Ann Oncol综述 | 小细胞肺癌免疫治疗的进展与挑战

【 专家导读 】小细胞肺癌(SCLC)约占肺癌的15%。二十多年来在没有突破性治疗策略的情况下,以铂类药物为基础的化疗是局限性(LD)和广泛性(ED)SCLC的一线标准治疗方案,其中铂类药物联合依托泊苷为首选方案。LD-SCLC的1年和2年总生存率分别为58%和21%,ED-SCLC为29.4%和7%。如今免疫治疗的进入已改变ED-SCLC的治疗格局并成为一线治疗新标准。然而,免疫联合化疗治疗策略在SCLC中的治疗效果远不及非小细胞肺癌,SCLC的免疫抑制表型等因素可能是疗效差异的原因。今年一篇发表在《Annals of Oncology》的文章总结了SCLC免疫治疗的进展和挑战。
专家简介
隋锡朝
北京大学人民医院胸外科副主任医师,北京大学八年制医学博士,师从普胸外科工程院院士王俊教授
中国研究型医院学会胸外科学专业委员会青委会副主任委员,世界华人胸外科学会理事,北京医学奖励基金会肺癌医学青年专家委员会委员,Mayo诊所访问学者
擅长胸外科常见疾病的微创手术治疗,专业特长为肺部微小结节和磨玻璃影的术前定位和手术治疗,局部晚期非小细胞肺癌的综合治疗等
目前主要进行肺癌类器官培养、肺结节定位器械研发和医学人工智能等研究工作
作为课题负责人主持北京市科技计划课题一项,作为研究骨干参研国家重点研发计划和科技创新2030重大项目
在JCO、NAT COMMUN等期刊发表论著十余篇,参与编写编译临床著作七部,获批三项专利。WORLD J SURG ONCOL杂志审稿人,医学参考报胸心血管外科频道特约通讯员
曾获“北京大学优秀班主任”,“北京大学人民医院年度优秀共产党员”等荣誉
SCLC免疫治疗的理论基础
SCLC的基因组学分析已确定2个肿瘤抑制基因(p53和RB1)的缺失,会导致基因组不稳定,从而持续产生肿瘤相关抗原。长期接触吸烟环境中的多种致癌物会诱发吸烟基因组突变,并使SCLC成为突变负荷最高的肿瘤类型之一。此外,副瘤综合征相关的抗HU抗体自身免疫反应,提示SCLC可能是一种免疫原性肿瘤类型。
基于非小细胞肺癌(NSCLC)中获得的数据,肿瘤突变负荷(TMB)升高与较高的ICIs获益相关。再者,在NSCLC中,已报道帕博利珠单抗治疗疗效改善与吸烟相关的高频率碱基颠换存在相关性,但在同一人群中未观察到自我报告的吸烟史与临床结果的联系。同样对于NSCLC,肿瘤内新抗原的异质性会影响肿瘤的免疫原性,主要由吸烟导致的富含新抗原增殖的肿瘤增强对ICIs的敏感性。
化疗可诱导免疫原性细胞死亡,促使肿瘤抗原、损伤相关分子模式和促炎细胞因子释放到肿瘤微环境(TME)中,潜在地提高了肿瘤的免疫原性。关于此,顺铂促进表达高水平T细胞共刺激配体的抗原递呈细胞的肿瘤浸润,上调细胞毒性T细胞的裂解活性和耗尽免疫抑制细胞。基于化疗增强免疫细胞死亡的这一设想,化疗联合免疫的治疗方式已在SCLC中进行尝试。
免疫治疗在SCLC中的应用进展
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ED-SCLC免疫后线和维持治疗的证据不足
根据CHECKMATE 032研究结果和汇总分析KEYNOTE 028研究和KEYNOTE 158中报告的SCLC患者2年OS率约为20%,FDA(非EMA)最初批准纳武利尤单抗(2018年)、帕博利珠单抗(2019年)作为ED-SCLC患者的三线治疗。但目前纳武利尤单抗已撤回SCLC适应症,含上述研究的数据如下:
CHECKMATE 032研究:与纳武利尤单抗单药组相比,联合伊匹木单抗组在复发性SCLC中能获得更高的肿瘤缓解:22% vs 12%,但两组间OS无显著差异。对该研究的综合探索性分析显示,存在高水平组织TMB(tTMB)的SCLC患者采用联合治疗方案较单药组能获得更优疗效;但两组肿瘤细胞上PD-L1的表达水平均未显示出与临床结果的相关性。
CHECKMATE 331研究:作为一项评估一线铂类化疗后复发SCLC患者接受纳武利尤单抗对比拓扑替康或氨柔比星的疗效的III期临床研究,但在主要研究终点OS以及无进展生存期上均未达到。基于此,纳武利尤单抗已撤回三线ED-SCLC的适应症批准。
KEYNOTE 158研究:与PD-L1<1%(22C3抗体免疫组化检测和联合阳性分数评分)患者亚组相比,PD-L1≥1%的SCLC患者接受帕博利珠单抗治疗能获得更优RR(33% vs 6%)和延长OS(14.9m vs 5.9m),但PD-L1的表达并非是三线选择PD-1单抗的标准。该研究作为II期篮子研究,帕博利珠单抗在所有tTMB升高(≥10 mut/Mb)的肿瘤患者中,均有较好的生存获益。对此,FDA批准帕博利珠单抗用于高tTMB的肿瘤的后线治疗。
SCLC免疫维持治疗的探索中,一项单臂II期临床试验中纳入45例SCLC,研究显示帕博利珠单抗用于化疗后的维持治疗疗效有限(中位PFS为1.4m,中位OS为9.6m);但该研究的探索性分析提示,肿瘤基质细胞PD-L1表达≥1%与更好的临床获益相关。
CHECKMATE 451研究:作为探索ICIs用于一线化疗后维持治疗III期临床研究,与安慰剂组相比,纳武利尤单抗单药组和联合伊匹木单抗组均未获得OS的获益。
一项多中心回顾性研究显示,183例接受ICIs治疗的SCLC患者中73例(40%)发生免疫相关不良事件(irAE),与未发生irAE人群相比,该患者人群的TMB更高(14.2 vs 8.4 mut/Mb,p<0.01),预后更好(3.8m vs 1.3m)。
综上,目前在I/II期临床试验未设置对照组的情况下,PD-1单抗用于SCLC三线治疗获得的长期生存是真实反映抑或只因入组预后良好患者所致,仍有待讨论。在其他I/II期SCLC后线临床试验中,阿特珠单抗,度伐利尤单抗和度伐利尤单抗联合曲美木单抗均未报道临床获益结果。而在SCLC维持治疗中,同样未能有足够证据支持ICIs的应用。

