医院：复旦大学附属肿瘤医院
复旦大学附属肿瘤医院放疗科。法国国家健康与医学研究院/古斯塔夫·鲁西研究所访问学者（肿瘤免疫）。上海市抗癌协会放疗青委会委员；上海市抗癌协会黑色素瘤专业委员会青委会委员；主持国家自然科学基金青年项目一项；希思科-青年创新肿瘤研究基金项目一项。以第一作者在JITC、Mol Cancer等期刊发表论文多篇。
2020年中国肿瘤统计显示，胃癌和结直肠癌的发病率分别居第3位和第2位，严重威胁国人的健康。对处于局部进展期或进展期的胃肠道肿瘤，目前多以氟尿嘧啶类联合铂类治疗为主，对于胃癌和直肠癌、或孤立的转移性病灶，可联合放疗。近年来，免疫治疗在肿瘤领域取得了巨大进步，但是在胃肠道肿瘤中，目前仅限在高度微卫星不稳定/错配修复缺陷（MSI-H/dMMR）的亚型中有效率较高，但这部分亚型比例极低。那么，在免疫治疗的时代，传统的放化疗在执行其传统的细胞毒性角色的同时，能否和免疫治疗联合使用，促进抗肿瘤疗效？
免疫治疗在MSI-H/dMMR胃肠肿瘤中的应用
在胃癌中，基于II期KEYNOTE-059和III期ATTRACTION-2研究，Pembrolizumab和Nivolumab被批准用于后线治疗晚期胃癌；KEYNOTE-059、KEYNOTE-061、KEYNOTE-062亚组分析以及一项联合全外显子测序的II期研究（NCT02589496）提示，MSI-H或EB病毒阳性的胃癌患者使用免疫治疗疗效显著，PD-L1阳性患者疗效亦优于PD-L1阴性患者[1]。
在结直肠癌中， KEYNOTE-016、KEYNOTE-164、CheckMate-142、NICHE等一系列研究分别报道了免疫治疗在MSI-H/dMMR转移性结直肠癌（mCRC）从后线到一线治疗中的疗效。2020年，III期随机对照研究KEYNOTE-177报道了Pembrolizumab对比标准治疗（化疗±贝伐珠单抗或西妥昔单抗）一线治疗MSI-H/dMMR的mCRC，ORR分别为43.8%和33.1%，中位PFS分别为16.5月和8.2月；在接近60%的化疗组交叉接受了PD-1/PD-L1免疫治疗的情况下，Pembrolizumab组的PFS2仍显著优于标准治疗组（未达到 vs. 23.5个月）。基于此项研究，免疫治疗一线用于dMMR/MSI-H的mCRC患者，疗效比较肯定。
但是无论在胃癌还是在肠癌中，dMMR/MSI-H患者的比例均非常小，极大地限制了免疫治疗的使用。此外，无论在胃癌中还是在肠癌中，即使是MSI-H患者，ORR仅为57%或44%左右，也就是说还有一半左右的患者对免疫治疗的的应答并不好。对于这部分患者，我们需要继续寻找预测因子，进一步筛选出对免疫真正有效的患者；另一方面，无论是MSI-H或MSS，都需要进一步研究，使对免疫治疗不敏感的这部分肿瘤，变为对免疫治疗敏感。
免疫原性死亡（Immunogenic cell death，ICD）
免疫原性死亡（Immunogenic cell death，ICD）的概念最早由法国学者Guido Kroemer提出[2, 3]。经历ICD的肿瘤细胞释放免疫刺激信号，吸引免疫细胞至肿瘤局部，亦能激活全身免疫系统，可以识别未被处理的完全有活力的细胞并进行杀伤。目前已证实，传统的放疗和部分化疗药物如奥沙利铂均是ICD诱导剂，而其他一些化疗药，如顺铂，则不是ICD诱导剂[3, 4]。在免疫治疗的时代，将ICD诱导剂类的传统的治疗方法与免疫治疗联用，既可以免去新开发药物的安全性顾虑，又可以发挥1+1远大于2的协同作用，是提高胃肠道肿瘤的治疗疗效、改善预后的可行方式之一。
放疗联合免疫
