免疫檢查點抑制劑治療非小細胞肺癌耐藥機制研究進展*

王怡鑫，李鳳，何金濤，陶婉君

610041 成都，四川省腫瘤醫(yī)院·研究所，四川省癌癥防治中心，電子科技大學 藥學部（王怡鑫）、胸外科（何金濤）；610054 成都，電子科技大學 醫(yī)學院（李鳳）；610041 成都，四川大學 華西藥學院（陶婉君）

免疫治療主要由程序性死亡受體1（programmed cell death protein 1，PD-1）/程序性死亡配體1（programmed cell death ligand 1，PD-L1）抑制劑為代表，已在全球范圍被批準用于治療晚期非小細胞肺癌（non-small cell lung cancer，NSCLC）。PD-1屬 于CD28家族成員，由Pdcd1基因編碼，是一種單體糖蛋白，在胸腺細胞和在外周激活的CD4+和 CD8+ T細胞，B細胞、自然殺傷T 細胞、單核細胞、樹突狀細胞等均有表達［1］。PD-1有兩個配體，即PD-L1和 程序性死亡配體2（programmed cell death ligand 2，PD-L2），PD-L2 較 PD-L1 對 PD-1 的親和力高，但其表達水平低，故 PD-L1 顯示出較為突出的調控作用［2］。除了與PD-1結合外，PD-L1還作用于CD80，而PD-L2是對排斥性導向分子B（repulsive guidance molecule B，RGMB）產 生 作 用。PD-L1與CD80結合可抑制T細胞，但PD-L2與RGMB結合則會促進T細胞的功能激活。也就是說，PD-L2對T細胞的活化既有促進作用又存在抑制作用。因此，抑制PD-L2可能無法達到促進T細胞活化的目的［3］。PD-L1 除表達于 T 細胞、B 細胞、樹突狀細胞等外，還高表達于黑色素瘤、肺癌、卵巢癌、淋巴瘤等多種實體腫瘤細胞表面［4-5］。實體腫瘤可以通過作用域PD-1/PD-L1軸，引起PD-L1過表達，誘導免疫抑制，從而抑制常規(guī)細胞毒性CD8+T細胞的攻擊，防止腫瘤細胞溶解凋亡。因此，抑制PD-1/PD-L1途徑會觸發(fā)腫瘤抗原識別、增殖、浸潤和細胞毒性CD8+T細胞的活化，從而產生抗腫瘤免疫反應［6］。目前，PD-1/PD-L1 抑制劑已經(jīng)被應用于多種實體腫瘤，在臨床上取得了較好的療效，但該療法僅對部分患者有效，有部分患者雖然PD-1/PD-L1 陽性表達，卻對藥物無反應或僅獲得部分緩解，另外，越來越多起初對治療有反應的患者最終疾病進展，表現(xiàn)為原發(fā)性或獲得性耐藥。

免疫介導的抗腫瘤活性依賴于復雜的動態(tài)機制，涉及腫瘤細胞、免疫細胞和信號介質之間的多種相互作用。對免疫治療的效果和持續(xù)時間與這些不斷發(fā)展的相互作用密切相關，而這些相互作用又受到選擇性治療壓力的影響。對PD-1/PD-L1單抗治療的耐藥性可分為原發(fā)性耐藥性和繼發(fā)性（或獲得性）耐藥性［7］。原發(fā)性耐藥通常定義為缺乏客觀反應或腫瘤在治療時間6個月內進展；而獲得性耐藥性將在觀察到客觀腫瘤反應或治療時間超過6個月后進展。腫瘤內源性和外源性（或宿主）因素都可能導致原發(fā)性或繼發(fā)性耐藥［7］。

本文總結了最新現(xiàn)有研究，旨在闡明NSCLC對PD-1/PD-L1免疫檢查點抑制劑耐藥的機制，為NSCLC治療方案的選擇及免疫治療的聯(lián)合用藥提供思路。

