食管鱗癌的腫瘤免疫微環境和免疫檢查點抑制劑研究進展

袁曉莉 王振波

1濱州醫學院 濱州，256603；2濱州醫學院附屬醫院腫瘤科，濱州 256603

食管癌是全球第七大癌癥相關死亡原因［1］。食管鱗狀細胞癌（esophageal squamous cell carcinoma，ESCC）約占所有食管癌的90%，在首次診斷時大多處于中晚期［2］。盡管包括手術、化療和放療在內的多學科治療方法得到發展，然而，5 年生存率仍然很低，僅為30%～40%。因此，進一步改進手術技術和放化療策略，研發包括靶向治療和免疫治療等新型治療方法是當務之急。近年來，免疫療法一直被認為是治療多種類型癌癥的一種前景較好的治療方法［3］。研究顯示，抑制程序性死亡受體-1（programmed death-1，PD-1）或程序性死亡受體配體-1（programmed death ligand-1，PD-L1）的單克隆抗體在食管癌及其他多種惡性腫瘤中可以使腫瘤縮小及改善總生存期。它使用患者自身的免疫系統通過抑制免疫檢查點途徑來對抗惡性腫瘤細胞［4］。然而，免疫檢查點抑制劑（immune checkpoint inhibitors，ICIs）由于耐藥性導致其療效受限。因此，明確療效預測生物標志物對個體化免疫治療尤為重要。越來越多的證據表明，腫瘤細胞內在因素（如PD-L1 表達、腫瘤突變負荷和微衛星不穩定-高狀態）與ICI 的療效相關［5］。此外，腫瘤免疫抵抗亦可由外在因素引起，包括腫瘤浸潤性淋巴細胞（tumor-infiltrating lymphocytes，TILs）、腫瘤相關巨噬細胞（tumor-associated macrophages，TAMs）和髓系來源抑制細胞（myeloid-derived suppressor cells，MDSCs）［6-9］。因此，更好了解腫瘤免疫微環境（tumor immune microenvironment，TIME），如腫瘤PD-L1 表達、TILs、TAMs 和MDSCs，變得越來越重要。本文就TIME 及ICIs在ESCC 中的研究進展進行綜述。

ICIs的作用機制

在生理條件下，機體的免疫反應受共刺激和抑制信號的調節。當免疫系統被病原體的刺激信號激活時，它可以準確識別特定的抗原并將其清除。正常組織可以通過表達免疫檢查點來防止免疫系統的破壞，我們稱之為自我耐受。在關于免疫系統是否能特異性識別和殺死腫瘤細胞的長期爭論之后，許多證據表明，免疫細胞在控制腫瘤細胞方面確實發揮了重要作用。例如，研究顯示免疫受損的人容易患癌癥，這在動物模型中也得到了證實。在腫瘤部位可觀察到免疫細胞的聚集，通常與預后有關。隨著技術進步，可以直接在患者身上檢測到免疫反應［10-12］。在理想條件下，腫瘤細胞表面的抗原會引起炎癥，被抗原提呈細胞特別是樹突狀細胞識別和吞噬，然后提呈給T 淋巴細胞和B 淋巴細胞，引發適應性反應［13］。然而，盡管免疫機制已經確立，惡性腫瘤仍然會發生。腫瘤細胞有多種策略來抵抗免疫監視，我們稱之為免疫逃避。在T 細胞和腫瘤細胞之間的相互作用中，T細胞的反應受到T細胞中激活和抑制信號之間的平衡調節，這些信號被稱為免疫檢查點［14-15］。最廣為人知和研究最多的是表達在腫瘤細胞表面的免疫檢查點，如PD-L1 和溶細胞性T 淋巴細胞相關抗原-4（cytolytic T lymphocyte-associated antigen-4，CTLA-4），它們可以與免疫細胞上的受體結合，作為抑制信號來抑制免疫細胞的功能［15］。

