近年來,隨著免疫治療日新月異式的發(fā)展,對于沒有驅(qū)動基因突變的非小細胞肺癌(NSCLC),免疫治療單藥抑或聯(lián)合治療已成為標準方案,但仍有部分患者不能從中獲益。因此,如何為NSCLC患者選擇更好的療效標志物成為免疫治療的關鍵。
目前免疫治療的療效標志物并不完美,多維整合尤為重要
免疫檢查點抑制劑(ICIs)已被證明是治療肺癌的有效新策略。盡管如此,許多患者并不能從ICIs中獲益。即使初對ICIs有反應的患者,終仍可能發(fā)生疾病進展。因此,有效識別標志物可能有助于從ICIs治療中篩選出大獲益人群。PD-L1表達和腫瘤突變負荷(TMB)已被廣泛用作標志物,但兩者均有一定缺陷。鑒于腫瘤細胞、腫瘤微環(huán)境和宿主免疫之間復雜的相互作用,建立多維免疫圖譜來整合標志物顯得尤為重要。為此,本綜述討論了NSCLC患者ICIs的潛在療效標志物以及優(yōu)化其常規(guī)臨床應用所遇到的困難。
種子—腫瘤表面分子及基因
PD-L1具有一定的預測作用,但并不完美
目前,腫瘤PD-L1的表達是預測NSCLC 免疫治療獲益的標志物(圖2)。在晚期NSCLC患者的一線治療中,腫瘤細胞PD-L1的表達可一定程度上預測從ICIs治療中獲益大的人群。然而,并非所有的臨床研究顯示,與化療相比免疫治療帶來的生存獲益與PD-L1的表達密切相關。因此,PD-L1作為晚期NSCLC免疫療效標志物并不可靠。
ICIs還可作為局晚期肺癌的輔助或新輔助治療,PD-L1的表達對局晚期肺癌的免疫治療有一定的預測作用。多項研究顯示,PD-L1的表達與肺癌輔助免疫治療的主要病理反應(MPR)有關。然而,在CheckMate816研究中,病理學完全緩解(pCR)率顯示了不同PD-L1表達患者的一致獲益。由此可見,PD-L1確實具有一定的預測作用,但并不完美。
TMB是另一預測因素,但也存在不足
TMB是ICIs療效的另一個預測因素。TMB為基因組編碼區(qū)的非同義體細胞突變總數(shù)。突變可導致新抗原形成,并導致腫瘤免疫原性。缺失突變是一類具有高度免疫原性的突變,可引發(fā)新抗原豐度增加和更高的突變結(jié)合特異性。這意味著,不僅突變的數(shù)量,突變的質(zhì)量也是產(chǎn)生新抗原的決定性因素。此外,研究顯示,高TMB與新抗原和腫瘤浸潤淋巴細胞(TIL)增加相關,但相關研究也提示,TMB不能預測MPR、病理完全緩解(CPR)和PFS。因此,TMB作為療效標志物也存在不足。
DNA損傷修復基因可能是免疫治療的潛在預測因子
DNA的損傷修復(DRR)基因改變與腫瘤浸潤淋巴細胞增加、基因組不穩(wěn)定性升高和TMB升高相關。DDR基因突變與可能是免疫治療的潛在預測因子。DNA錯配修復(MMR)是一種識別和修復DNA復制和重組過程中可能發(fā)生的突變的方法。微衛(wèi)星不穩(wěn)定性(MSI)是一種遺傳超突變狀態(tài),是MMR缺陷(dMMR)的表型結(jié)果。雖然MMR和MSI-H在結(jié)直腸癌和子宮內(nèi)膜癌中的預后意義已經(jīng)確定,但MMR和MSI-H在肺癌中的作用仍不清楚。另,研究經(jīng)表明,組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶(HMTs)的功能缺失(LOF)變體可能與基因組不穩(wěn)定性和TMB有關。HMTs的4個LOF變異體KMT2A、KMT2B、KMT2C和SETD2與ICIs治療效果較好相關,特別是POLE/POLD突變與 NSCLC的更長的中位OS相關。此外,DNA甲基轉(zhuǎn)移酶3A(DNMT3A)基因的突變也與ICIs的療效有關。