1 NSCLC PD-1/PD-L1免疫檢查點抑制劑免疫治療：原發(fā)性耐藥機制

NSCLC對PD-1/PD-L1單抗的原發(fā)耐藥性主要有兩種（圖1），另一種是腫瘤本身不被免疫系統(tǒng)識別，一種是適應性機制促進免疫逃逸，基于適應性機制產生的耐藥［8］。各種宿主和/或腫瘤內在因素有助于原發(fā)耐藥性。宿主因素包括腫瘤微環(huán)境（tumor micro-environment，TME）、內分泌和代謝因素、環(huán)境因素（如生態(tài)失調或抗生素或類固醇使用）和其他不可改變的因素（如年齡、慢性疾病或不利的宿主遺傳因素）［9］。

圖1 NSCLC對 PD-1/PD-L1單抗的原發(fā)性耐藥性主要機制Figure 1．Main Mechanisms of Primary Resistance to PD-1/PD-L1 Monoclonal Antibody in NSCLC

1.1 PD-L1表達異常及突變

腫瘤細胞表面的PD-L1表達異常上調和PD-L1缺乏都可能導致PD-1/PD-L1阻斷治療無效。PD-L1表達異常上調，轉錄因子陰陽1誘導的PD-L1表達上調觸發(fā)含有NOD-、LRR-和pyrin結構域3的炎癥小體，通過HSP70-TLR4信號傳導促進腫瘤WNT5α表達，非規(guī)范WNT配體激活YAP途徑誘導趨化因子受體2（C-X-C motif chemokine receptor 2，CXCR2）配體，而粒細胞樣髓系來源免疫抑制性細胞的粒細胞亞群依靠CXCR2抑制T細胞功能［10］。

另外，有研究表明PD-L1的變異蛋白PD-L1v242和PD-L1v229（PD-L1v242和PD-L1v229是 兩 種C端剪接變異的PD-L1）都可捕獲PD-L1單克隆抗體，從而減弱了PD-L1與PD-L1結合的數(shù)量，證明了PD-L1剪接變體可以競爭結合PD-L1單抗，是產生耐藥性的機制之一［11］。PD-L1與其受體PD-1之間的相互作用促進免疫逃逸并抑制T細胞功能，如果腫瘤細胞上的PD-L1缺乏，此時阻斷PD-L1和PD-1則會增強NSCLC的免疫逃逸。因此，PD-L1或PD-1的 表 達 是 抗PD-1/PD-L1免 疫治療有效的先決條件。JAK1/2中的功能喪失突變可能導致PD-L1表達缺乏而無法對IFN-γ作出反應，從而產生抗PD-1/PD-L1免疫治療的原發(fā)性耐藥性［12］。另外由于JAK1/2下游的干擾素γ受體途徑控制著對T細胞具有化學吸引作用的趨化因子 的 表達，例如CXCL9、CXCL10和CXCL11，因此JAK1/2功能喪失還可能導致T細胞浸潤的缺乏［13］。由于腫瘤中預先存在的T細胞是對抗PD-1治療反應的必要條件，JAK1/2功能喪失導致PD-1/PD-L1單抗缺乏反應，不僅因為PD-L1不能反應性表達，而且還因為腫瘤細胞缺乏趨化因子而無法吸引T細胞。

