2022-03-09 17:05 点击次数:4213 关键词:
周艺 1,杨莉 2
(1. 厦门特宝生物工程股份有限公司临床研究中心,福建厦门 361026;2. 上海交通大学医学院附属国际和平妇幼保健院乳腺科,上海 200030)
【关键词】免疫治疗; 免疫检查点抑制剂; 粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子;; 树突状细胞; 巨噬细胞
中图分类号:R730.3
通讯作者:周 艺 E-mail: e_zhouyi@163.com
杨 莉 E-mail: liyanggsh@163.com
肿瘤免疫治疗是通过重新启动并维持抗肿瘤免疫循环,恢复机体正常的抗肿瘤免疫反应,从而控制与清除肿瘤的一种治疗方法。免疫疗法已经成为癌症治疗的第五大支柱性疗法,主要包括免疫检查点抑制剂、过继性细胞转移疗法、肿瘤特异性疫苗、细胞因子、小分子免疫药物等, 其中获诺贝尔奖的免疫检查点抑制剂(immune checkpoint inhibitor,ICI)是目前应用最广泛的疗法,其中程序性死亡受体-1(programmed cell death protein-1,PD-1)/PD1 配体(PD-L1)抑制剂已经在多种肿瘤的治疗中获批适应证, 取得了较好的疗效 [1]。但是 ICI 临床疗效仍有局限,非小细胞肺癌、头颈部肿瘤、食管胃肿瘤及膀胱肿瘤等多种肿瘤单用 PD-1 抑制剂治疗有效率仅为 15%~25%,尤其是对于一些肿瘤微环境为「冷肿瘤」类型的患者应用 PD-1 抑制剂疗效差 [2]。肿瘤微环境除了肿瘤细胞本身还包括了周围的成纤维细胞、免疫细胞等各种细胞,相对于肿瘤微环境中聚集了许多免疫细胞的「热肿瘤」而言,「冷肿瘤」类型的肿瘤微环境则是没有或很少免疫细胞,因此这类患者应用 PD-1 抑制剂疗效差。采用 ICI 与其他药物的联合治疗影响肿瘤微环境,从而起到免疫协同效应,这是目前研究的趋势 [3]。
细胞因子是调控机体免疫的小分子多肽或糖蛋白。已有多个细胞因子药物的肿瘤免疫治疗适应症被美国食品药品管理局(Food and Drug Administration,FDA)获批,如高剂量的白介素-2(interleukin-2,IL-2)用于治疗黑色素瘤和肾细胞癌,干扰素 α 用于黑色素瘤的术后辅助治疗等。其中,粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(granulocyte-macrophage colony-stimulating factor,GM-CSF)是一种多功能造血生长因子,同时也是重要的免疫刺激因子,研究提示其除了可以促进肿瘤化疗所致白细胞减少的恢复,还能通过诱导骨髓树突细胞(dendric cells,DC)和 M1 型巨噬细胞的增殖分化,增强抗原提呈作用,诱发机体抗肿瘤的免疫效应 [4]。随着近来肿瘤免疫治疗的不断深入,GM-CSF 在肿瘤免疫治疗方面有较多的研究新进展。本文围绕免疫治疗时代国内外的多项基础与临床研究进展,探讨 GM-CSF 作为免疫治疗的助燃剂,在肿瘤免疫治疗中的作用机制及临床应用价值,为后续开展更多大规模的临床研究验证提供参考。
肿瘤免疫治疗的机制及研究进展
一、肿瘤免疫治疗的机制
