肺癌免疫治疗的耐药机制及应对策略

韩孙亚 郭 勇

肺癌在我国恶性肿瘤中的发病率及死亡率均居于首位。对于晚期肺癌患者，以往我们采取同步放化疗方案，对于驱动基因阳性的患者可使用靶向治疗作为一线治疗方案，但存在临床获益不理想、不良反应较大及产生耐药等不足。近年来，随着免疫检查点抑制剂的研究深入，免疫治疗已被广泛应用于临床。然而，仍有患者在使用免疫治疗后无应答（原发性耐药）或治疗后疾病进展（获得性耐药）。研究发现，这与干扰素信号通路的抑制[1]、Wnt/β-catenin 通路的激活[2]、PTEN 基因缺失[3]、肿瘤微环境中肿瘤浸润淋巴细胞（Tumor infiltrating lymphocyte，TIL）浸润减少[4]、骨髓来源的抑制性细胞（Myeloid de-rived suppressor cells，MDSCs）的存在及抗原的表达异常[5]等机制密切相关。对于耐药后的治疗，可采取联合治疗方案，如帕博丽珠单抗联合化疗、德瓦鲁单抗作为放化疗后的巩固治疗、纳武单抗联合伊匹单抗治疗等，也可采取联合PAK4 抑制剂、再挑战免疫治疗及回输TILs等治疗方案。本文将从肺癌免疫治疗的耐药机制及应对策略进行综述。

1 信号通路相关耐药机制

1.1 丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）信号通路 通过MAPK 途径的致癌信号转导会导致血管内皮生长因子和白细胞介素-8 以及其他分泌性蛋白的产生，这些蛋白对T 细胞募集和功能发挥具有抑制作用，可导致免疫原发性耐药。

1.2 Wnt/β-catenin 信号通路 Wnt/β-catenin 信号通路激活可导致T 细胞排斥，并对免疫检查点抑制剂耐药。Trujillo 等[2]研究两位转移性黑色素瘤患者，他们最初使用抗CTLA-4+抗PD-1 治疗有效，但随后出现了新发转移，一例转移肿瘤有新的β-catenin表达，另一例基因组测序显示获得性PTEN 缺失，这两个病例都与缺乏T 细胞浸润有关。

1.3 干扰素（Interferon-γ，IFN-γ）信号通路 IFN 抑制肿瘤的方式有：直接作用于肿瘤细胞，包括抑制其增殖，增加主要组织相容性复合体（major histocompatibility complex，MHC）表达及抗原递呈，从而提高抗原性和细胞死亡；增强肿瘤浸润免疫细胞的功能；抑制调节性T 细胞（4egulatory cells，tregs）的功能；调节基质细胞功能来改变代谢及抑制血管生成[6]。IFN 介导的信号转导和转录激活的主要方式是JAK-STAT 通路。Morimoto 等[1]发现，IFN 高表达增加PD-L1 表达，这一现象完全依赖于JAK 信号分子。JAK1 的缺失会降低肿瘤细胞中的JAK 信号传导，导致肿瘤对T 细胞效应分子干扰素的抵抗及PD-L1表达，并通过破坏抗原提呈抑制T 细胞的活化，这是抗PD-1 治疗的原发性耐药机制之一。这些发现确定了JAK1 为一潜在治疗靶点[7]。Zaretsky 等[8]分析了4 位黑色素瘤转移患者，发现其中2 位有JAK1 和JAK2 的突变。

1.4 PI3K 信号通路 PTEN 基因是一种抑癌基因，其介导PI3K/PKB 信号通路的负性调节，抑制细胞增殖和促进细胞凋亡。Cabrita 等[3]研究证实，PTEN 基因在肿瘤中经常发生突变，这促进了免疫逃避，突出表现为T 细胞浸润频率的降低。与T 细胞炎性浸润肿瘤相比，非T 细胞炎性浸润肿瘤中PTEN 发生缺失和突变的频率更高，PTEN 缺失或突变可能归因于TIL 减少[7]。

2 肿瘤微环境（tumor microenvironment，TME）

2.1 肿瘤浸润淋巴细胞 研究发现，在PD-1/PDL1 抑制剂治疗转移性黑色素瘤的研究中，CD8+T 细胞的存在是肿瘤缩小的先决条件[9]。Th1 型趋化因子CXCL9、CXCL10 表观遗传学沉默可抑制T 细胞迁移至肿瘤，从而减少肿瘤微环境中CD8+T 细胞浸润，降低免疫治疗的作用。

2.2 调节性T 细胞 肿瘤环境中氧化应激诱导的Treg 凋亡释放腺苷可诱导免疫检查点抑制剂耐药。研究已知，Treg 是转化生长因子-β（transforming growth factor，TGF-β）主要来源，PD-1 抑制剂可能通过激活Tregs 来增强TGF-β 的活性，TGF-β 可能通过抑制T 细胞浸润来重编程TME 导致耐药[10]。

