太长不看版

1、“黑色素瘤”和“经典型霍奇金淋巴瘤”,既不是常见癌种,也不是最难治的癌种。

2、人们对黑色素瘤免疫病理学的认识较早、较完整。黑色素瘤的“免疫原性”很强,具有肿瘤中最高的平均特异性抗原数,可能是最容易刺激机体产生适应性免疫的肿瘤。

3、和其他类型的肿瘤相比,经典型霍奇金淋巴瘤的9p24.1基因扩增发生率高,这与PD-L1表达显著升高有关,使得其成为PD-1/PD-L1抑制剂有吸引力的治疗靶点。

4、肿瘤免疫学浩瀚如海,探索永远不会有终点。

打开网易新闻 查看精彩图片

近些年,如果要评比“最热门的肿瘤治疗药物”,绝对有PD-1/PD-L1抑制剂的一席之地。各大药企分别推出了自己的PD-1/PD-L1抑制剂,不断拓展适应症,好不热闹!在这里,先附上它们“首次”获批的时间、地区以及适应症。

打开网易新闻 查看精彩图片

有没有发现什么? 为什么“黑色素瘤”和“经典型霍奇金淋巴瘤(cHL)”如此受青睐?说起来,它们也并不是肿瘤届的“顶流”。发病率和死亡率方面,根据世界卫生组织(WHO)2020年的数据,两者均属于“other cancers”。

打开网易新闻 查看精彩图片
打开网易新闻 查看精彩图片

数据来源:https://gco.iarc.fr/today/home

是不是特别难治?好像也不是。首先来看黑色素瘤,根据2021 NCCN皮肤黑色素瘤指南,84%的黑色素瘤为局部病变,9%为区域性病变,4%为远处转移性病变 [1]。大部分早期黑色素瘤可以通过外科治愈,晚期黑色素瘤患者的预后较差,举例来说,出现肝转移者的中位生存期在2~6个月 [2]。

再来看cHL,霍奇金淋巴瘤是第一种用化疗能治愈的肿瘤,超过80%的患者经过一线治疗后可以治愈。即使是晚期患者,根据SWOG S0861研究结果,预估5年无进展生存期(PFS)超过70% [3]。所以说,这两个癌种很难治吗?还真算不上。对比一下肿瘤治疗另外一个难啃的硬骨头——胰腺癌,胰腺癌1年总生存期(OS)为30%,晚期患者仅有约15% [3]。

那到底是为什么?‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍

免疫治疗,自然要从免疫学说起

免疫知识点小预习

1、适应性免疫应答

免疫系统和肿瘤关系密切。一方面,免疫系统能通过多种免疫反应杀伤或清除肿瘤细胞;另一方面,肿瘤细胞也能通过各种方法抵抗或逃避免疫系统的攻击。免疫反应,分为固有免疫应答和适应性免疫应答。一般认为,适应性免疫应答是抗肿瘤免疫的主力。

所谓适应性免疫应答,就是指能针对肿瘤抗原的免疫反应,非常具有特异性。人们早就意识到,肿瘤细胞和正常细胞的抗原不同,检测这些不同的抗原,并利用这些抗原诱导机体产生抗肿瘤免疫反应,会达到肿瘤诊断和治疗的目的。

2、肿瘤抗原

科学家们已经发现了多种肿瘤抗原。按照抗原的特异性,分为肿瘤特异性抗原和肿瘤相关抗原。肿瘤特异性抗原,又叫新抗原(neoantigen),是指在细胞癌变过程中出现的抗原,它们只存在于某种肿瘤细胞而不存在于正常细胞;肿瘤相关抗原,是指肿瘤细胞和正常细胞均可有的物质,只是其含量在肿瘤细胞中明显升高。

3、抗原表位

免疫细胞(T细胞或B细胞)能特异性识别肿瘤细胞,取决于肿瘤抗原分子所含的抗原表位(epitope)。抗原表位是一种特殊的化学基团,是能被免疫细胞结合的最小结构和功能单位。1个抗原分子中所含的抗原表位不止1个,不同的抗原表位可以被不同的免疫细胞/抗体识别。根据基因排列,单个细胞至少可以产生12种不同的抗原表位 [4]。