肿瘤免疫治疗就是通过重新启动并维持抗肿瘤免疫循环,恢复机体正常的抗肿瘤免疫反应,从而控制与清除肿瘤的一种治疗方法。抗肿瘤免疫循环有七大关键环节 [5],直接杀伤肿瘤细胞的化疗、放疗等,为作用于抗肿瘤免疫循环的第一环节「凋亡的肿瘤细胞释放肿瘤相关抗原」;作用于第二环节「抗原提呈细胞摄取并处理肿瘤相关抗原」的药物有肿瘤疫苗、GM-CSF、CD40 抗体等;第三环节是抗原提呈细胞进入淋巴结激活辅助性 T 细胞成为特异性的 CD8+T 细胞,作用于该环节的药物有 CTLA4 抗体、CD137 抗体、IL-2 等;后续的四个环节为 CD8+T 细胞的转运、浸润、识别肿瘤及最终杀灭肿瘤细胞。PD-1/PD-L1 抑制剂是抗肿瘤免疫循环中最后一个环节「杀灭肿瘤细胞」的重要干预措施。
PD-1 是免疫系统中起主要抑制作用的免疫检查点关键调节分子,作为细胞表面受体,其配体 PD-L1、PD-L2 在多种肿瘤细胞、肿瘤浸润细胞中都有表达上调,PD-1 与配体 PD-L1、PD-L2(主要是 PD-L1)结合后可以导致 T 细胞活性的抑制,下调免疫反应,促进机体自我免疫耐受。在正常情况下,PD-1 信号是阻止自身免疫病理反应的重要负调节途径,就像机体的一道「护身符」,维持免疫系统的稳定平衡。
但在恶性肿瘤发生发展过程中,肿瘤细胞及肿瘤微环境的其他细胞,通过上调 PD-L1 的表达,并与活化的肿瘤特异性 CD8+ T 细胞表达的抑制性受体 PD-1 相互作用,诱导 T 细胞功能失活、耗竭与凋亡,进而导致免疫逃逸。此过程亦被称为「肿瘤特异性的 T 细胞选择性抑制」。免疫检查点抑制剂 PD-1/PD-L1 单抗,通过与细胞表面的 PD-1/PD-L1 蛋白结合,从而阻断肿瘤细胞表面的 PD-L1 和 PD-L2 与 T 细胞的作用,能够恢复或者增强效应性 CD8+ T 细胞的功能,活化的 CD8+ T 细胞可以特异性地识别肿瘤细胞,并通过释放穿孔素和颗粒酶以及 Fas 配体来诱导肿瘤细胞发生凋亡,从而清除肿瘤细胞 [6-7]。
二、肿瘤免疫治疗的研究进展
1. 细胞因子:肿瘤免疫治疗主要包括免疫检查点抑制剂、过继性细胞转移疗法、肿瘤特异性疫苗、细胞因子、小分子免疫药物等。历史上第一个获 FDA 批准的肿瘤免疫治疗药物是细胞因子 IFNα,后续有多种细胞因子药物在 FDA 获批肿瘤免疫治疗适应证。细胞因子在肿瘤免疫治疗过程中具有重要作用,调控免疫细胞的生长、发育、分化、效应功能。机体的细胞因子网络非常复杂,细胞因子具有多能性,容易引起机体的负调控,在单独应用时的疗效有限。近年来,细胞因子 IL-2 和 GM-CSF 联合应用的研究取得了不错的进展。一项不可切除胰腺癌的最.新研究采用一线 AGIG(白蛋白紫杉醇、吉西他滨、IL-2、GM-CSF)方案治疗获得较好的客观缓解率(Objective Response Rate,ORR)和疾病控制率(Disease Control Rate,DCR)分别为 43.75% 和 76.6%,无进展生存期(Progress Free Survival,PFS)为 5.7 个月,总生存期(Overall Survival,OS)为 14.2 个月,明显优于既往 MPACT 研究中单纯 AG(白蛋白紫杉醇、吉西他滨)方案化疗的结果 [8]。一项转移性结直肠癌 15 年的长期随访、前瞻性、随机、对照研究显示 [9-10],一线化疗联合免疫细胞因子的 GOLFIG-2(吉西他滨、奥沙利铂、亚叶酸钙、5-FU、GM-CSF、IL-2)方案患者的 PFS 达 15.28 个月,显著优于 FOLFOX(奥沙利铂、亚叶酸钙、5-FU)方案(P = 0.006),应用 GOLFIG-2 方案的患者 OS 达 24.6 个月,其中 10% 的患者 PFS 达 10 年,且出现自身免疫不良反应的患者 OS 显著更长(19.17 个月比. 25.83 个月,P = 0.028)。