠可靠，因此其臨床推廣需要更多大樣本和精心設計的試驗研究，并不斷優化ctDNA 檢測手段。

5 結語與展望

PD-L1 表達在食管癌和胃癌免疫治療中的價值已被證實[5]，但在結直腸癌中PD-L1 預測性較低。與PD-L1 相比，MSI-H/dMMR 可更好地反映胃腸道腫瘤免疫治療的相關反應。但在肝細胞肝癌中，尚缺乏合適的生物標志物。TMB、ctDNA 及腫瘤浸潤淋巴細胞更有可能成為可以預測多種類型腫瘤臨床療效的生物標志物。目前，已有多種新的生物標志物逐漸被學者關注，如CDK12、腫瘤浸潤淋巴細胞、腸道微生物群、腫瘤相關外泌體等[34-35]。總之，PD-L1 和MSI狀態作為生物標志物預測免疫治療的反應前景較好，但實際仍存在較多問題。未來，應該進一步規范現有生物標志物的檢測程序并不斷探索更多有預測作用的生物標志物，聯合利用多種生物標志物以更好的預測免疫檢查點抑制劑的治療療效，以區分免疫治療有應答和無應答者，發揮生物標志物的最大價值，以實現個體化、精準化治療。