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ED-SCLC一线接受免疫治疗已证实获益
已有两项小样本、II期临床研究证实,既往未接受过化疗的ED-SCLC患者接受伊匹木单抗联合化疗(卡铂/紫杉醇或卡铂/依托泊苷)治疗,有望改善患者生存;但III期研究结果显示伊匹木单抗联合铂类/依托泊苷对比安慰剂联合化疗,后续分别采用伊匹木单抗和安慰剂维持治疗,未能改善SCLC患者的OS和PFS。目前,PD(L)-1单抗联合化疗一线治疗SCLC,已在3项随机、III期临床研究和2项随机、II期临床研究中获得疗效数据。
3项随机、III期临床研究进展:IMPOWER 133、CASPIAN和KEYNOTE 604研究均采用免疫联合化疗的治疗策略,且不允许交叉,化疗组仅5%-10%的患者接受后续ICIs治疗,IMPOWER 133研究和CASPIAN研究均证实生存获益具有统计学意义;KEYNOTE 604研究尽管在PFS上有获益,但未达到OS预设的效能界限(单侧P=0.0128)。基于上述研究数据,FDA和EMA均批准阿特珠单抗和度伐利尤单抗联合铂类/依托泊苷作为SCLC一线治疗新方案。

IMPOWER 133研究和CASPIAN研究设计间的差异:IMPOWER 133研究化疗方案中仅采用卡铂,两组给药最多4个周期,两组患者均可接受预防性颅脑放疗(PCI)。相反,CASPIAN中,化疗方案中允许采用顺铂,度伐利尤单抗组接受4周期治疗而对照组可最多接受6周期治疗,而仅对照组纳入PCI治疗后的患者。两项研究均允许接受ICI的维持治疗,IMPOWER 133和CASPIAN研究分别接受包括诱导治疗在内、中位7个剂量的阿特珠单抗或度伐利尤单抗治疗。CASPIAN 研究显示,度伐利尤单抗联合化疗较对照组改善OS:12.9m vs 10.5m(HR 0.75, 95% CI:0.62-0.91, p=0.003),但第二队列度伐利尤单抗联合曲美木单抗和化疗组未达到OS预设的效能界限,OS无获益。