研究还发现该联合方案显著增加患者淋巴细胞、嗜酸性粒细胞数量,降低患者抑制性 T 细胞亚群 CD4+CD25+调节性 T(Treg)细胞、CD95+细胞数量,可恢复正常的 CD4/CD8 细胞比例(P<0.05),可打破肿瘤免疫抑制状态 [11-12]。
2. PD-1/PD-L1 抑制剂:目前肿瘤免疫疗法应用最广泛的是免疫检查点抑制剂 PD-1/PD-L1,已广泛应用于治疗恶性黑色素瘤、非小细胞肺癌和复发或难治性经典型霍奇金淋巴瘤等多种恶性肿瘤 [2-3]。值得强调的是,PD-1/PD-L1 负向免疫调节信号通路机制的研究进展,推动了肿瘤免疫治疗的巨大进步;但临床研究表明,只有 25%~30% 的肿瘤通过 PD-1/PD-L1 通路来抑制免疫反应,而其他肿瘤则通过另外的分子通路或机制来逃脱免疫反应的攻击,因此,仅仅抑制 PD-1/PD-L1 通路可能是不够的,寻找 PD-1/PD-L1 等通路之外的免疫抑制通路或机制,极具临床应用价值 [13-14]。2020 年 Journal of Clinical Oncology 子刊 JCO Clinical Cancer Informatics 发表了一项入组超过 10000 例的大型真实世界研究 [15] 显示,由于实际临床环境中的复杂因素影响,接受 ICI 治疗的晚期肿瘤患者生存结果总体不如临床试验患者的结果,但仍比接受标准的化疗或靶向治疗方案的患者生存期明显延长。其中占比最多的是非小细胞肺癌患者,约占 51.1%,患者一线治疗中位 OS 为帕博利珠单抗 8.88 个月、帕博利珠单抗+铂类化疗 10.59 个月优于含铂双药疗法 6.38 个月,二线或后线治疗 OS 为帕博利珠单抗或纳武利尤单抗 10.06 个月优于多西他赛 6.41 个月。黑色素瘤患者一线治疗 OS 为纳武利尤单抗 39.29 个月优于化疗 5.75 个月。结肠直肠癌患者一线治疗 OS 为纳武利尤单抗联合伊匹单抗 14.01 个月优于靶向治疗 8.63 个月,二线或后线治疗 OS 为纳武利尤单抗 12.43 个月优于依维莫司 8.09 个月。该项研究不仅反映了 ICI 治疗在不同肿瘤的效果,更反映了实际临床中未能参加免疫疗法临床试验的患者应用 ICI 的生存获益。
对于晚期肿瘤治疗来说,PD-1/PD-L1 抑制剂的临床疗效仍然有限,仍有大量患者无法从免疫治疗中获益。例如,不同于微卫星高度不稳定(MSI-H)/错配修复基因缺失(dMMR)型或肿瘤突变负荷(tumor mutation burden, TMB)高的实体瘤,PD-1 单抗对微卫星稳定(MSS)型或 TMB 低的实体瘤几乎无效。而 MSS 型或 TMB 低的实体瘤占比较高,MSS 型肠癌约占晚期肠癌的 95%,这类患者的免疫治疗一直是难以破解的困局 [2,16]。因此,对于肿瘤微环境为「冷肿瘤」类型的患者,PD-1/PD-L1 抑制剂治疗效果不佳,如何采用联合治疗将这类肿瘤从「冷肿瘤」变为「热肿瘤」,是业界正在探索的方向 [3]。目前探索的联合手段包括放疗、化疗、靶向治疗、细胞因子等,其中与 GM-CSF 的联合方案初步取得了令人鼓舞的疗效,研究发现 GM-CSF 可通过增强抗原递呈间接招募 T 细胞进入肿瘤微环境,将「冷肿瘤」转变成「热肿瘤」,提高 PD-1/PD-L1 抑制剂的疗效 [17-18]。