ESCC中的ICIs

PD-1 與腫瘤細胞和免疫細胞上的PD-L1 相互作用，PD-1/PD-L1 信號抑制CTL 的細胞毒作用，并誘導CTL 凋亡［16-17］。PD-L1 是抑制性B7 家族成員，已有報道顯示PD-L1 在多種類型腫瘤中表達上調，包括食管癌細胞和免疫細胞［14，18-19］。目前，nivolumab 和pembrolizumab 兩種抗PD-1 單抗已被應用于臨床，它們在幾種難治性腫瘤中顯示出顯著和持久的反應，包括31%的惡性黑色素瘤、29%的腎癌和17%的肺癌患者［20-22］。

nivolumab 是一種高親和力、人源化的抗PD-1 單抗［23］。ATTRACTION-01 試驗研究了nivolumab 在食管癌治療中的安全性和療效性［24］。這項研究包括65 例難治性或無法耐受化療的晚期ESCC 患者，無治療相關死亡事件發生，只有17 例（26%）患者發生了3～4 級不良反應。客觀有效率為17%，其中部分緩解8 例、完全緩解3 例。1 年和2 年總生存率為45%和17%。目前，比較nivolumab 與多西紫杉醇或紫杉醇對氟尿嘧啶和鉑類藥物無效的ESCC 患者Ⅲ期臨床試驗（ATTRACTION-03）的結果已經公布［25］。與nivolumab 組相比，化療組患者的中位總生存率從8個月增加到11個月，相應死亡風險顯著降低23%（HR=0.77，P=0.019）。因此，nivolumab 目前被認為是治療晚期ESCC 患者的標準二線治療方案。

pembrolizumab是一種有效、高選擇性、完全人源化的免疫球蛋白（Ig）G4-k抗PD-1單抗［22］。Keynote-028試驗納入83 例標準化療失敗的食管癌患者，其中ESCC 患者占比78%。中位隨訪時間為7個月，總體有效率為30%，ESCC 患者亞組的有效率為28%［26］。隨后，Keynote-180 試驗進一步研究了pembrolizumab 治療晚期/轉移性食管癌的安全性和抗腫瘤活性［27］。在此之后，Keynote-181 試驗對比了pembrolizumab 和化療作為晚期/轉移性食管癌患者的二線治療方案的療效。在ESCC 亞組中，pembrolizumab 和化療組的中位總生存率分別為8 個月和7 個月（HR=0.78，P=0.009 5）［28］。這些試驗都表明pembrolizumab 是治療ESCC的新的二線治療方案。

其他抗PD-L1 抗體（如durvalumab）治療食管癌的臨床試驗正在進行中。在durvalumab 單一療法治療晚期實體腫瘤的Ⅰ期試驗中，22 例患者有7 例患者出現了與治療相關的2 級不良反應，1 例患者出現了3 級不良反應，1 例患者出現部分緩解［29］。目前，很多試驗研究了durvalumab 作為食管癌單藥治療，或與放化療或免疫治療聯合使用的療效［30］。近年來，研究人員開展了雙重免疫檢查點抑制和免化聯合應用的研究，以提高ICIs 對ESCC 患者的療效［31］。目前，pembrolizumab 已于2018 年12 月獲得批準用于治療微衛星高度不穩定或DNA 錯配修復基因缺陷的無法切除/轉移性實體瘤患者。nivolumab 于2020 年2 月被批準用于治療不能切除的晚期或復發食管癌患者在化療進展后的患者。

TIME

盡管ICIs 在人類惡性腫瘤中表現出了顯著的臨床療效，但大多數患者仍然表現出原發或繼發性耐藥［32］。因此，應該找到合適的生物標志物來選擇可能對這些藥物有反應的患者以及克服耐藥的聯合治療。癌癥對ICIs 的耐藥性可由腫瘤細胞內在因素（如PD-L1 表達、腫瘤突變負荷、微衛星不穩定-高狀態）和促成免疫逃避的外部因素（如TILs、TAMs、MDSCs）共同驅動［6］。因此，TIME 對人們開發和優化免疫治療方法、確定預測生物標志物以及為特定ESCC患者選擇最合適的治療方法具有重要研究意義。

