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为了系统地描绘中国肺鳞癌患者基因谱图及其与免疫组学间的特征关系，上海市肺科医院周彩存教授团队于近期在国际著名肿瘤学期刊Journal of Hematology & Oncology（2018年影响因子：8.731；中科院SCI期刊分区：医学类1区）上发表了一项最新研究成果，该研究：（1）揭示了中国肺鳞癌患者常见基因变异与免疫学特征的关系；（2）明确了基因组和免疫组图谱特征的预后价值，为中国晚期肺鳞癌精准免疫治疗策略的实施提供了重要参考依据。   1. NSCLC的独特亚型——肺鳞癌  肺鳞癌（Lung squamous cell carcinoma，LUSC）是肺癌最常见的组织学类型之一，约占非小细胞肺癌的37%。同时，它是一种非常特别的亚型： ＊ 肺鳞癌和吸烟密切相关，90%以上的鳞癌患者都是吸烟者，多见于老年男性患者（不吸烟肺癌患者以肺腺癌为主）； ＊ 肺鳞癌突变基因中EGFR或ALK突变很少，肺腺癌治疗中主要的EGFR或ALK靶向药物对大多数肺鳞癌患者无效，以往的标准治疗方案是传统的铂类化疗，肺鳞癌患者的治疗策略在过去几十年中进展非常缓慢，导致此类患者的总体预后较差； 吸烟对于身体的危害可想而知，还经常会导致一种不太好治疗的肺癌。小编也在这里提醒大家：珍爱生命，从戒烟开始。 1.1 肺鳞癌靶向治疗进展 吴一龙教授团队在2014年发表的研究显示：相比于中国肺腺癌患者中几个主要的驱动基因突变的发生频率，驱动基因在肺鳞癌中的突变频率低很多：EGFR突变频率约为4.3%，ALK突变为2.0%，PIK3CA为6.7%，KRAS突变为1.7%，NCCN指南中针对欧美人群EGFR突变频率约为2.7%。由于这些驱动基因在肺鳞癌中发生频率很低，肺鳞癌中相关的靶向研究的大型临床试验较少。非小细胞肺癌NCCN指南建议：肺鳞癌中发生EGFR、ALK、ROS1、BRAF突变频率很低，不建议对所有鳞癌样本做这四个基因的常规检测，推荐针对特定的肺鳞癌样本进行检测，在不吸烟、小标本或混合组织样本中推荐检测EGFR和ALK基因，在小标本或混合组织样本中推荐检测ROS1和BRAF基因（作为2A类推荐）。CSCO指南针对鳞癌的检测从2018年版指南中仅推荐肺鳞癌患者检测EGFR基因突变（2B类证据），到2019年版最新指南中进行了更新：增加并限定不吸烟、经小标本活检诊断鳞癌或混合腺癌成分的患者进行EGFR突变、ALK融合及ROS1融合检测（2A类证据），作为II级推荐。  图1. A为中国非小细胞肺癌驱动基因突变频率；B为中国腺癌驱动基因突变频率；C为中国人群肺鳞癌驱动基因突变频率 根据《中国临床肿瘤学会（CSCO）原发性肺癌诊疗指南2019版》：EGFR、ALK、ROS1阳性的晚期或转移性肺鳞癌患者一线治疗参考非鳞癌，使用相应的靶向药物治疗。EGFR阳性的肺鳞癌患者中使用EGFR-TKIs治疗疗效如何呢？ 回顾了2010-2016年间的4项关于EGFR-TKIs抑制剂对EGFR突变的非腺癌患者疗效的研究：与EGFR敏感突变的肺腺癌比较，TKIs对EGFR突变肺鳞癌患者的疗效较差，有效率为26.7%～38.0%，中位PFS为3.1～3.98个月，Cho等人的研究中269例EGFR敏感突变腺癌患者的有效率为77.7%，中位PFS为11.27个月。值得肯定的是，肺鳞癌EGFR突变型的总反应率明显高于野生型，分别为25%和9.1%。 表1. EGFR敏感突变的肺鳞癌使用EGFR-TKIs的治疗效果  在既往接受过一线化疗的非选择性的鳞癌患者中，二线治疗使用阿法替尼对比厄洛替尼的LUX- Lung 8研究结果显示：阿法替尼组和厄洛替尼组PFS分别为2.6个月和1.9个月，OS分别为7.9个月和6.8个月，阿法替尼较厄洛替尼组生存期有明显提高，具有统计学意义，NMPA于2017年2月批准阿法替尼二线治疗晚期肺鳞癌患者，针对非选择性鳞癌患者。此外，其他靶向药物也取得可喜的进展：EGFR单抗耐昔妥珠单抗（Necitumumab）联合吉西他滨/顺铂对比单纯吉西他滨/顺铂一线治疗晚期肺鳞癌的III期临床研究表明，耐昔妥珠单抗联合化疗取得了显著的生存获益（mOS分别为11.5个月vs 9.1个月），也因此获得FDA和欧盟认可，批准耐昔妥珠单抗联合吉西他滨/顺铂用于晚期肺鳞癌的一线治疗，该药物目前尚未在国内上市。 