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膀胱癌免疫治疗的进展
时间:2017-10-11   作者:PD1 【转载】   

  近年来肿瘤免疫治疗快速发展,在肿瘤临床治疗中有很多成功的应用。其主要理论依据是以下肿瘤免疫学研究:①肿瘤特异性抗原必须被抗原呈递细胞(antigen-presenting cell,APC)表面的主要组织相容性复合体(major histocompatibility complex, MHC)分子识别、呈递并表达,这些细胞必须接收到准确的第二信使活化信号(如B7-1或B7-2),以实现免疫表型。②一旦被激活,APCs即移至淋巴组织,并在此与T淋巴细胞相互作用。③如果APCs具有充分免疫活性,则诱导产生CD8+细胞毒性T细胞(cytotoxic T lymphocyte, CTL)及自然杀伤细胞(natural killer cell, NK)效应细胞,这些效应细胞移至肿瘤微环境并产生抗肿瘤免疫反应。此过程的调节很复杂,若其中某个环节被抑制,则抗肿瘤免疫效应将无法产生。而肿瘤自身通过在此路径中的多个点处以各种不同机制规避此免疫反应。如通过旁分泌腺苷酸、前列腺素E2(prostaglandin E2, PGE2)、转化生长因子-β(transforming growth factor-β, TGF-β)及血管内皮生长因子-A (vascular endothelial growth factor, VEGF-A,VEGF-A)调节,抑制抗原提呈细胞的活化及T细胞浸润肿瘤微环境;肿瘤细胞表面配体如程序性死亡因子配体1(programmed death-ligand 1,PD-L1)、程序性死亡因子配体2(programmed death-ligand 2,PD-L2)上调,与肿瘤微环境中浸润的淋巴细胞相互作用并抑制其细胞毒性反应;肿瘤使得MHC-I分子对正常抗原的呈递和表达下调,以此避免MHC与T细胞受体(T cell receptor, TCR)相互作用及其细胞毒性反应;肿瘤可募集大量免疫调节细胞,如调节性T 细胞(regulatory T cells,Tregs)、肿瘤相关巨噬细胞及骨髓源性抑制细胞,阻断抗肿瘤反应,肿瘤组织中这些免疫抑制细胞的出现与不良的预后及临床分期相关。

  若以上肿瘤发生的免疫机制被抑制则可发挥抗肿瘤的免疫治疗作用。膀胱癌是泌尿系统最常见的肿瘤,绝大多数来自上皮组织,其中90%以上为移行上皮肿瘤。笔者将近年来临床上膀胱癌的免疫治疗进展综述如下。

  01

  卡介苗

  卡介苗是来源于牛结核杆菌的减毒活疫苗,最初是作为预防结核的疫苗而研发[2]。1893年,WILLIAM COLEY[3-4]研究产生诱导作用的细菌感染在转移性肿瘤患者体内引起抗肿瘤免疫反应的作用,其中包括卡介苗。尽管卡介苗作用于非肌层浸润型膀胱癌(non-muscle invasive bladder cancer,NMIBC)的精确机制至今尚未完全阐明,但是卡介苗直接接种于肿瘤细胞并刺激产生多方面的免疫反应是肯定的,其中包括肿瘤抗原表达的上调,刺激产生细胞因子级联反应(包括各种白介素、肿瘤坏死因子及干扰素γ)以及CTL、NK细胞和其他细胞靶向抵抗肿瘤细胞。

  2、免疫检查点抑制剂

  先天免疫系统是一种体内固有的系统,当外来物如肿瘤细胞入侵时,会常规监测且破坏之,并诱导免疫细胞失活及免疫耐受来创造一种动态平衡,而阻止过度刺激而产生免疫介导的破坏,并且允许自身抗原存在而避免自身免疫反应。