腫瘤特異性基因可預測療效,但需注意共突變
低負荷TP53突變可預測ICIs NSCLC患者的PFS獲益,其原因可能是低負荷TP53突變患者通常表現(xiàn)出更多的免疫細胞浸潤和更高的PD-L1表達。此外,TP53/KMT2C共突變也可以預測NSCLC患者對ICIs的反應
KRAS突變與炎性腫瘤微環(huán)境和腫瘤免疫原性相關,使晚期患者對ICIs反應良好。然而,當KRAS G12C突變型肺腺癌患者同時合并STK11時,ICIs治療的效果往往不佳。此外,KRAS突變的預測可能是研究中患者分期不同,放療后免疫微環(huán)境不同所致。
ICIs治療后,一部分患者的腫瘤快速生長,這被稱為超進展性疾病(HPD)。目前已發(fā)現(xiàn)HPD與TMB水平和一些驅(qū)動基因的出現(xiàn)顯著相關,但與PD-L1表達無關。雖然HPD的機制尚未完全闡明,但一些基因組改變,如CDKN2A/CDKN2B丟失和MDM2/MDM4擴增,發(fā)生在ICI相關HPD的腫瘤中。因此,及時發(fā)現(xiàn)可能無法從免疫治療中獲益的患者,以便選擇其他更有效的治療方案,可能會改善這些患者的預后。
土壤--腫瘤微環(huán)境(TME)
TME由免疫細胞、成纖維細胞、血管和圍繞腫瘤細胞的淋巴組織組成,具有誘導腫瘤發(fā)生阻止腫瘤發(fā)展的不同能力(圖2)。研究發(fā)現(xiàn)ICIs的PFS和ORR因TME類型不同而存在明顯差異。更重要的是,TME有助于識別從ICIs中獲益更多的NSCLC患者。
CD8+T淋巴細胞可預測免疫治療療效和irAE的發(fā)生
一項薈萃分析報告CD8+T細胞浸潤是NSCLC生存的預測因素,人工智能驅(qū)動的空間TIL分析儀在臨床上用于預測ICIs治療晚期NSCLC的結(jié)局。CD8+T細胞和調(diào)節(jié)性T(Treg)細胞均表達PD-1,腫瘤微環(huán)境中PD-1+CD8+T細胞的數(shù)目可以預測ICIs的療效,且優(yōu)于其他預測因子,包括PD-L1表達和TMB。T細胞免疫球蛋白粘蛋白-3(TIM-3)被認為是T細胞耗竭的標志物,阻斷TIM3和PD-1的抗體對抑制腫瘤生長和改善腫瘤抗原特異性CD8+T細胞應答具有協(xié)同作用,其作為癌癥的藥物靶點可能具有很好的潛力。此外,外周血樣本和腫瘤組織中測量的TCR細胞庫可能是預測ICIs治療后的復發(fā)風險工具。
免疫相關不良事件(irAE)也應尤為關注?;€外周CD8+T細胞可預測晚期NSCLC患者中irAE的發(fā)生和臨床結(jié)局。HLA-I雜合性可預測接受ICIs治療的NSCLC患者中irAE的發(fā)生。
三級淋巴結(jié)構(gòu)(TLS)中的B細胞與免疫治療較好有關
三級淋巴結(jié)構(gòu)(TLS)中的B細胞與免疫治療較好有關,為腫瘤免疫治療的預后預測提供了新思路。TLS與TIL一樣,被認為是預后較好的預測因子。TLS可預測ICI在NSCLC PD-1陽性患者中的持久臨床獲益。目前,盡管B細胞亞群和TLSs促進ICIs的反應還有待研究,但TLSs為ICIs的應用和臨床決策提供了新的標志物和指導。
樹突狀細胞(DC)在抗腫瘤免疫治療中的作用
PD-L1的兩個配體——PD-1和B7.1,B7.1是DC上一個重要的共刺激配體。樹突狀細胞的B7.1能夠結(jié)合T細胞的CD28受體,這是T細胞獲得功能活動的關鍵步驟。樹突狀細胞同時表達PD-L1和B7.1,過量的PD-L1“掩埋”了B7.1。當患者使用ICIs時,一部分抗體可以與DC上的PD-L1結(jié)合,阻斷PD-L1和B7.1的結(jié)合和包埋,使B7.1釋放,可以再次與CD28+T結(jié)合。
