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头颈部鳞癌相关生物标志物与免疫治疗预后的关系

2021-02-02 718 上传者：管理员

摘要：头颈部鳞癌(HNSCC)是世界上第六大常见的恶性肿瘤,每年发病超过55万,死亡超过30万人,吸烟和饮酒是其主要危险因素。HNSCC的治疗方案主要是基于TNM分期、以外科手术为主的综合疗法(放疗、化疗及生物治疗)。对于HNSCC的治疗,其5年生存率近年来一直没有改善,因此,需要新的治疗方法提高患者生存率,改善患者生活质量。当今研究热点是以免疫治疗为主的生物靶向治疗在HNSCC的广泛应用,本研究旨在探讨HNSCC相关生物标志物与免疫治疗预后的关系。

关键词：
HPV
免疫治疗
头颈肿瘤
头颈部鳞癌
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近年来,头颈部鳞癌(HNSCC)的发病率逐年升高,而传统的手术、放化疗等治疗方法,受到患者美容与功能需求、肿瘤逃逸、副作用大等诸多方面的限制。在现代医疗技术飞速进展的今天,HNSCC免疫治疗领域的研究正成为改善病人治愈率和生存率的新方法。但并非所有的患者都适合昂贵的免疫治疗,生物标志物提示患者能否在免疫治疗中获益是本文旨在讨论的重点。

1、HPV作为HNSCC生物标志物及其在免疫治疗中的体现

HPV病毒是具有8000bp基因组的非包膜双链DNA病毒,其中E6、E7是介导癌变最关键的基因。病毒进入细胞后,E6、E7促进p53和肿瘤抑制因子视网膜母细胞瘤(Rb)的降解,破坏细胞周期并促进端粒酶和逆转录酶活化,导致细胞增殖失控和基因组不稳定,在细胞周期调节途径破坏和宿主免疫应答抑制的长期作用下,最终使正常细胞癌变成永生细胞[1]。

目前已经有多项研究证实了HPV阳性状态赋予的生存获益。例如,一项对10000余例HNSCC患者的研究表明,与HPV阴性肿瘤患者相比,HPV阳性肿瘤患者的总生存率有所改善[2]。另外,Ang等[3]的研究也证明,在口咽癌患者中HPV阳性状态与更好的总生存期(OS)和无进展生存期(PFS)相关,同时可以将患者的死亡风险降低58%,是改善生存期的独立预后生物标志物。

机体对HPV阳性和HPV阴性HNSCC的免疫反应不同是两类患者预后差异的主要原因。有学者认为,HPV病毒相关蛋白可以诱发机体免疫反应,形成大量细胞毒性T细胞,从而起到抗肿瘤的作用。经过原位免疫组织化学分析证实,HPV阳性HNSCC微环境中,CD8+T细胞和CD4+T细胞浸润更多(P<0.01),且浸润淋巴细胞上的PD-1表达高于HPV阴性HNSCC,而在HPV相关的HNSCC中,PD-1+细胞水平与临床预后呈正相关,所以使得大量PD-1+CD4+和PD-1+CD8+T细胞浸润的HPV阳性HNSCC有更好的OS[4]。

有趣的是,众所周知,肿瘤细胞过表达PD-L1或者PD-1+T淋巴细胞的免疫浸润会下调T细胞抗肿瘤活性从而导致免疫逃逸。但在HPV阳性HNSCC中,PD-1+T细胞水平与临床预后呈正相关。研究认为,这是由于Tim-3是肿瘤中常见的与PD-1+T细胞相关的共抑制受体,是T细胞耗尽的标志。而HPV阳性HNSCC微环境中的部分PD-1+T细胞并不表达Tim-3,提示其并非耗竭性T细胞,可以继续发挥抑制肿瘤增殖的作用[5]。同时,PD-L1的表达与抗PD-1抗体的疗效有关,一项针对派姆单抗临床疗效的实验已经证实,HPV阳性HNSCC患者的总缓解率(ORR)高于HPV阴性的HNSCC患者(25%vs.19%),PD-L1阳性的HNSCC患者更容易从抗PD-1治疗中获益,这可能也是HPV阳性HNSCC预后更好的原因[6]。

2、p16作为HNSCC生物标志物及其在免疫治疗中的体现

p16的过表达是HPV介导肿瘤发生及癌症转移的标志之一,通常作为替代标志物来评估HNSCC中HPV的状态,是用于HNSCC患者分层的重要指标[7]。在与头颈部肿瘤增殖密切相关的表皮生长因子受体(EGFR)信号通路中,表皮生长因子受体通路底物8(EPS8)是一种重要的激酶活性底物,体外研究表明,其过表达会促进HNSCC的增殖,并导致肿瘤侵袭、转移和不良预后。Nasri等[8]研究人员对69例HNSCC患者进行病例分析后发现,p16的状态与EPS8的表达之间存在统计学关联,与p16-HNSCC相比,p16+HNSCC具有更低的EPS8表达水平,从而使该类患者具有更高的生存率。

