专家视角丨王洁教授：非小细胞肺癌免疫治疗的生物标志物
导读
肿瘤治疗领域自进入免疫治疗时代以来，多瘤种全面开花，患者生存获益频频传来捷报。如今肿瘤治疗开始逐步迈入免疫治疗2.0时代，在这个时期临床研究重点是明确最大获益人群，优化并选择优势患者。生物标志物则是指导免疫治疗临床决策的主要手段之一。目前用于预测NSCLC免疫检查点抑制剂疗效的标志物主要为PD-L1和TMB。它们与免疫检查点抑制剂疗效的关系究竟如何？有哪些优缺点？是否还有其他合适的生物标志物？
医脉通特意邀请了中国医学科学院肿瘤医院王洁教授撰稿，为大家详解非小细胞肺癌免疫治疗的生物标志物。
王洁 教授
教授 主任医师
中国医学科学院肿瘤医院肿瘤内科主任
美国癌症研究协会委员
美国药物科学家协会委员
中国抗癌协会肺癌专业委员会副主任委员
CSCO小细胞肺癌专家委员会副主任委员
CSCO执行委员
北京医学会肿瘤分会副主任委员
北京慢性病防治与健康教育研究会副会长
国际癌症控制联盟委员
CSRD肿瘤学组成员
《中华结核与呼吸杂志》、《中国肺癌杂志》、《Lung Cancer》、《Clin Lung Cancer》编委
近年来，肿瘤免疫治疗突飞猛进，以PD-1/PD-L1免疫检查点抑制剂为代表的免疫治疗抗肿瘤谱广，但总体有效率不高，对获批实体瘤有效率仅为20-30%。即使PD-L1高表达的非小细胞肺癌（NSCLC），客观缓解率（ORR）也仅为50%左右。因此，免疫治疗2.0时代的重点是明确最大获益人群，优化并选择优势患者。目前用于预测NSCLC免疫检查点抑制剂疗效的标志物主要为程序性死亡受体1（PD-L1）和肿瘤突变负荷（TMB）。
1. PD-L1
PD-L1的检测是基于细胞蛋白水平的检测，因此临床试验中以免疫组织化学（IHC）方法为主。在NSCLC治疗中，研究人员针对不同PD-1/PD-L1抑制剂，开发了基于不同平台的不同PD-L1检测抗体，用于评估肿瘤和/或免疫细胞的PD-L1表达水平。在晚期NSCLC一线使用免疫检查点抑制剂单药治疗的研究中，对PD-L1表达与免疫治疗疗效间的相关性进行了分析。根据KEYNOTE-024的研究结果，pembrolizumab被推荐为肿瘤组织PD-L1表达≥50%的晚期NSCLC的一线标准治疗[1]。但同期报道的CheckMate 026研究，分析PD-L1表达≥5%的患者，研究结果却没有达到主要终点，在PFS和OS上均表现为阴性结果；进一步分析PD-L1高表达亚组（PD-L1≥50%）人群，nivolumab和化疗组疗效仍无差异，虽然这部分患者病例数有限，但初始筛选入组PD-L1表达≥5%的患者比例相近[2]。
相对而言，在晚期NSCLC的二线治疗领域，不同PD-L1表达状态的患者接受免疫检查点抑制剂治疗均有获益。在针对鳞状NSCLC的CheckMate 017研究中，亚组分析发现，nivolumab组OS或PFS获益并不依赖于PD-L1的表达[3]。在针对非鳞NSCLC的CheckMate 057研究中，PD-L1高表达患者疗效更好。然而，我们仍不能简单认为PD-L1低表达患者不是nivolumab治疗的获益人群[4]。随后OAK研究的数据也支持了这一结论[5]。
新近公布的NSCLC NCCN指南（2018年第1版）已推荐在驱动基因检测同时进行PD-L1检测。如果患者没有驱动基因突变，且PD-L1表达阳性，可推荐一线使用PD-1抑制剂。FDA获批的PD-1/PD-L1抑制剂对于PD-L1的检测要求是：一线、二线使用pembrolizumab分别需要PD-L1表达≥50%和≥1%；二线使用nivolumab和atezolizumab，则无需检测PD-L1的表达状态。
PD-L1的检测中仍有很多问题需要探讨。检测技术方面涉及使用不同的检测抗体、检测平台以及不同设定的阳性阈值；生物学方面涉及肿瘤内和肿瘤间异质性；组织来源方面涉及细胞学标本、存档标本与新鲜标本问题，以及组织是来源于原发部位还是转移灶等问题。从来自NSCLC中的数据来看，无论是新鲜标本还是石蜡标本，PD-L1检测都具有一定的临床价值。此外，PD-L1表达具有动态变化的特点，它的表达会随时间和治疗应答而波动、上调或下调也是争论的焦点。
2. TMB
