胃肠道间质瘤的免疫治疗

朱长真，刘 东，康维明

中国医学科学院 北京协和医学院 北京协和医院基本外科，北京 100730

胃肠间质瘤(gastrointestinal stromal tumors，GISTs)起源于消化道Cajal细胞(interstitial cells of Cajal，ICCs)或其同源干细胞，是最常见胃肠道间叶组织肿瘤，其发生与KIT/PDGFRA基因突变有关(c-Kit突变占80%～85%，PDGFRA突变占7%，野生型占10%～15%)[1-2]。GISTs多见于胃(60%)和小肠(30%)[3]，发病率约1/10万人～2/10万人，近年呈明显上升趋势[4]，生长缓慢，临床表现无特异性。

目前GISTs的主要治疗方案以手术为主，辅以靶向治疗。具体诊断流程为：术前可疑GISTs患者，应行活体组织病理学检查，明确诊断。对于直径≤2 cm、直径>2 cm或其他部位局限性GISTs，评估无手术禁忌证，预期能实现R0切除且不需要联合脏器切除或严重影响脏器功能者；侵犯周围脏器或局部转移，但无远处转移，估计能达到R0切除且手术风险不大，不会严重影响相关脏器功能的局部晚期GIST，均可考虑手术直接切除[5-6]。手术完整切除是唯一可能治愈该病的方法，但术后仍有40%～80%患者出现复发、转移[7]。对于不可切除的或复发、转移性GIST，分子靶向药物是首选治疗[8]，效果十分显著，可极大改善GISTs患者预后[9-10]。然而，KIT/PDGFRA基因多位点突变和/或二次突变均可导致GISTs耐药及复发率逐年升高，Imatinib极少能治愈GISTs且患者大多在2年之内出现耐药[11-12]，约14% GISTs患者对Imatinib原发耐药[13]。Sunitinib、Regorafenib是治疗Imatinib耐药患者的二、三线药物，但患者也极易在数月后发生耐药[14-15]。复发和耐药是影响预后的关键因素[16-18]。GISTs对传统放化疗均不敏感。GISTs治疗面临的瓶颈是如何最大程度降低不良反应，而获取最大治疗效果成为当前GISTs治疗研究热点，也是GISTs治疗发展趋势。

研究表明，肿瘤浸润免疫细胞存在于GISTs并形成独立免疫抑制网络，在肿瘤监测和进展中发挥关键作用。免疫系统参与GISTs发生、发展，在靶向治疗中发挥重要作用。GISTs免疫治疗相关细胞、动物实验及临床探索也提示了GISTs免疫治疗的可行性及有效性。本文总结了GISTs免疫治疗现状及最新研究进展。

GISTs中存在大量肿瘤浸润性免疫细胞

肿瘤浸润性免疫细胞位于肿瘤内部,主要对肿瘤细胞进行免疫应答，调控肿瘤微环境，以肿瘤相关巨噬细胞(tumor associated macrophages，TAMs)和CD3+T细胞最为常见[19]。其他较少见免疫细胞包括肿瘤浸润性中性粒细胞(tumor infiltrating neutrophils，TIN)、树突状细胞(dendritic cell，DC)、自然杀伤细胞(natural killer，NK)、自然杀伤T细胞(natural killer T cells，NKT)、γδT细胞和B细胞。

TAMs分M1型和M2型。M1型巨噬细胞释放炎性因子白细胞介素(interleukin，IL)-12,递呈抗原,杀灭肿瘤细胞；M2型巨噬细胞可抑制效应T细胞CD4+辅助性T细胞1型(T helper cells 1，Th1)，释放多种生长因子，促进肿瘤细胞生长。GISTs中M2型数量明显多于M1型。转移灶内M2型巨噬细胞约为原发灶2倍，提示M2型巨噬细胞可能参与肿瘤侵袭、转移。但其数量与肿瘤位置、大小和异常核分裂相及靶向治疗无关[19]。GISTs组织中还存在未成熟巨噬细胞标志物Ki-M1P，Ki-M1P(+)细胞可能是GISTs组织最常见免疫细胞类型，该细胞具有细胞质尖峰和和突起，提示其可能是一种特殊类型TAMs。Ki-M1P(+)细胞与肿瘤大小、增殖指数呈正相关，在梭形GISTs分布明显少于上皮型和混合型[20]。CD68+巨噬细胞数比Ki-M1P+细胞少，与肿瘤转移、大小无关，但有研究报道其与肿瘤复发风险及预后相关[21]。