放疗的免疫原性刺激作用早在1953年就被发现，即“远隔效应”，但发生率极低，是可遇不可求的存在。随着免疫治疗的发展，免疫治疗放大了这种“远隔效应”，二者协同增加抗肿瘤疗效的现象在临床中更加有迹可循。回顾性分析荷兰的PEMBRO-RT研究和MD Anderson的 1/2期研究发现：在转移性非小细胞肺癌（NSCLC）中，Pembrolizumab联合放疗组的放射野外病灶的远隔应答率远高于和单纯Pembrolizumab组（41.7% vs. 19.7%, p=0.0039），放射野外的远隔疾病控制率分别为65.3% vs. 43.4%（p= 0.0071），两组的中位PFS为9.0月vs. 4.4月（p=0.045），中位OS分别为19.2月vs. 8.7月（p=0.0004）[5-7]，再次证明放疗的远隔效应以及放疗联合免疫的协同作用。但是在放疗联合免疫治疗的应用中，还有很多问题需要解决。
1）放疗分割方式的选择：
放疗的ICD诱导作用受分割方式影响。在小鼠Lewis肺癌模型和黑色素瘤模型中，即使在免疫缺陷的裸鼠上有类似肿瘤控制效果，但是在有免疫能力的小鼠上，当联合anti-PD-1治疗时，大分割放疗对未照射肿瘤的控制明显优于常规分割，提示不同分割方式的疗效受免疫能力的影响[8]。在小鼠乳腺癌模型中，分别用20Gy×1Fx、8Gy×3Fx、6Gy×5Fx联合anti-CTLA4治疗，8Gy×3Fx对未照射肿瘤的控制明显优于其他方式；在小鼠MC38结肠癌模型中8Gy×3Fx对未照射肿瘤的控制亦明显优于20Gy×1Fx[9]。在临床上，MD Anderson 针对转移性非小细胞肺癌（NSCLC）的I/II期研究中，免疫联合SBRT组（50Gy/4Fx）的野外ORR率明显优于免疫联合传统分割放疗组（45Gy/15Fx）（38% vs. 10%）[5]；回顾性分析PEMBRO-RT和MD Anderson研究，亚组分析显示24Gy/3Fx联合anti-PD-1组和50Gy/4Fx联合anti-PD-1组的远隔应答率分别为47.2%和56.2%，二者均优于anti-PD-1单药组（p<0.05）；传统分割组（45Gy/15Fx）的有效率仅为20%，同anti-PD-1单药组无统计学差异；在非吸烟人群中，50Gy/4Fx联合PD-1和较长的PFS有关[7]。基于这些研究，一定范围内的大分割放疗似乎比较其他分割方式更能引起远隔效应。
此外，而在远隔病灶中，在放射野外、但接受了低剂量辐射（如5~10Gy）的病灶中比完全没有接受辐射的病灶有较高的客观缓解率（31% vs. 5%），提示低剂量辐射可能改变了肿瘤的微环境，利于免疫治疗效应的发挥[10]。
对于胃肠道肿瘤的原发灶，由于病灶位于空腔脏器，对于原发灶不能使用太大的分割剂量。对于胃癌的放疗分割模式，可选择的范围似乎很局限。在局部进展期直肠癌中，基于既往短程放疗不劣于长程放化疗的结果，使用5Gy大分割短程放疗可能可以增加免疫治疗的疗效，复旦大学附属肿瘤医院正在进行一项II期临床试验，观察5Gy×5Fx的大分割放疗联合anti-PD-1在局部进展期直肠癌中的安全性和有效性（NCT04518280）；对于转移性病灶的放疗分割方式相对灵活，与免疫协同的放疗分割模式有待进一步探索，复旦大学附属肿瘤医院亦有另两项研究针对转移性胃肠道肿瘤，探索立体定向消融放疗联合anti-PD-1的安全性和有效性（NCT04625894和NCT04535024）。
2）放疗联合免疫的时序问题：
放疗和免疫的时序问题一直没有定论。一些先放疗后免疫的临床试验取得了阳性结果。例如：晚期NSCLC的KEYNOTE-001 研究中，既往放疗史会明显增加anti-PD-1单药的疗效，延长患者总生存[11]。Ⅲ期NSCLC的PACIFIC研究中，放化疗后使用anti-PD-L1对比安慰剂可显著延长PFS（17.2月 vs. 5.6月）和OS（47.5月 vs. 29.1月）[12]。食管癌/胃食管结合部癌（EC/GEJC）的CheckMate 577研究中，新辅助CRT后R0切除术后辅助使用纳武利尤单抗对比安慰剂可显著改善中位DFS（22.4月 vs. 11.0月）[13]。