除此之外,与p16-HNSCC患者相比,p16+HNSCC患者也更易从免疫治疗中获益。一项Ⅲ期随机临床试验证实,对361例HNSCC患者使用纳武单抗进行免疫治疗后,p16+HNSCC患者的中位OS为9.1个月,而p16-HNSCC患者仅为7.5个月[9]。

尽管p16免疫组织化学常作为评估HPV状态的替代标记物,但其仍具有一定的局限性,有研究表明,单独的p16免疫组化敏感性虽高,但特异性不高,尤其在非口咽肿瘤中,p16并不是HPV状态的良好替代物,故临床常进行p16与HPV的联合检测以提高对HNSCC病人预后评估的准确性[6,10]。

3、EB病毒(EBV)作为鼻咽癌(NPC)的生物标志物及其在免疫治疗中的体现

NPC是中国南方和东南亚地区非常常见的恶性肿瘤,该疾病早期无特异性的症状且转移性较强,很多NPC病人到疾病晚期才到医院就诊而导致较差预后。

研究多认为NPC的发生与EBV的感染密切相关。机体在感染EBV后,EBV核抗原1(EBNA1)、潜伏膜蛋白1(LMP1)和潜伏膜蛋白2(LMP2)以及病毒微RNA等改变细胞的基因和蛋白表达模式,使染色体不稳定、细胞凋亡能力丧失并导致正常细胞转变为恶性细胞,随后,病毒编码的EBV-miR-BART1高表达从而激活PETN依赖性途径,诱导上皮间质转化,使上皮细胞失去细胞极性,获得迁移和侵袭能力,最终导致不良预后[11]。

循环血清中的EBVDNA是NPC患者的独立预后生物标志物,高水平的EBVDNA常与远处转移、肿瘤复发和较低的生存率有关[12]。在对60例复发性NPC患者的前瞻性研究中,术前血浆EBVDNA水平较高者,手术切缘阳性和术后发生全身转移的概率升高,提示术前血浆EBVDNA的表达水平可以反映患者体内肿瘤负荷并识别出术后肿瘤转移的高危患者,同时研究也证实,术后再对患者进行血浆EBVDNA的连续检测可以预测早期远处衰竭的发生率并协助判断NPC患者的预后情况[13]。

在免疫治疗方面,EBV特异性细胞毒性T淋巴细胞(EBV-CTL)的临床疗效已经得到了肯定,一项研究表明,6例NPC患者在接受EBV-CTL治疗后,2例患者获得了完全缓解,1例患者获得了部分缓解[14]。之后又对另外15例NPC患者进行了固定剂量的第二阶段研究,结果显示其ORR达到了48.7%[15]。

同时,EBV可以诱导HNSCC增加PD-L1的表达使表达PD-1的T细胞失去对肿瘤细胞的攻击能力。免疫检查点抑制剂可以破坏PD-L1/PD-1轴从而阻断这一过程的发生,有研究表明,对PD-L1阳性的NPC患者进行抗PD-1治疗可以得到22%的缓解率[16]。但并非所有的NPC患者都能从该治疗方法中获益,其可能的原因为超过30%的NPCMHCⅠ类分子会发生突变导致抗原提呈不足,从而影响了免疫检查点抑制剂的治疗效果[17]。

4、其他与免疫治疗相关的生物标志物

4.1PD-1与PD-L1

PD-1/PD-L1是HNSCC免疫治疗领域的研究热点。肿瘤细胞常分泌TGF-β等细胞因子上调PD-L1的表达,PD-L1与T细胞的PD-1结合后抑制T细胞的活化和增殖,引起肿瘤免疫逃逸[18]。临床上常使用免疫检查点抑制剂阻断T细胞PD-1与肿瘤细胞PD-L1的相互识别,恢复T细胞对肿瘤细胞的杀伤能力,从而改善肿瘤免疫微环境,改善预后,延长患者的生存时间。

4.2肿瘤突变负荷(TMB)

TMB是肿瘤基因组每个编码区域发生基因突变的总数,其值越高意味着越可能产生宿主无法识别的异质抗原,从而引起机体免疫反应、提高免疫治疗的效果。已有研究证实,高TMB的肿瘤患者队列免疫治疗后的总体反应和PFS均优于TMB较低的患者队列[19]。

