放療聯合免疫檢查點抑制劑在晚期非小細胞肺癌中的研究進展*

陳正庭，曹軻 綜述，李文輝，常莉審校

650118 昆明，昆明醫科大學第三附屬醫院/云南省腫瘤醫院 放射治療中心(陳正庭、曹軻、李文輝、常莉);650118 昆明，昆明醫科大學第三附屬醫院/云南省腫瘤醫院 云南省肺癌研究重點實驗室(陳正庭、曹軻)

非小細胞肺癌(Non-small cell lung cancer，NSCLC)患者約占肺癌總數的85%，多數患者確診時疾病已出現進展或轉移，放射治療(Radiotherapy，RT)是NSCLC主要的治療手段之一。盡管放療、同步放化療、分子治療等方法的進步已極大提高了NSCLC患者的預后，NSCLC患者的5年總生存率仍較低[1-4]。近年來，免疫檢查點抑制劑(Immune checkpoint inhibitors，ICIs)治療的研究帶來一個又一個驚喜，納武單抗(Nivolumab)將IV期NSCLC的5年生存率從5%提高到16%[5]，帕姆單抗(Pembrolizumab)聯合化療相比傳統化療明顯延長IV期NSCLC患者總生存(OS)及無進展生存期(PFS)[6]，以PD-1/L1抗體為代表的ICIs治療已成為晚期無靶向指征NSCLC的一線治療方案。此時，放療聯合ICIs治療是否具有協同作用及毒副反應疊加與否的問題引起廣泛關注。既往觀點認為放療可能殺傷免疫細胞而抑制機體自身抗腫瘤免疫，故可能減弱免疫治療的療效；但也有研究認為放療具有遠隔效應[7]，且可能通過調節腫瘤免疫微環境等方式增強免疫治療的療效和敏感性[8-9]。然而，放療聯合ICIs治療的有效性和安全性在NSCLC中尚未得到有力證實。有鑒于此，本文將總結放療聯合ICIs在晚期NSCLC中的熱點問題及相關研究，為NSCLC綜合治療策略的制定提供參考。

1 放療聯合CTLA-4抗體

免疫檢查點的存在可避免免疫系統對自身組織的攻擊，進而避免出現自身免疫疾病。然而，腫瘤細胞也可通過激活免疫檢查點相關通路而逃避免疫系統的識別和攻擊。目前發現的免疫檢查點包括：CTLA-4、PD-1/PD-L1、LAG-3、B7-H3、 B7-H4、 VISTA、 CEACAM1、 BLTA等；肺癌治療中應用最多的ICIs主要是CTLA-4單抗、 PD-1單抗和PD-L1單抗。細胞毒T淋巴細胞相關抗原4(cytotoxic T lymphocyte- associated antigen-4, CTLA-4)與其配體B7分子結合后可誘導T細胞無反應性，參與免疫反應的負調節，從而幫助腫瘤細胞逃避T細胞的殺傷作用。

伊匹單抗(Ipilimumab)是CTLA-4單克隆抗體的一種，能與CTLA-4結合并阻礙CTLA-4與其配體之間的相互作用，進而增強T淋巴細胞活化和增殖，誘導或增強抗腫瘤免疫效應。Golden等[9-10]首次報道放療聯合伊匹單抗在難治性轉移性NSCLC中出現遠隔效應，即局部放療與照射部位外的腫瘤消退具有相關性，治療后腫瘤浸潤性細胞毒性T淋巴細胞(cytotoxic lymphocyte，CTL)增加，腫瘤退縮，1年內未見疾病進展。故作者推測放療和伊匹單抗具有協同作用，并在II期臨床試驗中進一步驗證(NCT02221739)[11]。

曲美母單抗(Tremelimumab)是另一種CTLA-4抗體。曲美母單抗聯合PD-L1抗體度伐魯單抗(Durvalumab)治療晚期NSCLC的多中心開放Ib試驗(NCT02000947)發現，該方法具有可控的毒性耐受和抗腫瘤效果，并且不受PD-L1表達情況限制；目前，已有隨機多中心III期臨床試驗對此問題進行探討[12-13]，有待相關研究探索曲美母單抗聯合PD-1/L1抗體加放療在NSCLC治療中的作用。

