肿瘤负荷能预测 PD-1 的疗效吗？

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TPS、TMB、MSI 都因证明与免疫检查点抑制剂疗效有一定的关联而被 FDA 和指南所推荐作为免疫检查点抑制剂的 biomarkers，但这些 biomarkers 还远没有达到吉非替尼的 IPASS 研究一样的一锤定音的效果，只能算是阶段性的妥协的产物。

评估这些 biomarkers 都需要复杂、费时、昂贵的分析费用和分析仪器，使得这些 biomarkers 并不适应于大部分医院的常规检查。其他的一些候选的 biomarkers 还有：乳酸脱氢酶（LDH）、肿瘤转移部位的数量、循环肿瘤 DNA（ctDNA）、脱离肿瘤细胞（CTCs）和某些类型的循环白细胞及其各自的比率等，这些备选的 biomarkers 都与肿瘤负荷（Tumour burden）密切相关，那么我们是否可以将肿瘤负荷作为一项单独的 biomarker 用于预测免疫检查点抑制剂的疗效呢？

什么是肿瘤负荷？

现在肿瘤负荷还没有一个很明确的定义，我们可以简单的定义为体内肿瘤的总量的大小。虽然没有一个很明确的解释性定义，但肿瘤负荷对肿瘤治疗策略有深远的影响，我们平常经常使用的 CT 等影像手段对肿瘤分期实际上就是一项对肿瘤负荷大小的评估，其他手段有：PET-CT、乳酸脱氢酶 (LDH)、循环肿瘤 DNA (ctDNA)、循环肿瘤细胞 (CTCs)，这些方法都与肿瘤负荷存在线性的关联，在一定程度上反映了体内肿瘤的负荷情况。

需要注意的是肿瘤负荷（TB）要和我们现在常说的肿瘤突变负荷（TMB）相区分 ! 

肿瘤突变负荷（TMB）是指肿瘤基因组内存在的体细胞突变位点的数量，可以间接反映肿瘤产生新生抗原的能力。肿瘤特异性突变会产生新的蛋白，这些蛋白或其降解产物被组织相容性复合体（MHC）呈递至肿瘤表面形成新抗原，然后被 T 细胞识别触发免疫反应。也就是说 TMB 越高，肿瘤细胞和正常细胞差异越大，越容易被 T 细胞识别，所以免疫治疗越好。肿瘤负荷是体内所有肿瘤细胞数量，肿瘤负荷越大，说明免疫治疗面临的敌人越多，治疗效果越差。对于免疫治疗疗效，肿瘤负荷（TB）是越小越好，肿瘤突变负荷（TMB）是越大越好。

肿瘤负荷常用的检测方法

• 放射肿瘤负荷

通过 CT 评估肿瘤负荷大小的方法，将在 CT 下可测量的病变最长直径相加来量化基线肿瘤大小（BTS）。KEYNOTE-001 等多项临床研究发现 BTS 越高，肿瘤对 ICI（免疫检查点抑制剂）抵抗越强，治疗效果越差。该方法缺点是测量维度单一，且有些病变如胸腔积液、骨转移等无法量化。

• 代谢性肿瘤负荷

通过 PET-CT 获得的总代谢参数，将总代谢体积（tMTV）作为量化指标，该指标相比 CT 更加全面。有多项前瞻性和回顾性研究发现，tMTV 与 ICI 治疗的 OS 有关联。PEC-CT 缺点是不能量化脑转移，价格太贵。

• 液体活检

包括脱落肿瘤细胞检测（CTCs）和循环肿瘤细胞检测（ctDNA）检测。研究发现脱落肿瘤细胞检测（CTCs）与肿瘤标志物如 CEA、CA21-1 和肿瘤直径等肿瘤负荷指标呈正相关。

CTCs 与 ICI 疗效关系的研究处于早期阶段，在 NSCLC 一些研究中发现 CTCs 高的患者 OS 结果较差。

ctDNA 也与肿瘤分期和肿瘤大小等肿瘤负荷指标密切相关，ctDNA 报告中特定变异的频率或每毫升血液的浓度与 ICI 的反应存在负相关，如：在接受 PD-1 治疗的黑色素瘤血液样本分析发现，基线检测不到 ctDNA 的患者 OS 显著长于可检测到 ctDNA 的患者，并且多项报告都发现类似的结论。

另外还发现，在黑色素瘤患者中接受纳武单抗联合伊匹单抗双抗治疗的受 ctDNA 水平对 OS 影响较小，这说明 ctDNA 水平较低的患者可能从单药 ICI 治疗获益。

• 生化检查

LDH（乳酸脱氢酶）在葡萄糖代谢起主要作用，肿瘤患者的 LDH 升高可能与肿瘤代谢或坏死所致，高水平的 LDH 可以反映肿瘤细胞厌氧代谢程度非常强，厌氧代谢产生的乳酸会抑制 RIG-I 介导的 I 型干扰素产生，从而产生对免疫细胞有直接的抑制作用。

