PD-1/PD-L1抑制剂治疗膀胱癌的研究进展

杨晓岚，田俊强

(兰州大学第二医院泌尿外科 甘肃省泌尿系统疾病重点实验室 甘肃省泌尿系统疾病临床医学中心，兰州 730000)

目前，恶性肿瘤的检出率越来越高，由于其具有多种发病原因、发病机制和临床表现，往往确诊已属中晚期。膀胱癌以尿路上皮癌(urothelium carcinoma，UC)最常见，年龄≥40岁、男性、环境致癌物质暴露(吸烟、工业化学品、砷等)是已知的膀胱癌危险因素。膀胱癌以非肌层浸润性膀胱癌(non-muscle invasive bladder cancer，NMIBC)多见，复发率高，但可通过尿道膀胱电切术治疗。肌层浸润性膀胱癌约占最初诊断UC的20%[1]。对于肌层浸润性膀胱癌患者，常行根治术，并辅以术后化疗和放疗，但患者的5年生存率仅为50%，已伴癌灶转移患者的中位生存期仅为14个月，故仍需积极寻找治疗膀胱癌的新方法[2-3]。

近年来，机体免疫对肿瘤发生发展的作用逐渐被发现，免疫治疗肿瘤的临床试验亦取得了理想的效果，膀胱癌的一线治疗正在发生变化。肿瘤细胞可通过阻断控制T细胞抑制和激活的分子途径或通过招募免疫抑制性T细胞(如调节性T细胞)避免自身的杀伤[4]。利用免疫系统对抗恶性肿瘤并非21世纪独有，NMIBC的治疗是膀胱癌免疫治疗的最早形式。1976年，Morales等[5]发现，利用膀胱癌的抗原性和免疫原性行卡介苗膀胱内灌注化疗可有效地预防NMIBC和原位癌。1990年，美国食品药品管理局(Food and Drug Administration of the United States，FDA)正式批准将卡介苗膀胱内灌注化疗作为首个用于膀胱癌的治疗的免疫疗法。然而卡介苗治疗膀胱癌的失败率很高，常出现疾病进展和复发，且卡介苗的生产短缺限制了NMIBC的治疗[6]。程序性细胞死亡受体(programmed cell death，PD)1/程序性细胞死亡配体(programmed cell death ligand，PD-L)1信号通路在介导肿瘤免疫逃逸及形成肿瘤免疫微环境中具有重要意义。PD-1/PD-L1通路抑制剂治疗肿瘤的疗效较好，且不良反应较少，逐渐成为肿瘤治疗的新选择。目前，FDA批准用于膀胱癌治疗的PD-1/PD-L1抑制剂包括Nivolumab、Pembrolizumab、Atezolizumab、Durvalumab、Avelumab，并可能将重新定义膀胱癌的治疗标准[7]。现就近年来PD-1/PD-L1抑制剂治疗膀胱癌的研究进展予以综述。

1 PD-1/PD-L1概述

PD-1是分子量为50 000～55 000的Ⅰ型跨膜糖蛋白，又称为CD279，属于CD28-B7家族，于1992年由Ishida等[8]首次发现。PD-1分子由胞质区、疏水区及胞外区构成，其结构与细胞毒T淋巴相关抗原-4有23%的同源性，但PD-1/PD-L1抑制剂的不良反应更少[4]。其中，胞质区的酪氨酸残基参与构成免疫受体酪氨酸转换基序，并在负向调控T细胞活化与增殖以及介导肿瘤的免疫逃逸中具有重要作用[8-9]。免疫受体酪氨酸转换基序可能是PD-1/PD-L1抑制剂的作用靶点之一，其活性可能随着PD-1表达的增加而升高。正常情况下，PD-1在活化的免疫细胞(如T淋巴细胞、B淋巴细胞、树突状细胞、巨噬细胞、单核细胞等)中表达，并通过负调控机制抑制效应T细胞的活性，避免导致周围组织的免疫损害以及自身免疫性疾病。Nishimura等[10]的研究证实，随着年龄的增长，PD-1缺陷小鼠可发展为典型的狼疮性肾小球肾炎和破坏性关节炎。目前已明确的PD-L包括PD-L1和PD-L2。PD-L1在正常组织及肿瘤细胞中均有表达，如泌尿系统肿瘤、消化系统肿瘤、乳腺癌、肺癌、黑色素瘤等[11]。PD-L2与PD-L1在氨基酸序列上的相似度约为40%，目前发现仅在树突状细胞、巨噬细胞以及某些B细胞的亚类中表达，且两种配体与PD-1的亲和力也有差异，目前对PD-L1抑制剂的研究较多[12]。PD-1/PD-L1信号通路的过度激活可促进肿瘤免疫微环境的形成，从而抑制T细胞的活化与增殖，使肿瘤细胞免于机体免疫系统的监控与杀伤。当患者感染人类免疫缺陷病毒、乙型肝炎病毒、患系统性红斑狼疮等疾病时，可能由于T细胞表面高表达的PD-1诱导机体产生免疫抑制性细胞因子，从而逃避机体的免疫识别与清除。