2 放療聯合PD-1/L1抗體

PD-1表達于T細胞膜表面，與其配體PD-L1/L2 結合后可抑制T細胞的活化，從而抑制自身免疫疾病，并在炎癥反應中保護正常組織受損。然而，多種腫瘤細胞高表達PD-L1，而PD-1與 PD-L1/L2結合會抑制T細胞的抗腫瘤免疫效應[14-15]。常用的PD-1抗體有：納武單抗(Nivolumab)、帕姆單抗(Pembrolizumab)；PD-L1 抗體則包括：度伐魯單抗(Durvalumab) 、阿特朱單抗(Atezolizumab)和阿維單抗(Avelumab)。這些抗體可以解除PD-1/L1的“免疫剎車”作用。

2.1 PD-1抗體

放療與PD-1抗體聯合對晚期NSCLC患者具有明顯優勢。對KEYNOTE-001試驗結果[16]的二次分析發現，既往接受過任何放療的晚期NSCLC患者與既往未接受過放療的晚期NSCLC患者相比，帕姆單抗治療的患者PFS和OS都顯著延長 (隨訪32.5月，PFS：4.4個月vs2.1個月；OS：10.7 個月vs5.3 個月)，且安全性可接受。而其他諸多因素都與PFS無相關性，如從診斷到運用第一個周期免疫治療的時間間隔、全身治療的方案、性別、組織類型和分期，以及PD-L1表達情況。HCRN LUN 14-179研究(NCT02343952)正在進行當中，其初期數據也顯示：對于不可切除的IIIA/B期NSCLC患者，同期放化療(放療劑量：59.4～66.6 Gy)后28～56天加入帕姆單抗進行鞏固治療可明顯改善生存情況，并且毒副反應可控。該研究為II期開放、多中心的單臂試驗，為帕姆單抗進入III期NSCLC的一線治療方案提供了有力支持。

納武單抗在晚期NSCLC治療中的較好療效同樣已得到多項研究證實。值得一提的是CheckMate-078研究[17]；這項隨機III期臨床實驗的數據顯示，對于一線化療進展或者不耐受的東亞NSCLC患者，納武單抗組具有更高的緩解率(17%vs4%)和更小的副作用，而且患者生存期延長(OS :12個月vs9.6 個月)，首次為中國NSCLC患者帶來使用納武單抗的可靠數據。同期放化療后加納武單抗在局部晚期NSCLC中的研究RTOG 3505結果同樣令人期待[18]。

2.2 PD-L1抗體

PD-L1單抗度伐魯單抗在(局部)晚期NSCLC的治療中已獲得令人矚目的臨床試驗數據，不可切除的III期NSCLC患者在接受同期放化療(放療劑量：54～66 Gy)的標準治療后1～42天內，再接受度伐魯單抗單抗的鞏固治療，獲得明顯延長的PFS和OS(與安慰劑組相比較，隨訪25.2個月，PFS：16.8個月vs5.6個月，OS：尚未達到vs28.7個月)，而3級及以上不良反應兩組接近。因此，III期雙盲的“PACIFIC”研究奠定了度伐魯單抗在III期NSCLC治療中的重要地位[19-21]，同時驗證了放(化)療續貫抗PD-L1治療的安全性和有效性。

有Ib期臨床試驗(NCT03275597)在驗證SBRT(stereotactic body radiotherapy)續貫雙免疫檢查點抑制劑度伐魯單抗和曲美母單抗(CTLA-4抗體)對IV期NSCLC患者的治療效果和毒副反應，更有隨機II期臨床試驗(NCT02888743)探討在雙ICIs(度伐魯單抗+曲美母單抗)同期聯合高/低劑量放療在轉移性NSCLC 中的安全性(高劑量組：第 2周起行3次大劑量RT，低劑量組：第2、6、10、14周， 每6小時一次，每天2次RT)。這些研究的結果不僅可闡明放療和雙ICIs(CTLA-4單抗+PD-L1單抗)的療效和安全性，還可能為不同分割模式RT聯合雙免疫治療的選擇提供一定參考。