  然而肿瘤细胞已发展出免疫耐受能力来避免自身被破坏。免疫检查点通路是其中一种方式,在不同检查点处守卫而使免疫活化过程中的免疫细胞活性降低;其中程序性死亡因子1(programmed death-1,PD-1)及细胞毒性T淋巴细胞相关抗原4(cytotoxic T lymphocyte associated antigen-4,CTLA-4)两个检查点在免疫细胞识别抗肿瘤中发挥显著作用。针对这两个免疫检查点的药物治疗单抗在多种肿瘤治疗中发挥抗肿瘤作用,因此美国食品与药品管理局(United State Food and Drug Administration,USFDA)已批准其在黑素瘤、非小细胞肺癌、肾癌、霍奇金淋巴瘤、头颈部鳞状细胞癌以及膀胱癌治疗中应用[5-12]。

  在PD-1/PD-L1抑制剂治疗试验中,不同药物、不同肿瘤类型的缓解率为19%~40%,而CTLA-4抑制剂ipilimumab在黑素瘤治疗中缓解率为10.9%,而这些药物与标准治疗相比总生存率均有所提高。除此之外,很多免疫治疗反应者的疾病能得到长期控制,这对于不可避免的药物治疗耐受及伴随的不佳长期生存状况而言是一大进步[5-12]。

  免疫检查点抑制剂的毒副作用总体来说是较为轻微而且可控的,在上述PD-1试验中的3~4级严重不良事件发生率为5%~15%,优于毒性更大的传统治疗方式。这些药物的毒性来自活化的T细胞介导的增强炎症因子所致的器官特异性破坏,类似于自身免疫疾病[13]。免疫治疗相关的毒副作用最常见的包括:皮疹(皮炎)、腹泻(结肠炎)、肝功异常(肝炎)及各种内分泌疾病(甲状腺炎、下垂体炎),这些不良事件只要尽早识别,及早进行治疗,使用大剂量糖皮质激素或免疫抑制剂或者二者合用均可逆转。早期临床试验的经验分享使得现已基本形成系统的治疗指南,使治疗相关的发病率、死亡率降至最低[14]。

  2.1

  PD-1CD279)通路

  PD-1通路与CTLA-4通路相似,活化一系列分子来限制免疫活性,降低自身免疫及细胞因子的释放,最终阻止伴随的组织损伤[15]。此通路包括PD-1受体及其2个配体,PD-L1(B7-H1,CD274)、PD-L2(B7-DC,CD273),是细胞表面的糖蛋白,为B7家族的共刺激分子或共抑制分子。PD-L1来源于人抗原提呈细胞、T细胞、NK细胞、干细胞及非造血细胞[6]。表达PD-L2的细胞极为有限,但可以在特定环境中诱导表达,有关PD-L2在肿瘤环境及不同免疫机制中的研究目前非常少。

  PD-L1、PD-L2与受体PD-1结合,后者表达于活化的和衰竭的T细胞上,并在抗原呈递细胞,如巨噬细胞、树突状细胞、B细胞表面被诱导。PD-L1与其受体结合触发免疫受体以酪氨酸为基础的“开关基序”的磷酸化,这一基序是PD-1细胞内区域的分段,将募集酪氨酸磷酸酶-1(Src homology domaintyrosine phosphatases-1, SHP-1)和SHP-2。这些磷酸酶进一步调节与T细胞抗原受体结合的激酶,减少细胞因子的产生、T细胞活化及靶细胞裂解。关于PD-1限制效应T细胞功能及调节T细胞作用的研究尚不充分,可能Tregs细胞在动态免疫环境中单独发挥作用[16]。这种生理学机制可能被病毒感染或肿瘤细胞所操纵逃避免疫侦察,因此PD-L1、PD-L2与受体PD-1可以作为治疗的靶点。

