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文丨Sean

來源丨醫學界腫瘤頻道

免疫治療為腫瘤治療領域開創了新的治療局面，成為繼手術、放療、化療之後最為重要的一種治療方法。2018年諾貝爾醫學及生理學獎頒發給了美國免疫學家詹姆斯?艾利森（James Allison）和日本生物學家本庶佑（Tasuku Honjo），以表彰他們在「發現負性免疫調節治療癌症的療法」所做出的重要貢獻。

近幾年，免疫治療的發展可謂是如火如荼，如圖1所示，越來越多的免疫治療藥物及適應證得到批准，免疫治療幾乎成了「普適性」的腫瘤治療藥物。儘管批准的藥物越來越多，適應證越來越廣，可是在實體瘤中，免疫治療的有效率低卻是其難以言說之痛，找到行之有效的療效預測標記物是研究中的重點。

那麼，目前有哪些標誌物用於免疫治療的療效預測，又有哪些潛在的標誌物還在研究之中？今天就讓我們共同學習一下。

圖1：近年來批准的免疫治療藥物及適應證

01

PD-L1的表達：有指導意義但不完全準確

目前大部分免疫治療藥物都是靶向PD-1或PD-L1，首先就會想到腫瘤中PD-L1的表達是否可以預測免疫治療的療效。

以PD-L1的表達作為免疫治療的預測指標，最典型的例子就是納武利尤單抗（Nivolumab）在非小細胞肺癌（NSCLC）中的失利研究，也就是當時引起軒然大波的CheckMate-026研究。CheckMate-026研究以PD-L1>5%作為入組限制，對未經治療的晚期肺癌患者分別使用納武利尤單抗單葯治療和鉑類標準化療，然而如圖2所示，納武利尤單抗未能比標準化療延長無進展生存期^[1]。

圖2：CheckMate-026研究中總生存數據

與之相對的帕博利珠單抗（Pembrolizumab）一線治療NSCLC的KEYNOTE-024研究則以PD-L1表達50%作為限制入組，最終大獲成功。在最新更新的總生存期數據中，如圖3所示，帕博利珠單抗單葯組中位總生存期達到30個月，相對於化療組HR=0.49（95%CI 0.34-0.69）^[2]。

圖3：KEYNOTE-024研究中總生存數據

儘管在其他多種腫瘤中，PD-L1的表達均對免疫治療有一定的預測作用，可是PD-L1的表達並不是一個完美的指標。

說PD-L1不完美主要原因在於有相當一部分PD-L1陰性的患者能夠從免疫治療中獲益，而另一部分PD-L1陽性的患者反而不能從中獲益，並且PD-L1的指標在某些腫瘤類型中，比如腎癌中，不具有預測作用^[3]。PD-L1表達的預測作用與患者的吸煙史也有一定關係。這可能與PD-L1表達機制、檢測方法、閾值確定及評估標準等都有密切的關係。

未來PD-L1的檢測標準及評估方法將會更加嚴格，同時，PD-L1將有可能與其他生物標記物一起用於腫瘤療效的預測。

02

TMB：寫入指南的生物標記物

TMB，即腫瘤突變負荷，是近來風頭正盛的生物標記物。TMB指的是每百萬鹼基中被檢測出的，體細胞基因編碼錯誤、鹼基替換、基因插入或缺失錯誤的總數。一般認為TMB的檢測金標準是全外顯子組測序技術。TMB作為免疫治療預測指標是比較好理解的，畢竟越多的腫瘤突變可能產生越多的腫瘤抗原，也就更容易被T細胞所識別。TMB在2018年終於被寫入NCCN指南，作為潛在的接受納武利尤單抗治療患者的篩選指標（圖4）。

圖4：TMB寫入非小細胞肺癌NCCN指南

儘管剛剛說過的納武利尤單抗在CheckMate-026研究中的整體人群中結果失利，但這並不是納武利尤單抗的錯，免疫治療本身就不是對所有患者都有效。在後期分析中則發現相比PD-L1，選擇TMB作為納武利尤單抗治療NSCLC的生物標記物，能更好地區分獲益人群。靠著TMB，納武利尤單抗也算是扳回一城^[4]。可以預見，之後納武利尤單抗的治療將更多的使用TMB進行預測。

2017年12月，NEJM上發表了一項研究評估了腫瘤突變負荷與客觀緩解率之間的關係，繪製出抗PD-1或抗PD-L1治療時27種癌症的中位腫瘤突變負荷對應的客觀緩解率，如圖5所示，結果表明55%的的腫瘤類型的客觀緩解率可以利用TMB來解釋^[5]。

圖5：TMB與PD-1/PD-L1治療反應之間的關係

最新發表在Nature Genetics上的研究更是分析了7033名癌症患者的數據，首次在多癌種中證實接受免疫治療的患者，TMB高的患者與更好的總體生存率相關，但是同時也提出，在不同癌症中TMB的截斷值是不一樣的^[6]。