GM-CSF 在肿瘤免疫治疗中的作用机制
GM-CSF 是一种多功能造血生长因子,可以刺激造血祖细胞向单核细胞、巨核细胞、中性粒细胞、嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞、红细胞的分化,被广泛应用于治疗患者放、化疗后的骨髓抑制,以及骨髓移植、再生障碍性贫血、骨髓增生异常综合征等患者相关的白细胞减少症。GM-CSF 作为免疫刺激因子的作用机制主要是促进 DCs 和巨噬细胞的分化、成熟、扩增,并增强其功能 [19]。
一、GM-CSF 可促进抗原提呈细胞激活 T 细胞免疫应答
DC 和巨噬细胞是体内主要的抗原提呈细胞,维持抗肿瘤免疫循环中关键的第二环节,通过识别、加工肿瘤抗原或病原体并提呈给 T 细胞,激活 CD8+T 细胞,进而实现抗肿瘤、抗感染的免疫应答 [20]。成熟的 DCs 在产生一定强度的抗肿瘤免疫应答中十分关键,相比于未成熟 DC,其细胞表面表达能介导 DC 摄取抗原的一些膜受体如 Fc 受体等,因而成熟的 DCs 拥有更强的抗原摄取、加工和处理能力,并且成熟 DC 表达的 MHC(major histocompatibility complex)-II 类分子、共刺激分子、黏附分子的水平高,抗原提呈能力较强。GM-CSF 通过 STAT(signal transducer and activator of transcription)5 和核转录因子(nuclear factor,NF)-кB 通路促进 DCs 的分化、成熟,上调 MHC II 和 CD80/CD86 等共刺激分子表达,活化单核树突状细胞 [21]。低剂量 GM-CSF 优先促进粒细胞增殖,剂量越高时促进单核树突状细胞的作用越强 [22]。当放疗或化疗等手段直接杀伤肿瘤细胞时,凋亡的肿瘤细胞会释放肿瘤相关抗原,此时加入 GM-CSF 可放大机体的抗原提呈作用,激活并增强 T 细胞的抗肿瘤免疫效应。因此,GM-CSF 可通过恢复「冷肿瘤」微环境中 DCs 的功能来增加肿瘤 T 细胞浸润,使其向「热肿瘤」转变。Martinez 等 [23] 研究显示,结直肠癌患者化疗后应用 GM-CSF 剂量 500 µg/d,连用 4d,用药后促进 DC 细胞数及 CD8+T 细胞数显著增加(P<0.05),73% 的患者体内循环 DC 细胞提高为给药前的 3 倍(5.8% vs.13.6%),同时显著降低了循环 Treg 细胞(P<0.01)。
二、GM-CSF 通过促进巨噬细胞增强抗体依赖细胞介导的细胞毒作用
肿瘤相关巨噬细胞(tumor-associated macrophage,TAM)是浸润或邻近肿瘤组织区域内的一类肿瘤相关免疫细胞,从属巨噬细胞系,其数量约为肿瘤微环境内 T 细胞的 2 倍。作为免疫环境中的「两面派」,TAM 发挥着「阴阳」双向作用,其中的 M1 巨噬细胞具有抗肿瘤作用,而 M2 巨噬细胞具有促肿瘤生长作用 [24]。M2 巨噬细胞是一种重要的肿瘤相关免疫抑制性细胞,是抗肿瘤免疫的「叛徒」,非但不能清除肿瘤,反而主动抑制机体抗肿瘤免疫应答,在肿瘤发生发展和转移中起到了「帮凶」的作用 [25]。TAM 群体处于 M1 及 M2 两种形态功能之间不断转变的状态,称为极化作用 [24]。