放療聯合免疫檢查點抑制劑在非小細胞肺癌腦轉移中的研究進展

孫 璐 吳朝陽 朱麗華

腦轉移是非小細胞肺癌（non-small cell lung cancer，NSCLC）最嚴重和最常見的并發癥，超過20%的患者在初次確診NSCLC時即存在顱內受累［1］，有25%～40% NSCLC 患者在發病過程中會出現腦轉移瘤（brain metastases，BMs）［2］，其中70%～80% 為多發BMs。70% 腦轉移患者存在神經系統相關癥狀及體征，極大影響患者的生存質量，進一步降低患者生存率。有報道表明，未經治療的腦轉移患者的預計生存期只有1～2 個月［3］。在免疫治療時代的快速發展下，越來越多的臨床證據表明，顱內放療聯合免疫檢查點抑制劑（immune checkpoint inhibitors，ICIs）為主的免疫治療為腦轉移患者帶來了獲益，本文將針對臨床關于顱內放療聯合ICIs 這一新的治療方案的現狀及存在的問題做一綜述，旨在為臨床工作中BMs 的治療提供思路和更堅實的理論基礎。

1 放射治療對免疫調節的機制

現階段，臨床上針對BMs 放療的類型主要分為以下三種：全腦放療（whole brain radiotherapy，WBRT），調強放療（intensity modulated radiation therapy，IMRT）及立體定向放療（stereotactic radiotherapy，SRT）。有關放射治療與免疫治療相互作用的機制尚沒有確切的定論，近年研究發現，放射治療或通過多種機制來實現對免疫系統的調控。

1.1 提高程序性細胞死亡配體-1（programmed cell death protein ligand 1，PD-L1）表達的水平 T 淋巴細胞是驅動和維持抗腫瘤免疫反應的重要組成部分，但由于BMs 復雜的腫瘤微環境，使得腫瘤細胞通過抑制T 淋巴細胞活化、誘導T 淋巴細胞凋亡、降低主要組織相容性復合體（major histocompatibility complex，MHC）的表達等途徑來進行免疫逃逸，從而達到免疫抑制的效果［4-5］。程序性細胞死亡受體-1（programmed cell death protein-1，PD-1）多在活化的CD4+T 細胞和CD8+T 細胞以及外周的B 細胞等免疫細胞中表達，具有抑制T 細胞增殖和減少T 細胞中γ 干擾素（interferon γ， IFN γ）產生的作用［6］。當PD-1 與其配體PD-L1 結合時常導致細胞毒性T 細胞失活，抗PD-1 抗體的使用可有效阻斷PD-1 與其配體的結合，消除腫瘤細胞對T細胞的抑制，促進機體的免疫應答，增強抗腫瘤效應［7］。研究［8-9］發現，相較于肺部的原發病灶，腦轉移灶中PD-L1 的表達水平下降，這限制了PD-1 抑制劑的使用效果。最新研究表明，電離輻射（ionizing radiation，IR）可通過多種機制上調PD-L1 的表達：①誘導癌細胞的DNA 損傷，尤其是誘導DNA 雙鏈斷裂（DNA double strand breaks， DSBs），DSBs 依賴于ATM/ATR/Chk1激酶途徑增強PD-L1 表達［10］。②促進腫瘤微環境中促炎因子釋放，募集抗腫瘤效應T 細胞的功能［11-12］。經電離輻射后，大量促炎細胞因子被釋放［13］，包括IFN-γ 和TNF-α 等多種炎性因子在內，促使PD-L1 表達增多，增強抗PD-L1 效果［14-15］。③高劑量電離輻射還可直接改變腫瘤微環境，促進腫瘤微環境中PDL1 表達上調［16］。Takamori Shinkichi 等報道了一例NSCLC 腦轉移的患者，在接受兩次顱內放射治療后，切除下來的BMs 中PD-L1 的表達由原來的0%逐漸增加到50%，提示IR 和抗PDL1 的組合可破壞免疫逃逸，為更有效抗PD-L1 治療提供機會，從而增強抗腫瘤效果，改善腫瘤控制［17］。這揭示了放射治療與ICIs 相互之間存在協同作用，為ICIs 聯合放射治療提供了堅實的理論基礎。