2项随机、II期临床研究进展:REACTION研究中2个周期诱导化疗后有反应的患者将随机接受帕博利珠单抗联合化疗或单纯化疗,尽管已报告OS存在统计学上的获益,且交叉率达30%,但主要研究终点PFS未达到。类似地,ECOG-ACRIN5161研究中免疫联合化疗也未达到PFS获益60%的预设效能。

免疫联合化疗一线SCLC应用的安全性数据:与化疗组相比,联合免疫治疗未显著增加3级及以上毒性的发生率。IMPOWER 133研究、CASPIAN研究和KEYNOTE 604研究均显示,免疫联合化疗能维持生活治疗(QoL)并在某些情况下延迟了患者报告的症状、功能和全球健康状况QoL的恶化。

免疫联合化疗一线SCLC的疗效预测指征未明:IMPOWER 133研究显示两组中患者良好的身体状况、乳酸脱氢酶≤正常上限和肿瘤最长径总和低于中位数值与更长的生存获益相关。与对照组相比,阿特珠单抗组上述人群的占比更高。但尚未确定阿特珠单抗获益的预测因子。同样,CASPIAN研究中,一项探索性分析报告指出,从免疫联合化疗中长期获益(PFS≥12m)的SCLC患者的比例高于对照组(16.4% vs 4.5%),但与长期获益的临床特征尚未明确。

更多探索ICI在ED-SCLC的疗效的II/III期临床研究正在进行中,包括:avelumab、特瑞普利单抗、替雷利珠单抗、HLX-10和阿特珠单抗联合trilaciclib。此外,新的免疫信号通路正在被探索,如T细胞免疫球蛋白和ITIM结构域(TIGIT)被发现在74%的LD-SCLC样本中表达,已开展tiragolumab(TIGIT抑制剂)联合阿特珠单抗和卡铂/依托泊苷的III期随机临床研究。SCLC高表达一种单唾液酸神经节苷脂—focusyl-GM1,BMS986012单抗高度结合focusyl-GM1并在II期临床一线联合铂类/依托泊苷中证实安全可耐受,现已开展BMS986012单抗联合纳武利尤单抗和铂类/依托泊苷的II期临床研究。其他新免疫治疗方法还包括靶向DLL3的CAR-T细胞疗法;双特异性T细胞抗体(抗CD3和抗DLL3)的AMG757扩展研究,AMG757研究初始数据提示52例既往接受至少一线治疗的患者RR为14%,中位缓解持续时间达6.2m,3级及以上治疗相关不良事件发生率23%。

综上,现有II/III期临床研究均表明,与单纯化疗相比,一线免疫联合铂类/依托泊苷可改善ED-SCLC患者生存,中位OS可提高约2个月,死亡风险降低约25%,1年和2年的OS率分别为~50%和~20%。
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LD-SCLC免疫治疗应用正在探索中
同步放化疗(cCT-RT)是LD-SCLC患者的标准治疗。在NSCLC中,PACIFIC研究已报道与安慰剂组比较,cCT-RT后采用度伐利尤单抗巩固治疗1年能改善PFS和OS,4年OS分别为49.6% vs 36.3%。基于此研究,ICI巩固治疗在LD-SCLC患者中的探索也在进行中, STIMULI研究是一项评估完成cCT-RT和PCI治疗后接受纳武利尤单抗联合伊匹木单抗对比安慰剂的II期临床研究,153例患者被纳入并接受ICI治疗,与安慰剂组相比,ICI治疗未改善患者的PFS和OS,考虑与55%的患者因毒性中断ICI治疗致使治疗周期较短有关。

放射治疗(RT)诱导的肿瘤免疫原性细胞死亡,是否足以将典型的免疫抑制微环境转变为能启动系统反应的免疫原性环境,这一问题仍悬而未决。同样,立体定向放疗可能较常规放疗能诱导更宜诱导促炎微环境。肿瘤相关成纤维细胞(CAFs)是TME中主要细胞成分之一,肿瘤组织中存在大量CAFs的浸润被认为与不良预后相关。再者,肺部肿瘤的CAFs接受高剂量放疗后仍保持免疫抑制能力。因此,放疗的剂量和周期可能与SCLC完成cCT-RT 后接受ICI治疗的疗效相关。STIMULI研究显示,与每天1次RT方案比较,每天2次放疗方案联合免疫巩固治疗的获益更优。cCT-RT治疗后CAFs是否影响ICI疗效值得进一步探索。

cCT-RT联合ICI是目前在LD-SCLC探索中的治疗策略。近期一项I/II期林场研究纳入40例LD-SCLC患者接受cCT-RT联合帕博利珠单抗已报告良好的耐受性和疗效结果(RR:79%,mPFS:19.7m,OS:39.5m)。基于该研究,LD-SCLC中多项ICI联合/巩固研究正在进行。

