免疫治疗已成为继手术治疗、放射治疗、化疗药物治疗及靶向治疗之后的第五大肿瘤治疗疗法。
尽管免疫检查点抑制剂（ICIs）在临床肿瘤治疗中取得了显著的成功，但大多数（超过80%）未被选择的NSCLC患者仍未能在临床持久获益。考虑到肿瘤和免疫系统之间复杂的相互作用关系，所以，寻找有效的预测生物标记物将会显得非常重要，尤其是分子标志物！
TMB是预测PD-(L)1免疫应答的新兴分子标志物，在临床上越来越受欢迎。目前，WES仍是检测TMB的金标准，但越来越多的证据表明，如果覆盖了足够的肿瘤基因组区域，具有更大临床应用价值的靶向 NGS大panel 同样适用于评估TMB。
同时，如果仅根据TMB状态对患者进行分类并不能准确预测所有患者生存情况，在了解与PD-(L)1疗效相关的潜在机制方面目前仍存在很多问题。因此，需要探索其他肿瘤分子特征来补充TMB或PD-L1表达的预测能力。
那么，哪些分子生物标志物可以预测中国NSCLC患者对PD-(L)1应答呢？
今天跟大家分享2019年5月13日《Clinical Cancer Research》（CCR，IF=10.20）发表的一篇文章，通过对接受PD-(L)1治疗的78例中国NSCLC患者进行 WES 和 大Panel （世和422基因panel）检测和分析，最终发现除了TMB以外，其他新的分子标志物也可以预测NSCLC患者对PD-(L)1的应答能力1。
▲ NGS大panel检测发现中国NSCLC对PD-(L)1应答的新型分子标志物
这项研究 证实了 靶向NGS大panel 对TMB评估的有效性，并首次证明了TMB在中国NSCLC患者中的预测价值。同时发现，除了TMB以外，其他新的分子标志物也可以预测NSCLC患者对PD-(L)1的应答能力。
全文研究结果，小编概括为以下三个方向共13条（具体详情请跳至后面主要研究结论部分）：
一、TMB与免疫治疗预测方向：
1，世和422基因大panel与WES的TMB检测结果关联性比较强（ρ= 0.81），靶向NGS大panel同样适用于评估TMB；（图1A）
2，TMB与PD-(L)1治疗效果正相关，TMB-H患者较TMB-L患者的DCB（持续临床疗效）、mPFS（中位无进展生存期）及ORR（客观反映率）显著增高。肺腺癌与肺鳞癌的TMB和PFS没有明显差异。（图1B-E及图2）
二、体细胞突变与免疫治疗预测方向：
3，EGFR突变或ERBB2突变与PD-(L)1治疗效果负相关，突变患者mPFS更短。肺腺癌亚组中，EGFR/ERBB2激活突变患者mPFS比野生型患者的mPFS更短。（图3A-C）
4，不吸烟患者中，驱动基因（EGFR/ERBB2/ALK）阳性和阴性NSCLC患者的PFS没有显著差异，可能原因是：不吸烟患者通常会出现驱动基因突变且TMB值较低。（图4）
5，抑癌基因FAT1突变与PD-(L)1治疗效果正相关，突变患者DCB和ORR更好。最重要的是，无论TMB状态如何，FAT1突变患者都可以临床获益，FAT1突变是独立于TMB水平的一个重要生物标志物！（图5A-C）
二、拷贝数变异与免疫治疗预测方向：
6，拷贝数增加相对拷贝数缺失来说，较为罕见，同时发现，拷贝数增加与PD-(L)1治疗效果之间没有显著关系。（图6）
7，肿瘤抑癌基因（TSG）拷贝数缺失与PD-(L)1治疗效果负相关，TSG基因缺失患者预后都较差。比如：ITGA9基因缺失的患者，mPFS更差，且均没有出现DCB和ORR。（图7）
8，TIL衍生的干扰素-γ（IFN-γ）通路基因拷贝数的缺失与PD-(L)1治疗效果负相关，IFN-γ通路基因拷贝数缺失的患者mPFS将会更短。（图8）
9，JAK2基因拷贝数缺失与PD-(L)1治疗效果负相关，JAK2基因拷贝数缺失的患者mPFS明显缩短。（图9）
10，IFNE基因拷贝数缺失与PD-(L)1治疗效果负相关，IFNE基因拷贝数缺失的患者mPFS明显缩短。（图10）
11，免疫相关趋化因子受体（CCR）通路基因拷贝数缺失与PD-(L)1治疗效果负相关，CCR通路基因拷贝数缺失的患者mPFS明显缩短。（图11A-B）
12，特定染色体3p片段缺失与PD-(L)1治疗效果负相关，特定染色体3p片段缺失的患者PFS更短，甚至可能会影响OS。（很多抑癌基因及CCR通路基因都在染色体3p上）（图12）
