JHO：上海交大附属胸科医院陆舜团队首次发现，HRD可以作为NSCLC新辅助免疫治疗生物标志物

在过去的几十年中，新辅助治疗为肺癌患者提供了额外的治疗机会并有效延长了患者生存期[1]。例如，CheckMate-816[2]研究在可切除的早期非小细胞肺癌（NSCLC）中发现，新辅助纳武利尤单抗加化疗的主要病理反应率（MPR）为 36.9%，病理完全缓解率（pCR）为24%，治疗结果显著优于单独化疗组。

尽管新辅助免疫疗法正在成为肺癌新型有效干预措施，但目前关于预测其疗效的生物标志物研究进展非常有限。

近日，由来自上海交通大学附属胸科医院肿瘤科陆舜主任领衔的团队，在Journal of Hematology & Oncology期刊发表重要研究成果。他们发现同源重组缺陷（HRD）可以作为预测NSCLC患者免疫新辅助治疗疗效的生物标志物。

研究通过分析新辅助免疫治疗的临床反应与遗传学变化之间的关系，发现DNA损伤修复（DDR）相关的插入/缺失多态性（InDel）和基因突变在治疗反应较好的患者中富集。此外，MPR患者普遍表现出基因组不稳定性和HRD事件。这项研究首次报道了HRD作为NSCLC新辅助免疫治疗生物标志物的潜力，并在多个公共队列中进行了验证。

论文首页截图

让我们进一步看一下研究是如何展开的。

研究共纳入了3例肺腺癌（LA）和11例鳞状细胞癌（SCC）的NSCLC患者。在治疗前，研究人员收集了这些患者的包埋或新鲜组织以及血液样本进行全外显子组测序（WES），随后所有患者接受了新辅助免疫治疗和病灶切除。

根据治疗反应不同，研究人员将治疗后的患者分成了MPR组和无主要病理反应（non-MPR）组，并对比了两组患者的遗传学差异。

首先可以确定的是，即便本研究中患者的治疗方案有所不同，但所有患者的新辅助治疗时长（即首次治疗和手术之间的时间间隔）在MPR组和non-MPR组之间没有显著差异。两组患者的年龄，性别，分期的分布也基本平均。

MPR和non-MPR患者新辅助治疗方案和时长

其次，在突变分析上，研究共筛选出了4243个单核苷酸变异（SNV）和1290个InDels。在209个癌症驱动基因中检测到293个突变，其中TP53（92.9%），MUC16（42.9%），CSMD3（35.7%）和MUC4（35.7%）突变频率最高。当研究人员进一步分析突变特征后发现，DDR相关InDel在MPR组患者中富集。此外，DDR相关同源依赖性重组（HR）通路的肿瘤抑制基因也在MPR组患者中富集，这表示HRD事件与新辅助免疫治疗反应较好有关。

患者突变和治疗组通路基因分析结果

既往研究显示，HR基因突变会增加基因组的不稳定性[3]，在这项研究中，研究人员同样观察到MPR组患者染色体和染色体臂拷贝数变异（CNV）和体细胞拷贝数改变（SCNA）增多，且与治疗后存活肿瘤细胞百分比呈负相关。也就是说，MPR组患者有更多的HR基因突变，尤其是CNV和SCNA的波动会影响新辅助免疫治疗的疗效。

接下来，研究人员进一步从染色体和染色体臂出发，利用三种HRD相关基因组不稳定性评分（分别为杂合性丢失[LOH]，端粒等位基因失衡[TAI]和大型状能转换[LST]）计算得出总体HRD事件评分（HRDscore）。结果发现，与Non-MPR组患者相比，MPR组患者具有显著更高的HRDscore，且HRDscore与存活肿瘤细胞百分比成负相关（P=0.00924），这些数据进一步支持了HRD与新辅助治疗获益有关。