SCLC免疫治疗的挑战及展望
免疫治疗在ED-SCLC中应用面临众多挑战,包括免疫治疗疗效有限、预测性生物标志物未明、老年和评分不佳患者中疗效未明和脑转/肝转应用效果有争议等等。在这个免疫治疗最好的时代,小细胞肺癌免疫治疗仍然面临巨大的挑战,亟待更多更深入的研究探索。
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ICIsSCLC中的治疗疗效有限

毋庸置疑ICIs已成为ED-SCLC治疗策略进展的里程碑。尽管SCLC存在高TMB,但SCLC从ICIs中的获益程度与不同于NSCLC,两种肺癌亚型之间的某些差异可能是部分原因。60%的NSCLC患者PD-L1表达阳性,而SCLC中总体PD-L1阳性的患者占比为15%甚至更低,并且大多数PD-L1表达在免疫细胞而非肿瘤细胞(50% vs 6%)。

除TMB和PD-L1外,肿瘤微环境也与肿瘤免疫原性相关。因SCLC患者病情恶化快和肿瘤细胞高增殖带来的高坏死率,故SCLC的免疫表型的数据有限。而免疫表型间的差异可能是ICIs在NSCLC和SCLC间疗效差异原因。因此,尽管SCLC存在高TMB,但基质中的免疫抑制模型、缺乏抗原呈递和有限的PD-L1表达提示SCLC中免疫原性T细胞较少,这可能导致SCLC免疫无知表型,负面影响免疫应答疗效。基于NSCLC数据,因细胞毒性导致新抗原亚克隆性质,联合化疗可能不能完全克服此免疫表型。以上因素可能解释ICIs单一治疗模式在SCLC疗效有限,和免疫联合化疗未获得更优疗效的原因。

近期SCLC的基因表达谱研究,根据4个关键转录调控因子的差异可将SCLC分为4种主要亚型:ASCL1(A)、NEUROD1 (N)、POU2F3(P)和YAP1(I),这种新的分类方法可能对治疗产生影响。已报道IMPOWER 133研究中,上述亚型占比SCLC-A(23%)、SCLC-N(18%)、SCLC-I(18%)和SCLC-P(7%),该研究未按照此亚型分层分析,仅在阿特珠单抗联合组中观察到4中亚型的OS的改善,包括在SCLC-I亚型的OS改善较其他亚型更为明显,而SCLC-P亚型的OS在两组中均最差,提示SCLC-I亚型和SCLC-P亚型可能分别预测较好和较差的生存预后。

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SCLC中预测性生物标志物未明

IMPOWER 133研究中,87%和34%的患者检测了肿瘤和免疫细胞中血液TMB和PD-L1的表达,在肿瘤或免疫细胞上的PD-L1表达≥1%的患者占比为52.6%,但多见于免疫细胞而非肿瘤细胞。探索性分析发现,IMPOWER 133研究中患者接受阿特珠单抗获益程度与血液TMB水平(10或16 mut/Mb)和PD-L1临界值(≥1%或≥5%)无相关性。同样,CASPIAN研究中两组227例患者(52%)的PD-L1表达可评估,但95%和78%的患者PD-L1在肿瘤和免疫细胞上的表达均<1%,试验组OS获益与PD-L1(临界值1%)的表达无相关性;对35%的患者进行tTMB评估未显示出与OS获益的相关性。KEYNOTE 604研究显示患者PD-L1阳性(≥1%)和PD-L1阴性(<1%)的PFS和OS HRs相似。以上数据表明,临床特征、PD-L1和TMB都不是SCLC接受ICIs治疗的强疗效标志物。

REBIMMUNE研究旨在收集NSCLC和SCLC接受ICIs后进展时的肿瘤组织。但因SCLC的肿瘤标本不足而难以阐明获得性耐药机制。液体活检可评估循坏肿瘤DNA,且是疗效的替代指标,也是获得性耐药治疗机制的可获取和非侵入性信息来源,即使在SCLC中,液体活检的应用是否可以作为探索SCLC耐药机制的有效手段,值得进一步评价。