1.人類白細胞抗原（human leucocyte antigens，HLAs）

HLAs 在將腫瘤抗原呈遞給T 細胞的過程中發揮作用，通過影響宿主對腫瘤發展的防御而參與腫瘤的發生。HLA Ⅰ類基因（如HLA-A、HLA-B、HLA-C 等）編碼表達于所有有核細胞表面的蛋白質，將細胞內肽呈遞給CD8+T 細胞。HLA Ⅱ類基因（如HLA-DR、HLA-DQ、HLA-DP、HLA-DM、HLA-DOA、HLA-DOB）編碼的蛋白僅在抗原提呈細胞表面表達，是誘導和增殖CD4+T 細胞的關鍵限制性元件。一些關于HLAs 表達對于食管癌患者的預后意義的研究已經報道，HLA-A、HLA-B、HLA-C、HLA-F、HLA-DQA1 和HLA-G 的改變與食管癌患者的生存相關［33-35］。有趣的是，PD-L1 高表達是食管癌和高HLA Ⅰ類表達患者顯著的獨立預后因素。據報道，在ESCC 模型中，miR-148a 可以調節HLA-G的表達并影響腫瘤細胞凋亡［36］。

2.TILs

TILs 的密度可以預測對ICIs 的免疫應答［6］。病理檢查觀察到的形態淋巴細胞反應可能是宿主對腫瘤細胞免疫應答的一個指標。在最近的一項研究中，對食管癌患者淋巴細胞對腫瘤的4 種形態反應（即瘤周反應、巢內反應、淋巴反應、間質反應）進行了評估［37］。在這4 種反應中，只有瘤周反應與患者的預后有關（P＜0.001）：瘤周反應高的患者總生存率明顯長于低反應患者（HR=0.48，P＜0.001）。考慮到TILs上PD-1在抗腫瘤免疫反應中的作用，更好了解TILs上PD-1 表達和腫瘤細胞上PD-L1 狀態可能具有重要臨床意義。

3.TAMs

巨噬細胞在吞噬、抗原提呈、細胞因子和/或生長因子的產生中起著至關重要的作用，是腫瘤免疫治療的重要效應者。在腫瘤微環境的刺激下，巨噬細胞分化為抗腫瘤的M1 或促腫瘤的M2 表型。TAMs 的定義是位于腫瘤內或鄰近腫瘤的巨噬細胞。由于TAMs可以產生包括生長因子、細胞因子和蛋白水解酶在內的各種促腫瘤因子，它們可能成為重新校準TIME 內免疫反應的有吸引力的靶點［7］。在各種類型的腫瘤中，TAMs 的存在與預后不良相關［38-40］。據報道，食管癌組織中高TAMs 密度與較短的生存期有關，提示TAMs 具有預測預后的生物標志物作用。此外，有研究表明，與激活的巨噬細胞共培養的食管癌細胞株的侵襲和遷移能力明顯高于對照細胞株。此外，與激活的巨噬細胞共培養增加了癌細胞中PD-L1的表達［41］。

4.MDSCs

MDSCs作為TIME中最重要的免疫抑制細胞之一，目前已被廣泛研究［42］。它們可能通過分泌細胞因子和趨化因子來促進腫瘤的發生和發展，這種作用依賴于TIME。據報道，在食管癌患者中，MDSCs 的高滲透與預后不良有關［43］。在ESCC中，白細胞介素（IL）-6或其他由乙醛脫氫酶介導的信號通路可以調節MDSCs 的激活［44］。先前研究表明，MDSCs是異質性的，CD38可以作為MDSCs在食管癌中免疫抑制能力增強的標志物［45］。

總結與展望

在過去10 年中，我們對TIME 在ESCC 中的潛在機制的理解迅速提高，使癌癥免疫治療取得了驚人的發展。向前邁進的挑戰是在ESCC 的免疫學和生物學探索上投入大量精力，更準確地說，是定制各種可用的或新興的免疫治療方法。在不久的將來，應該設計和進行大型前瞻性試驗，以驗證可靠的預測生物標志物，從而選擇從免疫治療中受益更高的ESCC 患者。目前正在進行的為免疫治療反應預測生物標志物研究，有望提高包括ICIs 在內的免疫治療對患者的獲益。

作者貢獻聲明袁曉莉：查閱文獻、撰寫文章；王振波：查閱文獻、文章審校