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这篇综述聚焦靶向放射性核素治疗(TRT)与免疫检查点抑制剂(ICI)联合治疗。通过系统回顾和荟萃分析动物肿瘤模型研究,发现联合治疗比单一治疗更有效,但研究存在异质性。还指出未来研究方向,对癌症治疗研究意义重大。
引言
靶向放射性核素治疗(Targeted radionuclide therapy,TRT)是一种全身性癌症治疗方法,它借助肿瘤靶向剂,像抗体、肽或小分子,把放射性原子输送到肿瘤细胞 。这样能同时对所有抗原阳性的肿瘤部位进行照射,通过损伤 DNA 和细胞来促使肿瘤细胞死亡。TRT 可用于多种癌症,比如经 FDA 批准,177Lu标记的 DOTATATE(Lutathera?)和177Lu标记的 PSMA - 617(Pluvicto?)分别用于治疗神经内分泌肿瘤和前列腺癌 。而且,还有很多新的 TRT 药物正被研发,以靶向肿瘤微环境(Tumour microenvironment,TME)中的抗原,像针对癌症相关成纤维细胞(Cancer - associated fibroblast,CAF)上表达的成纤维细胞激活蛋白(Fibroblast activation protein,FAP)的 TRT 药物。不过,TRT 的持久疗效仅体现在部分患者群体中,所以提升其疗效很有必要。目前,临床和临床前研究在探索使用 α 发射性核素替代 β 发射性核素,也在研究多种联合治疗策略,免疫治疗就是其中之一。
免疫治疗有多种类型,免疫检查点抑制剂(Immune checkpoint inhibitor,ICI)是其中重要的一类。自 2011 年首个 ICI 获 FDA 批准后,它已成为多种癌症的临床常规治疗手段 。ICI 是一种抗体,能与免疫细胞或肿瘤细胞上的共抑制蛋白结合,解除免疫抑制,重新激活患者的抗肿瘤免疫。多数 FDA 批准的 ICI 靶向细胞毒性 T 淋巴细胞相关蛋白 - 4(Cytotoxic T - lymphocyte associated protein - 4,CTLA4)、程序性细胞死亡 - 1(Programmed cell death - 1,PD - 1)或程序性死亡配体 - 1(Programmed death ligand - 1,PD - L1),且常联合使用 。ICI 的应用范围包括黑色素瘤、非小细胞肺癌、肾细胞癌和结直肠癌等。然而,其持久缓解率有限且存在耐药问题,这凸显了联合治疗策略的重要性。
辐射的免疫调节潜力早已被认知,这推动了关于外照射放疗(External beam radiation therapy,EBRT)与 ICI 联合治疗的临床研究,如 III 期 PACIFIC 试验 。随着 TRT 在转移性癌症治疗中的优势逐渐显现,近年来开展了多项 TRT/ICI 联合治疗的 I 期和 II 期探索性临床试验,主要聚焦于与 Lutathera? 和 Pluvicto? 的联合,也有试验在评估 ICI 与新型 TRT 药物的联合效果 。不过,TRT/ICI 联合治疗的疗效受多种因素影响,包括 TRT 和 ICI 的类型、肿瘤吸收剂量,以及给药顺序和时间 。临床前研究正在积极探究这些变量,例如低活性水平的 TRT 是否能使肿瘤更具免疫原性,从而对 ICI 更敏感,在降低毒性的同时保持疗效;还有不同的给药顺序策略,如先给予 TRT 以增强免疫启动,改善治疗效果。因此,对这些研究进行系统综述,评估现有证据,确定影响治疗效果的关键参数,不仅能全面了解相关研究情况,还能为未来的临床前和临床试验设计提供指导。
方法
本系统综述在国际系统评价前瞻性注册平台 PROSPERO(CRD42023476424)进行了注册,可获取其审查方案 。并且,本综述依据系统评价和荟萃分析的首选报告项目(Preferred reporting items for systematic reviews and meta - analyses,PRISMA)声明进行报告。
在文献检索策略和研究选择方面,制定了针对 MEDLINE(通过 PubMed)和 EMBASE(通过 Ovid)的全面检索策略,涵盖四个检索要素:非人类动物物种、癌症、靶向放射性核素治疗、免疫检查点抑制,每个要素都包含主题词和自由文本词 。检索于 2023 年 11 月 1 日进行,并在 2024 年 7 月 1 日更新,之后去除重复文献。检索结果分标题 / 摘要和全文两个阶段,由两名评审员(SCK 和 SvL)使用 Rayyan 独立筛选,意见分歧通过讨论达成共识,筛选纳入研究的参考文献列表和相关综述后未发现新的纳入文献。