2 PD-1/PD-L1与膀胱癌

与其他恶性肿瘤相同，泌尿系统肿瘤可通过下调肿瘤表达、上调免疫检查点、灭活细胞毒性T细胞及维持肿瘤免疫微环境来逃避免疫系统的杀伤。一项回顾性研究表明，膀胱癌肿瘤细胞及免疫细胞中PD-L1的表达与肿瘤侵袭性呈正相关，均与膀胱癌复发及总生存期较短有关；多因素方差分析显示，PD-L1免疫细胞是影响整体预后和无复发生存率的独立因素[13]。PD-L1与膀胱癌发生发展的关系密切，与肿瘤细胞相比，免疫细胞可能对指导膀胱癌的免疫治疗具有更积极的意义，在选择治疗对象时，应评估其免疫细胞中PD-L1的表达情况，而非局限于肿瘤细胞。

卡介苗通常用于UC的治疗。Chevalier等[14]评估接受卡介苗治疗膀胱癌患者血液和尿液中PD-L1+调节性T细胞水平的前瞻性研究，PD-L1+调节性T细胞在接受卡介苗治疗UC患者尿液中高表达；进一步体外共培养试验表明，卡介苗感染尿路上皮细胞可部分通过β干扰素介导的机制诱导PD-L1+调节性T细胞，尿液中PD-L1+调节性T细胞的水平与卡介苗治疗后膀胱癌的快速复发有关。由此可见，卡介苗联合PD-L1抑制剂治疗UC的预后可能优于卡介苗单独治疗。

3 PD-1/PD-L1抑制剂与膀胱癌

3.1Nivolumab Nivolumab是百时美施贵宝公司研发的一种与PD-1结合的全人源化免疫球蛋白(immunoglobulin，Ig)G4型单抗，可阻断PD-1与PD-LI 和PD-L2的相互作用，但不激活依赖抗体或补体依赖的细胞毒性[15]。2015年11月，FDA批准Nivolumab用于治疗既往使用过抗血管生成药物的晚期肾癌患者，成为欧洲泌尿外科指南的推荐药物[4]。Sharma等[16]评估Nivolumab治疗265例转移性UC或手术无法切除UC患者的安全性和有效性的Check Mate 275(NCT02387996)Ⅱ期多中心试验发现，81例PD-L1表达≥5%的患者中，23例(28.4%)达到客观应答；122例PD-L1表达≥1%的患者中，29例(23.8%)达到客观应答；143例PD-L1表达<1%的患者中，23例(16.1%)达到客观应答。总体反应率(overall response rate，ORR)为19.6%，完全缓解率为2%；中位生存期为8.7个月，其中PD-L1≥1%患者的中位生存期为11.3个月，PD-L1<1%患者的中位生存期为5.9个月；中位无进展生存期(progression-free survival，PFS)为2.0个月；64%的患者出现免疫相关不良反应(immune-related adverse events，irAEs)，3例患者发生与治疗有关的(肺炎、急性呼吸衰竭、急性循环衰竭)死亡。2018年美国癌症研究协会更新的数据显示，Check Mate 275总人群的ORR中值为20.4%，其中PD-L1表达<1%患者的ORR为16.1%，而PD-L1表达>5%的患者ORR中值为28.4%，中位PFS为1.9个月，中位生存期为8.6个月，反应期中位数为17.7个月[17]。基于以上试验，FDA于2017年2月2日批准Nivolumab作为局部晚期或转移性UC患者的二线治疗方案[18]。2018年6月15日Nivolumab成为我国批准的首个PD-1抑制剂[19]。目前Nivolumab在我国仅用于非小细胞肺癌的治疗，尚无有关其治疗膀胱癌的大型临床试验报道，期望将来Nivolumab能够应用于更多疾病的临床治疗，为癌症患者带来希望。

