免疫檢查點抑制劑對腫瘤負荷和療效的影響

CT用于評估腫瘤負荷對接受ICIs治療患者預后的影響在近幾年才被詳細研究。

第一項針對此問題的研究是對KEYNOTE-001研究數據的二次分析，涉及到2018年發表的轉移性黑色素瘤患者。基線腫瘤大小(BTS)的量化方法是將基線時每個患者最多10個可測量病灶(每個器官最多5個)的最長直徑之和相加。研究發現，在納入研究的655名患者中有72名(11%)由于缺乏可測量的病灶無法評估。

此外，在583例可測量疾病的患者中，84例(14%)僅有肺部病變(根據第八版TNM分期系統被歸類為M1B)，464例(80%)有遠處轉移(按相同標準歸類為M1c)，其余35例均為M0期或M1A期。將東部合作腫瘤學小組(ECOG)表現狀態(PS)為1的患者與ECOG PS為0的患者相比，BTS更大且與肝轉移呈正相關。

這些發現表明，即使原發腫瘤具有相同的組織學背景，轉移性疾病的患者也可以有不同的特征。此外，并不是所有的轉移病灶都適合基于CT的測量，實體腫瘤的反應評估標準(RECIST)指南中使用 “非靶點”來描述不可測量的轉移，包括轉移性積液、局限于骨骼而沒有任何軟組織受累的病變、粟粒性結節或直徑<1厘米的病變。

另有一項同樣涉及黑色素瘤患者的研究中，采用CT評估轉移瘤的數量和最大病變直徑，研究納入了接受PD-1單抗治療和納武利尤單抗聯合伊匹木單抗治療的患者，發現巨大腫瘤可能對ICIs更具抵抗性。在對非小細胞肺癌(NSCLC)患者的研究中也發現靶病變最大直徑之和與總生存（OS）之間存在統計學意義上的相關性。

基于CT的腫瘤負荷評估雖然容易獲得結果，但是主要局限是其不能描述每個腫瘤的生物學特征。

FDG-PET/CT是一種功能性分子成像手段，通常用于評估癌癥患者的疾病分期、預后和治療反應。在FDG-PET/CT獲得的代謝參數中，總代謝腫瘤體積(TMTV)可以更好地反映總的癌癥負荷。

由于FDG-PET/CT是一種全身診斷性檢查，一般可以覆蓋從頭頂到大腿中部的區域，除腦轉移瘤外幾乎所有的轉移瘤都可以通過一次掃描獲得圖像。此外，FDG-PET/CT能夠檢測出在CT掃描上可測量但通常不包括在基于CT的BTS分析中的不典型轉移瘤，因此TMTV可以較CT評估的BTS更好的評價腫瘤負荷。

圖1 測量腫瘤負荷。總代謝腫瘤體積(TMTV)被定義為腫瘤的代謝活躍體積，使用2-脫氧-2-[18F]-氟-d-葡萄糖(FDG)-PET/CT進行分割。這張圖片顯示了一名轉移性非小細胞肺癌患者的基線檢查結果，該患者的腫瘤負荷很高。A|FDG-PET全身最大密度投影(MIP)圖像。

FDG-PET全身MIP圖像，顯示節段性高代謝病變，以42%最大標準攝取值(42%SUVmax)閾值勾畫。C|軸向融合FDG-PET/CT原始肺癌、肝轉移瘤和骨盆骨轉移的圖像切片。D|軸位CT圖像切片，用于基線腫瘤大小(BTS)，量化為最多10個可測量病灶的最長直徑(黃線)之和，與c中所示的相同病灶的最大直徑(黃線)之和。

表1.關于成像評估的腫瘤負荷與ICIS結果之間關系的研究

1.循環腫瘤細胞（CTCs）：“脫落”腫瘤是指釋放CTC的腫瘤，與“非脫落”腫瘤相比，通常代表分期更晚、腫瘤體積更大。每天每克腫瘤組織中有近100萬個CTC脫落，而且CTC計數隨著腫瘤的進展，特別是隨著遠處轉移的發展而顯著增加。

