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【35under35】王钟医生:免疫治疗在三阴性乳腺癌中的研究进展

2022年07月30日
作者:王钟
医院:武汉大学人民医院

  

               
王钟
主治医师、医学博士

武汉大学人民医院 乳腺甲状腺中心 主治医师
主要研究方向:肿瘤发生和恶化的机制、抗肿瘤药物耐药性产生机理和信号传导通路变化、肿瘤治疗新靶点的发现
以第一作者或通讯作者发表15篇SCI论著(其中一区SCI论著4篇,二区SCI论著3篇),累计总影响因子79.3分,包括:Int J Biol Sci, Acta Pharmacol Sin, Cell Death Dis等杂志
主持武汉大学自主科研项目一项和江苏省研究生创新科研项目一项,参与多项国家及省部级科研项
担任“Front Oncol”、“Cell Cycle”等SCI期刊审稿人
2021年度武汉大学博士国家奖学金和武汉大学优秀博士毕业生

三阴性乳腺癌(Triple-negative breast cancer, TNBC)是一种乳腺癌亚型,以其影响年轻女性、早期转移和预后不良而闻名。由于缺乏明确的靶点,在过去的几十年里,新的治疗干预措施有限,化疗仍然是主要的治疗方法。而随着实体瘤免疫检查点抑制(immune checkpoint inhibition, ICI)技术的发展和肿瘤细胞免疫原性的证实,免疫治疗受到越来越多的关注。在本综述中,讨论了可能的免疫治疗靶点和正在进行的免疫治疗策略。此外,还概述了免疫检查点抑制剂在TNBC早期的研究进展。

三阴性乳腺癌(Triple-negative breast cancer, TNBC)是一种典型的乳腺癌亚型,缺乏雌激素受体(ER)、孕激素受体(PR)和人表皮生长因子受体2(HER-2),约占乳腺癌总数的15-20%,具有侵袭性强、复发率高、预后差等特点[1]。在过去的几年里,常规化疗是治疗TNBC患者的主要策略,但患者的中位总生存期(OS)为12至18个月。尽管具有种系BRCA1/2突变的TNBC患者可以从聚合ADP核糖聚合酶(PARP)抑制剂和基于铂的治疗中受益[2, 3],但是总的来说患者的中位总生存期(overall survival, OS)维持在12至18个月,仍不令人满意[1]。

由于肿瘤免疫逃逸,肿瘤免疫治疗的疗效有限。但随着免疫检查点抑制剂(ICIs)的发展,肿瘤免疫治疗取得了突破,它依赖于自身免疫功能激活宿主的免疫系统,损害癌细胞或肿瘤组织[4]。积累的临床试验对各种实体或血液肿瘤取得了积极的反应[5-7]。最成功的免疫治疗药物包括免疫检查点抑制物(ICIS),它可以阻断免疫抑制受体,如细胞毒性T淋巴细胞抗原-4(CTLA-4)和PD-1,以提高肿瘤浸润性淋巴细胞(TIL)的细胞毒性和增殖能力。ICIS包括针对PD-1(即pembrolizumab、nivolumab)、PD-L1(即atezolizumab、duvalumab、avelumab)和CTLA-4 (即ipilimumab)的单抗,已在许多肿瘤类型中产生持久的反应[8, 9]。

而TNBC能比其他乳腺癌亚型更有可能对免疫治疗产生反应的原因在于TNBC有更多的肿瘤浸润性淋巴细胞(tumor-infiltrating lymphocytes, TILs),这使得TNBC能更好的对ICIs产生反应[10, 11]。研究证明TNBC中的高水平TILs与早期TNBC预后改善有关[11]。其次,在TNBC中,肿瘤细胞和免疫细胞上都有更高水平的PD-L1表达,这提供了ICIs的直接靶点[12-14]。最后,TNBC具有更高的遗传不稳定性、频繁的拷贝数变化和复杂的结构重排,这表明该疾病具有异质性,能产生肿瘤特异的新抗原,激活新抗原特异的T细胞以启动抗肿瘤免疫反应,且这种免疫反应可以被ICIs加强[15, 16]。

这篇综述讨论了目前的免疫治疗策略,并展望了未来免疫治疗的发展方向。

免疫检查点抑制剂

免疫检查点包括大量密切调节免疫系统的抑制通路。这些途径对于维持自身耐受性和调节周围组织免疫反应的持续时间和幅度以最大限度地减少组织损伤至关重要[17]。在正常生理条件下,免疫检查点对于防止自身免疫和免疫系统对感染性病原体的组织损伤至关重要。然而,癌细胞使用免疫检查点来逃避免疫系统的攻击[18]。在新辅助化疗中加入PD-1/PD-L1阻滞剂显著提高了TNBC患者的病理完全应答(PCR)率,特别是那些复发风险高的患者[19]。研究最广泛的阻断免疫检查点是PD-1和CTLA-4。

