失败的前列腺癌免疫治疗临床试验中暗藏线索

Emmanuel S. Antonarakis博士近日投入数千美元，对一位患者体内的免疫细胞进行图谱分析——该患者经免疫治疗后前列腺癌病灶完全消失了。这一结果在过去看来几乎不可能实现。这项实验的目的并非证明免疫治疗对前列腺癌有效，而是要解释，为何免疫治疗出乎意料地在这名患者身上生效了。

在癌症免疫治疗发展早期，专家们有充分理由相信前列腺癌能够产生应答。2010年，基于随机临床试验显示接受治疗性癌症疫苗sipuleucel-T治疗后，患者OS约4个月，FDA批准sipuleucel-T用于治疗转移性去势抵抗性前列腺癌患者。尽管获益不算高，但这一结果依然令专家们振奋：它证明免疫系统可以被调动起来对抗前列腺癌，让人们乐观地认为，后续会有效果更强的免疫疗法问世。

当免疫检查点抑制剂时代到来后，它改变了黑色素瘤、非小细胞肺癌、肾细胞癌、膀胱癌、头颈肿瘤等诸多癌症的治疗，但在前列腺癌领域折戟沉沙。

“乐观很快就被质疑取代，”任职于明尼苏达大学共济会癌症中心的前列腺癌专科医生 Antonarakis博士表示。

免疫检查点抑制剂在多项大型临床试验中接连失败，共有6项针对前列腺癌的检查点抑制剂3期临床试验全部得出阴性结果，进一步强化了一个观点：前列腺肿瘤太“冷”——也就是说，这类肿瘤内部几乎没有功能性肿瘤浸润T细胞，也几乎没有预先存在的抗肿瘤免疫活性，检查点抑制剂根本无法在此类环境下有效发挥作用。

“这确实给该领域泼了一大盆冷水，” Fred Hutchinson癌症中心的肿瘤内科医生Lawrence Fong博士说道，他参与的靶抗原研究使sipuleucel-T成为可能。

很多人都认为前列腺癌是免疫治疗领域最令人失望的存在之一，但隐藏在这些研究数据平均值和中位数背后的，是一些打破常规的患者，他们实现了持续数年的完全缓解。

通过研究这些罕见患者，以及他们肿瘤内部的免疫细胞，研究人员开始了解为何多数前列腺癌抵抗免疫治疗，以及哪些生物学特征能够区分出可获得超出常规应答的罕见患者。

数据的裂隙

几乎每一项失败的试验中，都有一小部分男性患者对免疫治疗产生了显著且持久的应答。

“如果你像我一样是肿瘤内科医生，你总会记住这些罕见的、效果惊人的异常值，而不是几十上百名没有得到良好应答的患者。” Antonarakis博士说。

Fong博士在自己开展的早期临床试验工作中也观察到了相同的模式：确实有一小群从免疫治疗中获益的特殊应答者。

大多数特征明确的特殊应答者都带有一个标志性特征——错配修复缺陷。该特征在前列腺癌中的占比约为2%-4%，存在该缺陷的肿瘤通常伴随MSI和高TMB，这些特征都和免疫治疗的应答密切相关。

但现有的试验设计未着眼于筛选出这类患者。Fong博士表示，在所有结果为阴性的3期试验中，“我们直接纳入了所有符合入组条件的患者，其中确实存在一些特殊应答者，但他们的数据被稀释无痕。”

研究人员没有得出“免疫治疗对前列腺癌完全无效”的结论，而是提出了一个不同的问题：为什么极少数患者能获得显著且持久的应答，而绝大多数患者获益甚微？

“目前没人能解答这个问题，” Antonarakis博士表示。

破解“冷肿瘤”之谜

为探明大多数前列腺癌抵抗免疫治疗，Fong博士的实验室借助单细胞图谱技术，追踪肿瘤免疫微环境如何随着疾病进展而变化。

他们选取了处于三个不同疾病阶段的43名患者的肿瘤活检样本：早期局限性前列腺癌、接受雄激素剥夺治疗的激素敏感性转移性前列腺癌，以及治疗后出现进展的去势抵抗性前列腺癌，对近15万个单细胞进行测序，并在肿瘤微环境中绘制出14种不同的髓系细胞亚群。