TMB是指肿瘤样本中，所评估基因的外显子编码区每兆碱基发生置换、插入、缺失突变的总数。TMB的高表达可以增加免疫原性和新抗原数量，这些都可以被T细胞识别，从而增加抗肿瘤免疫反应。肿瘤细胞累积的基因变异数目越多，TMB就越高，产生新抗原就越多，激活的免疫反应就越强烈。相对于其他实体瘤，NSCLC常发生高频突变，TMB较高；肿瘤免疫原性是启动肿瘤免疫的基础。
基于PD-L1表达水平未达到研究终点的CheckMate 026研究，通过TMB回顾性分析发现，高TMB组患者使用nivolumab治疗优于标准化疗。TMB与PD-L1表达无明显相关性，高TMB与高PD-L1表达可能非同一类人群。近期公布的双免疫联合治疗NSCLC的CheckMate 227研究中也发现，对于TMB高于10mt/MB的肺癌患者来说，一线治疗使用nivolumab联合ipilimumab比化疗效果更好，PFS有明显获益。对于PD-L1抑制剂，POPLAR和OAK研究的探索性分析结果认为，外周血TMB（bTMB）可能可以预测atezolizumab用于晚期NSCLC二线及以上治疗的疗效[5, 6]。
此外，2017年Nat Rev Cancer发表的回顾性数据也表明，PD-1/PD-L1抑制剂在各瘤种的疗效均与TMB成正相关[7]。但是需要注意的是，以上基于TMB的结果均非前瞻性设计，纳入分析的病例数有限，并且TMB的判定目前没有明确的cut-off值，在应用层面尚未形成共识。
3. 其他生物标志物
抗血管治疗联合化疗和atezolizumab的IMPOWER 150研究分析了“Teff”标记（效应T细胞表达标签），并提出这个标志物可作为预测疗效的指标。Teff-high (WT)和Teff-low (WT)的人群都取得了PFS的获益，但Teff-high（WT）亚组获益更多。其中的Teff包括PD-L1、CXCL9和IFNγ这三种基因的表达，临床应用的可及性和可操作性尚待商榷。
4. 基因检测与PD-1抗体的疗效预测
目前认为，具有明确驱动基因，并且有针对性药物的肿瘤对靶向治疗有效率高，但这类患者对免疫治疗反应不佳。对于EGFR+的NSCLC，EGFR TKI耐药后可能无效，尤其是T790M+患者。
2016年发表的一项meta分析比较了PD-1/PD-L1抑制剂与多西他赛治疗晚期非小细胞肺癌的疗效与安全性，纳入3项临床试验，包括CheckMate 057、KEYNOTE-010和POPLAR试验[8]。结果显示，EGFR敏感突变阳性人群在多西他赛组的疗效优于PD-1/PD-L1抑制剂，提示在EGFR突变患者的后线治疗中免疫治疗并没有超越化疗。但是对NSCLC驱动基因患者群体中使用PD-1/PD-L1抗体的探索也却尚未停步。
II期、单臂的ATLANTIC研究结果提示，抗PD-L1单抗durvalumab用于既往经过多线治疗后的晚期NSCLC患者，有较好的临床疗效，耐受性好，且无论患者的EGFR/ALK突变状态和PD-L1表达水平，均观察到了持久的疗效和鼓舞人心的OS结果，但durvalumab在EGFR突变阳性且PD-L1表达≥25%的NSCLC中临床疗效似乎更高[9]。这一研究入组了EGFR突变的患者，后续需要进一步探索EGFR突变伴PD-L1高表达这类人群是否可以从免疫治疗中获益。
此外，KRAS突变患者分析合并突变可帮助预测免疫治疗疗效。有研究者将KRAS突变非小细胞肺癌分为3个亚型：仅KRAS突变（K型）；KRAS合并STK11/LKB1突变（KL型）KRAS合并TP53突变（KP型）。这三种类型各占1/3，但疗效差别大，客观缓解率分别为23.2%、10.4%和39.3%。所以，如果患者同时存在KRAS和TP53突变，很可能成为免疫治疗的优势人群[10]。
5. 展望
对于NSCLC的免疫治疗，寻找有效的生物标志物和潜在获益人群至关重要。PD-L1高表达是NSCLC一线免疫治疗的重要分子标记，但它并非是免疫检查点抑制剂通用的疗效预测标志物。TMB是潜在的、有意义的预测疗效的标志物，但选择合适的阈值需要更多数据支持，统一TMB检测的标准和范围也十分重要。有驱动基因的NSCLC的患者免疫治疗疗效有限，需要探索更多的标志物的预测价值。其他NSCLC的免疫治疗生物标志物也将被不断的探索和检验。