3.2Pembrolizumab Pembrolizumab是Merck公司研发的全人源化IgG4型抗PD-1单抗，通过阻断PD-1与PD-L1的相互作用来阻断T细胞的抑制信号，从而增强抗肿瘤免疫。2017年5月18日，FDA批准将Pembrolizumab作为化疗后12个月内疾病进展或转移性UC患者的二线治疗用药，同时还批准其作为顺铂不合格患者局部晚期或转移性UC的一线药物[20]。一项对542例铂化疗后复发或进展患者进行的比较Pembrolizumab与化疗(多西他赛、紫杉醇、长春新碱)的KEYNOTE045 (NCT02256436)国际性Ⅲ期随机临床试验发现，与化疗组相比，Pembrolizumab治疗组患者的死亡风险降低了27%，且Pembrolizumab治疗组患者的所有免疫相关不良反应发生率均低于化疗组。Pembrolizumab治疗最常见的不良反应为瘙痒(19.5%)、疲劳(13.9%)和恶心(10.9%)，仅1例患者死于治疗相关性肺炎；随后，将中位随访时间延长27.7个月的研究显示，Pembrolizumab的中位生存期较前延长(10.3个月比 7.3个月)；与化疗组相比，Pembrolizumab治疗组的ORR更高(21.1%比11.0%)[21]。

欧洲药品管理局对KEYNOTE-361的早期数据进行审查后表示，接受Pembrolizumab一线治疗的PD-L1低表达UC患者的存活率降低，建议限制Pembrolizumab作为UC一线治疗的使用[22]。同时，一项PURE-01研究印证了PD-L1表达水平对膀胱癌治疗效果的影响，在35例PD-L1综合评分≥10%的患者中，19例(54%)患者出现病理完全应答，只有2例(13%，2/15)PD-L1综合评分<10%的膀胱癌患者出现病理完全应答[23]。

3.3Atezolizumab Atezolizumab是一种全人源化IgG1型抗PD-L1单抗，可选择性与PD-L1结合，从而阻断其与PD-1及CD80(B7.1)的相互作用，使T细胞克服外周对肿瘤细胞的耐受性。Atezolizumab有一个Fc结构域，通过依赖抗体和补体依赖的细胞毒性来防止T细胞衰竭[15]。2016年5月，FDA批准Atezolizumab用于治疗晚期或转移性UC以及接受铂化疗的UC患者，也是首个被批准用于治疗膀胱癌的PD-1/PD-L1抑制剂[18]。一项纳入95例转移性UC患者的NCT01375842Ⅰ期试验研究(具体试验方案为Atezolizumab 1 200 mg/3周，直到患者出现不可接受的毒性作用或主动放弃治疗为止)显示，患者的部分应答率为26%，中位PFS为2.7个月，中位生存期为10.1个月；其中PD-LI表达≥5%者占40%，中位生存期为14.6个月；PD-LI表达<5%占11%，中位生存期为7.6个月，未发生与治疗有关的死亡[24]。

与Pembrolizumab类似，欧洲药品管理局对NCT02807636试验的数据进行审查发现，Atezolizumab对PD-L1低表达患者的治疗效果欠佳，并建议限制使用Atezolizumab作为UC的一线治疗[22]。生产Pembrolizumab的默克公司和生产Atezolizumab的Genentech公司均停止招募低水平PD-L1患者进行Atezolizumab或Pembrolizumab单药治疗[20]。由此可见，在某些情况下，化疗可能比Pembrolizumab与Atezolizumab治疗更有效。此外，合适的治疗时机和治疗对象的选择尤为重要，PD-L1高表达患者可能从中获益，应在治疗前对PD-L1表达水平进行综合评价，包括肿瘤组织、免疫细胞、转移灶中PD-L1的表达水平。在评价Atezolizumab活性及有效性的研究中，除检测PD-LI外，还评价了癌症基因组图谱基因表达和肿瘤突变负荷，发现PD-LI表达以及对Atezolizumab的反应与免疫激活基因表达有关，如γ干扰素诱导的Th1型趋化因子(CXC趋化因子配体9和CXC趋化因子配体10)[25-26]。