研究的纳入和排除标准明确。纳入标准为:原始对照实验动物研究、实验动物患有肿瘤、接受联合靶向放射性核素治疗和免疫检查点抑制治疗、有肿瘤生长数据和 / 或生存数据 。在标题 / 摘要筛选阶段,排除标准包括:非原创研究、无动物模型、无肿瘤模型、无或采用其他类型放疗、无或采用其他类型免疫治疗 。在全文筛选阶段,除上述标准外,还排除无联合治疗、无对照组、无肿瘤生长和生存数据的研究。
提取所有纳入研究的信息和特征,包括动物模型(物种、性别、年龄、肿瘤诱导方法、癌症类型)、干预措施(靶点、放射性核素、给药途径、活性、肿瘤吸收剂量、ICI 类型、治疗方案)和结果特征(结果类型、肿瘤大小测量方法、随访时间) ,并使用 GraphPad Prism 5.03 软件绘制图表。
采用改编后的 SYRCLE 动物研究偏倚风险工具评估纳入研究的方法学质量,添加了关于随机化、盲法、样本量计算和利益冲突的报告问题,评估仅针对体内联合治疗实验 。由两名评审员(SCK 和 SvL)独立进行偏倚风险分析,分歧通过讨论解决。
统计分析采用生存和肿瘤生长两个结果指标。若原始数据不可用,会联系所有作者获取;若仍无法获得,则用 ImageJ 从图表中手动提取数据;若图表无法满足手动提取且无原始数据,则该比较从荟萃分析中排除 。提取数据后由另一名评审员(SvL)进行同行评审。评估生存时,提取每个时间点的事件数;评估肿瘤生长时,提取每个报告时间点的肿瘤体积(均值、标准误差 SEM 或标准差 SD、样本量 n),并尽可能根据生存数据确定每个时间点的样本量 。
在数据分析上,分析肿瘤生长时,用 Graphpad Prism 9 重现原始图表,确定每组的曲线下面积(Area under the curve,AUC),并根据研究持续时间进行归一化处理得到归一化曲线下面积(Normalized area under the curve,nAUC) 。通过特定公式计算 nAUC 比值(治疗组与对照组)及其标准误差 SEM,nAUC 比值 <1 表示实验组肿瘤生长较慢,比值> 1 则表示对照组肿瘤生长较慢 。生存分析时,用 R 语言的 “survRM2” 包计算受限平均生存时间(Restricted mean survival time,RMST),RMST 代表到指定时间点的平均生存时间,本研究中为各研究的随访结束时间 。用 RMST 比值(治疗组与对照组)及其 95% 置信区间评估治疗效果,比值 > 1 表示实验组生存情况更好,比值 < 1 表示对照组生存情况更好 。若研究包含多个实验组,分别与对照组比较,数据用随机效应模型汇总,并用 Comprehensive Meta - Analysis Version 4 软件绘制森林图,之后用 Adobe Illustrator 进行格式调整 。用I2统计量评估研究间的异质性,对至少有十项独立研究数据的预定义调节因素进行混合效应亚组分析探究异质性 。通过视觉检查漏斗图并应用 Duval 和 Tweedie 的修剪和填充分析检测发表偏倚,还对计算 nAUC 标准误差的两种方法进行敏感性分析评估肿瘤生长结果的稳健性 。
结果
在研究过程中,筛选和偏倚风险分析阶段两名独立评审员的分歧通过讨论达成共识,无需第三名评审员介入 。肿瘤生长和生存的结果指标分别从标准化均数差和风险比调整为 nAUC 比值和 RMST 比值,具体原因在补充材料 1.4 中详细说明 。
通过检索策略共收集到 670 篇关于 TRT/ICI 联合治疗在动物肿瘤模型中疗效的文章,其中 PubMed 有 185 篇,Embase 有 485 篇 。去除 210 篇重复文献后,对 460 篇进行标题和摘要筛选,排除 422 篇,剩余 38 篇进行全文筛选,又排除 7 篇,最终纳入 31 篇文章 。数据分析纳入了 26 项报告肿瘤生长数据的研究和 20 项报告生存数据的研究 。
纳入研究的动物模型和干预措施特征多样。所有研究均使用小鼠模型,常用的小鼠品系是 C57BL/6 和 Balb/c 。多数研究使用雌性小鼠,部分使用雄性或混合性别小鼠,还有些未报告性别 。小鼠年龄多在 6 周以下或 6 - 8 周,但很多研究未明确该年龄对应的时间点 。肿瘤模型以皮下肿瘤为主,也有原位和转移性静脉肿瘤模型,常见的肿瘤类型是结肠腺癌和黑色素瘤 。TRT 的靶点广泛,包括 PD - L1、整合素 αv?3 等,使用的靶向剂种类繁多,多数用 β 发射性核素或 α 发射性核素标记 。多数研究使用静脉注射给药,部分研究进行了剂量测定并报告了肿瘤吸收剂量,还有很多未报告 。ICI 类型多样,包括 aPD - L1、aPD - 1 等,给药方式多为腹腔注射,TRT 和 ICI 大多同时给药 。