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ICIs在老年和PS评分不佳患者中的疗效需探索

II/III期ICIs研究中纳入患者的中位年龄≤65岁,且身体状况良好(PS,0或1)。但真实世界中,SCLC诊断时的中位年龄为71岁,且随时间推移老年(≥70岁)SCLC患者的占比增加。在晚期NSCLC中,免疫衰老表型与年龄(临界值65岁)无关,在SCLC中,年龄(临界值65岁)与生存获益的相关性存在争议。KEYNOTE 604研究表明从帕博利珠单抗治疗中获益与年龄无关;但CASPIAN研究显示度伐利尤单抗治疗与年龄(临界值65岁)死亡风险降低存在差异。但IMPOWER 133研究中观察到,阿特珠单抗在老年人群(≥65岁)中死亡风险的程度降低比65岁以下更高(HR 0.53 vs 0.92)。

真实世界中,超过1/3的SCLC患者PS评分为2,15%的患者PS评分为3-4。老年SCLC患者中,高达60%的患者PS评分为2,与更差的生存相关。而吸烟与SCLC发生发展密切相关,吸烟相关慢性疾病的治疗而合并用药可能会影响ICIs的疗效。PS评分作为SCLC和NSCLC接受ICIs治疗疗效预后因素,PS≥2的SCLC患者前期采用免疫化疗策略具有挑战性。REACTION研究纳入小部分(5%)PS为2分的SCLC患者, 2周期铂类/依托泊苷治疗达到CR和PR后PS评估为1或1的患者第3周期随机接受免疫化疗。此外,正在进行的SPACE研究和MAURIS研究招募PS评分2的患者,将有助于评估能否从免疫联合化疗中获益。

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存在脑和肝转移和巩固放疗

18%的ED-SCLC患者基线存在脑转移,2年后则达到80%。PCI作为有效降低中枢进展的治疗策略,需接受每8周一次的脑MRI检查。无症状或未经治疗的脑转移患者是否应该接受ICIs仍存在争议。SCLC脑转移显示出活跃的免疫微环境,提示免疫治疗药物的应用存在可能。

II/III期临床研究中免疫化疗组基线纳入脑转移患者的比例为9%-14.2%,所有研究允许纳入无症状或经治的脑转移患者。CASPIAN研究中,有无脑转移接受度伐利尤单抗联合治疗的OS获益相似;而IMPOWER 133和KEYNOTE 604研究中,联合阿特珠单抗和帕博利珠单抗均未改善脑转移亚组患者的生存。但因脑转移亚组患者数量有限和置信区间较宽,难以得出确切结论。CASPIAN只允许对照组接受PCI治疗,而其他试验免疫化疗组约10%患者接受PCI。尽管CASPIAN研究不允许度伐利尤单抗联合组接受PCI,但与化疗对照组相比,出现脑转移的患者占比近似(11.6% vs 11.5%)。但在IMPOWER 133试验中,两组未接受PCI的患者中20%出现了脑部新病灶,而接受PCI的患者仅为5%。综上,PCI治疗在免疫化疗治疗策略中应用仍不明确。

一线III期临床研究中纳入40%的患者存在肝转移,与化疗组比较,IMPOWER133、CASPIAN和KEYNOTE 604均显示免疫联合化疗未在肝转移亚组患者中获得生存获益;但在化疗组中,存在肝转移患者的OS较无肝转移患者低30%。因此,在ED-SCLC患者亚组中,肝转移应作为分层因素探索其他免疫治疗药物应用情况。巩固放疗作为ED-SCLC化疗后的潜在治疗策略,NCT03043599研究显示ED-SCLC接受含铂化疗和胸部放疗后,伊匹木单抗联合纳武利尤单抗没有显著改善PFS。但免疫化疗后巩固胸部放疗的作用尚未得到充分研究。一项I期研究报告38例ED-SCLC患者接受诱导化疗后帕博利珠单抗联合巩固放疗,短期内严重不良事件发生率较低且临床获益有限。正在进行的MAURIS研究、RAPTOR研究、NCT02402920和NCT03923270研究可能有助于回答上述问题。

总结

ICIs联合化疗已改变了ED-SCLC的治疗模式,改善了患者生存。但PD-L1和TMB并不能准确预测免疫化疗的疗效。在已接收放化疗治疗的LD-SCLC中,ICIs的获益尚未确定。已观察到ICIs在ED-SLCL中的获益远低于转移性NSCLC,SCLC的免疫抑制表型是降低ICIs疗效的重要因素,探索其他免疫治疗方法是解决这一问题的必要手段。

参考文献

Remon J, Aldea M, Besse B, et al. Small cell lung cancer: a slightly less orphan disease after immunotherapy[J]. Annals of Oncology, 2021 Jun;32(6):698-709.
Cancer Express

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