13，并不是所有的TMB-H患者都能从PD-(L)1治疗中获益，有一部分出现ERBB家族（EGFR/ERBB2）突变和特定染色体3p片段缺失的TMB-H患者，会对免疫治疗没有反应，这个现象在TMB-L中，并不会出现。（图13）
▲ 这项研究证实了 靶向NGS大panel 对TMB评估的有效性，并首次证明了TMB在中国NSCLC患者中的预测价值。同时发现，除了TMB以外，其他新的分子标志物也可以预测NSCLC患者对PD-(L)1的应答能力
患者检测信息：78例接受PD-(L)1治疗的中国NSCLC患者，进行 WES 和 大Panel （世和422基因大panel）检测。由于样本有限，其中73例样本进行了WES检测，75例样本进行了 大panel检测，两者都做的有70例患者（见下图）。
▲ 78例患者进行WES和大panel检测
样本类型：FFPE组织（或穿刺组织）+对照血；考虑到肿瘤内部的异质性，所以对FFPE样本和穿刺样本进行了对比，发现两者的TMB关联性很强，并没有差异，可以一起分析。
▲ FFPE样本和穿刺样本的TMB没有差异
WES检测：采用 IDT xGen Exome Research Panel （IDT探针，32Mb）；组织测序深度：140X；对照血测序深度：64X；
大panel检测：422个癌症相关基因panel（IDT探针，1.4Mb）；组织测序深度：1341X；对照血测序深度：143X。
TMB定义：肿瘤细胞基因组编码区的每百万碱基的错义突变总数，包括单核苷酸变异（SNVs）和小片段的插入缺失（INDELs）。TMB计算包括同义突变，但是未纳入热点驱动突变。
TMB-H定义：采用三分位，前1/3高TMB患者定义为TMB-H。
染色体3p CNV缺失：采用CNVKit进行分析，对于染色体3p上的这4个区域，如果超过15%的基因拷贝数缺失，则称为染色体3p CNV缺失。
▲ 染色体3p的4个区域：3p22 (AP20), 3p21 (CER1,CER2 and LUCA), 3p12 (ROBO1) and 3p14 (FHIT)，，如果超过15%的基因拷贝数缺失，则称为染色体3p CNV缺失
一、TMB与免疫治疗效果正相关：
世和422基因大panel与WES的TMB检测结果关联性比较强（ρ= 0.81），靶向NGS大panel同样适用于评估TMB（图1A）。
1，基于WES结果，TMB-H患者较TMB-L患者的DCB和PFS显著增高（DCB：44.0% vs 18.8%；mPFS：130天 vs 60.5天；见下图1B及C）；基于大panel的结果，TMB-H患者较TMB-L患者的DCB和PFS也显著增高（DCB：46.2% vs 18.4%；mPFS：116天 vs 60.5天；图1B及D）。
▲图1A-D TMB-H患者较TMB-L患者的DCB和PFS显著增高
基于WES结果，TMB-H患者的ORR比TMB-L患者的ORR显著增高（WES，28.0% vs 14.6%）；基于大panel的结果，TMB-H患者的ORR也比TMB-L患者的ORR高（大Panel，26.9% vs 14.3%）。（图1E）
▲图1E TMB-H患者较TMB-L患者的ORR显著增高
2，肺腺癌与肺鳞癌的TMB和PFS没有明显差异（鳞癌TMB会高一点）。（图2）
▲图2 肺腺癌与肺鳞癌的TMB和PFS没有明显差异
二、与免疫治疗反应相关的个体体细胞突变：
3，EGFR突变或ERBB2突变与PD-(L)1治疗效果负相关，突变患者mPFS更短。（图3A-B）
▲图3A-B EGFR突变或ERBB2突变的NSCLC患者，PFS更短
肺腺癌亚组中，EGFR/ERBB2激活突变患者mPFS比野生型患者的mPFS更短。（图3C）
▲图3C 肺腺癌中，EGFR/ERBB2激活突变PFS更短
4，不吸烟患者中，驱动基因（EGFR/ERBB2/ALK）阳性和阴性NSCLC患者的PFS没有显著差异，可能原因是：不吸烟患者通常驱动基因突变较多且TMB值较低。（图4）
▲图4 不吸烟患者中，EGFR/ERBB2/ALK阳性与阴性的患者PFS没有显著差异
