近年来，分子靶向药物在晚期非小细胞肺癌（NSCLC）的临床应用中取得了令人瞩目的进步，但其预后仍不尽人意。生物免疫治疗在阻断程序性死亡（PD）信号通路方面的探讨，给NSCLC治疗带来了新的方向。3月12日，Science杂志在线公布的研究进一步探究了PD抑制引起NSCLC患者持久、耐受反应的机制，并得出结论：肿瘤存在高突变负荷的患者最有可能从PD-1抑制剂治疗中获益，肺癌基因突变图谱决定了NSCLC的PD-1抑制敏感性。

　　免疫检查点抑制剂解除了T细胞的活性受抑状态，使活化后的T细胞能够进攻和消灭肿瘤细胞。为探究这种治疗效果的基因决定因素，研究者分析了接受pembrolizumab治疗的非小细胞肺癌（NSCLC）患者的整个外显子序列。Pembrolizumab是一种靶向程序性死亡受体1（PD-1）抗体。

　　在两个独立研究队列中，更高的肿瘤非同义突变负荷与客观缓解率、持续临床获益和无进展生存期改善有关。治疗效果也与吸烟相关分子标志物、更高的新抗原负荷和DNA修复通路突变有关；每个因素也与突变负荷相关。在一个反应器中，新抗原-特异性CD8+ T细胞反应了平行肿瘤进展，这表明抗PD-1治疗加强了新抗原-特异性T细胞的活性。

　　文章共同第一作者、美国纽约纪念Sloan Kettering癌症中心（MSKCC）胸部肿瘤内科专家Matthew D. Hellmann博士指出，相比于化疗和分子靶向治疗，免疫治疗（如pembrolizumab）在肺癌治疗中的持续作用时间更长。抑制免疫检查点通路中相关靶点PD-1的治疗效果已得到证实，目前面临的重要挑战是如何确定最佳治疗患者。“在黑色素瘤相关研究的基础上，我们检测了接受pembrolizumab治疗的肺癌患者的基因，试图发现基因影响和预测治疗反应的机制”。

　　共同第一作者、临床转化医学荣誉主席、美国纽约哥伦比亚大学医学中心胸部肿瘤科主任和免疫治疗学家Naiyer A. Rizvi 博士：“我们假设免疫系统可能因为肿瘤细胞中的DNA损伤程度而日益消耗殆尽。通过检测pembrolizumab治疗患者的肿瘤基因序列，我们能够在第一时间发现PD-1抑制剂在那些有最多DNA损伤的肿瘤中所发挥的最强治疗作用。”

　　该研究中应用的pembrolizumab（商品名Keytruda）是一种靶向程序性死亡受体1（PD-1）抗体，近日获批用于黑色素瘤治疗。另一个PD抑制药物nivolumab（Opdivo，百时美施贵宝）基于其给晚期NSCLC患者带来的更好生存获益，于2015年3月4日获FDA批准用于治疗在经铂为基础化疗期间或化疗后发生疾病进展的转移性鳞性非小细胞肺癌。美国国家综合癌症网络（NCCN）于3月9日发布的非小细胞肺癌临床实践指南（2015年第5版）也新增了nivolumab作为鳞状细胞肺癌三线治疗及以后治疗的选项。

　　研究详情：

　　鉴别临床反应最好的肿瘤

　　该NSCLC研究采用的研究思路与黑色素瘤较早期研究的思路相似。研究者对16位NSCLC患者（接受pembrolizumab治疗）的肿瘤组织和正常组织的DNA全外显子进行了测序，为DNA的所有蛋白编码基因提供序列。

　　肿瘤被划分为高突变负荷组（“非同义突变负荷”）和低突变负荷组。突变负荷与临床预后相关，如客观缓解率（ORR）、持续临床获益（DCB）（局部或稳定反应持续6个月或更长）和无进展生存期（PFS）。高突变负荷患者组，所有临床结果均显著高于低突变负荷组（表1）。

　　在验证队列（18例）中，研究者发现临床反应遵循一特定模式，与发现队列中观察到的类似。

　　表1.高突变负荷组与低突变负荷组比较

　　DCB：持续临床获益（durable clinical benefit）

　　ORR：客观缓解率（objective response rate）

　　PFS：无进展生存期（progression-free survival）

　　在对34例患者的汇总分析后，研究者发现，某些吸烟相关突变（C→A颠换）的发生在有临床反应的患者中更频繁。

　　既往研究已证实，肿瘤组织中的PD-L1表达可预测PD-1抑制剂治疗效果。然而Rizvi指出：“研究分析显示， 相比于PD-L1表达，突变负荷水平对治疗效果的预测出奇的好。”在有一个高突变负荷和任何PD-L1表达水平的患者中，DCB率为91%；相反，在有一个低突变负荷和一些PD-L1表达水平的患者中，DCB率仅为10%。

　　数据剖析

　　Rizvi博士和Hellmann博士指出，发生在肿瘤的基因损伤可能产生了肿瘤特异性抗原，这可能被免疫系统认可。

　　Hellmann博士指出，鉴于在黑色素瘤接受ipilimumab治疗时出现的一个相似的趋势，突变负荷与免疫治疗反应相关这一观点的分类可能优于其他癌症分类（组织学和原发部位肿瘤）。

　　Hellmann博士：“我们假设，在高突变负荷肿瘤患者，那些肿瘤尤其是看起来对免疫系统不同的（或‘外来的’）是最可能产生肿瘤-特异性T-cell 应答。”

　　事实上，研究者据新抗原图谱，即可鉴别出突变九聚物，而九聚物被预测会作为抗原被呈现在肿瘤细胞表面。

　　他们发现，DCB患者的肿瘤有显著增高的“新抗原负荷”，且更高的新抗原负荷也是与更高的PFS相关。

　　在一位对pembrolizumab有反应的患者的外周血中，研究者能够发现一种新抗原-特异性T细胞应答，这可能解释了为什么免疫治疗在这位患者中正发挥作用。

　　其他可能导致高突变负荷的因素

　　在肺癌中，除了吸烟相关突变，研究者也能鉴定出其他突变，这可能有利于高突变负荷和对PD-1抑制剂的反应。

　　具体地说，他们注意到在DNA修复和复制基因中，有害的突变有更高的突变负荷反应和更高的pembrolizumab反应，如POLD1，POLE和MSH2。

　　这些突变中的部分在从不吸烟但有高突变负荷的人群中发生，这可能解释了为什么一些从不吸烟者也可能对PD-1抑制治疗有反应。

　　后续研究

　　Rizvi and博士和Hellmann博士分享了他们关于下一阶段研究的想法。

　　在前瞻性研究（在MSKCC和哥伦比亚大医学中心进行）中，NSCLC患者被接受PD-1抑制剂治疗。组织样本如期被收集以分析肺癌患者的基因组和免疫表型，为了综合地分析敏感和耐药之间的可预测性联系。

　　研究者指出，该方法将被扩展到其他所有对PD-1抑制剂治疗应答的潜在肿瘤，如肾细胞癌（RCC）、膀胱癌、头颈癌。

　　Hellmann 博士指出，RCC的分析尤为吸引人，因为RCC是一类不典型携带高突变负荷的癌症。

　　他补充道，这些研究将洞察提供基因组合和免疫生物学之间的相互作用，这有助于充分理解对PD-1信号通路阻滞反应的预测因子和中间介质。

编辑：白靖