1.2 T細胞本身的異常免疫

T細胞本身可能會發(fā)生對 PD-1/PD-L1 抑制劑的耐藥性，即T細胞的異常免疫，主要表現(xiàn)形式為T細胞衰竭、T淋巴細胞浸潤不足和T細胞功能障礙。T細胞衰竭是T細胞暴露于連續(xù)抗原信號并失去其效應器功能的狀態(tài)，會促進原發(fā)耐藥性［14］。有研究證明，高耗竭PD-L1的CD8+T細胞對PD-L1抑制劑的反應不佳［15］。T淋巴細胞浸潤不足，治療產生效果的關鍵前提是存在腫瘤浸潤的細胞毒性T淋巴細胞（cytotoxic T lymphocyte，CTL）。即使PD-L1表達正常，缺乏T淋巴細胞浸潤也可能導致PD-1/PD-L1阻斷治療無反應［16］。PTEN是一種脂質磷酸酶，可抑制激活途徑的PI3K信號傳導活性。據(jù)報道，PTEN的缺失可減少CD8+T細胞浸潤到腫瘤中，并導致對PD-1阻斷治療的抵抗作用［17］。另一項研究報告說，腫瘤中WNT/β-連環(huán)蛋白途徑的激活通過多種機制帶來了非炎癥環(huán)境，它作用于BATF3譜系的CD103DC，并誘導轉錄抑制劑激活轉錄因子3的表達，以減少Chemokine（C-C基序）配體4的產生，從而減少啟動和浸潤的CTL［18］。

1.3 其他信號通路因素導致免疫進化

RAF是有絲分裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）途 徑 中 的 第 一 個 激酶，它磷酸化MEK，進而激活細胞外信號調節(jié)激酶（extracellular signal-regulatecl kinase，ERK）。ERK既激活胞質底物，又易位到細胞核，以參與刺激細胞增殖，存活，分化和細胞周期調節(jié)的各種基因的表達。已經(jīng)廣泛證明，MAPK信號通路在RAS介導的腫瘤發(fā)生中起著至關重要的作用［19-20］。MAPK途徑介導多個細胞過程，如增殖、細胞凋亡和遷移，MAPK通路的畸變可能致癌，MAPK途徑中的癌性突變通常主要影響細胞外信號調節(jié)激酶途徑中的RAS和BRAF［21］。RAS-MAPK途徑的改變抑制了NSCLC中T細胞的募集和浸潤，促進腫瘤浸潤淋巴細胞（tumor infiltrating lymphocytes，TILs）的耗盡和枯竭，從而導致PD-1/PD-L1阻斷治療耐藥。在癌基因靶向治療期間獲得性iBRAF和iMAPK耐藥性可以調節(jié)免疫微環(huán)境，促進TILs耗盡和衰竭，抑制PD-1/PD-L1阻斷的治療活性，有助于原發(fā)性耐藥性。BRAF基因的突變在MAPK途徑的頂部編碼絲氨酸/蘇氨酸激酶，在NSCLC中充當致癌驅動因素［22］。有研究證明circRNA C190是肺癌中多種促癌信號通路的介質致癌性，circRNA C190通過調節(jié)EGFR/ERK途徑來激活MAPK/ERK依賴機制，C190的短暫和穩(wěn)定過表達誘導ERK1/2磷酸化、增殖、體外遷移和異種移植腫瘤在體內生長［23-24］。

2 NSCLC PD-1/PD-L1免疫檢查點抑制劑免疫治療: 獲得性耐藥機制

獲得性耐藥性是指觀察到客觀腫瘤反應或治療時間超過6個月后出現(xiàn)進展（圖2）。靶向PD-1/PD-L1的免疫療法僅阻斷許多免疫檢查點之一，但腫瘤仍有可能通過激活其他的抑制信號傳導或升高PD-L1表達來逃避免疫消除。

圖2 繼發(fā)性耐藥機制Figure 2．Secondary Resistance Mechanisms

2.1 代償性免疫檢查點增多

免疫檢查點代償性增多，導致腫瘤細胞出現(xiàn)免疫逃逸或耗竭T細胞、抑制T細胞效應等，導致耐藥。最新的代償性免疫檢查點研究情況見表1。

表1 代償性免疫檢查點激活機制及效果Table 1．Activation Mechanisms and Effects of Compensatory Immune Checkpoint Molecules