偏倚风险评估显示,多数研究在随机化方面有提及,但很少提及盲法和样本量计算,多数研究包含利益冲突声明,仅有一项研究提及预注册方案 。很多研究存在选择性结果报告的问题,部分研究因多种独立实验结果合并等原因被判定为高偏倚风险,部分组间比较被排除在数据分析之外 。
数据分析结果表明,与未治疗对照组相比,联合 TRT/ICI 治疗在肿瘤生长(nAUC 比值 = 0.32 [0.25 - 0.42],I2=98.2%)和生存(RMST 比值 = 1.96 [1.72 - 2.23],I2=98.1%)方面都有显著优势 。与 TRT 单药治疗相比,联合治疗在肿瘤生长(nAUC 比值 = 0.49 [0.41 - 0.59],I2=95.3%)和生存(RMST 比值 = 1.44 [1.34 - 1.55],I2=76.7%)上也更有效 。与 ICI 单药治疗相比,联合治疗在肿瘤生长(nAUC 比值 = 0.41 [0.31 - 0.55],I2=97.9%)和生存(RMST 比值 = 1.54 [1.38 - 1.72],I2=96.2%)方面同样更具优势 。
亚组分析结果显示,在分析 C57BL/6 小鼠、6 - 8 周龄小鼠、雌性小鼠、结肠腺癌模型、肿瘤起始大小为50?150 mm3、β 辐射、PD - L1 抑制剂或同时给药方案的比较时,未发现总体结果有差异 。但在 ICI 类型方面,与 aPD - 1 联合的 TRT/ICI 治疗相比,与 aPD - L1 联合的治疗在降低肿瘤生长方面更显著 。
敏感性分析表明,用两种不同方法估计 nAUC 比值的标准误差得到的结果可比,说明肿瘤生长结果稳健 。发表偏倚分析发现,肿瘤生长和生存数据的漏斗图都显示可能存在发表偏倚,但调整潜在缺失研究后,总体效应大小的方向未改变 。
讨论
本系统综述全面梳理了 TRT/ICI 联合治疗在动物肿瘤模型中疗效的现有文献。分析的 31 项研究在研究设计上差异较大,涵盖动物模型、TRT 治疗参数和 ICI 类型等方面 。尽管存在异质性,总体荟萃分析表明联合治疗在减少肿瘤生长和延长生存方面比单药治疗更有效 。亚组分析显示 ICI 类型会影响治疗结果,aPD - 1 联合治疗的效果不如 aPD - L1 联合治疗,但目前文献不足以对多数感兴趣的参数进行亚组分析。
这是首次对 TRT/ICI 联合治疗的临床前文献进行全面综述,为该联合治疗在多种肿瘤适应症中的疗效提供了重要证据,但由于动物模型的固有局限性,其对临床应用的推广性有限 。所有纳入研究均在小鼠中进行,且多数使用年轻小鼠和皮下肿瘤模型,这些模型与人类癌症的肿瘤微环境存在差异,限制了对最佳治疗方案的评估 。未来的临床前研究应使用更具临床相关性的模型,包括转移性或原位肿瘤模型、基因工程小鼠模型(Genetically engineered mouse model,GEMM)和人源化患者来源的异种移植物模型,同时结合体外模型,以更好地反映人类肿瘤微环境,减少对动物研究的依赖 。
本研究还旨在确定影响治疗结果的参数,为未来临床试验设计提供指导。亚组分析发现肿瘤生长结果的部分异质性可归因于 ICI 类型,但目前数据无法对 aCTLA - 4 或其双组合进行亚组评估 。随着新型免疫检查点靶点的出现,如淋巴细胞激活基因 - 3(Lymphocyte activation gene - 3,LAG - 3)、T 细胞免疫球蛋白和 ITIM 结构域(T cell immunoglobulin and ITIM domain,TIGIT)等,需要进一步研究它们与 TRT 的协同作用 。在 TRT 治疗参数方面,辐射类型和肿瘤吸收剂量是关键因素,但由于研究数量有限,无法对 α 和 β 辐射的结果进行亚组分析 。而且多数研究未报告剂量测定数据,这凸显了在联合治疗中研究剂量 - 反应关系的必要性 。研究表明,降低 TRT 活性与 ICI 联合可能可行,未来临床试验应评估低亚治疗剂量辐射与 ICI 联合的效果,还需更系统地研究治疗顺序 。
本研究也存在一些局限性。研究间异质性较高,虽采用随机效应模型等方法处理,但仍影响结果的准确性 。纳入研究的报告质量普遍较差,影响了研究质量和偏倚风险评估,应遵循相关指南,提高报告的透明度和可重复性 。存在发表偏倚的可能性,可能导致效应量被高估 。提取结果数据困难,肿瘤生长数据报告不规范,部分数据无法获取或需手动从图表提取,增加了误差风险 。nAUC 和 RMST 比值虽为合适的结果参数,但也存在局限性,影响结果的解释 。
结论
这是首个对 TRT/ICI 联合治疗在肿瘤模型中疗效的临床前研究进行全面荟萃分析的系统综述。研究结果有力支持了联合治疗的治疗潜力,但其效果还需在精心设计的临床试验中进一步验证 。为优化治疗策略,临床前研究仍至关重要,需系统评估治疗参数的影响 。未来研究应优先使用临床相关的临床前模型,整合剂量测定,遵循严格的报告指南 。