举个例子,如果1个肿瘤细胞有1种肿瘤抗原,这个肿瘤细胞至少产生12种抗原表位,至少有12种T细胞可以识别这些表位,共同来清除肿瘤细胞。如果1个肿瘤细胞有2种抗原,那至少有24种抗原表位,激活至少24种T细胞。因此,如果肿瘤细胞的 特异性抗原数量越多 ,就能 越容易 激起足够多的免疫细胞来杀伤肿瘤 [4]。

复习好了基础知识,开始干货时间‍‍

黑色素瘤

长久以来,黑色素瘤被公认是一种极具“免疫原性”的肿瘤。“免疫原性”,就是指抗原能被T细胞、B细胞识别及结合,诱导机体产生适应性免疫应答的能力。“免疫原性”是抗原的一个重要特性(注:另一个特性是免疫反应性)。现有研究显示,黑色素瘤抗原分为:肿瘤-睾丸抗原、过表达抗原、黑色素细胞分化抗原、以及新抗原(neoantigen)。前三者属于肿瘤相关抗原,新抗原(neoantigen)即为肿瘤特异性抗原。值得注意的是,黑色素瘤具有较多非同义突变(注:核苷酸的变化引起了氨基酸改变),因此其具有肿瘤中最高的平均特异性抗原数,是最容易刺激机体产生适应性免疫的肿瘤 [5]。

早在20世纪70年代左右,科学家们就发现,在未接受治疗的黑色素瘤患者中,偶可观察到肿瘤的自发消退 [6],提示针对肿瘤的免疫反应可以清除肿瘤。科学家们还发现,黑色素瘤患者常合并白癜风,这是由免疫系统介导的黑色素细胞破坏引起的皮肤色素缺失,这也证明了免疫系统可以攻击肿瘤 [7](注:文献发表于1989年)。此后,随着对细胞免疫研究的深入,人们认识了肿瘤浸润淋巴细胞(TIL)、肿瘤微环境(TME)、免疫抑制因子、细胞复极化等,推动了肿瘤免疫治疗的进步。总体来说,由于较早、较多的了解了黑色素瘤的免疫病理学,使其成为免疫治疗研究中最常见的癌种之一。

肿瘤免疫反应和PD-1/PD-L1又有什么关系?

肿瘤免疫反应,受到信号分子的双向调节。其中,PD-1能够负向调节T细胞的免疫应答,是最具有代表性的免疫抑制因子之一。PD-1表达于T细胞的表面,当它与肿瘤细胞表面的PD-L1结合,就会导致T细胞的失能或凋亡,从而使T细胞失去杀伤能力。使用PD-1/PD-L1抑制剂,阻断PD-1和PD-L1的结合,可使T细胞恢复清除肿瘤细胞的活力。

不仅肿瘤细胞表达PD-L1,有些免疫细胞也表达该分子。例如,抗原递呈细胞树突状细胞和巨噬细胞也表达PD-L1,它们可能用PD-L1来防止T细胞的过度活化。根据这方面的理论,也许可以部分解释为何有些PD-L1阴性的患者也可以对PD-1/PD-L1抑制剂有效。

打开网易新闻 查看精彩图片

图片来源:Cancer Immunotherapy Using Checkpoint Blockade. Science. 2018; 359(6382): 1350-1355.

以帕博利珠单抗为例。2014年,美国FDA批准了帕博利珠单抗的黑色素瘤适应症,这也是它的首个适应症。当年获批的适应症范围是:用于治疗不可切除或转移性黑色素瘤,在使用过伊匹木单抗治疗后进展;如果存在BRAF V600突变,则在使用过BRAF抑制剂后进展的患者(注:对患者的PD-L1水平并没有具体要求)。这里稍微延展一下,伊匹木单抗是免疫治疗药物CTLA-4抑制剂,CTLA-4也是最广为人知的免疫抑制因子之一。伊匹木单抗在黑色素瘤中的获批时间比帕博利珠单抗更早,在2011年3月,黑色素瘤也是伊匹木单抗获批的首个适应症。

经典型霍奇金淋巴瘤(cHL)

霍奇金淋巴瘤(cHL)是淋巴瘤的一种,与实体瘤相比有很大不同。淋巴瘤,顾名思义,来自淋巴细胞的肿瘤。淋巴瘤细胞可以保留淋巴细胞的部分特性,并利用这种特性来逃避免疫监视。