在一些放疗同期免疫或先免疫后放疗的试验中，取得的结果不尽一致：在恶黑的脑转移的研究中，先放疗后免疫或放疗同步免疫的总生存和局部复发均优于先免疫后放疗（1-年OS：65% vs 56% vs 40%, P=0.008; 1年区域复发：69% vs 64% vs 92%, P=0.003）[14]。另一项研究中，先放疗后免疫较先免疫后放疗有较长的OS（11月 vs. 3月），而先免后放的患者中位OS和历史对照中未接受IPI的患者OS类似[15]。在SABR联合Ipilimumab治疗非黑色素瘤的转移性病灶的II期研究中，免疫序贯放疗（第2次免疫治疗的7-10天内）或同步放免治疗（第1次免疫治疗的1天内），临床获益分别为28%和20%，但两组无明显统计学差异（P = 0.250）[10]。总的来说，对于脑转移患者来说，似乎先放疗后免疫似要优于先免疫后放疗；而对于其他部位的转移灶，目前尚不能区分孰优孰劣。
在临床的局部进展期直肠癌中，标准的单纯长程放疗联合卡培他滨治疗后的pCR率约在15%左右，VOLTAGE研究在术前长程放疗联合卡培他滨化疗后序贯5周期Nivolumab再行手术切除，其中MSS患者中30%的患者达到pCR，另有1例cCR（3%），MSI-H患者中，3例（60%）达到pCR，似乎提示放疗后序贯免疫增加疗效。
而在NRG-GI002研究中，采用新辅助FOLFOX化疗后序贯长程放疗同步卡培他滨，放疗期间联合或不联合Pembrolizumab，对照组和Pembrolizumab的中位新辅助直肠评分（Neoadjuvant Rectal Score, NAR）评分分别为14.08和11.53（P=0.26），病理完全缓解率（pCR）分别为29.4%和31.9%（P=0.75），临床完全缓解（cCR）分别为13.6% 和13.9%（P=0.95），提示FOLFOX方案后长程放化疗同期增用免疫似乎并不能获益。
在复旦大学附属肿瘤医院正在进行的新辅助放疗联合免疫的研究中（NCT04518280），分别有先免疫或先放疗2个队列，希望可以解决放疗和免疫的时序问题。
3）淋巴引流区和肝脏的影响：
淋巴结是淋巴细胞的必经之地，动物模型提示，肿瘤淋巴引流区的放疗会降低对远隔肿瘤的控制[16]。此外，肝脏是肿瘤转移的高发部位，肝转移患者对免疫检查点抑制剂治疗相对不敏感。基础研究提示，在肝转移的移植瘤小鼠模型中，肝转移瘤从体循环中募集（虹吸）活化的CD8+ T细胞，肝转移瘤的髓系细胞通过Fas-FasL通路诱导T细胞发生凋亡，介导T细胞耗竭来制造出系统免疫“荒漠”；肝脏定向放射治疗可消除免疫抑制的肝巨噬细胞，增加肝T细胞存活率；肝脏定向放疗联合anti-PD-L1治疗可增加皮下肿瘤和肝转移中的T细胞浸润，延长了这些小鼠的生存期[17]。但这些结果仅限于基础研究，尚未有临床数据证实，可供临床数据的回顾性分析或为将来设计临床试验时参考。
奥沙利铂的应用
在局部进展期或进展期的胃肠道肿瘤的全身治疗中，目前多以氟尿嘧啶类联合铂类治疗为主，常用的铂类主要是奥沙利铂和顺铂。分子水平上，奥沙利铂和顺铂均能有效引起高迁徙率族蛋白B1（HMGB1）释放；但另一方面，奥沙利铂能引起钙网蛋白（calreticulin）暴露于细胞膜表面，而顺铂不能，所以造成奥沙利铂是ICD诱导剂，而同为铂类的顺铂却非ICD诱导剂；将经奥沙利铂或顺铂处理后的凋亡比例相同的细胞分别注射入小鼠体内，后续再注射相同类型未经处理的活细胞，奥沙利铂组的大多数小鼠都不能形成肿瘤，说明小鼠能对相同类型的细胞形成了免疫能力，而顺铂组小鼠荷瘤成功率很高，几乎没有这种免疫记忆能力[4]。本课题组前期动物实验也提示，奥沙利铂联合免疫能够取得1+1远大于2的协同作用，而顺铂联合免疫的疗效大于1、却远不能达到1+1大于2。
在近年来公布了一系列研究针对晚期胃癌/胃食管结合部癌（食管腺癌）的研究，其中使用顺铂的KEYNOTE-062研究[18]中，免疫治疗联合化疗对比单纯化疗未增加疗效；而使用奥沙利铂的ATTRACTION-4[19]和Checkmate649研究中，免疫治疗联合化疗对比单纯化疗均取得了优于化疗的阳性结果。不同的化疗药物顺铂和奥沙利铂可能正是造成不同研究结果的原因。