HRD相关事件与治疗获益有关

鉴于肿瘤突变负荷（TMB）和肿瘤内异质性（ITH）是目前已知与免疫治疗效果有关的生物标志物[4]，于是研究者们接下来分析了这两项指标是否与NSCLC新辅助免疫治疗效果有关。

结果发现，与Non-MPR组患者相比，MPR组患者通常具有更高的TMB和肿瘤克隆性突变负荷（clonal TMB），且MPR组患者的TMB与存活肿瘤细胞百分比成负相关趋势。

MPR组TMB更高

同时，研究人员还观察到，与Non-MPR组患者相比，MPR组患者具有更高的ITH，且与治疗后存活肿瘤细胞百分比成负相关趋势。

除此之外，研究人员发现了13个集中在MPR组患者中的核心HR基因缺失，这些基因的缺失同样与治疗后存活肿瘤细胞百分比呈负相关（P=0.03）。这些数据表明HR基因的活性可以在突变和拷贝数水平上协同改变，引起SCNA相关的ITH波动，从而影响免疫新辅助治疗的临床结果。

MPR组中主要的HR基因缺失

研究者们在对MPR组患者接受新辅助免疫治疗后产生的具有高克隆比例的肿瘤新生抗原进行分析后发现，克隆肿瘤新生抗负荷（TNB）在MPR组中升高，这表示新抗原ITH与更好的治疗效果有关。

由于新抗原的表达也可能受HLA I类基因活性的影响，因此，研究者们在non-MPR组中发现了更多的HLA LOH事件，而被保留的HLA等位基因上的新抗原则与更好的肿瘤清除相关。值得注意的是，保留在HLA等位基因上的新抗原主要来自MPR组患者的扩增SCNA中。于是作者认为，HR基因突变或能通过协调SCNA ITH和HLA LOH来补偿克隆新抗原的数量，以此增强对免疫新辅助治疗的反应。

最后，研究者们用公共NSCLC队列（包括两个新辅助免疫治疗队列，两个免疫治疗队列，和两个其他治疗队列）进行了验证，以确认HR基因突变在治疗结果预测中的能力。验证结果显示，在不同的治疗方案和临床病理特征下，免疫治疗反应较好的患者普遍有着更高的HR通路突变，其中clonal HRD与更长的生存期有关（P=0.0038）。这些结果有力支持HRD作为新型NSCLC免疫治疗的生物标志物。

HDR无进展生存期预测（验证队列[5]）

总的来说，这项研究首次揭示了HR基因的缺失和由此产生的HRD事件与NSCLC免疫新辅助治疗获益有关。鉴于公共队列验证中稳定的预测表现，此后HRD检测或许能成为指导NSCLC患者免疫新辅助和免疫治疗决策的有力工具。

参考文献：

[1]Bunn PA Jr, Schenk E, Pacheco J, Dimou A. New Developments in Neoadjuvant Therapy for Lung Cancer. Oncology (Williston Park). 2019;33(3):101-109.

[2]Forde PM, Spicer J, Lu S, et al. Neoadjuvant Nivolumab plus Chemotherapy in Resectable Lung Cancer. N Engl J Med. 2022;386(21):1973-1985. doi:10.1056/NEJMoa2202170

[3]Davoli T, Uno H, Wooten EC, Elledge SJ. Tumor aneuploidy correlates with markers of immune evasion and with reduced response to immunotherapy. Science. 2017;355(6322):eaaf8399. doi:10.1126/science.aaf8399

[4]Vitale I, Shema E, Loi S, Galluzzi L. Intratumoral heterogeneity in cancer progression and response to immunotherapy. Nat Med. 2021;27(2):212-224. doi:10.1038/s41591-021-01233-9

[5]Miao D, Margolis CA, Vokes NI, et al. Genomic correlates of response to immune checkpoint blockade in microsatellite-stable solid tumors. Nat Genet. 2018;50(9):1271-1281. doi:10.1038/s41588-018-0200-2