研究发现 LDH 与肿瘤负荷水平和 ctDNA 都存在线性管理，与 ICI 的治疗效果密切相关。荟萃分析还发现，血清 LDH 水平与 ICI 治疗出现的疾病超进展有独立相关性。其他生化检查方法还有我们常见的肿瘤标志物如：CEA，CA19-9，NSE 等，也发现与 ICI 治疗预后有关联。

常见的肿瘤负荷检测方法和优缺点如下：

图：测量肿瘤负荷的不同方法的优点和局限性

注：CTCs：循环肿瘤细胞；ctDNA：循环细胞；SerumLDH：乳酸脱氢酶；Serum tumour markers：血清肿瘤标志物；tMTV 总代谢肿瘤体积

肿瘤负荷对免疫治疗的影响

图：参考文献 1

高负荷的肿瘤在肿瘤周边形成特殊的低氧、酸性微环境，这些微环境都不利于免疫细胞生存，具体表现为 5 个方面：

• 肿瘤对葡萄糖的高摄取（图 a）：

任何细胞工作都需要能量，因此葡萄糖对细胞工作起着至关重要的作用。肿瘤发展是一个滚雪球式发展过程，肿瘤长的越大（负荷越大）肿瘤细胞对葡萄糖的需求就越大，为了获取能量，肿瘤细胞会大量表达 GLUT 转运蛋白获取葡萄糖，这导致肿瘤周边的 T 细胞不到获取足够的葡萄糖失去对肿瘤细胞的控制。

• 无氧酵解乳酸损耗 T 细胞（图 b）：

多数肿瘤存在氧化磷酸缺陷，即使在氧气供应充足的情况下，肿瘤细胞仍依赖无氧酵解方式供能，并产生大量乳酸，最终形成肿瘤酸性微环境。肿瘤形成酸性环境过程中产生包括乳酸在内的很多代谢产物会对免疫 T 细胞有杀伤作用。

• 调节性 T 细胞（调节性 T 细胞作用是阻断抗肿瘤免疫反应，促进肿瘤细胞免疫逃逸）增长（图 c）: 

肿瘤细胞无氧酵解产生的乳酸对杀伤性 T 细胞有杀伤作用，但对调节性 T 细胞没有影响，调节性 T 细胞能在有氧情况下利用乳酸产生磷酸烯醇式丙酮酸（PFP），PFP 会进一步促进肿瘤内的调节性 T 细胞的进一步增长。另外，乳酸还会防止葡萄糖对调节性 T 细胞的破坏作用。

• 免疫衰老（图 d）：

免疫衰老意味着 T 细胞增殖受限，表现为 T 细胞 CD28 缺失，CD57 和 KLRG1 表达增强。研究发现，肿瘤负荷越大，免疫衰老越严重。

• 缺氧对免疫逃逸的促进作用：

缺氧可诱导 HIF-1 来增加金属蛋白酶 ADAM10 的表达，诱导癌细胞逃逸天然免疫。缺氧还可诱导化学因子 CCL28 的表达而促进调节性 T 细胞招募，抑制 T 细胞的增殖和激活，进一步抑制巨噬细胞的吞噬功能。

关于肿瘤负荷的思考

笔者认为，肿瘤负荷毫无疑问的首先是一个预后的指标，任何抗肿瘤治疗方式都是肿瘤负荷越低患者生存情况越好，所以 ICI 与肿瘤负荷是否有关联很难简简单单的通过不同肿瘤负荷的患者使用 ICI 的疗效来判断。确实从理论角度和一些有限的循证医学证据能看到肿瘤负荷与 ICI 疗效有关联性，假设这个理论是成立的，会给我们带来哪些反思？

笔者思考不仅仅是肿瘤负荷能否成为免疫治疗的 biomarker 的问题，还有按照这个理论我们如何使用免疫检查点抑制剂的问题。

因为按照这个理论「降低肿瘤负荷」会成为免疫检查点抑制剂使用前需要考虑的问题，而现实中我们有很多降低肿瘤负荷的办法如：手术、化疗、放疗等等。所以这会带来使用 ICI 的一系列疑问：晚期癌症病人通过姑息性手术减少肿瘤负荷再使用免疫治疗是否会增加免疫治疗的疗效？肿瘤早期的病人或根治性术后的病人使用免疫治疗效果会更好吗？肿瘤先通过化疗或放疗减少肿瘤负荷然后序贯免疫治疗效果会更好吗？

这些问题都需要很长时间的临床试验去一一验证。总之，肿瘤负荷与免疫治疗的关系依然存在很大变数，但至少在未来免疫检查点抑制剂的科研和临床试验研究方向带来很多的启发。

✩ 本文仅供医疗卫生等专业人士参考

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