奥沙利铂是肠癌化疗中的经典药物。但是在局部进展期直肠癌中，目前常规方案为新辅助长程放疗同期联合氟尿嘧啶类药物化疗。一系列研究试图将奥沙利铂加入同步放疗阶段，如STAR研究、ACCORD研究、CAO/ARO/AIO-04研究、NSABP R-04研究、PETACC-6研究以及中国的FOWARC研究，除了德国的CAO/ARO/AIO-04研究和中国的FOWARC研究显示联合奥沙利铂提高pCR之外，其余4项研究均未提高pCR；在毒性方面，只有在德国的CAO/ARO/AIO-04研究中联合奥沙利铂毒性增加不明显，其余5项研究均显示联合奥沙利铂导致不良反应明显增加。所以目前在局部进展期直肠癌的新辅助放化中，不推荐常规联合同步奥沙利铂，奥沙利铂难以和免疫联合使用发挥作用。
基于既往短程放疗不劣于长程放化疗的结果，使用5Gy大分割短程放疗后序贯奥沙利铂，可能可以规避长程放化疗中使用奥沙利铂的窘境，将奥沙利铂到加入新辅助治疗阶段。Ⅲ期多中心的RAPIDO研究和STELLAR研究，分别采用5Gy×5Fx短程放疗后序贯6周期CAPOX（或9周期FOLFOX4），或CAPOX化疗 4个周期，对比同步卡培他滨的长程放化疗。RAPIDO研究中试验组和对照组的pCR率分别为28.4%和14.3%（p<0.001），STELLAR研究中pCR率分别为16.6%和11.8% (p=0.134)，pCR+cCR发生率分别为22.5%和12.6%（p=0.001），提示在短程放疗后序贯含奥沙利铂方案化疗，可以提高pCR率，术前6周期CAPOX可能优于4周期CAPOX。基于这两项研究，在局部进展期直肠癌的新辅助治疗中，我们可以使用短程放疗序贯含奥沙利铂方案化疗，奥沙利铂在新辅助治疗中再次获得联合免疫治疗的机会。
在一项MSS局部进展期直肠癌的小样本的II期研究中，使用5Gy×5Fx方案放疗序贯mFOLFOX-6联合anti-PD-L1（Avelumab），25%患者达到pCR（TRG 0），另有25%达到near pCR（TRG 1）[20]。另一项在华中科技大学附属协和医院进行的II期研究中(NCT04231552)，短程放疗后序贯2个周期CAPOX联合anti-PD-1（Camrelizumab），pCR率达48%(13/27)。此外，复旦大学附属肿瘤医院正在进行的II期临床试验“短程放疗联合CAPOX和anti-PD-1用于局部进展期直肠癌全程新辅助治疗的前瞻性、多队列、II期临床研究” （NCT04518280），同样使用短程放疗序贯CAPOX联合免疫，但术前使用6个周期CAPOX联合免疫，有望进一步提高pCR率。
小结
无论在MSI-H或MSS胃肠道肿瘤中，免疫治疗的疗效都有待进一步提高。传统的放疗和部分化疗药物都有可能和免疫治疗产生协同作用，但治疗模式如放疗的分割剂量、放疗范围、放化疗和免疫治疗的时序等方面都有待进一步优化。期待更多的研究，优化治疗模式，提高胃肠道肿瘤的疗效。
1. Kim, S.T., et al., Comprehensive molecular characterization of clinical responses to PD-1 inhibition in metastatic gastric cancer. Nat Med, 2018. 24(9): p. 1449-1458.
2. Casares, N., et al., Caspase-dependent immunogenicity of doxorubicin-induced tumor cell death. J Exp Med, 2005. 202(12): p. 1691-701.
3. Galluzzi, L., et al., Molecular mechanisms of cell death: recommendations of the Nomenclature Committee on Cell Death 2018. Cell Death Differ, 2018. 25(3): p. 486-541.
