近日，国家癌症中心发布了最新一期的全国癌症统计数据，报告显示，肝癌是我国发病率最高的五种癌症之一，其死亡率也位居前列。其中，肝细胞癌（HCC）是肝癌的主要组织学亚型，占据原发性肝癌的75%-85%[1]，怎样更好地治疗肝细胞癌，一直是研究人员努力的方向。
索拉非尼具有抗血管内皮生长因子受体（VEGFR1-3）活性，是一种多激酶抑制剂，可用于治疗无法手术切除或远处转移的肝细胞癌，也是用于晚期HCC患者的首个全身性治疗药物。然而，作为抗血管生成的靶向药物，一个不可忽视的问题就是耐药。
近日，来自哈佛大学麻省总医院的Dan G Duda团队在《国家癌症研究所杂志》（JNCI）发表了重要研究成果[2]，为解决上述问题提供了一种可行的方案。
他们发现，先使用PD-1抑制剂治疗肝细胞癌，再给予抗血管生成药物索拉非尼继续治疗，可以增强肝细胞癌对索拉非尼的响应，促进肿瘤血管正常化，诱导有效的抗肿瘤免疫，这种序贯性联合疗法可以实现对肿瘤生长的有效控制，提高小鼠存活率。
这为改善免疫检查点抑制剂和抗血管生成药物的效果开辟了新的思路，为临床治疗肝细胞癌（HCC）提供了一种可转化的策略。
论文首页截图
免疫检查点抑制剂面世多年来，使得不少肿瘤患者从中获益，但是其治疗肝细胞癌的效果却不尽如人意。但是，将抗血管生成药物贝伐珠单抗和免疫检查点抑制剂PD-L1抑制剂联合使用，竟取得了不俗的治疗效果[3]。基于此，研究人员将多激酶抑制剂与免疫检查点抑制剂联合治疗，期望在合理的给药顺序下，克服耐药，取得协同治疗的效果。
接下来我们就一起看看这项研究是如何开展的。
研究人员首先进行了一项回顾性分析，25名有肝硬化症状并罹患肝细胞癌（HCC）的患者在接受了至少一剂PD-1抑制剂治疗后，又接受了索拉非尼的治疗。其中17例患者（68%）接受了纳武利尤单抗治疗，3例患者（12%）接受了帕博利珠单抗治疗，另外5例使用了其他的抗PD-1抗体。
让人惊奇的是，这些HCC患者对索拉非尼的总体反应率为12%，中位总生存期为12.1个月。而在欧洲和亚太地区晚期HCC患者中进行的临床实验显示，病患对索拉非尼的响应率仅为2%-3%，两项研究中的中位总生存期分别为6.5个月和10.7个月[4-5]。对比之下，该序贯性治疗方案显示出了一定的优越性。
PD-1抑制剂联合索拉非尼序贯性治疗，改善患者生存情况
于是，研究人员在动物模型中验证这种序贯性疗法中PD-1抑制剂的启动作用，探索序贯性联合疗法的作用机制。
为了证明PD-1抑制剂可以增强患者对索拉非尼标准疗法（高剂量，40 mg/kg）的响应，研究人员使用了一种对PD-1抑制剂敏感的鼠源肝细胞癌细胞系（RIL-175），建立了小鼠原位肝癌模型。荷瘤小鼠在一周内接受了3次PD-1抑制剂治疗后，继续接受了索拉非尼的治疗（40 mg/kg，每日口服）。不出所料，序贯性联合疗法（PS组）抑制了小鼠肿瘤生长，并显著延长了小鼠的中位无进展生存期，22%的小鼠出现了完全缓解的症状。
序贯性疗法抑制了小鼠HCC肿瘤生长
无论是免疫检查点抑制剂，还是抗血管生成药物，都影响着肿瘤微环境中的免疫细胞，继而影响了治疗的效果。研究人员也在荷瘤小鼠中重复了序贯性联合治疗，并收取了小鼠的肿瘤组织，评估其中CD8 和CD4 T淋巴细胞的变化情况。结果表明，使用序贯性治疗后，相较于PD-1抑制剂治疗组，瘤内浸润的CD8 T淋巴细胞显著增多，而瘤内浸润的CD4 T淋巴细胞则没有显著变化。
序贯性联合疗法增加了CD8 T淋巴细胞的浸润
肿瘤微环境中，除了免疫细胞，还存在着错综复杂的血管系统，这些肿瘤血管区别于正常血管，结构不完整且功能异常。而已经有研究证实，免疫检查点抑制剂与抗VEGFR2型抗血管生成药物联合，促进了HCC的肿瘤血管正常化，有利于控制肿瘤[6]。因此，研究人员也关注了这种序贯性治疗对HCC瘤内血管的影响。
研究人员评估了肿瘤样本中的CD31 微血管密度（CD31为内皮细胞的标志物），以及这些肿瘤微血管的周细胞覆盖情况。一般情况下，使用索拉非尼治疗可以有效抑制肿瘤内的血管新生。而令人惊讶的是，先使用PD-1抑制剂，再使用索拉非尼治疗，这种序贯性疗法并没有降低瘤内微血管的密度，反而诱导了更多的血管生成，值得一提的是，这些新生的肿瘤血管的周细胞覆盖率也更高，意味着这些血管的结构趋于正常化。
序贯性治疗使肿瘤血管结构得到改善
到这里，研究人员确认了瘤内微环境的改善——T淋巴细胞增多（尤其是CD8 T淋巴细胞），和肿瘤血管结构正常化。那么，PD-1抑制剂和索拉非尼联合使用带来的疗效，是不是CD8 T细胞介导的呢？研究人员又继续开始了探索。
还是熟悉的配方，先给予HCC荷瘤小鼠先导性的PD-1抑制剂治疗，再给予索拉非尼治疗，不同的是，有一组荷瘤小鼠在给予索拉非尼的同时，也接受了去除CD8 T淋巴细胞的抗体。可以看出，相较于对照组，序贯性疗法（PS组）有效改善了荷瘤小鼠的生存情况，若去除CD8 T淋巴细胞（PDS组），这种获益便消失了。但有意思的是，CD8 T淋巴的减少时，肿瘤生长的速度仍被延缓。
去除CD8 T淋巴细胞，影响了序贯性治疗后荷瘤小鼠存活率
2017年，Tian等人证实，在乳腺癌肿瘤模型中，有效的抗肿瘤免疫与肿瘤血管正常化相互影响，这一调节主要是通过CD4 T淋巴细胞实现的[7]。而Zheng等人则认为，使用免疫检查点抑制剂治疗乳腺癌，抗肿瘤免疫和肿瘤血管正常化之间的正反馈循环依赖于CD8 T淋巴细胞[8]。那么，在HCC肿瘤模型中，到底是哪种亚群介导了抗肿瘤免疫和血管正常化呢？
当抗CD8抗体和索拉非尼同期使用时，瘤内的CD8 T淋巴细胞几乎全部消失，与此同时，相较于PS组，PDS组的瘤内CD4 T淋巴细胞也减少了。不仅如此，去除CD8 T淋巴细胞，序贯性治疗介导的微血管增加和周细胞覆盖率上升的现象都消失了。也就是说，CD8 T淋巴细胞才是这种序贯性疗法中起效的“主力军”，影响了CD4 T细胞的变化，并介导了有效的抗肿瘤免疫和肿瘤血管正常化。