4.3GEP

GEP是T细胞感染肿瘤微环境的炎症生物标志物,与TMB相同,GEP的值也与病人对免疫治疗的总体反应呈正相关,GEP值较高的病人常有更长的无病生存期[19]。

4.4MSI

MSI代表微卫星不稳定性。人类错配修复蛋白的表达缺失造成细胞的错配修复功能缺陷,从而导致微卫星不稳定的发生。MSI可以分为高度不稳定、低度不稳定和稳定三种类型,稳定程度越低意味着对免疫治疗的敏感性越高,即更容易从免疫治疗中获益。需要注意的是MSI为高度不稳定时,TMB值一般较高,但对于某些MSI稳定的患者,其TMB值有升高的可能性,所以只检测MSI可能导致这些患者错失免疫治疗的机会[19]。

5、免疫治疗方法

5.1免疫检查点抑制剂

肿瘤细胞可以通过高表达PD-L1或者招募PD-1+的T细胞浸润引起免疫逃逸,免疫检查点抑制剂可以阻断该过程,重新激活T细胞的抗肿瘤活性,从而改善局部控制率及患者生存率[20]。

5.2单克隆抗体

单克隆抗体能够靶向阻断肿瘤或免疫细胞表面的免疫检查点分子,从而解除免疫抑制。临床资料显示,肿瘤抗原特异性单抗能诱发CD8+T细胞与抗原提呈细胞的Fcγ受体相互作用从而产生免疫反应[21]。例如,用于HNSCC治疗的西妥昔单抗可以靶向阻断诱导肿瘤细胞生长的表皮生长因子信号及血管内皮生长因子信号等,从而抑制肿瘤增殖,还可以与肿瘤表面的EGFR结合,介导免疫细胞与肿瘤细胞间的抗体依赖性细胞毒性作用,使癌细胞溶解[22]。除西妥昔单抗外,帕尼妥单抗、贝伐单抗等也是现在临床研究的热点。

5.3过继T细胞转移疗法(ACT)

ACT是指从肿瘤患者体内分离出免疫活性细胞,在体外进行扩增并增强其免疫活性,再回输患者体内,从而提高人体免疫系统抗肿瘤的能力。已有研究证实,ACT疗法可以延长患者的无复发生存期和OS[23]。

5.4预防或治疗性疫苗

肿瘤疫苗是将肿瘤抗原以多种形式导入患者体内,激发机体的特异性细胞免疫,从而达到清除肿瘤的目的。肿瘤疫苗包括多肽疫苗、全细胞疫苗、基因工程疫苗和抗体肿瘤疫苗等多种类型,其中多肽疫苗与肿瘤抗原表位相互对应,可以与HLA分子紧密结合,诱导免疫系统对肿瘤细胞进行精准打击,目前临床上常使用黑色素瘤抗原A3/HPV-16肽和潜伏膜蛋白2肽治疗EBV相关性鼻咽癌[21]。

5.5细胞因子疗法

干扰素、白细胞介素、肿瘤坏死因子是目前研究较多的细胞因子治疗方法,这些细胞因子具有多种生物活性,如抑制肿瘤细胞增殖、促进癌细胞分化、杀伤肿瘤细胞、促进T细胞的增殖等。细胞因子疗法在体内体外的各项研究中已经被证实为有效,但由于其不良反应、患者疗效个体差异等使得该治疗方法尚不能完全普及[24]。

6、小结与展望

HNSCC的发生与免疫系统密切相关,由于肿瘤逃避策略的多样性和治疗的不同反应率,单一治疗已经满足不了治疗的需要,整合传统治疗方法与免疫治疗将是癌症治疗未来发展的方向。但是免疫治疗也有其局限之处:大量基础研究正在进行但基础向临床的转化却仍然不够,批准应用的药物仍然较少;单药免疫治疗的有效率不足20%～40%,大部分患者并没有从花费巨大的免疫治疗中获益,反而不得不承受免疫治疗所带来的毒副作用及超进展现象。所以未来免疫治疗的发展需要从以下几个方面努力:第一步是肿瘤细胞表面免疫标志物的发现,对患者进行鉴定和精确筛选,使“无效”的人群免于高昂的费用负担和副作用的困扰;第二,尝试药物联合治疗的策略,取长补短,设计最优疗法;第三,新的治疗策略的探索,将免疫治疗与高分子材料和生物载体结合提高药物的利用率;第四,新的免疫检查点的发现,使得更多患者在免疫治疗的发展中获益。

参考文献：

[18]张锐,王智煜,文孝婷,等.肿瘤免疫抑制微环境对肿瘤免疫治疗作用的研究进展[J].实用肿瘤学杂志,2016,30(2):167-171.

[24]李川,李燕,白鹰.细胞因子疗法在肿瘤治疗中的应用[J].国际肿瘤学杂志,2013,40(8):590-592.

张璐,陆静钰,陆海军.头颈部鳞癌相关生物标志物与免疫治疗预后的关系[J].实用肿瘤学杂志,2021,35(01):55-58.