1.2 增加血腦屏障通透性 血腦屏障（blood-brain barrier，BBB）是由內皮細胞、星形膠質細胞以及中樞神經系統的其他成分所組成，完整的BBB 通常可以阻斷外周循環中的炎癥細胞和病毒，使得大腦處于免疫抑制狀態并幫助維持大腦正常功能［18］。雖然中樞神經系統（central nervous system，CNS）在免疫學上被認為是獨特的，但越來越多的證據表明，免疫細胞可以穿過血腦屏障并引起大腦中免疫反應［19］。在BMs 發生初期，血腦屏障的完整性就已經遭到破壞，使得免疫細胞進入大腦［20］，進而發揮出抗腫瘤效應，這為腦轉移的患者單用免疫檢查點抑制劑提供了理論基礎。雖然單獨使用pembrolizumab 顯示出顱內療效，但其顱內反應率僅為29.7%，顱內控制率仍然低于預期［21］。腫瘤浸潤淋巴細胞（tumor infiltrating lymphocytes，TILs）是腫瘤免疫微環境組成中的關鍵成分和參與免疫應答的主要細胞，與原發性腫瘤相比，腦轉移灶具有較低的TILs 水平［22］。臨床前模型顯示，血腦屏障被高劑量電離輻射破壞后，使得血管通透性增加，進一步破壞了血腦屏障［23-25］，導致腦轉移灶中腫瘤浸潤淋巴細胞增加，誘導淋巴細胞募集，致使“冷”腫瘤轉變成“熱”腫瘤［26］，從而增強了免疫效果。

1.3 促進抗原釋放 大量的研究表明，局部腫瘤照射可以通過多種機制來激活、增強免疫反應，進而提高輻照區甚至未被照射區的抗腫瘤作用，這被稱之為遠隔效應［27-30］。研究發現，局部電離輻射可以殺傷腫瘤細胞，受損的腫瘤細胞會在極短的時間內向血液中釋放出大量的腫瘤相關抗原（tumor-associated antigen，TAA）片段［31］，顯著增加的TAA 被提供給抗原提呈細胞（antigen presenting cells，APC）使用，刺激腫瘤特異性免疫反應。與此同時，炎癥細胞因子也被釋放并激活。這些TAA 片段和炎癥細胞因子被樹突狀細胞（dendritic cells，DC）識別并吞噬，引起免疫反應，攻擊照射部位以外的癌細胞組織［32-33］。輻射本身也提高了MHC1 分子的表達水平，增強了APC 的抗原呈遞能力，促進了DC 的成熟，啟動了T 細胞活化，從而提高CD8+T 細胞的水平，增強免疫效應［34-35］。

總的來說，放射治療可以激活宿主的免疫系統，誘導促炎因子釋放，上調PD-L1 的表達，增加血腦屏障的通透性，刺激抗原釋放、提呈等機制來增強免疫系統對腫瘤細胞的識別、殺傷能力，為聯合治療提供了理論基礎及可行性。

2 聯合治療的現狀

2.1 聯合治療有效性 KEYNOTE-001 是一項Ⅰ期臨床試驗，在該實驗中納入了98 例晚期NSCLC 患者（其中包括8 名接受過放射治療的腦轉移患者），根據Pembrolizumab 免疫治療前是否接受過放射治療將患者分為兩個不同的亞組；經過對該試驗數據二次分析得知，相比于僅接受Pembrolizumab 治療的患者來說，免疫治療前接受過放療的患者，其中位無進展生存時間（median progress free survival，mPFS）以及總生存期（overall survival，OS）均優于僅接受單免疫治療的患者；該項研究證明了在臨床實踐中放射療法聯合免疫療法可發揮協同作用，增強了抗腫瘤活性［36］。Sheng 等［37］的研究，分析了在NSCLC 腦轉移患者中接受ICIs 聯合同步放療與僅使用ICI 單藥之間療效的差異，結果發現，較單純ICIs 相比，ICIs 聯合同步放療的患者雖然在在生存獲益上未展現明顯差異，但顱內客觀緩解率得到顯著升高。也有學者的研究分析提出了相反的意見，Teixeira 等［38］的薈萃分析提示，腦轉移患者在接受ICIs 前先予放射治療的較單純ICIs 治療的療效并無明顯差異。Enright 等［39］研究回顧性分析了在首次診斷顱內轉移的NSCLC 患者中，單獨應用SRT 或SRT 聯合ICIs，在OS、放射性壞死率等方面的差異，該項分析中納入了44名接受SRT 及33 名接受ICIs 聯合SRT 的NSCLC 患者，在經過定期隨訪后發現：ICIs 聯合SRT 的患者OS 有所改善，且放射性腦壞死發生概率降低，神經死亡風險降低。這一回顧性分析證明了放療聯合ICIs 達到了最佳的顱內局部控制。Shepard 等進行的研究發現，將17 例在3 個月內同時接受SRS 和ICIs 的患者與34 例僅接受SRS 的患者進行了比較，聯合治療雖然在局部控制和OS 方面未見明顯差異，但提高了病變完全緩解率［40］。一項薈萃分析入組了1 736 名同時接受體部立體定向放射治療和ICIs 聯合治療的轉移性肺癌患者，通過數據整合、對比分析發現局部平均控制率達到71%，mPFS 和OS 分別為4.6 個月和12.4 個月［41］。另一項大型薈萃分析的結果顯示，對于NSCLC患者的腦轉移，ICIs 聯合放射治療展現出了較強的療效［42］。通過對上述數據的研究，筆者發現對于NSCLC 腦轉移的患者來說，ICIs 聯合放射治療較單純放射治療明確能帶來更多的臨床獲益，聯合治療較單純免疫治療在療效上存在些許爭議，這需要更多大型臨床實驗來進一步驗證。聯合治療在帶來獲益的同時，這種模式的安全性也引起人們的深思（見表1）。