研究表明 [26],GM-CSF 可促进 M1 型巨噬细胞的数量及其表面 FC 受体的表达,并增强其活性,从而逆转肿瘤微环境的免疫抑制,恢复 CD8+细胞毒性 T 细胞的活性。GM-CSF 还可通过促进巨噬细胞的数量和活性增强抗体依赖细胞介导的细胞毒作用(antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity,ADCC)。Cabanillas 等 [27] 对侵袭性非霍奇金淋巴瘤患者应用一线化疗 R-CHOP-14 联合 GM-CSF 及 Peg-G-CSF 进行治疗,86% 的患者达到完全缓解,3 年 OS 为 76%,无失败生存率(FFS)为 73%,18 个月后无患者复发。值得注意的是,年龄因素作为一个重要的不良预后因素似乎对结果影响并不是很大,年龄 <60 岁和 ≥ 60 岁的 FFS 分别为 77% 和 69%(P = 0.29)。这提示 GM-CSF 可增强利妥昔单抗的 ADCC 作用,提高非霍奇金淋巴瘤的疗效 [28]。
因此,GM-CSF 的作用机制如图 1 所示,通过非特异的免疫增强实现细胞免疫和体液免疫的特异性免疫激活。
图 1 GM-CSF 在肿瘤免疫治疗中的作用
GM-CSF 在肿瘤免疫治疗中的应用进展
肿瘤患者手术后的免疫功能抑制和隐匿性微小转移是术后复发的重要原因之一。早期关于 GM-CSF 免疫治疗肿瘤的临床研究发现,GM-CSF 可能通过促进 DC 等免疫细胞激活机体免疫,清除患者术后残留的肿瘤细胞,降低复发转移率,从而改善生存。Oosterling 等 [29] 研究入组肝功能正常的结直肠癌患者手术前 3d 至手术后 4d 随机接受 GM-CSF 或安慰剂治疗,结果发现 GM-CSF 可改善患者术后 5 年的无病生存率(63% 比 50%,P = 0.46)和总生存率(75% vs. 50%,P = 0.28)。肝组织活检发现,GM-CSF 组 DC 数及 CD8+ T 细胞数均比对照组显著增加。Spitler 等 [30] 发起的一项多中心临床研究入组Ⅲ、Ⅳ期恶性黑色素瘤患者,术后应用 GM-CSF 连续 14d,28d 为 1 个疗程,连续使用至少 1 年或疾病进展。结果显示 GM-CSF 组对比历史对照组中位生存期延长 3 倍(37.5 个月比 12.2 个月),OS 显著提高(P<0.001),1 年 OS 率(89% 比. 45%),2 年 OS 率(64% 比 15%)。
然而,单独应用 GM-CSF 免疫治疗肿瘤在临床上取得显著疗效的研究并不多,可能由于 GM-CSF 单独应用时激活抗肿瘤免疫应答的强度仍不足,目前更多的研究是将 GM-CSF 与放疗、免疫检查点抑制剂、肿瘤治疗性疫苗等治疗手段联合应用,从而达到更强的抗肿瘤免疫疗效。
一、 GM-CSF 联合放疗的研究进展
1. 放疗的原位疫苗效应:
早在 1953 年,Mole 等人就观察到了放疗后在放射野外的肿瘤细胞的退缩,并将其称之为远隔效应 [31]。这种放疗对靶区以外肿瘤灶发挥类似的免疫效应与肿瘤疫苗在体内发挥抗肿瘤免疫反应的过程高度相似,被称为放疗的原位疫苗效应。放射治疗类似肿瘤原位疫苗的产生及自主接种过程,能够刺激机体产生特异性的抗肿瘤免疫从而对照射野外的肿瘤产生杀伤作用 [32]。