1.2 肺鳞癌免疫治疗进展 肺鳞癌在靶向治疗中获益不及肺腺癌中显著，但在免疫治疗领域的研究取得了突破性的进展。PD-1/PD-L1抑制剂已在欧美国家获批，并成为肺鳞癌的一线、二线治疗新标准。PD-1/PD-L1抑制剂如K药、O药和T药治疗肺鳞癌患者，显著提高患者总生存期（OS），不良反应未见显著增加或降低。2019年CSCO指南中K药/O药/T药均获得推荐，用于无驱动基因、IV期肺鳞癌患者的一、二线治疗。 KEYNOTE-407试验中，亚组分析提示无论是PD-L1阴性还是阳性肺鳞癌患者，均能从K药联合化疗方案中获益，KEYNOTE-010试验中，针对PD-L1阳性（TPS≥1%）NSCLC患者研究，K药10mg/kg组和2mg/kg组对比多西他赛分别取得了4.2个月和1.9个月的总生存获益，肺鳞癌患者虽占比较少，数据显示对比多西他赛，从K药治疗中显著获益，基于该项研究，FDA批准K药用于PD-L1表达阳性（TPS≥1%，Dako 22C3抗体）的肺鳞癌的二线治疗。 表2. PD-1/PD-L1抑制剂对比化疗治疗 肺鳞癌患者显著提高生存期  基于KETNOTE-042的III期临床研究和进一步的扩大研究，PD-L1阳性（TPS≥1%，Dako 22C3抗体）的NSCLC患者，结果提示与化疗相比，K药显著降低死亡风险19%，主要获益人群为PD-L1高表达（TPS≥50%）的患者群体。2019.V5版NCCN指南中：无EGFR/ALK突变，晚期肺鳞癌患者，PD-L1高表达（TPS≥50%）一线推荐使用帕博利珠单抗单药（1类，首选），PD-L1阳性（TPS≥1%）一线推荐帕博利珠单抗+顺铂/卡铂+紫杉醇/白蛋白紫杉醇（1类，首选），帕博利珠单抗单药作为一线治疗（2B类推荐）。 尽管免疫治疗在肺鳞癌中的响应率远比传统化疗方案高，改变了肺鳞癌一二线的治疗策略。然而，针对未经筛选的肺鳞癌患者，PD-1/PD-L1抑制剂的有效率仍较低，CheckMate 017试验中，未经筛选的肺鳞癌使用纳武利尤单抗（O药）治疗，有效率约为20%。有效的免疫检查点标志物对于预测肺鳞癌患者的免疫治疗疗效起到至关重要的作用，OAK试验中，PD-L1高表达的NSCLC患者使用T药治疗的ORR明显高于PD-L1阴性（TC<1%或IC<1%）NSCLC患者。探索肺鳞癌中有效的免疫疗效预测标志物以及合理的免疫联合治疗策略是该领域亟待解决的关键问题。周彩存教授团队针对中国肺鳞癌人群的研究，描绘了中国早期肺鳞癌患者的基因组景观，并研究了其与肿瘤突变负荷、PD-L1和免疫浸润之间的关系，为肺鳞癌精准治疗的发展和实施提供了重要的参考依据。 2. 肺鳞癌基因图谱与免疫关系研究 周彩存教授团队针对189例中国早期LUSC患者的肿瘤样本进行调查研究，评估了LUSC患者的基因图谱与免疫学特征（包括PD-L1、TMB、免疫细胞浸润）间的关系，并研究了基因图谱对临床参数（包括无病生存期（DFS）和总生存期（OS））的影响。 采用了免疫组化（IHC）和全外显子组测序（WES）对189例LUSC样本进行检测，IHC方法检测了PD-L1、CD8+肿瘤浸润淋巴细胞（TIL）密度；WES测序计算肿瘤突变负荷（TMB）数值，定义TMB-H（大于或等于中位TMB值9.43），TMB-L（小于中位TMB值9.43）。 2.1 中国LUSC的基因图谱与免疫学特征指标相关性 受检样本全部成功测序，其中男性占94.7%，不吸烟人群（终生吸烟数量小于100根）约为31.7%，高于既往研究数据。 测序结果显示的中国LUSC基因图谱中，确定了8个高频突变基因（体细胞突变频率> 5％），依次为：TP53、KMT2C、NFE2L2、KEAP1、CDKN2A、PTEN、FBXW7和PIK3CA，与TCGA数据库中鉴定的前10位高频体细胞突变基因略有不同。其中，TP53的突变频率最高，约为67%（TCGA：81%；高加索人：60%）。有10个基因表现出显著的拷贝数变异：EGFR、PIK3CA、FGFR1、CCND1、CDKN2A、SOX2、PDGFRA、PTEN、MET和FGFR2，其中EGFR扩增（约占32％）是最常见的，PIK3CA和FGFR1扩增的比例分别为23％和20％。