與化療相比，另一種PD-L1 單抗阿特朱單抗可明顯改善非鱗NSCLC患者的總生存，而且安全性較好[22]。在NSCLC中，SBRT聯合不同時序的阿特朱單抗治療的I期研究(NCT02400814)正在納入患者中。阿維單抗在轉移性或耐藥或復發的NSCLC中也表現出一定的療效和可接受的安全性[23]，SBRT聯合阿維單抗對早晚期NSCLC的治療療效和毒性的多項相關臨床研究(NCT03158883、NCT0316973、 NCT03050554等)正在開展中。這些研究將為放療聯合PD-1/L1抑制劑治療策略制定提供一定的數據支持，也提示目前阿維單抗在晚期NSCLC的綜合治療中具有巨大潛力。

2.3 放療與PD-1/L1抗體的互相增敏作用

放療抵抗是放療失敗的主要原因之一。常規分割放療可能導致PD-L1表達上調，而PD-L1通過刺激細胞遷移和促進上皮間質轉化(EMT)來誘導放療抗拒的發生，下調PD-L1表達可通過促進腫瘤細胞凋亡而減輕放療抗性。研究者在小鼠模型中發現，PD-L1 單抗和放療聯合可通過升高CD8+T細胞數量及降低髓源性抑制細胞和腫瘤浸潤調節性T細胞(Tregs)而增強免疫抗腫瘤效果，可能與腫瘤抗原特異性記憶免疫應答有關；而在臨床樣本中也發現，放療后PD-L1表達陰性的NSCLC患者具有更高的客觀緩解率(ORR：88.0%vs43.1%)和疾病控制率(100.0%vs86.2%)[24-25]。因此，通過阻斷PD-L1信號通路能改變放療抵抗性，反過來放療可以增加NSCLC患者對PD-1/L1抑制劑的反應，故放療與這類抑制劑的聯合可能解決腫瘤治療中的關鍵難題—治療抗性，但治療順序需慎重安排。

從另一個角度來看，基于放療可以使藥物不易到達的區域(如腫瘤壞死區/低灌注區)釋放腫瘤抗原，以增強ICIs的抗腫瘤免疫效應，一項在研臨床試驗(NCT03313804)納入根據FDA推薦指南使用ICIs治療的晚期NSCLC患者，在第一次使用ICIs(帕姆單抗、納武單抗或阿特朱單抗)后14天內接受全身系統某一部位的短程放療，運用BED>100Gy的SBRT或者30Gy 3D-CRT，并觀察6個月的PFS，對比聯合治療后PD-1+CD4+Th細胞，PD-1+CD8+T細胞較治療前及在治療期間的變化情況。因該試驗準備納入的病例數為57例，或許還可以對比不同放療方式(SBRTvs3D-CRT)聯合免疫治療的優劣。

3 放療聯合ICIs的問題

3.1 放療聯合雙ICIs

在NSCLC中，ICIs聯合治療與單一治療相比具有更高的毒性發生率，然而聯合治療似乎有助于提高腫瘤反應率[26]。黑色素瘤的相關研究中已經發現，放療聯合CTLA-4抗體和PD-L1抗體治療能克服耐藥性，提高免疫反應[27]。而在晚期NSCLC中，一項I期單臂臨床試驗(NCT03168464)探討既往接受過化療，具有1個以上的可測量的病灶的轉移性NSCLC，同期運用伊匹單抗聯合大分割放療(DT66Gy/5F)，并從治療22天起加入PD-1抗體(納武單抗)，首要觀察指標為：3年客觀緩解率是否能達到36%(NCT03168464)；該研究目前正在納入患者。鑒于PD-1/L1單抗能使耗盡的CD8+T細胞活化，放療可誘導腫瘤浸潤性T細胞受體表達多樣化[26]，并有研究發現CTLA-4抗體主要是通過清除腫瘤微環境中的調節性T細胞(Tregs)發揮抗腫瘤作用[27]，故而該試驗研究的結果令人期待。