此外，將CTC分析局限于IV期癌癥患者發現CTC陽性的NSCLC患者的中位腫瘤體積顯著高于CTC陰性患者。RECIST靶區直徑總和也有類似的結果，基線腫瘤直徑與檢測到的CTC數量呈正相關(R2=0.44，P=0.008)。CTC還與血清腫瘤生物標志物水平相關，如癌胚抗原(CEA)和細胞角蛋白19片段(CYFRA21.1)，這些指標都與腫瘤負荷相關。

然而，關于“脫皮”細胞在預測接受ICIs治療的患者預后中的作用的研究仍處于早期階段，關于CTC預測預后的大部分證據來自于NSCLC患者。在對96名接受納武利尤單抗治療的晚期NSCLC患者的前瞻性樣本分析中，CTC水平高于中位數的患者的OS結果較差。

但由于CTC分離技術應用不廣泛，需要專業的知識支持，部分實驗室不具備分離CTC的能力，導致CTC分析現在無法在臨床廣泛開展。

2. 循環腫瘤DNA(ctDNA)：主要用于分子鑒定，ctDNA支持其在一段時間內以動態方式監測疾病軌跡，這擴大了這項技術的潛在應用范圍，包括治療檢測和最小殘留病灶檢測。有研究分析了640名不同類型和分期的實體腫瘤患者的樣本，發現IV期患者的ctDNA濃度是I期患者的100倍。

3. 與基于CT的腫瘤負荷和基于PET的TMTV類似，特定變異頻率或每毫升血液濃度的ctDNA與ICIs的反應之間存在負相關。在對接受抗PD-1抗體治療的轉移性黑色素瘤患者縱向獲取的血漿樣本的分析中，研究人員發現，在基線處無法檢測到ctDNA的患者(n=34)的OS明顯長于可檢測到ctDNA的患者(n=38)。

表2.液體活檢評估的腫瘤負荷與ICIS結果之間關系的研究

1. 乳酸脫氫酶(LDH)：對KEYNOTE-001試驗的數據分析表明，與LDH水平在生理范圍內的患者相比，基線LDH水平升高的轉移性黑色素瘤患者的腫瘤負荷更大，靶病灶直徑的中位數分別為17.3cm和6.2cm。許多研究報道稱，在不同類型的癌癥患者中，高血清LDH水平對患者ICIs治療的預后有不利影響。

一項對包括1,136名接受ICIs治療的NSCLC患者在內的6項研究的數據進行的薈萃分析表明，高血清LDH水平(使用不同的臨界值，范圍217-400)對無進展生存期(PFS，HR1.53，95%CI 1.27-1.83，P<0.001)和OS(HR2.11，95%CI 1.43-3.11，P<0.001)都有不利影響。

另有一項包括9項研究和1,519名患者數據的薈萃分析發現，血清LDH水平高于正常上限與接受ICIs治療的各種惡性腫瘤患者的超進展性疾病的發生獨立相關(OR1.89，95%CI 1.02-3.49，P=0.043)。這些結論印證了血清LDH水平高的患者可能會有更高的風險出現不利影響，這與基于PET的TMTV評估所得到的結果一致。

2.其他血清腫瘤標志物：血清腫瘤標志物常被用于癌癥篩查、輔助診斷、評估預后、預測反應和監測已知癌癥患者的疾病軌跡。肺癌最常用的血清標志物包括CEA、CYFRA21.1、CA19-9和神經元特異性烯醇化酶(NSE)，而S100可用于黑色素瘤患者。目前已有研究證實SCLC79、NSCLC80和黑色素瘤等生物標志物與不同類型癌癥的腫瘤負荷之間的關系，尤其在肺癌和黑色素瘤患者中的研究更為廣泛。

表3.不同腫瘤負荷測量方法的優缺點

現有的臨床前數據支持這樣的假設，即腫瘤負荷在一定程度上是可預測的。與化療和靶向治療不同，ICIs作用于免疫系統，當腫瘤開始發展時，免疫系統已經處于活躍狀態。

因此，腫瘤體積增大可能意味著免疫系統不能抑制其生長，而且在某種程度上不如腫瘤負荷較小患者的免疫系統有效。此外，腫瘤負荷和ICIs療效之間的關聯可能受到腫瘤或宿主相關的幾種不同機制的影響。