PD-1和PD-L1

PD-1是一种共抑制受体,表达于T细胞、B细胞、树突状细胞、NK细胞和TIL[20, 21]。Pd-1有两个已知的配体,Pd-L1和Pd-L2[21]。鉴于PD-L1在正常细胞和肿瘤细胞中比PD-L2更广泛地表达,人们正致力于探索PD-1/PD-L1在生理和病理免疫反应中的作用以及如何改变它们之间的相互作用以治疗癌症[22]。PD-1和PD-L1之间的相互作用发生在TME中,PD-1在活化的T细胞上高表达,而PD-L1在某些类型的肿瘤细胞和抗原提呈细胞(APC)上表达。PD-1和PD-L1之间的相互作用抑制T细胞的生物学功能,包括淋巴细胞增殖、细胞因子分泌和CTL细胞毒性,导致肿瘤特异性T细胞衰竭和凋亡,使肿瘤细胞逃避T细胞免疫监视[23]。已有研究表明,PD-1+免疫细胞的高渗入与患者存活率显著降低有关[24]。值得注意的是,在TNBC患者中,PD-L1的表达率高于其他类型乳腺癌[14]。在20%的TNBC病例中观察到PD-L1的表达,这意味着靶向PD-1或PD-L1可能使TNBC患者受益[14]。PD-1/PD-L1抑制剂能特异性地减弱PD-1/PD-L1对活化的抗肿瘤T细胞的抑制作用。PD-1/PD-L1抑制剂药物的开发已成为TNBC治疗的研究热点。

PD-1抑制剂

Pembrolizumab是一种PD-1抑制剂,主要用于治疗黑色素瘤[25]。Pembrolizumab用于TNBC的可行性于2014年在圣安东尼奥乳腺癌研讨会上首次提出[26]。Keynote-012研究证实了单药培溴利珠单抗在表达PD-L1的晚期TNBC中的安全性和抗肿瘤活性[27]。Keynote-086第二阶段试验的受试者被分为A组和B组。A组包括以前接受过治疗的晚期转移性TNBC(MTNBC)患者,而B组包括没有接受任何治疗的mTNBC患者。队列B中所有患者都有PD-L1阳性肿瘤,而队列A中61.8%的患者有PD-L1阳性肿瘤。结果表明,培溴利珠单抗作为PD-1+mTNBC的一线治疗方案疗效显著。安全性是可以接受的,因为两个队列中的患者都能够耐受培溴利珠单抗。在Keynote-355临床试验中,培溴利珠单抗与化疗相结合,作为局部复发、无法手术或转移的TNBC患者的一线治疗。结果表明,与安慰剂和化疗的组合相比,培溴利珠单抗和化疗的组合显著改善了PD-1表达较高的肿瘤患者的无进展生存期(PFS)。培溴利珠单抗联合化疗的中位PFS(MPFS)为9.7个月,比安慰剂联合化疗组的5.6个月(19例)延长4.1个月。值得注意的是,随着肿瘤PD-L1表达的增加,培溴利珠单抗的治疗作用也增强。此外,培溴利珠单抗的有效时间也随着肿瘤PD-L1表达的增加而延长,提示培溴利珠单抗的临床益处可能与PD-L1的表达有关。此外,与化疗相比,Pbro-lizumab的高度毒性较小[28]。从这些结果可以得出的结论是,与单独化疗相比,使用免疫抑制剂作为晚期TNBC的一线治疗选择有更大的好处。然而,Keynote-119试验表明,与化疗相比,作为转移性TNBC的二线或三线治疗的Pembrolizumab单一疗法并没有显著提高总体存活率(OS)。这种差异可能是由于接受过系统治疗的患者的药物和免疫抵抗力的产生[28, 29]。一项系统的综述表明,PD-1抑制剂pembrolizumab对早期和晚期TNBC患者有效,与癌症的PD-L1状态无关。在TNBC早期加用培溴利珠单抗化疗比单用化疗有效[30]。Keynote-173研究报告了培溴利珠单抗联合化疗在早期高危TNBC的新辅助治疗中具有可控的毒性和良好的抗肿瘤活性。然而,这项研究的局限性包括随访时间短,每组样本量小,以及缺乏对照组[31]。