3.2 放療劑量和分割方式

放療可產生遠隔效應的案例報道多見于大劑量照射模式下，張玉蛟教授研究組首創的I-SABR(免疫聯合立體定向放射治療)策略基于腫瘤是系統性、免疫性疾病的理論基礎，證實I-SABR腫瘤疫苗效應為：釋放腫瘤抗原，激活免疫反應，也是在大劑量分割模式下開展的[28]。隨著放療和免疫治療的發展，放療聯合免疫治療出現的遠隔效應報道越來越多。然而，并非所有聯合運用都能產生該效應，最佳放療劑量和分割方式也并沒有定論[29]。

動物模型顯示：15～25Gy的單次大劑量照射可產生強大的CD8+T細胞依賴的免疫反應，使原發腫瘤退縮、復發減少、部分遠處轉移灶消失，而這種效果能被常規分割放療或者輔助化療所消除，并被免疫治療所放大[30]。高達30Gy的單次放療也可產生遠隔效應，可能的機制是高劑量照射通過交叉提呈CD8+DC細胞和IFN-γ來提高CD8+T細胞浸潤，從而使非照射區域病灶緩解[9]。其他的動物模型和臨床研究也顯示，當聯合抗CTLA-4抗體時，大劑量分割模式優于單次大劑量照射[31-32]。鑒于多數研究僅限于基礎和動物實驗，亟需大樣本的臨床數據支持相關結論。

當然，也有研究報道常規分割也可能產生遠隔效應[33]。在晚期NSCLC的放療中，常規分割運用最多，故有多項放化療/放療(常規分割，3D-CRT/IMRT)聯合免疫治療的II/III期大型臨床實驗(如NOCOLAS、RTOG3505)正在開展當中。隨著放療技術的迅速發展，立體定向放射外科治療(Stereotactic Radiosurgery,SRS)、立體定向放射治療(Stereotactic Radiotherapy，SRT)和質子放療等放療方式的進一步開展，劑量問題成為放療和免疫治療聯合的一項挑戰，也是機遇。

3.3 治療時序問題

放療和免疫治療的時序問題得到越來越多臨床醫生和學者的關注。在PACIFIC研究[21]中，ICIs治療在同期放化療之后的1～42天再開始，亞組分析對比不同時間開始(1～14天vs15～42天)，發現1～14天開始的亞組優于15～42天組，即在放化療與ICIs續貫時，ICIs越早運用越能獲益。然而，由于無論何時開始都能獲益，分析尚有局限性，具體開始時間無明確定論[34]。

那同期進行放療(±化療)+ICIs的療效是否更優？最新的兩項回顧性研究[35-36]顯示，同期聯合SRS/SRT與ICIs治療NSCLC，相比較單獨SRS-SRT治療組、SRS-SRT與ICIs非同期組(先放療或者先免疫治療)，同步組的新發腦轉移率顯著降低，局部控制率升高，改善總生存，而且毒副作用并沒有增加。類似研究結果顯示[37]：放療在免疫治療前或期間的6個月腦部腫瘤控制率為57%，而放療在免疫治療之后為0%(P=0.05)，KPS評分小于90分可能是總生存較差的預測因子。但這項研究納入的腦轉移NSCLC患者總共只有17例，需要更大樣本數據的支持。

綜合來看，在晚期NSCLC中，放療聯合ICIs同期優于其他時序，其次是放療先于ICIs并且及早開始行ICIs治療。免疫治療藥物的二聯或者三聯在與放療結合時，治療時序是否有其他的推薦目前尚無共識，有待進一步深入研究。

3.4 治療療效預測因子

在放療聯合ICIs的運用中，療效預測因子目前尚無定論，而療效預測因子有助于篩選能獲得最佳受益的“靶向人群”，也是廣受關注的熱點之一。PD-L1是目前ICIs研究和臨床中應用最多的生物標志物[38-39]，然而，最新的隨機III臨床試驗CheckMate-078研究[17]和KEYNOTE-001研究[16]都顯示：不同PD-L1表達水平的晚期NSCLC患者均能從PD-1單抗治療中受益；再者，有研究發現放療后患者PD-L1表達可升高而出現放療抵抗，放療后PD-L1表達陰性的NSCLC患者具有更高的客觀緩解率和疾病控制率[40]。另外，PD-L1合并EGFR、ALK基因突變時，PD-L1的預測作用地位也下降：PD-L1≥25%的晚期NSCLC，EGFR-/ALK-組獲得度伐魯單抗治療反應的患者比例高于EGFR+/ALK+組[41]。故在免疫治療與放療聯合時，PD-L1所扮演的“預測角色”值得更加慎重而辯證地對待。