去除CD8 T淋巴细胞，影响了肿瘤血管结构
总而言之，PD-1抑制剂的先导性治疗增加了HCC瘤内的CD4 和CD8 T淋巴细胞的浸润，在PD-1抑制剂之后序贯性使用索拉非尼，能够保护肿瘤血管，促进肿瘤血管正常化。在这种序贯性治疗方案中，索拉非尼更像是一种免疫刺激剂，促进了CD8 T淋巴的浸润，促进抗肿瘤免疫和肿瘤血管正常化的正反馈循环。但是，CD8 T淋巴细胞保护肿瘤血管并改善血管结构的机制，还有待探索。
本文作者之一Rakesh K Jain教授及其研究团队常年致力于肿瘤血管研究，2005年，Jain教授首次提出了“肿瘤血管正常化”的概念：减少肿瘤血管的扭曲性和通透性，降低组织间隙液压，从而改善组织缺氧的情况，促进药物和免疫细胞向肿瘤组织的输送[9]。
迄今为止，也有部分研究证实，合理使用抗血管生成药物，将其与免疫检查点抑制剂相结合，能诱导肿瘤血管正常化，改善肿瘤微环境，产生有效的抗肿瘤免疫。先给予PD-1抑制剂，再给予索拉非尼治疗，这种序贯性治疗方案展现出了一定的治疗效果，如果能在临床治疗中进一步推广，将为更多HCC患者带去福音。
参考文献：
[1] Brozzetti S, Tancredi M, Bini S, et al. HCC in the Era of Direct-Acting Antiviral Agents (DAAs): Surgical and Other Curative or Palliative Strategies in the Elderly. Cancers (Basel). 2021;13(12):3025. Published 2021 Jun 17. doi:10.3390/cancers13123025
[2] Kikuchi H, Matsui A, Morita S, et al. Increased CD8 T-Cell Infiltration and Efficacy for Multikinase Inhibitors after PD-1 Blockade in Hepatocellular Carcinoma [published online ahead of print, 2022 Mar 15]. J Natl Cancer Inst. 2022;djac051. doi:10.1093/jnci/djac051
[3] Finn RS, Qin S, Ikeda M, et al. Atezolizumab plus Bevacizumab in Unresectable Hepatocellular Carcinoma. N Engl J Med. 2020;382(20):1894-1905. doi:10.1056/NEJMoa1915745
[4] Cheng AL, Kang YK, Chen Z, et al. Efficacy and safety of sorafenib in patients in the Asia-Pacific region with advanced hepatocellular carcinoma: a phase III randomised, double-blind, placebo-controlled trial. Lancet Oncol. 2009;10(1):25-34. doi:10.1016/S1470-2045(08)70285-7
[5] Llovet JM, Ricci S, Mazzaferro V, et al. Sorafenib in advanced hepatocellular carcinoma. N Engl J Med. 2008;359(4):378-390. doi:10.1056/NEJMoa0708857
[6] Shigeta K, Datta M, Hato T, et al. Dual Programmed Death Receptor-1 and Vascular Endothelial Growth Factor Receptor-2 Blockade Promotes Vascular Normalization and Enhances Antitumor Immune Responses in Hepatocellular Carcinoma. Hepatology. 2020;71(4):1247-1261. doi:10.1002/hep.30889
[7] Tian L, Goldstein A, Wang H, et al. Mutual regulation of tumour vessel normalization and immunostimulatory reprogramming. Nature. 2017;544(7649):250-254. doi:10.1038/nature21724
[8] Zheng X, Fang Z, Liu X, et al. Increased vessel perfusion predicts the efficacy of immune checkpoint blockade. J Clin Invest. 2018;128(5):2104-2115. doi:10.1172/JCI96582
[9] Jain RK. Normalization of tumor vasculature: an emerging concept in antiangiogenic therapy. Science. 2005;307(5706):58-62. doi:10.1126/science.1104819
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