2.2 記憶T細胞分化失敗

PD-1/PD-L1阻斷劑可以重振功能低下的“疲憊”CD8+ T細胞（exhausted T cell，exT），恢復其抗腫瘤效應功能［33］。在免疫有效性發(fā)揮和抗原清除之后，一小部分效應T細胞分化為記憶T細胞，當重新識別出腫瘤抗原時，這些記憶T細胞將被迅速激活并增殖［34］。腫瘤浸潤exT細胞的特征是染色質重塑和表觀遺傳修飾驅動的功能障礙增加，直到表觀遺傳功能障礙，染色質變得不可接近，對進一步的重塑和重振具有抵抗力［35］。如果腫瘤負荷仍然很高并重新煥發(fā)活力，exT細胞將無法根除腫瘤細胞，最終抗PD-1/PD-L1治療使其重新衰竭并抵抗重振［36］。盡管缺乏針對NSCLC的研究，但對黑色素瘤患者的研究表明，腫瘤內記憶T細胞的擴增可能與抗PD-1/PD-L1治療的療效相關［37］。這表明記憶T細胞的產生受損可能導致PD-1/PD-L1阻斷的療效隨著時間的推移而減弱，從而導致獲得性耐藥［38］。綜上所述，這些研究表明，記憶T細胞的缺乏和重振耗盡的exT細胞可能導致對PD-1治療的獲得性耐藥性［39］。

2.3 腫瘤的免疫編輯

耐藥腫瘤中可能存在兩種新抗原丟失機制，一種是通過免疫消除代表腫瘤細胞群一個子集的含有新抗原的腫瘤細胞，然后是剩余細胞的后續(xù)生長；另一種是通過在腫瘤細胞中獲得一個或多個導致新抗原丟失的遺傳事件，然后選擇和擴增耐藥克隆。該機制在抗PD-1/PD-L1治療中不但能增強免疫力阻滯導致腫瘤進展，還會選擇性逃避免疫系統(tǒng)導致腫瘤亞克隆，最終導致抗PD-1/PD-L1治療的獲得性耐藥性［40］。有研究表明，腫瘤在體內暴露于產生IFNγ抗原特異性的CTL，會導致與DNA損傷反應和DNA編輯/修復基因表達調節(jié)相關的拷貝數(shù)改變［41］。因此CTL和IFN-γ免疫編輯可能是增強遺傳不穩(wěn)定性的機制之一，通過遺傳進化而改變其免疫抵抗力，對PD-1/PD-L1阻斷治療產生獲得性耐藥性。一項在NSCLC患者對抗PD-1/PD-L1 和/或抗CTLA-4抗體的免疫檢查點抑制最初反應后，出現(xiàn)獲得性耐藥期間腫瘤新抗原的演變的研究中發(fā)現(xiàn)，在具有獲得性耐藥性的腫瘤細胞中檢測到7至18種推定的突變相關新抗原的丟失，這是基因組改變的結果導致新抗原丟失的免疫編輯機制可能導致腫瘤細胞獲得性PD-1/PD-L1耐藥性［42］。B2M是人類白細胞Ⅰ類抗原（human leukocyte antigen I，HLA-I）類復合物的重要組成部分，腫瘤B2M缺乏癥（或有缺陷的細胞表面HLA-I表達）與免疫逃逸有關［43］。由ICI耐藥腫瘤產生的3/5異種移植物表現(xiàn)出B2M下調，其中兩個也具有丟失或幾乎無法檢測到的細胞表面HLA-I類表達水平，獲得性B2M純合子丟失導致腫瘤中缺乏細胞表面HLA-I類表達和匹配的患者來源異種移植物，獲得性B2M突變導致的HLA-I類APM破壞可以介導NSCLC免疫逃逸［44］。有研究表明JAK1或JAK2的失活可能對癌細胞特別有利，編碼干擾素受體相關的JAK1/2的基因中顯示出與抗性相關的功能喪失突變，同時缺失野生型等位基因，JAK1/2截斷突變導致對干擾素γ缺乏反應，導致其對癌細胞的抗增殖作用不敏感［45］。JAK1/2對于介導IFN相關信號傳導至關重要，腫瘤細胞對T細胞來源的IFN變得明顯不敏感，這意味著腫瘤細胞對T細胞抑制作用不敏感。