“我们原本以为差异会体现在T细胞上，”他说，“但结果证明真正的在于髓系细胞。”

Fong博士于2024年发表的单细胞图谱研究发现了一类特殊的巨噬细胞群——这一髓系细胞亚群的特征是SPP1转录本水平升高，并且会随着疾病进展逐渐占据肿瘤内的主导地位。这类巨噬细胞具备极强的免疫抑制作用，能阻断T细胞的活性，还会促进免疫耗竭。这类巨噬细胞的分子特征恰好解释了该领域最令人困惑的临床失败原因：它们几乎不表达CSF1R，而此前针对髓系细胞的靶向药物研发策略，都是围绕这一受体构建的。

Fong博士表示，过去采用的髓系细胞分类体系（M1型和M2型）忽视了这个细胞群体。换句话说，早期针对髓系细胞的药物，都错过了这个关键靶点： SPP1高表达的巨噬细胞。

这项分析还指出了另一个可干预后缓解。SPP1高表达的巨噬细胞并不依赖CSF1R信号通路，反而依赖腺苷信号通路。Fong博士的团队对此开展验证，结果发现，接受腺苷阻断药物联合检查点抑制剂治疗后，约20%~30%的转移性去势抵抗性前列腺癌患者产生应答。

进一步细化分析数据后Fong博士发现：“实际产生应答的，正是那些体内髓系细胞SPP1高表达的患者。”

一名患者，一项昂贵的实验

如果说Fong博士的研究主要揭示了前列腺癌免疫治疗失败的关键原因——免疫抑制性髓系细胞会阻断T细胞发挥功能，那么 Antonarakis博士的研究则探索了问题的另一面：哪些罕见免疫特征，能够让免疫系统产生足够强劲的应答，最终彻底清除肿瘤。

在今年6月发表的一篇论文中， Antonarakis博士和第一作者Alexander K. Tsai博士报道了一例堪称教科书级别的特殊应答者病例。

一名67岁的男性患者，因一个8 cm的前列腺肿块就诊，病灶已侵及膀胱和直肠，属于最高级别恶性前列腺癌，Gleason评分为5+5=10。基因检测结果显示该患者存在错配修复缺陷，TMB负荷高达中位水平的10倍。

联合激素治疗仅在3个月后就宣告失败，但患者接受帕博利珠单抗治疗后，PSA在2个周期内降至检测不到的水平。4个周期后，影像学未见残余肿瘤。根治性前列腺切除术后，病理科医生未发现癌细胞。

“我惊呆了，” Antonarakis博士说，“看到PSA数值降到0是一回事，但是拿到前列腺切除术后的病理报告，告诉你整个前列腺中未见存活的肿瘤细胞，是另一种冲击。”

Antonarakis博士随后检测了所有肿瘤突变：在开始免疫治疗前，患者体内存在数千个突变，治疗结束后突变全部消失了——实现了完全的分子层面应答。

“这名患者看起来已经彻底痊愈，” Antonarakis博士表示。

为了探明驱动这一应答的机制， Antonarakis博士、Tsai博士和他们的同事对该患者接受免疫治疗前后的免疫细胞进行了图谱分析，最终发现了两类非典型T细胞群： NK样T细胞，即获得了NK细胞标志物和细胞毒功能的CD8+细胞，以及同时表达CD4和CD8的“双阳性”T细胞——这种表型通常仅存在于胸腺中的未成熟细胞。

在患者接受第一剂帕博利珠单抗后，某一个NK样T细胞克隆的数量直接扩增了近50倍，并且在后续所有检测的时间点都维持了高扩增水平。这两类特殊的细胞群，在患者开始治疗之前，就已经存在于肿瘤内部。

“我们认为正是这些NK样T细胞消灭了癌症，” Antonarakis博士说，“而双阳性T细胞在这个过程中可能也起了作用。”

研究团队对其他癌症队列开展检测，包括接受伊匹木单抗治疗的前列腺癌男性患者，发现在应答者体内同样存在这两类T细胞群的扩增，而无应答者体内则没有发现。

“研究这名患者花了我们实验室很多钱，毕竟单细胞测序的成本极高，” Antonarakis博士说，“但我感到非常欣慰，因为我们发现了重要的东西。”