2.3 MDSCs MDSCs 已成为免疫应答的主要调节因子，它可抑制T 细胞和NK 细胞活性，以促进肿瘤生长，并可使肿瘤细胞逃避机体的免疫监视，导致免疫耐药[4]。Theivanthiran 等[11]发现，CD8+T 细胞对PD-1 抑制剂激活反应诱导了PDL1/NOD-、LRR 和pyrin domain-containing 蛋白3（PD-L1/NLRP3）的炎性信号级联，最终导致MDSCs 进入肿瘤组织，从而抑制抗肿瘤免疫反应。

2.4 肿瘤相关巨噬细胞（Tumor-associated macrophage，TAM）Muraoka 等[12]在小鼠模型实验中发现，耐药肿瘤中TAMs 不活跃，不发挥抗原呈递活性。调控TAM 功能将是提高免疫耐药治疗效果的有效途径。

2.5 免疫代谢 在肿瘤微环境和宿主水平上，免疫代谢起着重要作用。在细胞水平上，细胞外腺苷浓度的增加、色氨酸的消耗和PI3K/Akt 通路的不可控激活，导致了免疫耐受的肿瘤微环境，从而降低了对免疫检查点抑制剂的反应[13]。

3 抗原相关耐药机制

3.1 肿瘤抗原表达 由于肿瘤抗原表达的丧失而缺乏T 细胞应答，在抗PD-1 治疗无效患者的肿瘤细胞中发现一组富集的基因，这些基因的特性被称为先天性抗PD-1 免疫治疗耐药[13]。

3.2 新抗原的丢失 Anagnostou 等[14]在研究了非小细胞肺癌患者获得性耐药期间肿瘤新抗原的演变后发现，在耐药克隆中7～18 个假设的突变相关新抗原发生了丢失。被消除的新抗原产生的肽在自体T 细胞培养中引发了克隆T 细胞的扩增，表明它们能产生免疫应答。因此，扩大新抗原反应的广度可能减缓获得性耐药的发展。

3.3 β2 微球蛋白（β2-microglobulin，β2M）缺失Gettinger 等[15]收集了14 个免疫检查点抑制剂耐药的肺癌样本，在一个病例中发现，β2M 纯合性缺失可导致细胞表面HLA I 类的表达缺失；在另外两个人源肿瘤异体移植模型中也发现了β2M 的下调。在免疫力强的肺癌小鼠模型中，使用CRISPR 基因编辑技术，敲除β2M 可导致其对PD-1 抑制剂耐药，证明了其在免疫检查点抑制剂耐药中的作用。综上表明，HLA I 类APM 缺陷可导致肺癌中免疫检查点抑制剂耐药。Hugo 等[5]分析了4 位黑色素瘤转移患者，其中1 位抗原呈递蛋白—β2M 突变，这导致MHC I 的表达缺失，影响抗原呈递，从而导致耐药。

3.4 表观遗传修饰 癌细胞中DNA 的表观遗传修饰可能会导致免疫相关基因的表达发生变化，从而影响抗原的加工、呈递和免疫逃逸。

4 应对策略

4.1 联合治疗

4.1.1 免疫联合放疗 免疫联合放疗可以提高肿瘤对免疫治疗的反应来扩大其临床应用，包括树突状细胞对CD8+T 细胞的抗原交叉呈现增加，MHC I 受体上调和细胞表面分子表达上调。PEMBO-RT 是一项针对晚期NSCLC 的Ⅱ期研究，其研究结果显示，帕博丽珠单抗联合立体定向放射治疗对比单药的客观缓解率（ORR）提升一倍（36%vs18%）[16]。

4.1.2 免疫联合化疗 KEYNOTE-021 研究结果显示，帕博丽珠单抗联合培美曲塞加卡铂化疗组ORR为55%（33/60），而单纯化疗组为29%（18/63）。KEYNOTE-189 研究更新数据：帕博利珠单抗联合培美曲塞铂类一线治疗晚期非鳞NSCLC，OS 和PFS 均得到显著改善，且安全性和耐受性均可控制[17]。

IMpower130 是一项多中心、随机、开放标签的IⅡ期临床研究，其结果显示，阿特珠单抗联合化疗组vs 化疗组的中位总生存期（OS）[为18.6 个月vs13.9个月，中位PFS 为7 个月vs5.5 个月，均有显著临床获益[18]。

4.1.3 免疫联合放化疗 PACIFIC 研究显示，在Ⅲ期NSCLC 患者放化疗后应用德瓦鲁单抗（Durvalumab），对比安慰剂可以显著延长患者无进展生存期（PFS）及OS19]。德瓦鲁单抗vs 安慰剂的中位PFS 为16.8 个月vs5.6 个月，有显著临床效果。德瓦鲁单抗24 个月的总生存率为66.3%，安慰剂组为55.3%。36个月总生存率为57%，安慰剂组为43.5%。

