抑制剂毒素对肿瘤坏死因子的影响（文献速览免疫检查点抑制剂对肿瘤负荷和疗效的影响）

抑制剂毒素对肿瘤坏死因子的影响（文献速览免疫检查点抑制剂对肿瘤负荷和疗效的影响）图1 测量肿瘤负荷。总代谢肿瘤体积(TMTV)被定义为肿瘤的代谢活跃体积，使用2-脱氧-2-[18F]-氟-d-葡萄糖(FDG)-PET/CT进行分割。这张图片显示了一名转移性非小细胞肺癌患者的基线检查结果，该患者的肿瘤负荷很高。A|FDG-PET全身最大密度投影(MIP)图像。FDG-PET全身MIP图像，显示节段性高代谢病变，以42%最大标准摄取值(42%SUVmax)阈值勾画。C|轴向融合FDG-PET/CT原始肺癌、肝转移瘤和骨盆骨转移的图像切片。D|轴位CT图像切片，用于基线肿瘤大小(BTS)，量化为最多10个可测量病灶的最长直径(黄线)之和，与c中所示的相同病灶的最大直径(黄线)之和。FDG-PET/CT是一种功能性分子成像手段，通常用于评估癌症患者的疾病分期、预后和治疗反应。在FDG-PET/CT获得的代谢参数中，总代谢肿瘤体积(TMTV)可以更好地反映总的癌症负荷。由于FD

肿瘤负荷定义为体内癌细胞的数量、肿瘤的大小或癌症病灶的总量。目前有证据表明，高肿瘤负荷对抗癌免疫力有负面影响。以往肿瘤负荷多是通过影像学来评估，目前还有一些生物标志物可以用来反映肿瘤负荷，部分血清生物标记物通常还与患者对免疫检查点抑制剂（ICIs）的反应性差相关。近日，Nat Rev Clin Oncol杂志发表了一篇综述，作者总结了将肿瘤负荷作为生物标志物来指导免疫检查点抑制剂使用的有力证据，描述了用于肿瘤负荷评估的各种指标，特别强调未来的治疗策略，这些策略可能会解决肿瘤负荷较高的癌症患者的不良结局问题。

肿瘤负荷与影像学

CT用于评估肿瘤负荷对接受ICIs治疗患者预后的影响在近几年才被详细研究。

第一项针对此问题的研究是对KEYNOTE-001研究数据的二次分析，涉及到2018年发表的转移性黑色素瘤患者。基线肿瘤大小(BTS)的量化方法是将基线时每个患者最多10个可测量病灶(每个器官最多5个)的最长直径之和相加。研究发现，在纳入研究的655名患者中有72名(11%)由于缺乏可测量的病灶无法评估。此外，在583例可测量疾病的患者中，84例(14%)仅有肺部病变(根据第八版TNM分期系统被归类为M1B)，464例(80%)有远处转移(按相同标准归类为M1c)，其余35例均为M0期或M1A期。将东部合作肿瘤学小组(ECOG)表现状态(PS)为1的患者与ECOG PS为0的患者相比，BTS更大且与肝转移呈正相关。这些发现表明，即使原发肿瘤具有相同的组织学背景，转移性疾病的患者也可以有不同的特征。此外，并不是所有的转移病灶都适合基于CT的测量，实体肿瘤的反应评估标准(RECIST)指南中使用 “非靶点”来描述不可测量的转移，包括转移性积液、局限于骨骼而没有任何软组织受累的病变、粟粒性结节或直径<1厘米的病变。

另有一项同样涉及黑色素瘤患者的研究中，采用CT评估转移瘤的数量和最大病变直径，研究纳入了接受PD-1单抗治疗和纳武利尤单抗联合伊匹木单抗治疗的患者，发现巨大肿瘤可能对ICIs更具抵抗性。在对非小细胞肺癌(NSCLC)患者的研究中也发现靶病变最大直径之和与总生存（OS）之间存在统计学意义上的相关性。

基于CT的肿瘤负荷评估虽然容易获得结果，但是主要局限是其不能描述每个肿瘤的生物学特征。

代谢性肿瘤负荷

FDG-PET/CT是一种功能性分子成像手段，通常用于评估癌症患者的疾病分期、预后和治疗反应。在FDG-PET/CT获得的代谢参数中，总代谢肿瘤体积(TMTV)可以更好地反映总的癌症负荷。由于FDG-PET/CT是一种全身诊断性检查，一般可以覆盖从头顶到大腿中部的区域，除脑转移瘤外几乎所有的转移瘤都可以通过一次扫描获得图像。此外，FDG-PET/CT能够检测出在CT扫描上可测量但通常不包括在基于CT的BTS分析中的不典型转移瘤，因此TMTV可以较CT评估的BTS更好的评价肿瘤负荷。