新前沿

如今，新一代的治疗方案正尝试绕过或清除那些特殊应答者自然克服的障碍

其中临床进展最快的是双特异性T细胞衔接器（TCE），这类药物可以直接将T细胞和肿瘤细胞物理桥接到一起，从而绕过了这些"冷"肿瘤原本需要自然吸引T细胞的需求。

“前列腺癌免疫治疗的全新前沿，不会停留在抑制PD-1或CTLA-4，” Antonarakis博士说，“真正的新方向会是靶向CD3的TCE。”

三款药物——xaluritamig、pasritamig和VIR-5500——是目前推进的主要项目。在I期临床试验中，xaluritamig在约半数经大量前线治疗失败的患者中实现了PSA水平下降，在目标剂量下约40%的患者实现了肿瘤缩小；pasritamig 在约 42% 的患者中实现了PSA应答；在17例可评估PSA的患者中，VIR-5500最高剂量组有82%的患者实现了PSA下降≥50%。

Fong博士表示：“这三款药物里，我敢打赌至少会有一款的III期临床试验拿到阳性结果，因为我们在临床中观察到的抗肿瘤活性是明确的。”

早期阶段的研究则在探索是否可以重编程肿瘤的免疫抑制微环境。

威尔康奈尔医学院放射学教授Michelle Bradbury博士今年发表的一项研究显示，经过精准工程改造的超小尺寸的核壳二氧化硅纳米颗粒——也就是康奈尔点（Cʹ dots）可以重编程免疫学上前列腺"冷"肿瘤微环境，并提高原本对这些治疗耐药的临床相关小鼠模型的免疫检查点阻断的活性。

当这款药物与检查点抑制剂、髓系靶向疗法联合使用时，高达半数的受试小鼠实现了肿瘤完全缓解。目前该疗法的首次人体治疗性研究的试验设计正在进行中。

Bradbury博士表示，这一疗法的思路是“验证一个本质完全不同的治疗平台，能否解决现有检查点抑制剂无法应对的肿瘤免疫抑制方面的问题”。

靶向放疗是另一种可以提升免疫治疗效果的路径。放射性配体疗法将放射线直接递送到肿瘤细胞，当这些细胞死亡时会释放出炎症信号，唤醒处于被抑制状态的免疫系统。

在一项2023年的早期临床试验中，在启动帕博利珠单抗治疗前，Fong博士和他的同事予以25名MSS型前列腺癌患者单剂量的¹⁷⁷Lu-PSMA-617，最终超过半数患者的肿瘤出现缩小。与此同时，今年早些时候公布结果的澳大利亚PRINCE试验，多周期¹⁷⁷Lu-PSMA-617和帕博利珠单抗联合使用，报告显示76%的患者PSA下降。

这两项试验的规模较小且没有设置对照组，因此因此检查点抑制剂的具体效果尚不明确；然而，一个规律浮现出来：先打破免疫抑制，能使免疫治疗发挥更强的作用。

这些新疗法距离临床应用还需要时间：双特异性TCE距离获批可能还要几年，放射性配体联合疗法和纳米颗粒联合疗法仍处于研发早期阶段。

但Fong博士和 Antonarakis博士都认为，建立在过去检查点抑制剂临床试验的失败废墟上，整个领域已经抵达了真正的转折点。

在见证免疫治疗在前列腺癌患者身上连续二十年无法获益后，Fong博士终于重拾信心：“免疫治疗在前列腺癌领域正走向成熟。”

即便新疗法不断进展，依然有一小部分特殊应答者的机制没有得到解释：这些患者没有错配修复缺陷，也不具备任何其他已知的生物标志物，依然获得显著且持久的应答。

“正是这些患者让我辗转难眠，” Antonarakis博士说。

TMB是目前已知最能预测检查点抑制剂应答的指标，本质上仍是一个数字游戏：“这就像买彩票，如果你买1000张彩票，中奖概率肯定比只买1张高，但如果你足够幸运，哪怕你只买1张，依然可以中奖。”

整个领域仍未解答的问题是：“对于那些不具备超高TMB的患者，我们该如何精准识别出那些体内恰好存在高免疫原性肿瘤的罕见患者？”