参考文献：
1. Reck, M., et al., Pembrolizumab versus Chemotherapy for PD-L1-Positive Non-Small-Cell Lung Cancer. N Engl J Med, 2016. 375(19): p. 1823-1833.
2. Carbone, D.P., et al., First-Line Nivolumab in Stage IV or Recurrent Non-Small-Cell Lung Cancer. N Engl J Med, 2017. 376(25): p. 2415-2426.
3. Brahmer, J., et al., Nivolumab versus Docetaxel in Advanced Squamous-Cell Non-Small-Cell Lung Cancer. N Engl J Med, 2015. 373(2): p. 123-35.
4. Borghaei, H., et al., Nivolumab versus Docetaxel in Advanced Nonsquamous Non-Small-Cell Lung Cancer. N Engl J Med, 2015. 373(17): p. 1627-39.
5. Rittmeyer, A., et al., Atezolizumab versus docetaxel in patients with previously treated non-small-cell lung cancer (OAK): a phase 3, open-label, multicentre randomised controlled trial. Lancet, 2017. 389(10066): p. 255-265.
6. Fehrenbacher, L., et al., Atezolizumab versus docetaxel for patients with previously treated non-small-cell lung cancer (POPLAR): a multicentre, open-label, phase 2 randomised controlled trial. Lancet, 2016. 387(10030): p. 1837-46.
7. Yarchoan, M., A. Hopkins, and E.M. Jaffee, Tumor Mutational Burden and Response Rate to PD-1 Inhibition. N Engl J Med, 2017. 377(25): p. 2500-2501.
8. Lee, C.K., et al., Checkpoint Inhibitors in Metastatic EGFR-Mutated Non-Small Cell Lung Cancer-A Meta-Analysis. J Thorac Oncol, 2017. 12(2): p. 403-407.
9. Garassino, M.C., et al., Durvalumab as third-line or later treatment for advanced non-small-cell lung cancer (ATLANTIC): an open-label, single-arm, phase 2 study. Lancet Oncol, 2018.
10. Ferdinandos S et al. STK11/LKB1 loss of function genomic alterations predict primary resistance to PD-1/PD-L1 axis blockade in KRAS-mutant NSCLC. 2017WCLC abstract.
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