GISTs 中还存在大量肿瘤浸润淋巴细胞(tumor infiltrating lymphocyte，TIL)，主要由CD3+T细胞组成，包括CD8+细胞毒T淋巴细胞(cytotoxic lymphocyte，CTLs)、Th1、CD4+辅助性T细胞2型(T helper cells 2，Th2)、表达T调节细胞的叉头盒P3蛋白(regulatory cells，Tregs)和IL-17+辅助性T细胞(T helper cells 17，Th17)及极少量B淋巴细胞。CD3+T细胞数量在转移灶多于原发灶，小肠/结肠间质瘤多于胃间质瘤，高复发风险GISTs中多于低复发风险GISTs[20]。CD3+T细胞数量与肿瘤大小、复发率呈负相关，与疾病无进展生存率呈正相关[22]。B细胞比T细胞少，与CD3+T细胞相似，其数量在转移灶多于原发灶，高复发风险者多于低复发风险者[20]。

Tregs可能通过M2型巨噬细胞发挥肿瘤抑制作用。富含M2巨噬细胞GISTs也具有较多Tregs，提示M2巨噬细胞可能刺激Tregs流入。CD8+T细胞/Tregs比值降低，可下调GISTs肿瘤细胞表面HLA Ⅰ类分子表达，这可能是为了通过TIL进行免疫逃避[19]。

GISTs 中存在大量NKp46+NK细胞。NK细胞数量与恶性程度、肿瘤位置或大小的相关性尚无统一结论[22-23]。NKp30是一种特殊类型的NK细胞受体，参与肿瘤细胞和DC识别。NKp30具有免疫刺激NKp30a、NKp30b和免疫抑制NKp30c 3种亚型。GISTs患者外周血NK细胞比健康对照组NK细胞更频繁地表达NKp30c亚型，该亚型与较差预后明显相关[23]。

上述发现为GISTs免疫治疗提供机会，但仍有诸多问题，如TIN、CD4+T细胞和CD8+T细胞在GISTs中作用及炎症细胞比率(包括CD8/Treg和CD8/CD4比率)的预后意义等尚未明确。随着研究深入，对GISTs免疫微环境及各类免疫细胞作用会有更深层次了解。

Imatinib治疗GISTs的免疫学变化

Imatinib通过影响KIT信号通路抑制GISTs生长，免疫系统可强化该过程。GISTs动物模型中[24]，Imatinib可增加CD8+T细胞数量，促进CD8+T活化、增殖以及Treg细胞凋亡，增加CD8/Treg比例，减少肿瘤免疫逃避。吲哚胺2，3-双加氧酶(indoleamine 2，3-dioxygenase，IDO)是一种色氨酸分解代谢酶，GISTs中该酶阳性率89.8%[25]。IDO通过抑制T细胞和NK细胞，生成并激活Treg细胞和髓系来源的抑制细胞，促进肿瘤血管生成[26]。Imatinib可降低IDO表达，促进CD8+T细胞活化及Treg细胞凋亡。IDO抑制可能为GISTs免疫治疗提供新方向[24]。

Imatinib抗GISTs作用也可通过NK细胞实现。Treg细胞累积和NK细胞减少为Imatinib治疗效果负性因素。Imatinib可使NK细胞数量增加，Treg细胞数量减少[22]。此外，Imatinib可抑制DC kit，从而促进DC到NK串扰，最终刺激NK细胞产生干扰素-γ(interferon-γ，INF-γ)。Imatinib治疗2个月后，NK细胞INFγ值高于治疗前基线值。免疫应答者无进展生存率、预后明显优于非应答者[23]。