免疫治療反應率與腫瘤突變負荷(tumor mutational burden，TMB)也具有顯著正相關性。CheckMate-026研究[42]表明，在PD-L1表達≥5%的IV期或者復發NSCLC患者中，與標準化療相比，納武單抗并未提高PFS和OS；然而，在TMB高表達的患者中，納武單抗組反應率顯著升高(47%vs28%)，中位PFS明顯延長(9.7月vs5.8月)。CheckMate-227研究[43]進一步證實：在攜帶高表達TMB的NSCLC患者中(TMB≥10 mut/Mb)，聯合ICIs可顯著提高PFS，TMB的預測作用獨立于PD-L1表達水平。并且，最新研究顯示液體活檢TMB也可預測PD-L1抗體療效[44]，顯示出一定的應用前景，但存在著閾值不明確、檢測技術不成熟等問題，待進一步深入研究探討。

DNA損傷修復(DNA damage and repair，DDR)基因突變與TMB具有相關性[45]。放療是以損傷腫瘤DNA以達到殺滅腫瘤細胞的治療方式，DDR的缺陷可減少損傷細胞修復，增加放療敏感性；同時，DDR缺陷可導致機體產生腫瘤特異性新抗原，從而引發T細胞介導的抗腫瘤免疫應答和新生抗原負荷、新生(癌生)抗原克隆性和T細胞活化，這些反應與ICIs的臨床反應也具有相關性[46-47]。Teo等[48]報道，尿路上皮癌患者中DDR基因(有害)突變與抗PD-1/L1治療獲益密切相關。錯配修復(Mismatch repair，MMR)基因表達缺失是DDR缺陷中的一種，可引起DNA復制過程中錯配的累積,導致微衛星不穩定(Microsatellite instability，MSI)的發生。Le等[49]報道，腫瘤MMR基因缺陷可以預測PD-1抑制劑抗癌療效；在86例患12種不同癌癥的患者中，帕姆單抗對多種癌癥有效,18名患者獲得完全緩解，而這些產生響應的患者腫瘤組織中的MMR基因組修復通路均存在基因缺陷，從而奠定了MMR/MIS評估PD-1單抗在實體腫瘤中治療獲益的基礎。綜上，DDR/MMR/MIS可能也是NSCLC中放療聯合ICIs治療的潛在生物標志之一。

在NSCLC放療聯合ICIs的療效預測因子中，其他可能的因子有腫瘤浸潤淋巴細胞(Tumor infiltrating lymphocyte,TIL)、P53、TGF-β、IFN-γ、中性粒/淋巴細胞比率(NLR)等，均有待更大規模的前瞻性相關研究確定RT+ICIs治療療效的最佳預測因子。

4 結 語

大量ICIs相關臨床試驗的受試者都是歐美人群，CheckMate-078研究奠定了首個PD-1抑制劑(納武單抗)進入中國大陸的基礎，納武單抗被批準用于治療EGFR突變陰性和ALK陰性及接受過含鉑方案化療進展或不可耐受的局部晚期或轉移性成人NSCLC患者。那么在中國人群中，放療聯合免疫治療是否也是協同作用的效果呢？其安全性和毒副作用如何，基礎研究已有一定理論支持，有待積極開展相關臨床試驗來證實。

總之，盡管在晚期NSCLC中，放療聯合ICIs仍面臨不少挑戰，然而大量研究數據初步表明二者在一定的聯合方式下具有協同作用，且并未增加毒副反應，給晚期NSCLC患者帶來更多的生存獲益。隨著對放射生物學的深入理解、放療技術與理念的進步以及更多免疫治療方式的發展和完善，放療聯合免疫治療在晚期NSCLC的應用將越來越科學，甚至有助于推動免疫治療使用范圍擴展到早期NSCLC的治療中。

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利益沖突：本文全部作者均認同文章無相關利益沖突；

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