问题来了!在现有的70多种淋巴瘤亚型中,为何独爱cHL?不同类型的淋巴瘤,生物学特性存在很大不同。一方面,科学家们发现,cHL中R-S细胞(注:cHL的一种特征性细胞)上的PD-L1表达水平显著升高,抑制了效应T细胞的功能。另一方面,与健康志愿者相比,cHL肿瘤浸润性T细胞的PD-1水平升高53%~76%。然而,同样属于淋巴瘤,在B细胞非霍奇金淋巴瘤(B-NHL)中却没有发现这种变化。此外,cHL患者的外周血PD-1表达水平也显著高于B-NHL [8]。

现有研究发现,大部分cHL患者的PD-L1表达升高,很大程度上与 9p24.1基因扩增有关 。相当比例的cHL肿瘤样本中都可以发现9p24.1异常。除此以外,PD-L1高水平也与JAK2表达升高、JAK-STAT信号通路活性增加等因素有关。另外,EB病毒是cHL的重要发病因素之一。有研究发现,EB病毒产物也可以上调部分cHL患者的PD-L1表达量 [8]。

还是以帕博利珠单抗为例,在Keynote-087研究中,有177名cHL患者具有可进行免疫组化评估的肿瘤组织,176名的PD-L1表达阳性。PD-L1表达评估包括三个指标:肿瘤细胞染色强度,肿瘤细胞膜染色,组织细胞染色。结果显示,90.4%的患者肿瘤细胞染色强度最高;88.1%肿瘤细胞膜染色为100%;71.8%组织细胞染色评分最高,64.4%的患者所有3项指标的结果均为最高 [9]。

注:1. 肿瘤细胞染色强度,由弱到强,分为0,1,2,3分;2. 肿瘤细胞膜染色(%),分为4组,分为0%,>0%~<50%,≥50%~<100%,100%;3. 组织细胞染色评分,由弱到强,分为1,2,3分。

打开网易新闻 查看精彩图片

Keynote-087研究中,肿瘤组织的PD-L1表达情况

图片来源于: Phase II Study of the Efficacy and Safety of Pembrolizumab for Relapsed/Refractory Classic Hodgkin Lymphoma. J Clin Oncol. 2017; 35(19): 2125-2132.

没有对比,可能差别还没那么明显。那我们再来看看帕博利珠单抗在非小细胞肺癌(NSCLC)中的数据。不同的癌种,不同的人群特征,间接对比可能不是那么科学,不过这些数字能给我们带来些参考。

在Keynote-189研究中,共纳入616名NSCLC患者,对纳入人群的PD-L1表达水平进行分析,PD-L1评分定义为肿瘤细胞膜PD-L1表达比例。616名患者中,190名(30.8%)PD-L1<1%,388名(63.0%)PD-L1≥1%,38名无法评估;388名患者中,202名(注:占总人数的32.8%)PD-L1 ≥50% [10]。因此,和其他类型的肿瘤相比,高比例的9p24.1基因异常以及PD-L1的高表达,使得cHL成为PD-1/PD-L1抑制剂有吸引力的治疗靶点。

▌总结

人体的免疫系统及其复杂,对肿瘤免疫的认识也永远不会有终点。就比如,随着研究的深入,我们发现单以PD-L1表达水平来预测药物疗效,肯定存在不足。因此,要回答“谁才是最适合免疫治疗研究的癌种”,上述内容也只是揭开真相的“冰山一角”。医学充满了未知,也充满了挑战。

参考文献

1、NCCN Guidelines Version 2. 2021. Melanoma:Cutaneous.

2、黑色素瘤诊疗规范(2018年版)

3、中国临床肿瘤学进展(2020)

4、[美] Haidong Dong. Svetomir N Markovic 主编. 肿瘤免疫治疗. 北京科学技术出版社.

5、Neoantigens in cancer immunotherapy. Science. 2015; 348: 69-74.

6、Spontaneous regression of malignant melanoma. The American Surgeon. 1964; 30: 825-829.

7、Immune mechanisms in vitiligo. Immunology Series. 1989; 46: 447-473.

8、Checkpoint Inhibitors Hodgkin Lymphoma and Non-Hodgkin Lymphoma. Curr Hematol Malig Rep. 2018; 13(6): 543-554.

9、Phase II Study of the Efficacy and Safety of Pembrolizumab for Relapsed/Refractory Classic Hodgkin Lymphoma. J Clin Oncol. 2017; 35(19): 2125-2132.

10、Pembrolizumab plus Chemotherapy in Metastatic Non–Small-Cell Lung Cancer. N Engl J Med. 2018; 378(22): 2078-2092.