3.4Durvalumab Durvalumab是一种全人源化IgG1型抗PD-L1单抗，通过PD-L1与PD-1及CD80的相互作用而发挥作用。2016年12月，FDA批准Durvalumab用于治疗PD-L1阳性的不可手术或已转移的基于铂化疗的膀胱癌患者[18]。一项对61例排除免疫相关疾病、应用大量激素以及具有中枢神经系统转移UC患者的Ⅰ/Ⅱ期试验 (NCT01693562)发现，可评价的42例患者的总ORR为31.0%，其中PD-L1阳性(PD-L1表达>25%)亚组和PD-L1阴性(PD-L1表达<25%)亚组的ORR分别为46.4%和0%。肿瘤细胞PD-L1阳性亚组的ORR为46.7%，阴性亚组的ORR为22.2%，免疫细胞PD-L1阳性亚组和PD-L1阴性亚组的ORR分别为55.6%和12.5%[27]。有研究显示，61例膀胱恶性肿瘤患者中，39例患者(64%)发生了irAEs[2]。检测膀胱癌各亚组中免疫细胞及肿瘤细胞PD-L1表达水平的研究发现，免疫细胞PD-L1 的表达水平对患者ORR的影响更大[28]，因此，不应忽略临床综合评估时对膀胱癌及其他疾病不同治疗前的免疫细胞分析。一项对191例局部晚期或转移性膀胱癌患者的研究发现，103例符合疗效分析标准，总ORR为17.8%，其中PD-L1阳性表达者ORR为27.6%，PD-L1阴性表达者ORR为5.1%；所有患者的中位PFS为1.5个月，中位生存期为18.2个月，7例达到完全缓解[29]。

3.5Avelumab Avelumab是一种全人源化IgG1型抗PD-L1单抗，可选择性地抑制PD-1/PD-L1的相互作用，但不干扰PD-1/PD-L2通路。Avelumab保留一段固有的Fc区，在体外通过依赖抗体的细胞毒性诱导肿瘤细胞的裂解[30]。体外研究表明，在外周血单核细胞存在时，Avelumab可以裂解一系列人类肿瘤细胞[31]。2017年5月9日，FDA批准 Avelumab 作为局部晚期或转移性UC患者的二线用药[29]。一项对44例接受Avelumab治疗UC患者的Ⅰb期试验(NCT01772004)发现，Avelumab治疗UC的ORR为18.2%，其中5例完全反应，3例部分反应，中位生存期为13.7个月；PD-L1表达阳性与表达阴性患者的ORR分别为53.8%和4.2%[2]。另外一项纳入249例不适合铂基化疗或铂治疗后进展的转移性UC患者的Ⅰb期试验中，对随访至少6个月的161例患者的分析显示，ORR为17%，包括6%的完全缓解患者，中位PFS为 6.6周，中位生存期为6.5个月[32]。目前，还有Avelumab相关的临床试验(如NCT0333040、NCT02554812、NCT02603432等)正在进行。

4 其 他

4.1irAEs及处理措施 irAEs的整体发生率低于化疗，且大部分可逆。常见irAEs有乏力、皮肤反应、消化道症状，严重时可出现肺炎、肝肾功能异常、甲状腺功能异常及糖尿病性酮症酸中毒，治疗终止后可能发生葡萄膜炎、胰腺炎、自身免疫性神经病变、脱髓鞘、血管炎、运动功能障碍、肾上腺皮质功能异常等[33-35]。通常irAEs的消化道症状及肝功能异常缓解较快，内分泌症状缓解慢，联合治疗时，irAEs的发生率更高。irAEs通常采用糖皮质激素治疗，但长期大剂量使用激素可导致诸多不良反应。当激素治疗无明显改善时，可给予替代免疫抑制剂(如英夫利昔单抗、吗替麦考酚酯)及阿片类拮抗剂(如纳洛酮)治疗[36]。

4.2PD-1/PD-LI抑制剂的有效性相关因素分析 PD-1/PD-L1高表达并不代表免疫治疗有效。当仅有少量T淋巴细胞时，机体无法进行免疫应答，因此，免疫治疗可能并不适用于免疫缺陷以及各种治疗方式失败的终末期患者。抗生素的频繁过量使用引起的耐药已得到广泛认可，相关报道指出，使用抗生素可影响机体的肠道菌群，进而影响免疫检查点抑制剂的疗效[37]。目前相关试验仅用于非小细胞肺癌与肾癌，但不能确定使用抗生素对膀胱癌患者疗效的影响。此外，宿主基因对患者固有免疫功能的影响可能也是导致免疫治疗反应差异的基础之一。