放疗直接杀伤肿瘤细胞,坏死的肿瘤细胞与凋亡细胞能够释放大量肿瘤相关抗原(tumor associated antigens,TAA),尤其是肿瘤新生抗原释放入血,诱发免疫原性细胞死亡(immunogenic cell death,ICD),从而刺激 DC 成熟,成熟 DC 将肿瘤抗原呈递给 T 细胞,T 细胞被激活,成熟、扩增为肿瘤特异性 T 细胞,从而产生抗肿瘤免疫效应。放疗还可以诱导肿瘤细胞膜上肿瘤相关抗原的表达上调,其与表达上调的 MHC-I 类分子相结合,将使免疫系统能够更有效的识别出肿瘤细胞 [33]。
然而,放疗同时也会抑制机体免疫。放疗会损伤肿瘤血管同时增加肿瘤乏氧,激活 NF-кB 等途径诱导髓源性抑制细胞等免疫抑制细胞聚集 [34],分泌细胞因子抑制 DC,同时激活 Treg 细胞并扩大肿瘤相关巨噬细胞对免疫的抑制作用 [35]。因此,放疗产生的远隔效应是非常罕见的 [36]。
2. DC 在放疗诱导原位疫苗效应中起关键作用:
瘤体内树突状细胞在参与放疗的原位疫苗效应中具有重要作用。黑色素瘤细胞系和 Lewis 肺癌细胞系移植瘤模型表明 [37],8 Gy 放疗后瘤体内注射 GM-CSF 诱导生成的骨髓来源 DC,结果提示,与单纯放疗相比,可显著抑制瘤体生长,抑制肿瘤生长的效应甚至高于放疗联合 PD-1 抑制剂。而且, 骨髓 DC 联合放疗处理肿瘤细胞与脾脏 T 细胞共培养可进一步促进 CD4+T 细胞扩增和 IFNγ 分泌。研究进一步发现,受照凋亡肿瘤细胞氧化线粒体 DNA(mtDNA)摄入 DC 细胞质通过激活 DC 内 STING-TBK1-IRF3 通路诱导 CD8+T 细胞扩增并阻滞肿瘤生长。
3. GM-CSF 增强放疗的原位疫苗效应:
GM-CSF 可通过增强 DC 的抗原提呈作用放大放疗的原位疫苗效应。临床前研究发现经过照射的恶性黑色素瘤细胞系不足以产生抗肿瘤免疫效应,而利用逆转录病毒,使恶黑细胞系能够自分泌 GM-CSF,则发现该恶黑细胞系在接受放射后则能够产生强力且持久的抗肿瘤免疫效应 [38]。一项研究中统计了 126 例肺癌或食管癌患者(其中 72 例肺癌患者)接受放疗前与放疗期间的血清 GM-CSF 水平与预后的关系,三组患者(肺癌组、食管癌组、全体入组患者)均发现接受放疗后血清 GM-CSF 水平升高的患者相较于下降的患者 OS、PFS 均显著延长(P<0.001),推测放疗联合 GM-CSF 治疗可能带来生存获益 [39]。2015 年发表在 Lancet Oncology 上的研究建立了 GM-CSF 增强放疗原位疫苗效应的基础理论。研究共入组 41 例转移性恶性肿瘤患者,均采用放疗联合 GM-CSF 免疫治疗的方式,其中 11 例患者(26.8%)出现了远隔效应,研究发现更强的远隔效应与更优的 OS 相关,发生远隔效应者对比未发生者,中位生存期延长 12 个月(20.98 个月比 8.33 个月),死亡风险降低约 2 倍。而这种联合治疗中并未出现因为 GM-CSF 或放疗的毒性需要剂量减低或者治疗中断的情况,因此被认为是一种较为安全的诱导抗肿瘤免疫效应的治疗手段。研究还发现治疗前中性粒细胞/淋巴细胞比值(neutrophil to lymphocyte ratio,NLR)较低的患者疗效更佳(P = 0.015),提示治疗前 NLR 值可作为放疗联合免疫治疗的预测生物标志物 [36]。2019 年上海复旦大学肿瘤医院报道 10 例胸腺癌患者中 3 例放疗联合 GM-CSF 引起远隔效应并显著延长生存 [40]。上海市胸科医院也报道了 30 例晚期胸部肿瘤患者应用 GM-CSF 联合放疗成功诱导出 4 例远隔效应 [41]。因此,放疗释放肿瘤抗原,引发 T 细胞免疫应答,联合应用 GM-CSF 增强 DC 抗原提呈作用,放大机体特异性免疫效应,提高肿瘤治疗有效率,延长患者生存期。