图1 测量肿瘤负荷。总代谢肿瘤体积(TMTV)被定义为肿瘤的代谢活跃体积，使用2-脱氧-2-[18F]-氟-d-葡萄糖(FDG)-PET/CT进行分割。这张图片显示了一名转移性非小细胞肺癌患者的基线检查结果，该患者的肿瘤负荷很高。A|FDG-PET全身最大密度投影(MIP)图像。FDG-PET全身MIP图像，显示节段性高代谢病变，以42%最大标准摄取值(42%SUVmax)阈值勾画。C|轴向融合FDG-PET/CT原始肺癌、肝转移瘤和骨盆骨转移的图像切片。D|轴位CT图像切片，用于基线肿瘤大小(BTS)，量化为最多10个可测量病灶的最长直径(黄线)之和，与c中所示的相同病灶的最大直径(黄线)之和。

表1.关于成像评估的肿瘤负荷与ICIS结果之间关系的研究

液体活检

1.循环肿瘤细胞（CTCs）：“脱落”肿瘤是指释放CTC的肿瘤，与“非脱落”肿瘤相比，通常代表分期更晚、肿瘤体积更大。每天每克肿瘤组织中有近100万个CTC脱落，而且CTC计数随着肿瘤的进展，特别是随着远处转移的发展而显著增加。

此外，将CTC分析局限于IV期癌症患者发现CTC阳性的NSCLC患者的中位肿瘤体积显著高于CTC阴性患者。RECIST靶区直径总和也有类似的结果，基线肿瘤直径与检测到的CTC数量呈正相关(R2=0.44，P=0.008)。CTC还与血清肿瘤生物标志物水平相关，如癌胚抗原(CEA)和细胞角蛋白19片段(CYFRA21.1)，这些指标都与肿瘤负荷相关。然而，关于“脱皮”细胞在预测接受ICIs治疗的患者预后中的作用的研究仍处于早期阶段，关于CTC预测预后的大部分证据来自于NSCLC患者。在对96名接受纳武利尤单抗治疗的晚期NSCLC患者的前瞻性样本分析中，CTC水平高于中位数的患者的OS结果较差。

但由于CTC分离技术应用不广泛，需要专业的知识支持，部分实验室不具备分离CTC的能力，导致CTC分析现在无法在临床广泛开展。

2. 循环肿瘤DNA(ctDNA)：主要用于分子鉴定，ctDNA支持其在一段时间内以动态方式监测疾病轨迹，这扩大了这项技术的潜在应用范围，包括治疗检测和最小残留病灶检测。有研究分析了640名不同类型和分期的实体肿瘤患者的样本，发现IV期患者的ctDNA浓度是I期患者的100倍。

3. 与基于CT的肿瘤负荷和基于PET的TMTV类似，特定变异频率或每毫升血液浓度的ctDNA与ICIs的反应之间存在负相关。在对接受抗PD-1抗体治疗的转移性黑色素瘤患者纵向获取的血浆样本的分析中，研究人员发现，在基线处无法检测到ctDNA的患者(n=34)的OS明显长于可检测到ctDNA的患者(n=38)。

表2.液体活检评估的肿瘤负荷与ICIS结果之间关系的研究

肿瘤生物标志物

1. 乳酸脱氢酶(LDH)：对KEYNOTE-001试验的数据分析表明，与LDH水平在生理范围内的患者相比，基线LDH水平升高的转移性黑色素瘤患者的肿瘤负荷更大，靶病灶直径的中位数分别为17.3cm和6.2cm。许多研究报道称，在不同类型的癌症患者中，高血清LDH水平对患者ICIs治疗的预后有不利影响。一项对包括1 136名接受ICIs治疗的NSCLC患者在内的6项研究的数据进行的荟萃分析表明，高血清LDH水平(使用不同的临界值，范围217-400)对无进展生存期(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)都有不利影响。另有一项包括9项研究和1 519名患者数据的荟萃分析发现，血清LDH水平高于正常上限与接受ICIs治疗的各种恶性肿瘤患者的超进展性疾病的发生独立相关(OR1.89，95%CI 1.02-3.49，P=0.043)。这些结论印证了血清LDH水平高的患者可能会有更高的风险出现不利影响，这与基于PET的TMTV评估所得到的结果一致。

2.其他血清肿瘤标志物：血清肿瘤标志物常被用于癌症筛查、辅助诊断、评估预后、预测反应和监测已知癌症患者的疾病轨迹。肺癌最常用的血清标志物包括CEA、CYFRA21.1、CA19-9和神经元特异性烯醇化酶(NSE)，而S100可用于黑色素瘤患者。目前已有研究证实SCLC79、NSCLC80和黑色素瘤等生物标志物与不同类型癌症的肿瘤负荷之间的关系，尤其在肺癌和黑色素瘤患者中的研究更为广泛。