圖2.腫瘤負荷對抗癌免疫有害影響的臨床前證據總結。A|高葡萄糖攝取率。癌細胞通常過表達過多的轉運蛋白。在嗜FDG的腫瘤中，腫瘤細胞與CD8+T細胞對葡萄糖的競爭可能會削弱CD8+T細胞控制腫瘤生長的能力。B|T細胞耗竭。乳酸是Warburg效應產生的主要代謝產物，腫瘤微環境(TME)中高水平的乳酸會損害腫瘤浸潤的CD8+T細胞的效應功能。C|調節性T(Treg)細胞功能。

與許多其他類型的免疫細胞(如CD8+T細胞)不同，Treg細胞在有氧條件下利用乳酸生成PEP，從而促進瘤內Treg細胞的增殖，阻止葡萄糖對Treg細胞抑制功能的不利影響。D|免疫衰老。CD8+T淋巴細胞CD28的缺失、CD57和殺傷細胞凝集素樣受體(KLRG1)的表達增強與衰老免疫譜的形成有關，其特征是增殖活性有限或缺失。這種表型與慢性炎癥和癌癥有關，晚期癌癥和體型較大的癌癥衰老程度較高。

癌細胞的典型特征是即使在氧氣存在的情況下，也會以乳酸分泌的高攝取率和糖酵解為特征，產生與氧氣供應無關的大量乳酸，因此，它們的新陳代謝通常被描述為“有氧糖酵解”。而乳酸等廢物被釋放并積累在TME中，在那里它們可以促進局部的細胞外酸化。

隨著腫瘤體積的增大，氧氣灌注也會變得有限，從而造成缺氧區。在低氧條件下，厭氧糖酵解也會導致乳酸等廢物的積累。癌細胞的這些代謝特征共同產生一種營養缺乏、代謝產物豐富、酸性、低氧并具有免疫抑制作用的TME。

當缺氧發生時，腫瘤生長減慢，HIF1的分泌誘導腫瘤和間質細胞血管化，誘導的血管新生是可以彌補腫瘤組織中存在的缺氧；然而，癌細胞的無法控制的增殖速度通常超過有組織的毛細血管網的形成速度，常常導致異常的、無組織的血管生成，不能充分彌補缺氧。

臨床前證據表明，在腫瘤發育的后期，壞死區占主導地位，因此減少了缺氧區的數量，并完全消除了正常缺氧區，缺氧的程度隨著腫瘤體積的增加而顯著增加。這些觀察結果已被胃癌患者的臨床證據所證實，也表明腫瘤體積較大、TNM分期較晚、血管侵犯陽性、浸潤較深和淋巴結轉移的患者HIF1α表達水平較高。

免疫衰老描述了免疫功能的整體重構，包括適應性免疫和先天免疫，并與慢性抗原刺激有關，如在衰老、腫瘤組織、化療期間以及在慢性炎癥或感染存在的情況下。T細胞衰老主要關注單個淋巴細胞的表型特征，主要是指增殖活性受限或缺乏，而T淋巴細胞和其他免疫細胞的功能不一定降低。衰老的T細胞在<40歲的人中被描述過。

炎癥和癌癥之間的因果關系很復雜，某些炎癥狀況可能會增加癌癥風險，而腫瘤發生的潛在變化也可能通過激活內在途徑而導致炎癥，導致腫瘤細胞產生趨化因子、細胞因子和前列腺素。目前已有研究證明，炎癥介質IL-6、IL-8和TNF的循環水平也與腫瘤負荷呈正相關。其他炎癥的生物標志物與ICIs療效的降低有關。

參考文獻：

[1] Dall’Olio FG, Marabelle A, Caramella C, Garcia C, Aldea M, Chaput N, Robert C, Besse B. Tumour burden and efficacy of immune-checkpoint inhibitors. Nat Rev Clin Oncol. 2021 Oct 12. doi: 10.1038/s41571-021-00564-3. Epub ahead of print. PMID: 34642484.