二、 GM-CSF 联合免疫检查点抑制剂的研究进展
1. GM-CSF 增强免疫检查点抑制剂疗效的机制:
GM-CSF 增强免疫检查点抑制剂疗效的机制在于提升成熟 DC 数量及改善肿瘤微环境。2020 年的一项研究首次阐明 DC 在 PD-L1 抑制剂中对于临床抗肿瘤治疗的关键作用和机制 [42],该研究发现,肿瘤组织中成熟 DC 的数量与患者预后呈正相关,DC 数量高的患者预后普遍优于 DC 数量低的患者。证实了 DC 对于免疫治疗尤其 PD-L1 抑制剂的关键性作用,对临床筛选患者和指导联合用药具有积极意义。成熟的树突状细胞有潜力成为 PD-1/PD-L1 抑制剂治疗肿瘤的预后生物标志物。PD-1/PD-L1 抑制剂治疗肿瘤往往由于患者自身免疫能力低下而收效较差,而 GM-CSF 的使用能够提升成熟 DC 水平,促进 T 淋巴细胞向肿瘤微环境浸润 [43],从而增强 PD-1/PD-L1 抑制剂治疗的效果。
表皮生长因子受体(epidermal growth factor receptor,EGFR)突变的肺癌小鼠模型中发现,吉非替尼联合 GM-CSF 治疗可通过恢复 DC 功能来增加肿瘤 T 细胞浸润,从而提高抗 PD-L1 治疗的疗效。GM-CSF 联合吉非替尼和抗 PD-L1 组对比吉非替尼联合抗 PD-L1 组的肿瘤体积显著缩小(P < 0.001)[44]。一项化疗与 PD-L1 抑制剂和 GM-CSF 的联合方案(吉西他滨、顺铂、PD-L1 单抗、GM-CSF)新辅助治疗膀胱癌的动物实验表明,对比单用 PD-L1 抑制剂,联合方案的手术切缘阳性率显著降低(75% 比 12.5%,P = 0.05),无局部复发生存期显著延长(P<0.0001)[45]。GM-CSF 与抗 PD-L1 和抗 CTLA-4 的联合治疗方案在动物模型中验证 GM-CSF 可通过增强抗原递呈间接招募 T 细胞进入肿瘤微环境,将冷肿瘤转变成热肿瘤,激活免疫抗肿瘤效应,提高免疫检查点抑制剂的疗效。即使抗 CTLA-4 和抗 PD-1 剂量各减少三分之一,联合 GM-CSF 组的抗肿瘤作用最强,明显缩小肿瘤体积(P < 0.0001),延长生存期(P = 0.0377)[18]。
2. 临床研究提示 GM-CSF 联合免疫检查点抑制剂改善疗效:
一项纳入 245 例转移性黑色素瘤患者的前瞻性、随机对照研究 [46],GM-CSF 联合伊匹单抗与单用伊匹单抗相比,联合治疗组显著提高患者的 1 年总生存率(68.9% 比 52.9%,P = 0.01),死亡风险降低 35%(危险比为 0.64,P = 0.014),3~5 级不良反应发生率明显较少(44.9% 比 58.3%,P = 0.04)。可能是 GM-CSF 对胃肠黏膜的保护作用使伊匹单抗的胃肠道毒性反应显著降低。