TIM-3也在DC中表達。研究顯示,TIM-3在增強抗腫瘤免疫方面可能更為重要。目前幾種TIM-3抗體已正在進行相關臨床試驗。
巨噬細胞高表達PD-L1與較長的OS相關
巨噬細胞作為腫瘤間質(zhì)細胞的重要組成部分,可聚集在血管周圍誘導血管生成,促進腫瘤侵襲,也可以吞下癌細胞,重塑TME。腫瘤相關巨噬細胞(TAM),能否作為ICIs有效性的預測因子還需要進一步的實驗。巨噬細胞PD-L1的水平與腫瘤細胞PD-L1的水平和CD8+T細胞的浸潤顯著相關,這提示高水平的PD-L1與“熱”腫瘤有關。在免疫治療患者中,巨噬細胞中高水平的PD-L1表達與較長的OS相關。
環(huán)境--宿主相關標志物
外周血中粒細胞-淋巴細胞比值、sPD-L1等可作為免疫治療預后因素
宿主免疫系統(tǒng)在驅(qū)動免疫治療反應中起核心作用。外周血中含有DNA、RNA和腫瘤組織釋放的蛋白質(zhì),反映了TME的動態(tài)變化。循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)可預測轉(zhuǎn)移性NSCLC的OS,ctDNA質(zhì)量校正的bTMB也可以作為預測生物標志物。此外,bTMB-tTMB的組合評估影響臨床結(jié)局的預測。
在NSCLC患者中,PD-L1細胞學評估也可預測與組織學相當?shù)腎CIs反應。如血液中的高水平sPD-L1可顯著預測實體瘤患者的不良預后;中性粒細胞減少、中性粒細胞-淋巴細胞比值(NLR)、高乳酸脫氫酶(LDH)、CRP升高等都可作為預后因素。
年齡對ICIs療效的潛在影響尚不清楚
盡管年齡相關的免疫功能障礙可能引起年輕和老年患者ICIs療效的差異,老年組的TMB高于年輕組,OS更長,但年齡對ICIs療效的潛在影響尚不清楚,仍存在爭議。
腸道菌群成為ICIs臨床獲益的潛在標志
腸道菌群的多樣性與晚期NSCLC患者免疫治療療效密切相關,腸道菌群多樣性越高,療效越好(圖2)。在這些腸道微生物中,粘蛋白阿克曼菌(Akk)已成為ICIs臨床獲益的潛在標志,糞便菌群移植(FMT)聯(lián)合ICIs可改變腸道菌群并改善腫瘤微環(huán)境,以克服ICIs耐藥性。未來的研究應該探索腸道菌群的預測價值和更廣泛的干預措施。此外,臨床中還應注意抗生素和其他伴隨藥物的影響。
療效標志物的整合
免疫治療涉及抗原呈遞、淋巴細胞活化等多個方面,因此使用一種標志物總是片面的,多個標志物的組合對免疫治療療效具有更科學的預測作用。聯(lián)合免疫治療標志物的臨床試驗也越來越多(表1),如TMB和PD-L1的組合可以大限度地提高患者分層的預測精度;RATIONALE-307研究中發(fā)現(xiàn)腫瘤炎癥指數(shù)(TIS)可預測替雷利珠單抗聯(lián)合化療治療晚期NSCLC的PFS獲益,可以更好地區(qū)分可能從免疫治療中獲益的患者。還可以根據(jù)外周血的檢測結(jié)果結(jié)合臨床特征進行評分,以評估ICIs治療的預后影響。
結(jié)論
TME中免疫細胞與腫瘤細胞的相互作用復雜,結(jié)合多個指標預測免疫治療療效是未來的發(fā)展趨勢。其次,隨著多種ICIs的獲批和藥物可及性的增加,臨床醫(yī)生可嘗試先行ICIs治療并動態(tài)監(jiān)測,從預測升級為預判。后,未來的標志物應該揭示免疫阻滯的環(huán)節(jié),并且優(yōu)化免疫治療的維持時間。相信隨著免疫時代的到來,將有更多的患者從中獲益。