综上，Imatinib抗GISTs作用部分是通过增加并激活CD8+T细胞、刺激NK细胞产生INFγ、诱导Treg细胞凋亡实现的。

GISTs 免疫治疗探索

GISTs中存在大量肿瘤浸润性免疫细胞和复杂免疫微环境。国内外围绕免疫系统与GISTs关系进行了许多探索研究，证实了免疫治疗的可行性及有效性。

细胞因子在一项INFα + Imatinib治疗8例Ⅲ/Ⅳ期GISTs患者临床试验中，INFγ及其分泌细胞(NK细胞、NKT细胞、CD4+T细胞和CD8+T细胞)显著增加。而在治疗前，这些细胞几乎检测不到INFγ；3.6年中位随访显示，所有患者病情均100%缓解，且IFN-α可诱导Imatinib耐药病例再次缓解[27]。CD40拮抗剂+Imatinib可激活外显子11突变的荷瘤小鼠体内TAMs且动员骨髓单核细胞进入肿瘤细胞并产生更多肿瘤坏死因子、激活核因子kappaB(nuclear factor-kappa B，NF-κB)信号通路、直接抑制肿瘤细胞生长。即CD40拮抗剂依赖激活TAMs，强化Imatinib抗肿瘤效果[28]。

免疫检查点抑制剂免疫检查点是指免疫系统中主要参与维持自身抗原耐受的一些抑制性受体及相关信号通路，激活免疫检查点并抑制效应T细胞是肿瘤免疫逃逸的重要机制之一。它包括程序性死亡蛋白-1(programmed death-1，PD1)及其配体(programmed cell death protein ligand-1/2，PDL1/2)、细胞毒T淋巴细胞相关抗原4(cytotoxic T lymphocyte associated antigen-4，CTLA-4)、T细胞免疫球蛋白黏蛋白3(T cell immunoglobulin mucin-3，Tim-3)及其配体半乳糖凝集素-9(galectin-9)。

PD1和PDL1分别表达于免疫细胞、肿瘤细胞表面，两者相互作用是肿瘤免疫逃逸的关键。研究发现，GISTs中PDL1阳性率69%[25]，PD1在肿瘤浸润T细胞上表达较正常血T细胞明显上调。PDL1在低危肿瘤中表达高于高危肿瘤。低PDL1表达GISTs转移风险较高[29]。Imatinib可降低小鼠及人GISTs细胞上PDL1表达。同时抑制体内KIT和IDO，PD1和PDL1阻断剂可增强Imatinib抗肿瘤效应[30]。此外，PDL1与GISTs大小、坏死、异常核分裂明确相关。PDL1可能作为预后标志物，预测GISTs转移、复发[21]。目前PD抑制剂相关的仍在进行的研究包括：PD1抑制剂(pembrolizumab)+酪氨酸激酶抑制剂PLX3397(Phase Ⅰ/Ⅱa-NCT02452424)，PD1抑制剂(pembrolizumab)+Axitinib(抗VEGFR/KIT/PDGFR)(PhaseⅡ-NCT02636725)，PD1抑制剂(pembrolizumab)+环磷酰胺(Phase Ⅱ-NCT02406781)[21]。

CTLA-4阻断剂+Imatinib可明显缩小荷瘤小鼠肿瘤体积，显著促进CD8+T细胞累积并分泌IFNγ，效果优于两者单独治疗[24]。在Imatinib/Dasatinib分别联合抗CTLA-4单克隆抗体(ipilimumab)治疗GISTs两项临床试验中(各1例患者)，1例病情部分缓解[31]，1例病情稳定状态达59周(NCT01643278)[32-33]。另一项CTLA-4抑制剂(ipilimumab)+Imatinib (Phase Ⅰ-NCT01738139)研究仍在进行中[34]。