此外,GM-CSF 也降低了伊匹单抗的肺部毒性反应,这可能对其他的免疫检测点抑制剂有提示意义,特别是作用于程序性死亡通路的药物,因为这些药物的毒性反应与肺炎相关。基于相关的临床研究,2019 年 9 月美国 FDA 批准了 GM-CSF 联合伊匹单抗用于治疗 IIb-IV 期恶性黑色素瘤。GM-CSF 联合 PD-1 单抗治疗的Ⅱ期临床研究正在开展,前期已入组了 27 例晚期胆管癌患者,均为至少经 1 个周期标准治疗之后,且未接受过免疫检查点抑制剂治疗的患者,其中大部分为 IV 期、MSS 型、低 TMB 的患者,6 个月 PFS 达 35%,3 级以上不良反应 7%(1 例发热,1 例血糖异常),患者均可耐受 [47]。GM-CSF 与 PD-1 单抗联合放疗的一项前瞻性临床研究正在开展,入组患者为晚期多发转移的进展期实体瘤,经指南推荐的一二线化疗后进展,并有多个可测量的转移病灶。中期研究结果取得了不错的近期疗效,3 个月 ORR 率为 15.8%,中位 PFS 达 4 个月,长期疗效可期 [48]。
三、 GM-CSF 联合肿瘤疫苗的研究进展
肿瘤疫苗包括多肽疫苗、树突状细胞疫苗、全肿瘤细胞疫苗、病毒载体疫苗等都是通过激活机体免疫系统杀灭肿瘤细胞的特异性免疫反应,以达到控制和治疗肿瘤的目的。随着免疫疗法取得巨大进步,肿瘤疫苗已成为一种新型有前景的治疗方式,近期有较多研究进展。GM-CSF 是一种公认的肿瘤疫苗佐剂,可提高治疗性瘤苗的有效率,在多项肿瘤疫苗的临床研究中得到应用。
近期的研究取得了突破性的结果,GP2 疫苗在不联合 GM-CSF 时对 HER2 阳性乳腺癌患者未取得明确获益,但当 GP2 疫苗联合 GM-CSF 治疗时,HER2 阳性乳腺癌患者的 5 年 DFS 达 100%[49]。GM-CSF 锚定疫苗在膀胱癌动物模型中证实能显著增加成熟 DC 数量和 CD8+T 细胞释放 IFN-γ。GM-CSF 锚定疫苗联合抗 PD-1 抗体可增加肿瘤部位及外周血中 CD4+、CD8+T 细胞数,有效抑制肿瘤生长,促进肿瘤消退 [43]。复发性胶质母细胞瘤疫苗 Gliovac 与 GM-CSF 和贝伐单抗联合使用对比单用贝伐单抗显著延长患者 OS[50]。RAS 突变 I-II 期的胰腺癌患者术后应用多肽疫苗 TG01 联合 GM-CSF 治疗的研究取得了突破性疗效,92% 以上患者免疫应答,OS 达 34.3 个月,DFS 达 19.5 个月 [51]。
总结与展望
肿瘤的免疫治疗是一场肿瘤细胞与宿主之间的「博弈」。一方面,宿主利用自身的免疫系统抵抗肿瘤。另一方面,肿瘤细胞可以通过多种机制抑制机体免疫反应,逃避免疫系统监视。免疫检查点抑制剂通过恢复或增强 CD8+ T 细胞发挥抗肿瘤效应,DC 作为免疫细胞中功能最强的抗原提呈细胞在宿主抵抗肿瘤的过程中起着非常重要的作用。GM-CSF 作为一种重要的免疫刺激因子,促进造血干细胞和不同阶段 DC 的生成、分化和增殖,刺激单核细胞分化为 M1 型巨噬细胞,增强抗原提呈和 ADCC 作用,在淋巴结中激活初始 T 细胞发挥全身免疫作用,通过非特异的免疫增强,实现细胞免疫和体液免疫的特异性免疫激活。目前国内外已有多项关于 GM-CSF 与放疗、免疫检查点抑制剂、治疗性肿瘤疫苗联合的研究报道,但大规模的临床研究还很少。对于如何选择优势患者、如何最.大程度的增强免疫效应并减少治疗相关不良反应等问题尚未解决,应该是今后关注的重点。期待有更多更大规模的研究不断优化这种联合治疗模式,为临床诊疗提供更多证据参考,使 GM-CSF 在肿瘤免疫治疗中发挥其临床价值,给肿瘤患者带来更多获益。
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