表3.不同肿瘤负荷测量方法的优缺点

临床前和转化数据

现有的临床前数据支持这样的假设，即肿瘤负荷在一定程度上是可预测的。与化疗和靶向治疗不同，ICIs作用于免疫系统，当肿瘤开始发展时，免疫系统已经处于活跃状态。因此，肿瘤体积增大可能意味着免疫系统不能抑制其生长，而且在某种程度上不如肿瘤负荷较小患者的免疫系统有效。此外，肿瘤负荷和ICIs疗效之间的关联可能受到肿瘤或宿主相关的几种不同机制的影响。

图2.肿瘤负荷对抗癌免疫有害影响的临床前证据总结。A|高葡萄糖摄取率。癌细胞通常过表达过多的转运蛋白。在嗜FDG的肿瘤中，肿瘤细胞与CD8 T细胞对葡萄糖的竞争可能会削弱CD8 T细胞控制肿瘤生长的能力。B|T细胞耗竭。乳酸是Warburg效应产生的主要代谢产物，肿瘤微环境(TME)中高水平的乳酸会损害肿瘤浸润的CD8 T细胞的效应功能。C|调节性T(Treg)细胞功能。与许多其他类型的免疫细胞(如CD8 T细胞)不同，Treg细胞在有氧条件下利用乳酸生成PEP，从而促进瘤内Treg细胞的增殖，阻止葡萄糖对Treg细胞抑制功能的不利影响。D|免疫衰老。CD8 T淋巴细胞CD28的缺失、CD57和杀伤细胞凝集素样受体(KLRG1)的表达增强与衰老免疫谱的形成有关，其特征是增殖活性有限或缺失。这种表型与慢性炎症和癌症有关，晚期癌症和体型较大的癌症衰老程度较高。

临床前和转化数据

01 TME中的代谢参数

癌细胞的典型特征是即使在氧气存在的情况下，也会以乳酸分泌的高摄取率和糖酵解为特征，产生与氧气供应无关的大量乳酸，因此，它们的新陈代谢通常被描述为“有氧糖酵解”。而乳酸等废物被释放并积累在TME中，在那里它们可以促进局部的细胞外酸化。随着肿瘤体积的增大，氧气灌注也会变得有限，从而造成缺氧区。在低氧条件下，厌氧糖酵解也会导致乳酸等废物的积累。癌细胞的这些代谢特征共同产生一种营养缺乏、代谢产物丰富、酸性、低氧并具有免疫抑制作用的TME。

02

低氧

当缺氧发生时，肿瘤生长减慢，HIF1的分泌诱导肿瘤和间质细胞血管化，诱导的血管新生是可以弥补肿瘤组织中存在的缺氧；然而，癌细胞的无法控制的增殖速度通常超过有组织的毛细血管网的形成速度，常常导致异常的、无组织的血管生成，不能充分弥补缺氧。临床前证据表明，在肿瘤发育的后期，坏死区占主导地位，因此减少了缺氧区的数量，并完全消除了正常缺氧区，缺氧的程度随着肿瘤体积的增加而显著增加。这些观察结果已被胃癌患者的临床证据所证实，也表明肿瘤体积较大、TNM分期较晚、血管侵犯阳性、浸润较深和淋巴结转移的患者HIF1α表达水平较高。

03 T细胞衰老和衰竭

免疫衰老描述了免疫功能的整体重构，包括适应性免疫和先天免疫，并与慢性抗原刺激有关，如在衰老、肿瘤组织、化疗期间以及在慢性炎症或感染存在的情况下。T细胞衰老主要关注单个淋巴细胞的表型特征，主要是指增殖活性受限或缺乏，而T淋巴细胞和其他免疫细胞的功能不一定降低。衰老的T细胞在<40岁的人中被描述过。

04

炎症

炎症和癌症之间的因果关系很复杂，某些炎症状况可能会增加癌症风险，而肿瘤发生的潜在变化也可能通过激活内在途径而导致炎症，导致肿瘤细胞产生趋化因子、细胞因子和前列腺素。目前已有研究证明，炎症介质IL-6、IL-8和TNF的循环水平也与肿瘤负荷呈正相关。其他炎症的生物标志物与ICIs疗效的降低有关。

结论与展望

现有证据可以表明，肿瘤负荷可以为接受ICIs治疗的患者提供相关的预后信息。未来研究肿瘤负荷和ICIs疗效之间的关系可以设置包括接受不同类别的药物或ICI联合另一类药物治疗的患者作为对照组，以便适当地解决预后与预测有效性的问题。展望未来，作为开发新治疗策略的基本步骤，应该进一步的研究以建立高肿瘤负荷的普遍定义。还需要确定最大病变相对于全部肿瘤负荷的重要性。最后，需要进一步研究肿瘤负荷对ICIs疗效的不利影响的生物学机制，使新的治疗靶点能够得到具体探索。

参考文献：

[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.