儘管TMB表現出不俗的預測能力，但是與PD-L1一樣，也不是一個完美的預測指標，仍舊有部分患者雖然TMB高但療效較差，並且TMB的檢測費用較為高昂。

如上文所說，TMB在不同腫瘤中的截斷值不同，TMB想更靈活的用於臨床仍舊需要更多的研究。並且TMB與PD-L1的表達之間是相互獨立的，PD-L1表達高並不代表TMB一定高，但如果兩者均高的話，其治療有效率也會大大提高。也就是說如果可以同時使用PD-L1及TMB作為生物標記物預測，可以大大提高免疫治療預測的準確性。

03

MMR及MSI：被FDA批准的生物標記物

2017年5月23日，美國食品藥品監督管理局（FDA）批准了帕博利珠單抗用於高度微衛星不穩定性（MSI-H）或錯配修復基因缺陷（dMMR）亞型的實體瘤，這使帕博利珠單抗成為首款不依據腫瘤來源，而依據生物標誌物進行區分的抗腫瘤療法。同年8月1日，FDA又加速批准了納武利尤單抗用於MSI-H或dMMR的結直腸癌患者中。從這兩個例子也可以清楚的看到MMR及MSI在腫瘤預測中的關鍵作用。

MMR指的是錯配修復，是一種重要的DNA修復機制。MMR基因能夠準確地識別及修復在DNA複製或重組過程中產生的鹼基錯配、小範圍的鹼基缺失或插入，對維持基因組穩定性，遺傳後代的精確性有著重要的作用。dMMR指的就是MMR基因的缺陷。

而MSI，即微衛星不穩定性，指的是分布在人類基因組中的簡單重複的DNA序列（即微衛星，一般由1-6個鹼基組成）在不同個體之間以及同一個體的正常組織與某些異常組織之間，微衛星位點的重複單位的數目不同。

從二者的關係上來看，很多人認為dMMR就等同於MSI-H，因為MMR基因的缺陷當然會引起MSI-H。在機制上來看，dMMR是因，MSI-H是果，正是由於錯配修復蛋白的功能異常，導致了DNA複製過程中隨機產生的錯誤無法被正常修復，從而出現了MSI-H的現象。但是由於檢測方法不同，事實上二者之間改變也並非完全一致。

MMR的檢測一般是通過免疫組化。人體內共有12種MMR基因，一般選擇最主要的四個基因（MLH1、PMS2、MSH2及MSH6）進行檢測。通常認為任一蛋白完全缺失，就可以判讀為 dMMR，但是若顯示無蛋白缺失，則判度為錯配修復基因正常（pMMR）。對於pMMR的患者，仍有可能存在MSI-H，這與基因的其他修復機制相關。MSI的檢測依賴於直接測序、聚合酶鏈式反應（PCR）或新一代基因測序（NGS）技術，目前已經有多種MSI檢測試劑盒問世。

04

臨床實驗室檢查：

也可能成為免疫治療療效預測指標

除了這些高大上的檢測，很多治療前的實驗室檢查也能為免疫治療的療效預測提供線索。來自法國的一項回顧性研究，構建了一種新的評分方式，稱為肺免疫預後因子（lung immune prognostic index，LIPI）。LIPI的評分方式完全基於dNLR[中性粒細胞數/（白細胞數-中性粒細胞數）]及LDH（乳酸脫氫酶）。如圖6所示，利用該模型可以對接受免疫治療的NSCLC患者提供有價值的預測^[7]。

圖6：LIPI評分對免疫治療療效有很好的預測作用

相比於其他檢測，利用實驗室檢測進行療效預測自然是十分經濟的方法，但是該種實驗室檢測方法相比於PD-L1表達、TMB、MSI及MMR來說孰優孰劣仍舊需要細緻的研究。同時，是否可以將這些生物標記物的檢測與實驗室檢查結合起來，構建更為完美的評分，進一步提高療效預測的準確性，仍舊需要更多的研究來證實。

05

驅動基因突變：潛在的療效預測指標

說起腫瘤的驅動基因大家自然是不陌生的，針對驅動基因的靶向治療近年來也取得了非凡的成就，比如靶向EGFR及ALK的激酶抑製劑等可以說為肺癌的治療帶來了里程碑式的意義。

對於免疫治療，一些基因突變也會對療效起到極好的預測作用。舉例來說，MD Anderson胸部及頭頸部腫瘤的John Heymach教授曾根據KRAS的共突變類型將腫瘤分成KL（KRAS-LKB1共突變）、KP（KRAS-P53共突變）及KC（KRAS-CDKN2A共突變）三種亞型，並且研究表明這三種類型的腫瘤具有明確的異質性及治療敏感性^[8]。

進一步分析表明，KL腫瘤表現出一種「冷」的免疫微環境，而KP腫瘤則表現出一種「熱」的免疫微環境，二者對免疫治療反應存在明顯差異^[9]。不僅這兩個基因的突變，另外一項最近的研究表明肝癌中Wnt/CTNNB1突變也會造成「冷」的免疫微環境，進而導致對腫瘤免疫治療的抵抗^[10]。

06

行之有效的療效預測手段

是免疫治療中的關鍵步驟

儘管免疫治療在腫瘤的治療中取得了巨大的成功，但其有效率仍舊較低，篩選能從免疫治療中獲益的患者是免疫治療的關鍵。除了上述的常用指標，近年來越來越多的免疫治療療效預測指標被發現。