疾病超进展的发生与年龄密切相关，其发生率为9%～13.5%[38]。此外，MDM-2扩增和表皮生长因子受体突变可能亦与疾病超进展有关。还需要对疾病超进展与假性进展进行鉴别，假性进展是大量T细胞和免疫调控细胞进入肿瘤病灶区杀伤肿瘤，并非肿瘤增长。通过循环肿瘤RNA液体活检对循环肿瘤RNA变化谱进行观察可识别假性进展[39]。肿瘤组织血运丰富，肿瘤微环境可促进血管生成因子(如血管内皮生长因子、转化生长因子-β、成纤维细胞生长因子、血小板衍生生长因子等)的分泌，进而加速肿瘤血管异常化，异常的肿瘤血管中细胞黏附分子(血管细胞黏附分子-1，细胞间黏附分子-1)降低，免疫细胞无法聚集并杀伤癌细胞。在肿瘤血管正常化的相关研究中，抗血管内皮生长因子-血管内皮生长因子受体最常见，靶点药物有酪氨酸激酶抑制剂和单抗类(如贝伐单抗、阿帕替尼)。

PBRM1基因缺失可能改变肿瘤细胞的整体表达谱，从而影响患者对免疫检查点治疗的反应。对35例肾透明细胞癌患者的研究发现，多达41%的患者发生了PBRM1基因功能缺失的改变，与无PBRM1基因功能缺失的肿瘤患者相比，其生存期和无进展生存期明显延长，肿瘤负担持续减轻[40]。由此可见，PBRM1基因可能在其他肿瘤中具有同样意义，对PBRM1基因的检测有助于评估患者预后，对PBRM1基因的人为干预可能成为新的肿瘤治疗措施。肿瘤干细胞具有自我更新和分化为原始异质性肿瘤的所有细胞类型的能力，肿瘤干细胞的存在可能是治疗失败和肿瘤控制效果差的原因之一[41]。

4.3PD-L1检测 检测PD-L1表达水平对肿瘤的免疫治疗具有重要意义，但不同PD-1/PD-L1抑制剂和不同临床试验对PD-L1阳性率的评价标准不同，因此不能直接比较。此外，原发肿瘤和转移肿瘤中PD-L1的表达可能不同。目前，可通过免疫组织化学、循环肿瘤细胞及其外泌体、循环肿瘤RNA等方法检测PD-L1[42-43]。不同抗体使用及存在的系统差异导致PD-L1的检测方法不同，且PD-1/PD-L1的表达呈动态变化，缺氧、干扰素(如γ干扰素、肿瘤坏死因子-α)水平、是否接受过前期治疗均可影响PD-1/PD-L1的表达[44]。2018年欧洲肿瘤内科学年会收录了VENTANA SP142、VENTANA SP263、PD-L1 IHC pharmDx 22C3、PD-L1 IHC pharmDx 28-8等PD-L1相关免疫组织化学检测试剂，其中PD-L1 IHC pharmDx 22C3与VENTANA SP263的一致性较好(≥85%)。另外，利用放射性核素(如铟-111、锝-99m、锆-89、铜-64等)标记PD-1/PD-L1抗体作为显像剂的核医学显像技术对检测PD-1/PD-L1表达具有一定意义，可在不同治疗时期、不同病理阶段动态评估PD-1/PD-L1的表达，与传统免疫组织化学方法相比，放射性核素标记PD-1/PD-L1抗体检测法的优越性显著[45]。

5 小 结

许多实验正在评价PD-1/PD-L1抑制剂单药及与化疗、放疗等联合治疗膀胱癌的安全性及有效性。药物选择、治疗前对患者的有效评估以及最佳用药周期和联合治疗次序的确定等均可影响患者的治疗效果，应根据患者的性别、年龄、机体状态、经济条件给予个体化治疗，使患者获益。使用PD-1/PD-L1抑制剂治疗膀胱癌的过程中，应进行严密随访，针对免疫相关不良反应适时给予药物控制或终止治疗；停止使用PD-1/PD-L1抑制剂后，仍有必要对患者进行持续监测，特别是患者获得持久反应后容易出现自行停止治疗。除Nivolumab外，国产PD-1/PD-L1单抗(如特瑞普利单抗注射液、信迪利单抗注射液)亦陆续在我国上市，更多抗肿瘤靶点及相关药物正在研究，将为肿瘤的治疗带来新的希望。