为了进一步确定培溴利珠单抗和化疗在TNBC新辅助治疗中的益处,I-SPY2研究作为一项经过验证的随机3期新辅助临床试验进行。在入选的249例患者中,69例接受培溴利珠单抗联合紫杉醇,180例接受紫杉醇联合阿霉素和环磷酰胺标准新辅助化疗方案。结果表明,加入培溴利珠单抗可使TNBC患者的PCR率从20%提高到60%,与标准治疗相比[32],改善了40%。Keynote-522试验扩大了研究对象的数量。共有1174名TNBC患者接受了新辅助治疗,其中784人接受了培溴利珠单抗联合化疗,另外390人接受了安慰剂和化疗。结果表明,在早期TNBC的新辅助治疗中,培溴利珠单抗联合化疗患者的PCR率为64.8%,明显高于安慰剂联合化疗患者的51.2%。值得注意的是,这一结果与PD-L1的表达[33, 34]无关。基于这些结果,2021年7月,FDA批准培溴利珠单抗联合化疗作为早期高危TNBC的新辅助治疗,术后继续使用培溴利珠单抗作为辅助治疗。

Keynote-522试验的第四次中期分析表明,中位随访时间为39.1个月。Pembrolizumab+化疗组的36个月无事件生存率(EFS)估计为84.5%(95%CI:81.7-86.9),安慰剂+化疗组为76.8%(95%CI:72.2-80.7)。与安慰剂+化疗组相比,培溴利珠单抗+化疗组的EFS显著改善。Pembrolizumab+化疗组123名患者(15.7%)和安慰剂+化疗组93名患者(23.8%)发生了与治疗相关的事件或死亡(风险比0.63;95%CI:0.48-0.82)[35]。

PD-L1抑制剂

阿替唑珠单抗是一种PD-L1抑制剂,已被证明有能力延缓晚期转移性TNBC的疾病进展[36]。目前,新佐剂阿替唑单抗的临床试验正在进行中。在抗PD-L1的TNBC新辅助治疗研究(NCT02620280)中,280例需要新辅助治疗的TNBC患者被随机分为两组,一组在第1天和第8天接受卡铂和紫杉醇联合治疗,另一组在治疗的基础上加用阿替唑单抗。结果显示,使用阿替唑珠单抗时,PCR率为43.5%,而不使用阿替唑单抗组的PCR率为40.8%(OR,1.11)[37]。

IMpassion130是以PFS和OS为终点的第三阶段研究。这项研究由不能切除、局部晚期或转移性TNBC的患者组成。结果表明,在PD-L1表达阳性的TNBC人群中,与安慰剂加白蛋白结合紫杉醇相比,泰唑珠单抗联合白蛋白结合紫杉醇可显著改善PFS和OS。然而,在PD-L1表达阴性的TNBC患者中没有观察到这样的改善[38]。2019年3月,阿特唑珠单抗获得美国FDA的加速批准,可与白蛋白结合紫杉醇联合用于肿瘤表达PD-L1的无法切除的局部晚期或转移性TNBC患者。然而,IMpassion131研究表明,与单独使用紫杉醇相比,阿替唑珠单抗和紫杉醇联合应用并不能改善PFS或OS[39]。IMpassion130和IMPassion131中观察到的差异可能是由以下因素引起的:i)紫杉醇,而不是白蛋白结合的紫杉醇,需要预先给予类固醇,这可能降低了阿替唑单抗的疗效;ii)紫杉醇和白蛋白结合的紫杉醇对肿瘤浸润性巨噬细胞和TIL的作用不同,白蛋白结合的紫杉醇对T淋巴细胞的刺激活性可能更强;iii)研究缺乏可靠的生物标志物来预测阿替唑单抗的益处[40]。

IMpassion031研究是一项随机、双盲、多中心、3期试验。共有333名早期TNBC患者被随机分配到阿替唑利-祖玛单抗联合化疗组(n=165)或安慰剂+化疗组(n=168)。结果表明,阿替唑单抗加化疗组的中位随访期为20.6个月[四分位数范围(IQR)8.7~24.9个月]。相比之下,安慰剂加化疗组的中位随访期为19.8个月(IQR为8.1-24.5个月)。在阿替唑单抗加化疗组患者中,有95名患者出现了聚合酶链式反应(58%;95%可信区间:50-65%)。相比之下,安慰剂+化疗组有69例患者出现聚合酶链式反应(41%;95%可信区间:34~49%),差异有17%[95%可信区间:6~27%;单侧P=0.0044]。在PD-L1阳性人群中,泰唑珠单抗加化疗组77名患者中有53名(69%,95%CI:57-79%)实现了聚合酶链式反应,而安慰剂+化疗组75名患者中有37名(49%,CI:38-61%)实现了聚合酶链式反应[比率差异,20%;95%CI:4-35%;单侧P=0.021]。阿特唑珠单抗的加入并没有影响接受化疗的能力。通常报告的不良事件在两组之间是相似的,主要是由化疗引起的。无论PD-L1状态如何,患者的聚合酶链式反应都有所改善。IMPassion031研究为ICIS在TNBC早期的益处提供了证据[41]。