有趣的是，该研究中，还发现了LUAD中较为常见的驱动突变之一，EML4-ALK融合（约占3.2%）。  图2. 中国LUSC与TCGA数据库LUSC体细胞突变基因图谱对比 图2中c-p展示了14种体细胞变异与TMB之间的关系，q-r为体细胞突变与PD-L1表达和CD8+TIL间关系，s-t为拷贝数变异与PD-L1表达和CD8+TIL间关系。研究结果表明： （1）TMB与身体状况评分有一定的相关性：身体状况评分好的患者TMB普遍较低，TMB与其他临床特征（如年龄、吸烟史、分化程度）没有明显相关性；PD-L1+的患者约为24.3%（E1L3N抗体，cutoff值为5%），CHOICE研究中（包含中国LUSC和LUAD），PD-L1 TPS≥50%患者约为23.1%，TPS≥1%患者约为63.9%。PD-L1与年龄有一定的相关性：年龄小于65岁患者中PD-L1+比例更高，PD-L1与其他的临床特征（如年龄、吸烟史、分化程度）没有明显相关性； （2）与先前研究一致，TMB与PD-L1没有直接相关性，同时TMB与CD8+TIL也没有直接相关性，但是研究发现，PD-L1与CD8+TIL阳性表达率之间有着正相关； （3）基因图谱与免疫特征指标关系： ＊ PIK3CA扩增患者平均TMB明显高于未携带者，NFE2L2突变患者平均TMB略高于未携带者； ＊ KEAP1突变与CD8+TIL表达降低相关，并发现该基因突变对CD8+T细胞富集有负面影响； ＊ FGFR1、EGFR、PIK3CA的扩增、CDKN2A基因缺失与六种免疫浸润细胞降低相关；  图3. 基因图谱与免疫特征指标关系 2.2 免疫学特征指标对DFS和OS的影响 值得注意的是，TMB与PD-L1或CD8+ TIL表达阳性率均无相关性。TMB、CD8+ TIL和PD-L1表达单一指标均不能预测预后，但是TMB联合PD-L1或CD8+ TIL可以很好的预测预后。 研究表明：CD8+ TIL高表达和TMB-L与更长的无病生存期（DFS）独立相关，而不同的PD-L1、CD8+ TIL、TMB有着相似的总生存期（OS）。定义TMB-H的cutoff值越高，与降低的DFS和OS相关。值得注意的是，TMB联合CD8+ TIL比TMB联合PD-L1能更好对不同DFS和OS的患者进行分层，更好的预测预后：CD8+ TIL（-）、TMB-H、PD-L1（-）+TMB-H、CD8+ TIL（-）+TMB-H都与更短的DFS相关，CD8+ TIL（+）+TMB-L与更长的DFS有关。  图4. 免疫特征指标与DFS和OS间关系 2.3基于PD-L1和CD8+ TIL的肿瘤免疫微环境分类 本研究根据PD-L1和CD8+ TIL两个指标将肿瘤免疫微环境（TIME）划分为4类：I型：PD-L1+、CD8+ TIL+；II型：PD-L1−、CD8+ TIL−；III型：PD-L1+、CD8+ TIL−；IV型：PD-L1−、CD8+ TIL+。其中，中国LUSC人群中IV型占主导地位，III型最不常见，I型和II型占比分别为19.6%和17.5%。该分型无法预测预后，研究发现II和IV型患者中基因突变频率普遍高于I和III型。 图5. 基于PD-L1和CD8+ TIL的TIME分类 3. 总结 这项大规模研究中，揭示了中国人群LUSC的基因图谱和免疫特征之间的联系。PIK3CA扩增与更高的TMB相关，与低密度的CD8+ T细胞相关，而常见的突变对PD-L1表达没有影响。TMB联合PD-L1/CD8+ TIL能够更好的预测DFS和OS。TIME分层中不同类型中患者的突变频率不同，但与TMB、预后、临床特征没有相关性。TMB和CD8+ TIL可能与患者吸烟状态相关：不吸烟人群中，TMB-H与更长的DFS相关，与OS无关；而在既往吸烟或当前吸烟人群中，PD-L1和TMB与DFS和OS无关，CD8+ TIL与更长的DFS明显相关。 周彩存教授团队在中国LUSC患者中的研究发现，有助于指导未来LUSC领域个体化的免疫治疗试验设计，希望更早惠及更多的LUSC患者。 参考文献： 1. 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