  2.2

  PD-1抑制剂

  有关PD-1抑制剂在膀胱癌治疗中的临床试验药物数据已有多篇报道。Pembrolizumab(MK3475,以前的lambrolizumab)是人工合成的免疫球蛋白G4(immunoglobulin G4, IgG4)单抗,作用于PD-1,已被USFDA批准作为转移性黑素瘤、非小细胞肺癌等表达PD-1的肿瘤治疗(诊疗指南)。KEYNOTE-012是一项国际多中心、多臂的Ⅰ期临床试验,研究Pembrolizuma在多种晚期实体瘤治疗中的作用,最新关于转移性尿路上皮癌的数据更新来源于2015年ASCO年度会议。在29位可评价的患者中总反应率是28%(至少1%的肿瘤细胞呈PD-1阳性的患者中总反应率为38%),中位总生存期是12.7个月,中位反应持续时间与检查点抑制物的不同特点相关,没有定论。3~4级不良事件发生率为15%。

  Pembrolizuma单药治疗试验:KEYNOTE-045,一个随机Ⅲ期试验,研究Pembrolizuma与传统化疗药物(紫杉醇、多西他赛、长春新碱等)作用于已接受铂类为基础的化疗方案的患者的治疗效果(NCT02256436)。还有两个一线Ⅱ期试验,其中一个研究Pembrolizuma在不适于用铂类药物治疗患者中的治疗效果(NCT02335424,KEYNOTE-052),另一个研究是在患者接受过铂类化疗方案治疗病情至少稳定以后的持续治疗(NCT02500121)。在第二个试验中,患者被随机分成Pembrolizuma治疗组和安慰剂组直到肿瘤进展,但安慰剂组可以交叉接受Pembrolizuma治疗,这个实验可能得出关于在一线化疗接受之后进行免疫检查点抑制剂治疗最佳时间选择的重要结论。

  Nivolumab:是完全人工合成的IgG4单抗,作用于PD-1。在2016年度ASCO年会上其在转移性尿路上皮癌患者治疗中的结果首次发布,Checkmate-023Ⅰ/Ⅱ期研究了78个患者,所有的患者均接受了包括以铂类为基础化疗方案的一种以上治疗方式。总缓解率24.4%,总生存率数据尚未得出,但是51.6%的患者活到了一年。3~4级治疗相关的不良事件率20.5%,较其他Nivolumab单药治疗试验稍高。目前还有一个临床试验募集转移性尿路上皮癌经铂类化疗方案治疗失败的患者,接受Nivolumab治疗,但在其进展过程中可能添加CTLA-4抑制剂ipilimumab(NCT02553642)。

  2.3

  PD-L1抑制剂

  PD-L1是一种在多种免疫细胞表面均表达的跨膜蛋白,在肿瘤细胞表面过度表达而抑制免疫识别,是PD-L两种配体中研究最多也是最基础的配体。阻断PD-L1可以干扰PD-1/PD-L1结合,从而达到类似于抗肿瘤效应,但是阻断肿瘤这边的通路确实应该考虑到PD-1与PD-L2的相互作用,其发挥的作用至今尚不清楚,如果有作用的话,最终的效应及毒性与PD-L1抑制剂相关。

  Atezolizumab是一种完全人工合成的IgG1单抗,作用于PD-L1,关于atezolizumab在铂类治疗难治患者中治疗效果的结果的Ⅱ期IMvigor210临床试验在2016年美国临床肿瘤学会(American Society of Clinical Oncology,ASCO)年会上公布,并于2016年5月获USFDA批准[12]。这是一个单臂、非双盲试验,研究atezolizumab在310名对铂类联合化疗无效的局灶性晚期或者转移性尿路上皮癌患者中的治疗效果。最新分析得出:总体客观缓解率为15%,但是免疫细胞高表达PD-L1者(通过免疫组化检测)缓解率为26%。总体中位总生存时间为7.9个月,但是免疫细胞高表达PD-L1的患者中位总生存时间为11.9个月,3~4级免疫相关不良事件发生率为15%。在此基础上,一个研究atezolizumab在铂类难治患者中治疗效果的随机Ⅲ期试验(IMvigor 211, NCT02302807),与Pembrolizuma试验相似,患者被随机分为两组,一组给予atezolizumab,另一组则由患者选择一种常规化疗药物(铂类、吉西他滨、长春新碱)。另外一个进行中的atezolizumab单药治疗试验,根据诊断性PET(Positron Emission Tomography)成像判断疗效(NCT02478099)。此外,在2016年ASCO会议上,一个纳入了不适宜以用铂类为基础的一线化疗药物治疗的患者的队列研究(IMvigor210)的首批数据出炉,包括试验结果发现119名患者均治疗有效且安全的有效性及安全性数据,其中客观总体缓解率为19%,中位总生存时间为10.6个月,毒性与其他类似试验相似[18]。