Boeri等利用循環microRNAs構建預測指標，聯合PD-L1表達對腫瘤的免疫治療療效做出了非常不錯的預測，然而樣本量有限，該指標是否可以成為更加有效的預測生物標記物仍需要大量的數據來證實^[11]。

另外一項發表於JTO上的研究利用免疫組織化學檢測CD3、CD8、CD4、FOXP3、CD20、CD79A以及IGKC的表達來判斷腫瘤中免疫細胞的浸潤，最終證實高水平的T/B細胞的浸潤與更好的總生存相關，然而該指標的預測能力受到PD-L1表達、患者吸煙史、病理類型等的干擾^[12]。

除了臨床階段，還有大量的預測指標處於臨床前研究階段。在近期發表與BJC上的一項研究就利用小鼠模型證實IFN-γ的動態變化對治療療效有很好的預測作用，但該指標是否可以在人體上得以驗證仍舊需要數據支持。

07

多指標聯合

可能成為免疫治療療效預測的關鍵

在目前常用的預測指標中，如PD-L1、TMB等，其檢測的界值仍舊不統一，並且可能與腫瘤類型相關，這就為臨床上制定具體的標準帶來了較大的困難。

目前，即使我們對所有已知的生物標誌物進行了檢測，仍舊不能完全準確的預測患者接受免疫治療後的療效，無法涵蓋所有人群，也就是說目前的檢測方法仍舊有較高的假陽性率或假陰性率。尋找更為敏感的新的生物標誌物仍然十分必要。

從目前結果來看，似乎很難有一個單一的指標來預測免疫治療的療效，在未來的研究中，綜合目前已有的檢測指標，構建可能的預測指數可能是預測免疫治療療效的關鍵。

參考文獻

[1]Carbone D P, Reck M, Paz-Ares L, et al. First-line nivolumab in stage IV or recurrent non–small-cell lung cancer[J]. New England Journal of Medicine, 2017, 376(25): 2415-2426.

[2]Reck M, Rodríguez-Abreu D, Robinson A G, et al. Updated Analysis of KEYNOTE-024: Pembrolizumab Versus Platinum-Based Chemotherapy for Advanced Non–Small-Cell Lung Cancer With PD-L1 Tumor Proportion Score of 50% or Greater[J]. Journal of Clinical Oncology, 2019: JCO. 18.00149.

[3]Tomita Y, Fukasawa S, Shinohara N, et al. Nivolumab versus everolimus in advanced renal cell carcinoma: Japanese subgroup analysis from the CheckMate 025 study[J]. Japanese Journal of Clinical Oncology, 2017, 47(7):1.

[4]AACR 2017. Impact of Tumor Mutation Burden on the Efficacy of First-LineNiv in Stage IV or Recurrent Non-Small Cell Lung Cancer: An Exploratory Analysis of CheckMate 026.

[5]Yarchoan M, Hopkins A, Jaffee E M. Tumor mutational burden and response rate to PD-1 inhibition[J]. New England Journal of Medicine, 2017, 377(25): 2500-2501.

[6]Samstein RM, Lee CH, Shoushtari AN, Hellmann MD, Shen R, et al. Tumor mutational loadpredicts survival after immunotherapy across multiple cancer types. Nat Genet.2019 Jan 14. doi: 10.1038/s41588-018-0312-8.

[7]Mezquita L, Auclin E, Ferrara R, et al. Association of the Lung Immune Prognostic Index With Immune Checkpoint Inhibitor Outcomes in Patients With Advanced Non–Small Cell Lung Cancer. JAMA Oncol.Published online January 11, 2018. doi:10.1001/jamaoncol.2017.4771

[8]Skoulidis F, Byers L A, Diao L, et al. Co-occurring genomic alterations define major subsets of KRAS-mutant lung adenocarcinoma with distinct biology, immune profiles, and therapeutic vulnerabilities[J]. Cancer discovery, 2015: CD-14-1236.

[9]Skoulidis F, Goldberg M E, Greenawalt D M, et al. STK11/LKB1 Mutations and PD-1 Inhibitor Resistance in KRAS-Mutant Lung Adenocarcinoma[J]. Cancer discovery, 2018: CD-18-0099.

[10]Pinyol R, Sia D, Llovet J M. Immune exclusion-Wnt/CTNNB1 class predicts resistance to immunotherapies in HCC[J]. Clinical Cancer Research, 2019: clincanres. 3778.2018.

[11]Boeri M, Milione M, Proto C, et al. Circulating microRNAs and PD-L1 tumor expression are associated with survival in advanced NSCLC patients treated with immunotherapy: a prospective study[J]. Clinical Cancer Research, 2019: clincanres. 1981.2018.

[12]Edlund K, Madjar K, Mattsson J S M, et al. Prognostic Impact of tumor cell PD-L1 expression and immune cell infiltration in NSCLC[J]. Journal of Thoracic Oncology, 2019.

（本文為醫學界腫瘤頻道原創文章，轉載需經授權並標明作者和來源。）

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