杜伐单抗是另一种PD-L1抑制剂。GeparNuevo(NCT02685059)是一项多中心、前瞻性、随机、双盲、安慰剂对照的II期临床试验。这项研究包括174名早期TNBC患者,他们接受了杜伐单抗或安慰剂联合化疗。结果未能证明两个队列之间的聚合酶链式反应有显著差异。值得注意的是,在一项计划外的分析中,在手术前接受额外杜伐单抗治疗的患者实现了更高的聚合酶链式反应(61.0%比41.4%),并表明免疫治疗增强了细胞毒药物的抗肿瘤活性[42]。

CTLA-4

CTLA-4是一种共抑制受体,仅在T细胞上表达。作为CD28的同源物,CTLA-4与CD80和CD86具有较高的亲和力[43]。免疫系统需要CTLA-4的检查点功能来防止失控的免疫反应和自身免疫反应[17]。T细胞活化需要两个信号:第一个信号是主要组织相容性复合体I和II将抗原呈递到APC上,被T细胞受体(TCR)识别[44];第二个信号是T细胞上的CD28受体与APC上的B7配体结合。然而,CTLA-4的存在与CD28竞争B7结合部位,抑制第二个激活信号,导致T细胞未能激活[45]。

艾利森因曾提出通过阻断CTLA-4来抗击癌症而获得诺贝尔奖。CTLA-4在乳腺癌细胞中的高表达与预后不良有关[46, 47]。在所有类型的乳腺癌中,CTLA-4在TNBC中的表达最高[48]。抑制CTLA-4可以阻止T细胞的抑制,增强T细胞的抗肿瘤活性,是治疗TNBC的潜在免疫相关靶点。美国FDA已经批准了抗CTLA-4抗体ipilimumab和抗PD-1抗体nivolumab的组合,用于治疗黑色素瘤、肺癌和结直肠癌等癌症[49]。目前还没有CTLA-4抑制剂被批准用于治疗乳腺癌。与PD-1/PD-L1抑制剂用于治疗TNBC的快速发展相比,CTLA-4抑制剂的发展缓慢,原因是CTLA-4抑制带来的严重副作用。一项随机、双盲、3期试验纳入了906名接受IIIB期、IIIC期或IV期黑色素瘤完全切除的患者。一半患者接受nivolumab治疗,另一半患者接受ipilimumab治疗。严重(3-4级)免疫相关不良事件(IrAEs)在nivolumab组和ipilimumab组分别有14.4%和45.9%的患者报告,9.7%和42.6%的患者因不良事件而停止治疗。在治疗后>100天时,ipilimumab组报告了2例(0.4%)与毒性反应有关的死亡[50]。一项临床试验(NCT03546686)正在进行中,以确定术前冷冻治疗、ipilimumab和nivolumab对以紫杉烷为基础的新辅助化疗后女性TNBC患者3年EFS的影响,但CTLA-4抑制剂的安全性也需要研究。

结论

总之,TNBC是一种高度异质性的肿瘤类型,预后较差。免疫治疗领域的开创性工作有望改善TNBC患者的预后。越来越多的应用和研究使用免疫抑制药物已经提供了显著的好处作为一种癌症治疗。免疫抑制剂在TNBC中的早期应用和持久的抗肿瘤作用是免疫治疗研究的重要方向。一项研究表明,转移患者的TIL数量和PD-L1表达显著减少,并表明晚期应用免疫抑制剂的益处没有早期应用明显(126)。此外,单纯化疗引起的TME变化也会影响后续免疫药物的治疗效果,在一线治疗中加入免疫药物可以有效避免。鉴于癌症疫苗的安全性和有效性,未来可能会有更多的多表位疫苗。一个挑战是,只有少数TNBC患者对ICIs反应良好(127)。TNBC的异质性也使免疫治疗的患者选择困难(128例)。此外,常规的术前新辅助治疗中,联合免疫治疗和化疗必然会增加副作用(129-131),以及身体和经济负担。在开出联合免疫治疗和化疗作为新辅助治疗的处方时,必须考虑这些问题。基于精准医学和人工智能的免疫治疗的发展有望解决某些困难,例如选择最合适的患者进行免疫治疗。未来的临床试验还应根据TNBC的内部类型、TIL数量和PD-L1的表达情况来考虑化疗或免疫治疗或联合化疗和免疫治疗的选择。

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