  Durvalumab(MED14736)是另一种PD--L1抑制剂,其相关研究结果同样是在2016年ASCO会议发表[19]。这个Ⅰ期临床试验是研究durvalumab在多种实体瘤中的治疗效果。其中纳入在先前的含铂类化疗药物治疗后病情有所进展的转移性尿路上皮癌患者61人。共有42人治疗反应是有价值的,总体缓解率达31%。在这个研究中,研究者把PD-L1作为生物标记,但要求在肿瘤细胞或免疫细胞中染色≥25%为阳性,这与最近其他关于免疫检查点抑制剂的研究稍有不同,其他研究主要阐明表达较低水平PD-L1的肿瘤对抑制剂的较低水平但真实的药物反应。此研究将PD-L1表达阳性的临界值定义得更高,是因为同时包括了肿瘤细胞及免疫细胞两者的表达量,提高PD-L1表达阳性的细胞数量从而使得可能出现抗肿瘤反应率更高,但是在这种定义下,在更大规模的临床试验研究中能否证实其显著性差异,仍需要进一步追踪。总的来说,与其他PD-L1通路抑制剂单药实验相比,这样的结果无论从有效性还是毒性方面来讲都是较为有优势的。因此Durvalumab被USFDA评为“突破性治疗方式”,以促进其在转移性尿路上皮癌治疗中的研究进展。

  Avelumab(MSB0010718C)另一种相关的PD-L1单抗,是完全人工合成的IgG1,在IB期临床试验(JAVELIN实体瘤试验)中,Avelumab对于铂类化疗药物难治疗的转移性尿路上皮癌是有效的,根据2016ASCO年会上发表的数据提示,3~4级以上治疗相关不良事件发生率很低(11.4%),没有治疗引起的死亡案例。报道的总体缓解率为18.2%,在PD-L1表达阳性(此研究定义为仅在肿瘤细胞中的表达阳性率≥5%)的治疗反应率为50.0%,而在PD-L1表达阴性的患者中治疗反应率仅为4.3%,总生存率为12个月的达50.9%。

  2.4

  CTLA-4抑制剂

  CTLA-4是一种表达于活化T细胞表面的受体,与共刺激蛋白CD28竞争下调辅助T细胞(helper T cell, Th)的活性并增强Tregs细胞的免疫抑制作用。CTLA-4拮抗剂ipilimumab是2011年USFDA批准的第一个免疫检查点抑制剂[11]。尽管首次批准是用于恶性黑素瘤治疗,其在其他疾病的治疗临床研究仍在进行中,包括转移性膀胱癌。

  Ipilimumab是完全人工合成的IgG1单抗,拮抗CTLA-4,在尿路上皮癌中首先作为新辅助疗法研究,具有重要的免疫性药效学影响。早期结果来自于一线化疗方案铂类+吉西他滨联合治疗与其对比研究(NCT01524991),在2016年GU ASCO讨论会上发表。联合治疗并不使毒性增强(3~4级免疫相关不良事件发生率与其他ipilimumab相关研究相比类似),但也不能增强疗效(总体缓解率为64%,与传统化疗单药治疗相似)。

  另一种CTLA-4拮抗剂tremelimumab是IgG2单抗,在一个Ⅱ期研究中研究tremelimumab单药治疗在实体瘤中的治疗效果,正在募集转移性膀胱癌患者(NCT02527434),联合治疗的相关研究尚在探索中。

  除了PD1/PD-L1抑制剂、CTLA-4抑制剂外,针对其他免疫检查点的抑制剂也可能在膀胱癌免疫治疗中发挥作用,目前正在研发中。

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