PD1阻断剂+CTLA-4阻断剂的研究也在探索中[34]：PD1抑制剂(nivolumab)+ CTLA-4抑制剂(ipilimumab)治疗转移或不可切除GISTs (Phase Ⅱ-NCT02880020)、PD1抑制剂(nivolumab)+CTLA-4抑制剂(ipilimumab)治疗不可切除肉瘤(包括GISTs) (Phase Ⅱ-NCT02982486)效果观察等。

TIM-3、galectin-9分别表达于免疫细胞、肿瘤细胞表面[35]。研究表明，TIM-3在浸润性NK细胞表达率为75%，galectin-9在 GISTs表达率为68.4%，提示TIM-3/galectin-9可能参与GISTs免疫逃逸，为GISTs免疫治疗提供了新线索。

跟其他恶性实体肿瘤一样，检查点抑制剂用于二、三线治疗并逐渐转移到一线治疗，未来免疫疗法在GISTs和其他肉瘤的治疗可能会取得极大进展[34]。

抗KIT抗体研究表明，抗KIT抗体SR1可降低肿瘤细胞KIT表达，强化巨噬细胞吞噬作用，间接促进肿瘤细胞死亡[36-37]。该作用与Imatinib敏感或耐药无关，提示抗KIT抗体可能是克服Imatinib耐药的新方向。此外，抗KIT抗体KTN0158可增加免疫检查点抗体(抗CTLA-4和抗PD-1单克隆抗体)的抗肿瘤效果[38]，并通过选择性减少免疫抑制性单核细胞源性抑制细胞(immunosuppressive monocyte derived suppressor cells，M-MDSC)数量，增加CD8+和CD4+T细胞数量促进免疫系统应答，这为KIT抗体KTN0158联合免疫检查点抑制剂及其他肿瘤的免疫治疗提供了理论基础。

嵌合抗原受体T细胞嵌合抗原受体T细胞(chimeric antigen receptor T-cell immunotherapy，CAR-T)是针对特异性肿瘤抗原产生的特异性T淋巴细胞。肿瘤表面特异性蛋白类或脂类抗原都能作为CAR-T靶点，以增强T细胞识别及杀伤作用。其优点在于嵌合抗原受体能非主要组织相容性复合体(major histocompatibility complex，MHC)依赖性识别肿瘤抗原进行精准杀灭。GISTs 小鼠模型中应用针对KIT的CAR-T能够有效降低肿瘤的生长[39]。CAR-T可能是GISTs潜在的、可获得极大临床效益的免疫治疗方法。

免疫新靶点肿瘤睾丸抗原(cancer testis antigens，CTAs)是一组在胚胎发生过程中调控细胞分化、发育的蛋白，多种恶性肿瘤中均有表达。GISTs阳性率为10%～27%。CTAs与复发风险、异常核分裂相、肿瘤大小、Imatinib耐药呈正相关，与无复发生存率呈负相关[40-41]。CTAs可能为GISTs患者提供重要预后信息，同时也是免疫治疗潜在靶点。

瘤内疫苗Intuvax目前正在进行的GISTs免疫治疗还有瘤内疫苗Intuvax[34](健康捐赠者的活化DC)，其对酪氨酸激酶抑制剂(tyrosine kinase inhibitor，TKI)耐药、转移和进展期GISTs(Phase Ⅰ /NCT02686944)研究仍在进行。Intuvax治疗转移性肾癌和肝癌Ⅰ/Ⅱ期试验可观的临床结果使GIST疫苗治疗研究结果值得期待。

结 语

近年来，肿瘤免疫治疗迅猛发展。免疫系统可利用多种机制抑制体内GISTs发生、发展，免疫治疗有望成为解除GISTs治疗瓶颈的新方法。但目前GISTs免疫治疗研究尚处于初期探索阶段，部分研究结论尚存争议。GISTs免疫治疗效果仍需进行更加合理、科学的基础医学研究及更大样本的临床研究，为GISTs患者，尤其对丧失手术机会且对Imatinib耐药、二线甚至三线靶向药物效果不佳的患者带来治疗希望。