4. Tesniere, A., et al., Immunogenic death of colon cancer cells treated with oxaliplatin. Oncogene, 2010. 29(4): p. 482-91.
5. Welsh, J., et al., Pembrolizumab with or without radiation therapy for metastatic non-small cell lung cancer: a randomized phase I/II trial. J Immunother Cancer, 2020. 8(2).
6. Theelen, W., et al., Effect of Pembrolizumab After Stereotactic Body Radiotherapy vs Pembrolizumab Alone on Tumor Response in Patients With Advanced Non-Small Cell Lung Cancer: Results of the PEMBRO-RT Phase 2 Randomized Clinical Trial. JAMA Oncol, 2019. 5(9): p. 1276-1282.
7. Theelen, W., et al., Pembrolizumab with or without radiotherapy for metastatic non-small-cell lung cancer: a pooled analysis of two randomised trials. Lancet Respir Med, 2021. 9(5): p. 467-475.
8. Lan, J., et al., Targeting Myeloid-derived Suppressor Cells and Programmed Death Ligand 1 Confers Therapeutic Advantage of Ablative Hypofractionated Radiation Therapy Compared With Conventional Fractionated Radiation Therapy. Int J Radiat Oncol Biol Phys, 2018. 101(1): p. 74-87.
9. Dewan, M.Z., et al., Fractionated but not single-dose radiotherapy induces an immune-mediated abscopal effect when combined with anti-CTLA-4 antibody. Clin Cancer Res, 2009. 15(17): p. 5379-88.
10. Welsh, J.W., et al., Phase II Trial of Ipilimumab with Stereotactic Radiation Therapy for Metastatic Disease: Outcomes, Toxicities, and Low-Dose Radiation-Related Abscopal Responses. Cancer Immunol Res, 2019. 7(12): p. 1903-1909.
11. Shaverdian, N., et al., Previous radiotherapy and the clinical activity and toxicity of pembrolizumab in the treatment of non-small-cell lung cancer: a secondary analysis of the KEYNOTE-001 phase 1 trial. Lancet Oncol, 2017. 18(7): p. 895-903.
12. Faivre-Finn, C., et al., Four-Year Survival With Durvalumab After Chemoradiotherapy in Stage III NSCLC-an Update From the PACIFIC Trial. J Thorac Oncol, 2021. 16(5): p. 860-867.
13. Kelly, R.J., et al., Adjuvant Nivolumab in Resected Esophageal or Gastroesophageal Junction Cancer. N Engl J Med, 2021. 384(13): p. 1191-1203.
14. Kiess, A.P., et al., Stereotactic radiosurgery for melanoma brain metastases in patients receiving ipilimumab: safety profile and efficacy of combined treatment. Int J Radiat Oncol Biol Phys, 2015. 92(2): p. 368-75.
15. Schmidberger, H., et al., Long-term survival of patients after ipilimumab and hypofractionated brain radiotherapy for brain metastases of malignant melanoma: sequence matters. Strahlenther Onkol, 2018. 194(12): p. 1144-1151.
16. Buchwald, Z.S., et al., Tumor-draining lymph node is important for a robust abscopal effect stimulated by radiotherapy. J Immunother Cancer, 2020. 8(2).
17. Yu, J., et al., Liver metastasis restrains immunotherapy efficacy via macrophage-mediated T cell elimination. Nat Med, 2021. 27(1): p. 152-164.
18. Shitara, K., et al., Efficacy and Safety of Pembrolizumab or Pembrolizumab Plus Chemotherapy vs Chemotherapy Alone for Patients With First-line, Advanced Gastric Cancer: The KEYNOTE-062 Phase 3 Randomized Clinical Trial. JAMA Oncol, 2020. 6(10): p. 1571-1580.
19. Boku, N., et al., Safety and efficacy of nivolumab in combination with S-1/capecitabine plus oxaliplatin in patients with previously untreated, unresectable, advanced, or recurrent gastric/gastroesophageal junction cancer: interim results of a randomized, phase II trial (ATTRACTION-4). Ann Oncol, 2019. 30(2): p. 250-258.
20. Shamseddine, A., et al., Efficacy and safety-in analysis of short-course radiation followed by mFOLFOX-6 plus avelumab for locally advanced rectal adenocarcinoma. Radiat Oncol, 2020. 15(1): p. 233.
苏公网安备32059002004080号