3 總結與展望

迄今為止，以PD-1/PD-L1阻斷治療為代表的免疫治療，處于抗腫瘤臨床治療的前沿，已經(jīng)使許多患者受益。然而，這種阻斷免疫療法的原發(fā)性和獲得性耐藥性的存在限制了其療效。為了使NSCLC使用PD-1/PD-L1抑制劑進行免疫治療產生療效，基于目前對于耐藥機制的基礎研究，需要滿足六個條件：（1）足夠免疫原性腫瘤；（2）T細胞對NSCLC腫瘤微環(huán)境充分活化和浸潤；（3）腫瘤依賴PD-1/PD-L1軸來逃避抗腫瘤免疫應答；（4）衰竭的腫瘤特異性CD8+T細胞充分重振；（5）腫瘤細胞表面的MHC上顯示這些T細胞特異性的腫瘤抗原或腫瘤生長所必需的蛋白質；（6）分泌出長效效應T細胞及足夠的記憶T細胞（持續(xù)反應）。

因此，NSCLC中的PD-1/PD-L1阻斷免疫治療抗腫瘤活性可以通過以下方式增強：（1）通過個性化疫苗、CAR-T、TILs、放療/化療以增加新抗原識別和T細胞活化，促進T細胞有效啟動；（2）靶向TIM-3、B7-H7、VISTA、LAG-3、CTLA-4、Siglec-15、TIGIT、BTLA活性，達到去除共抑制信號的目的，避免替代免疫檢查點上調，以支持阻斷PD-1/PD-L1軸后免疫效應細胞功能；（3）緩解缺氧狀態(tài)，靶向IDO、VEGF、CDK4/6、細胞因子、致癌途徑、轉錄調節(jié)劑，調節(jié)腫瘤微環(huán)境以增強效應T細胞浸潤；（4）調節(jié)腸道微生物群，促進TME塑造抗腫瘤有利的影響。

目前已有相關聯(lián)合策略進行臨床試驗。TIGIT是目前NSCLC中唯一可以獲得隨機臨床數(shù)據(jù)的新靶點，CITYSCAPE是一項臨床Ⅱ期試驗，該試驗招募了新診斷的局部晚期或轉移性NSCLC患者，這些患者在至少1%的腫瘤細胞中表達PD-L1并且沒有EGFR或ALK改 變。TIGIT抑 制 劑tilagorumab與PD-L1抑制劑atezolizumab聯(lián)合治療組取得了統(tǒng)計學上顯著的結果［46］。Ⅲ期SKYSCRAPER-01（NCT04294810）研究評估了在atezolizumab聯(lián)合tilagopab作為局部晚期或轉移性NSCLC患者的一線治療，目前還沒有達到其無進展生存期的共同主要終點，預計在2025年2月全部完成（2022年7月31日訪問clinicaltrials.gov）。由于腫瘤的異質性和可塑性，需要對癌癥患者進行識別分類制定個體化治療方案開展精準治療。根據(jù)患者的自然病程，細胞和分子腫瘤特征以及其免疫反應能力來設計治療策略。因此，對NSCLC的細胞和分子組成表征研究以及確定對癌癥免疫治療的反應率的預測性生物標志物的鑒定，對提高臨床使用PD-1/PD-L1抑制劑的治療效果有極大幫助。

作者聲明：本文全部作者對于研究和撰寫的論文出現(xiàn)的不端行為承擔相應責任；并承諾論文中涉及的原始圖片、數(shù)據(jù)資料等已按照有關規(guī)定保存，可接受核查。

學術不端：本文在初審、返修及出版前均通過中國知網(wǎng)（CNKI）科技期刊學術不端文獻檢測系統(tǒng)的學術不端檢測。

同行評議：經(jīng)同行專家雙盲外審，達到刊發(fā)要求。

利益沖突：所有作者均聲明不存在利益沖突。

文章版權：本文出版前已與全體作者簽署了論文授權書等協(xié)議。