4.1.4 免疫联合靶向+化疗 在随机Ⅲ期IMpower150 研究中，阿特珠单抗+贝伐珠单抗+化疗组对比贝伐珠单抗+化疗组延长了一线非鳞NSCLC 患者的PFS 和OS，包括EGFR 突变和ALK 易位人群，这可能是经TKIs 治疗耐药的潜在有效疗法[20]。

4.1.5 免疫联合免疫 CheckMate 012 临床研究表明，纳武利尤单抗联合伊匹单抗一线治疗晚期NSCLC 具有良好的临床获益，且安全性较好、耐受性佳[21]。同时，该研究发现，高PD-L1 表达的患者更能从联合治疗中获益。

T 细胞免疫球蛋白-3（TIM-3）是一种负调控的免疫检查点，会抑制T 细胞活性，研究表明，TIM-3过表达与抗PD-1/PD-L1 治疗后的PFS 缩短显著相关[22]。Limagne 等[23]研究发现，TIM-3 与抗PD-1 原发性或获得性耐药有关。淋巴细胞活化基因-3（LAG-3）也是一种负向调控分子，可以抑制免疫反应，促进免疫逃逸。双重阻断LAG-3 和PD-1 通过增强CD8+T 细胞和降低TME 中的Tregs，协同增强抗肿瘤免疫和抑制肿瘤生长。此外，有研究表明，TIM-3、PD-1 和LAG-3 三联阻断的抗肿瘤效果远大于任何两种抗体[24]。

4.2 回输TIL 治疗 回输TIL 疗法的流程及原理是从患者体内获取肿瘤组织，分离出TIL，并在体外扩增和激活，再回输到体内以更大效力地杀伤肿瘤细胞。美国莫菲特癌症中心开展的一项I 期临床试验，纳入20 名晚期NSCLC 免疫耐药且疾病进展的患者，16 名患者接受治疗，其中12 名患者可达到25%的最佳ORR，其中2 名患者达到持久的完全缓解[25]。

4.3 再挑战免疫治疗 一项回顾性研究显示，纳武利尤单抗耐药后暂停服药一段时间，再继续服用的患者中位生存期为15.0 个月，而经过化疗后再次使用纳武利尤单抗的患者中位总生存期可达18.4 个月[26]。并且，再挑战疗效与初次疗效相关，初次疗效越好，再挑战疗效也越好。

4.4 亨廷顿相互作用蛋白1 相关（HIP1R）降解PDL1 HIP1R 蛋白可靶向作用于PD-L1 对其进行溶酶体降解，肿瘤细胞中HIP1R 的缺失导致PD-L1 的积累，抑制T 细胞介导的细胞毒性。利用PD-L1 溶酶体降解的分子机制，HIP1R 可作为重要的抗癌靶点从内部降解PD-L1[27]。

4.5 联合P21 活化蛋白激酶4（PAK4）抑制剂 有研究发现，在小鼠模型中，PAK4 基因缺失增加了T细胞浸润，此外，与单独使用抗PD-1 相比，抗PD-1与PAK4 抑制剂（KPT-9274）联合使用可提高抗肿瘤反应[28]。

4.6 腺苷2a 受体（Adenosine2a，A2a）拮抗剂 腺苷信号是调节肿瘤免疫的重要代谢途径。腺苷信号通过免疫细胞上表达的A2a 受体减弱炎症组织的免疫反应。研究表明，结合低氧-CD39-CD73-A2aR 抑制剂的免疫治疗策略有希望改善癌症患者的临床效果[29]。2020 年美国癌症研究协会年会发布最新研究显示，新型A2aR 拮抗剂——EOS-850 在克服免疫耐药方面有巨大潜力。

4.7 联合靶向DNA 损伤修复基因（DNA damage repair gene，DDR）DDR 的改变与肿瘤浸润淋巴细胞增多、基因组不稳定性增高和肿瘤突变负荷增高有关。有研究表明，在免疫疗效方面，DDR+组vsDDR-组：ORR（31.1%vs19.1%，P=0.03）、平均PFS（4.3vs2.6 个月，P=0.02）和总生存期OS（16.3vs9.8 个月，P=0.009）[30]。DDR 改变在晚期非小细胞肺癌中高频发生，且具有更高的TMB，以及更好的免疫疗效。

5 总结与展望

免疫检查点抑制剂治疗为延长患者生命带来巨大益处，但耐药问题不可避免。免疫治疗的耐药机制正在不断深入探究，并且针对耐药机制的许多临床试验正在如火如荼地进行，以期应用于临床，扩大获益人群，提高免疫疗效，造福晚期肺癌患者，这对于肿瘤个体化精准治疗亦具有重要意义，但肿瘤标志物的检测、耐药机制的探索、治疗方案的选择等仍需更多的基础研究及临床试验。