表1 NSCLC腦轉移放療聯合ICI相關研究

2.2 聯合治療的安全性 Hubbeling 等［43］的一項回顧性研究評估了163 名NSCLC 腦轉移患者在使用或不使用PD-1/PD-L1檢查點抑制劑的情況下進行顱內放射治療，當同時給予ICI 和放射治療時，沒有發現不良事件的風險增加。薈萃分析表明，ICIs 聯合放射治療較單純ICIs 未明顯增加神經損傷風險，在腦轉移患者放射治療中加入ICIs 是足夠安全的［42］。此外，Chen等［44］和Ahmed 等［45］的研究結果也表明，同時給予ICI 和放射治療未顯示出毒性的增加。但也有學者如Martin 等回顧性分析表明，免疫聯合放療較單純放療的放射性腦壞死發生率增高，且具有統計學意義［46］。雖然該研究只是小樣本的回顧性分析，但這缺警醒臨床醫生在追求放射治療與ICIs 聯合治療的協同抗腫瘤作用時，仍需要防止免疫聯合放射治療導致放射性腦壞死的發生。

2.3 聯合治療時機和順序 目前指南中沒有統一的針對NSCLC 腦轉移免疫治療聯合放療，也未提及免疫治療中放療介入的時機，為找尋最佳治療方案，學者們展開一系列研究（見表2）。

表2 NSCLC腦轉移免疫聯合放療順序研究

Schapira 等［47］回顧性地分析了接受SRS 和PD-1 抑制劑的37 例NSCLC 患者的臨床資料，在4 周內即同時行ICIs 和SRS治療較ICIs 前1 個月以上或ICIs 后1 個月以上再行SRS 治療相比，具有更長時間的OS，且遠端腦轉移的發生概率更低。這表明與序貫治療相比，早期聯合全身治療特別是局灶性放射治療有更好的OS 及局部控制率。一項多中心回顧性研究指出：相比于對NSCLC 患者行放射治療后超過3 個月后使用nivolumab，行顱內轉移灶放療后的3 個月內者再接受納武利尤單抗（nivolumab）治療，其療效就更加顯著，兩者的顱內緩解率分別為6.7% 與30.0%［48］。另一項研究納入49 個存在腦轉移的NSCLC 患者，其中有17 名患者同時進行抗PD-1/PD-L1 和SRS治療，通過分析發現，患者在抗PD-1/PD-L1 治療之前或期間接受SRS 治療，其6 個月遠處腦控制率能達到57%，而對于抗PD-1/PD-L1 治療之后接受SRS 治療者，則僅為0%［45］。Chen等［44］比較了單用SRT 治療的BMs 的NSCLC 患者的結局（SRT，n= 181），序貫SRT 和ICI（n= 51）以及同步SRT 和ICI（n = 28），中位總生存期（median overall survival，mOS）則分別是12.9、14.5 和24.7 個月，而且P＜0.05。重要的是，在接受序貫與同步SRT+ICI 的患者中，未檢測到免疫相關不良事件的顯著差異。雖然沒有針對同步聯合治療和序貫治療的隨機研究，但上述來自回顧性研究的證據強烈提示同步治療在腦轉移患者中存在生存優勢，且早期聯合治療可積極提高總生存率及局部控制率。

綜上所述，隨著ICIs 的問世，放射治療聯合ICIs 逐漸被越來越多的學者所關注，聯合應用放射治療和ICIs 已經改變了NSCLC 腦轉移瘤治療的格局與策略。多項回顧性研究證實：針對BMs 的患者，聯合治療是有效且安全的。但治療模式的最佳時機和順序仍需要更多的臨床研究進一步篩選、明確。隨著聯合治療在臨床上逐步開展，這些具有爭議性的問題或許在更多的臨床證據中都能得到解決。目前關于NSCLC 腦轉移的研究大部分都是回顧性研究，如何讓腦轉移瘤患者從聯合治療中有更大獲益，優化聯合治療方案，需要更多的前瞻性試驗來進一步驗證和探索。有理由相信，隨著更多深入性的研究，將為NSCLC腦轉移患者提供更好的臨床選擇。