5，抑癌基因FAT1突变与PD-(L)1治疗效果正相关，FAT1基因突变的NSCLC患者，DCB和ORR比野生型NSCLC患者要更好（DCB：71.4% vs 22.7%；ORR：57.1% vs 15.2%）。（图5A）
▲图5A FAT1基因突变的NSCLC患者DCB和ORR更好
最重要的是，无论TMB状态如何，FAT1突变患者都可以临床获益，FAT1突变是独立于TMB水平的一个重要生物标志物！（图5B）。同样结论，也能够在已发表独立数据集中得到证实（图5C）。
▲图5B-C FAT1突变和临床获益的相关性
三、与免疫治疗反应相关的拷贝数变异：
拷贝数的变异在癌症发展过程中非常常见，并可能影响患者对免疫治疗的反应。
6，拷贝数增加相对拷贝数缺失来说，较为罕见，同时发现，拷贝数增加与PD-(L)1治疗效果之间没有显著关系。（图6）
▲图6 拷贝数增加相对拷贝数缺失来说，较为罕见
7，肿瘤抑癌基因（TSG）拷贝数缺失与PD-(L)1治疗效果负相关，TSG基因缺失患者预后都较差。比如：ITGA9基因缺失的患者，mPFS更差（36.5 vs 64 天），且均没有出现DCB和ORR。（图7）
▲图7 ITGA9基因缺失的患者，mPFS更差
8，TIL衍生的干扰素-γ（IFN-γ）：IFN-γ一方面可以抑制肿瘤细胞增殖并增强免疫活性。另一方面，IFN-γ促进肿瘤细胞上的PD-L1表达，协助肿瘤细胞的免疫逃逸。
TIL衍生的干扰素-γ（IFN-γ）通路基因拷贝数的缺失与PD-(L)1治疗效果负相关，IFN-γ通路基因拷贝数缺失的患者mPFS将会更短。（图8）
▲图8 IFN-γ通路基因拷贝数缺失的患者mPFS更短
9，JAK2基因拷贝数缺失与PD-(L)1治疗效果负相关，与野生型患者相比，JAK2基因拷贝数缺失的患者mPFS明显缩短。（图9）
▲图9 JAK2基因拷贝数缺失的患者mPFS明显缩短
10，IFNE基因拷贝数缺失与PD-(L)1治疗效果负相关，IFNE基因拷贝数缺失的患者mPFS明显缩短。（图10）
▲图10 IFNE基因拷贝数缺失的患者mPFS明显缩短
11，免疫相关趋化因子受体（CCR）通路基因拷贝数缺失与PD-(L)1治疗效果负相关，CCR通路基因拷贝数缺失的患者mPFS明显缩短。（图11A）
▲图11A CCR通路基因拷贝数缺失的患者mPFS明显缩短
研究数据进一步揭示了CCR通路基因缺失对PD-(L)1疗效的影响，呈现明显基因剂量效应，且随着通路基因缺失的增多，PFS HR呈明显增大趋势，更加体现了CCR通路在免疫药物耐药机制中的重要性。（图11B）
▲图11B 随着通路基因缺失的增多，PFS HR呈明显增大趋势
12，研究发现许多抑癌基因及CCR通路基因都聚集在染色体3p上，3p上常见的缺失区域包括3p22、3p21 、3p12 和 3p14 ，这4个区域有拷贝数缺失与野生型患者相比，患者的存活率为更低。
特定染色体3p片段缺失与PD-(L)1治疗效果负相关，特定染色体3p片段缺失的患者PFS更短，甚至可能会影响OS。（图12）
▲图12 特定染色体3p片段缺失的患者PFS更短
13，并不是所有的TMB-H患者都能从PD-(L)1治疗中获益，有一部分出现ERBB家族（EGFR/ERBB2）突变和特定染色体3p片段缺失的TMB-H患者，会对PD-(L)1治疗没有反应，这个现象在TMB-L中，并不会出现。（图13）
▲图13 出现ERBB家族（EGFR/ERBB2）突变和特定染色体3p片段缺失的TMB-H患者，会对PD-(L)1治疗没有反应
这项研究是迄今基于中国肺癌人群免疫药物临床试验的最大样本量研究，证实了 靶向NGS大panel 对TMB评估的有效性，并首次证明了TMB在中国NSCLC患者中的预测价值。同时发现，除了TMB以外，其他新的分子标志物也可以预测NSCLC患者对PD-(L)1的应答能力。
综合研究结果表明，TMB和上述分子标志物的综合分析可以提高中国非小细胞肺癌患者对PD-(L)1治疗反应的预测能力。
参考资料：
1.Wenfeng Fang, et al. CCR. DOI: 10.1158/ 1078-0432. CCR-19-0585
来源：基因Talks
