腫瘤免疫治療的風向標——生物標誌物大盤點

導讀

近年來，腫瘤免疫治療取得了令人矚目的成果，諸多臨床研究已證實腫瘤免疫治療可改善腫瘤患者的預後，顯著延長患者的生存期。與此同時，腫瘤免疫治療生物標誌物的探索也成為了腫瘤免疫治療研究的熱點。

2018年12月16日召開的2018 CSCO腫瘤免疫治療年會暨第二屆廣州國際腫瘤免疫治療論壇上，來自上海同濟大學附屬肺科醫院腫瘤科的蘇春霞教授對腫瘤免疫治療的生物標誌物進行了盤點，醫脈通根據蘇教授的報告整理如下。

生物標誌物可以協助判斷預測治療的有效性，也承擔著指導臨床藥物使用的「重要角色」。目前用於預測免疫檢查點抑制劑療效的標誌物主要有以下幾種：

PD-L1

隨著pembro、nivo、atezo等一系列研究結果的陸續公布，免疫治療獲得FDA批准和NCCN指南推薦，成為晚期非小細胞肺癌（NSCLC）一線治療的選擇，而PD-L1表達也成為了NSCLC患者接受免疫治療簡單可行的篩選優勢人群的生物標誌物。

多項研究顯示，無論是免疫單藥還是免疫聯合一線治療，PD-1/PD-L1抑制劑療效與PD-L1表達水平密切相關。

然而，由於PD-L1的生物學特性，使得PD-L1 作為生物標誌物也面臨一定的挑戰。比如腫瘤具有異質性，同一個病灶的不同位置，不同病灶之間的PD-L1表達是不同的，那麼究竟該信賴哪一個？另外，PD-L1的表達是誘導性的、動態表達，也就是說在治療的不同階段，不同的治療方式是會影響PD-L1的表達的。不同平台間檢測PD-L1表達水平的一致性不佳，檢測方法也尚存較大爭議。

因此，PD-L1的表達給不了一個絕對的可以用免疫藥物且效果好，或者不能用免疫藥物的判斷。這也決定了PD-L1不是一種完美的預測免疫治療的生物標誌物，但是可以參考。

腫瘤突變負荷（TMB）

TMB是指腫瘤基因組中去除胚系突變後的體細胞突變數量。腫瘤TMB越高，則腫瘤產生的新抗原越多，T細胞反應和抗腫瘤反應越強。其中，在黑色素瘤、肺癌、膀胱癌和胃腸道腫瘤中，TMB表達最高。

2017年Nat Rev Cancer發表的回顧性數據表明，PD-1/PD-L1抑制劑在各瘤種的療效均與TMB成正相關。N Engl J Med發表的研究顯示，在接受PD-1或PD-L1抑制劑治療的27個瘤種腫瘤患者中，各瘤種ORR均與TMB水平呈正相關，TMB表達水平越高，PD-1/PD-L1抑制劑的治療效果越好。

另外，來自臨床研究的生物標誌物分析顯示，高TMB與I-O治療應答強烈相關，高TMB是I-O治療應答的生物標誌物。

CheckMate 026研究顯示，高TMB組，納武利尤單抗（Nivolumab）的ORR較化療明顯提高（47%對比28%）且PFS明顯延長（9.7個月對比5.8個月）。CheckMate 568研究顯示，高TMB患者的ORR升高。

CheckMate 227研究探索了TMB作為療效預測標誌物的PFS結果，也探索了PD-L1分層的OS結果。結果顯示，納武利尤單抗聯合伊匹單抗治療高TMB患者的PFS顯著優於化療，1年PFS率分別為43%和13%，中位PFS分別為7.2和5.4個月（HR=0.58，P=0.0002）。在高TMB人群中，無論PD-L1表達與否，免疫聯合免疫治療PFS均優於化療。

繼PD-L1之後，TMB逐步成為預測免疫檢查點治療療效的潛在標誌物。作為一種更廣譜的免疫治療，已從臨床研究熱點正走向臨床應用。但TMB作為預測標誌物還有很多問題，如TMB的檢測由於依賴基因測序，目前成本還是要高於PD-L1檢測；不同平台的檢測標準不統一；標本存放時間對TMB的結果判斷也會有一定影響等。隨著NGS panel的獲批，TMB檢測也將慢慢走近臨床實踐。在具體的臨床實踐中，如果組織的樣本量不夠，是否可以使用ctDNA來檢測TMB也是未來臨床檢測TMB狀態需要考慮的問題。

同時，TMB & PD-L1是I-O治療應答的獨立標誌物，CheckMate 012, 026和227 (NSCLC)研究的分析結果顯示，TMB和PD-L1表達無相關性。atezolizumab(NSCLC和UC)研究的數據同樣證實，TMB和PD-L1表達無相關性或相關性弱。

錯配修復缺陷/高微衛星不穩定

（dMMR/MSI-H）

微衛星高度不穩定(MSI-H)和錯配修復功能缺陷（dMMR）代表兩種不同檢測方法所產生的結果，但它們代表的臨床指導意義非常類似， MSI-H可以被認為是等同為dMMR。如果患者的腫瘤組織病灶檢測為MSI-H，或者dMMR，則意味著體細胞過度突變，腫瘤表達出很多新抗原，這使得腫瘤很容易被免疫系統所識別，進而激活發揮殺傷功能的機會。

在結直腸癌患者中，大約10%的患者是MSH-H或dMMR的病人。在CheckMate-142研究的nivolumab單藥隊列中，nivolumab顯示出較好的療效。在經治療的mCRC患者中，nivolumab的持續的疾病控制率DCR（>=12周）為69%；9個月和12個月的PFS率分別為54%和50%；9個月和12個月的OS率分別為78%和73%。基於這些研究數據，nivolumab已被FDA獲批用於標準化療進展後的dMMR/MSI-H型mCRC患者。

TMB & MSI是I-O治療應答的重疊標誌物，MSI是遺傳不穩定性的標誌物，因此，伴有不穩定基因組的腫瘤可同時表現為微衛星不穩定性高(MSI-高)和高TMB。對38個腫瘤類型62,150個樣本的分析結果顯示，MSI-高是高TMB(≥20 mut/Mb)的子集。大多數MSI-高的樣本同時表現為高TMB(83%)，然而，僅16%的高TMB樣本表現為MSI-高。這兩種表型同時出現與腫瘤類型高度相關，高TMB和MSI-高同時出現在胃腸道腫瘤中，但是在伴高TMB的黑色素瘤、肺癌和鱗狀細胞癌中，MSI-高並不常見。

炎性腫瘤（TILs/GEP）

腫瘤的炎性狀態為biomarker探索帶來啟示。已有相關報導，免疫治療的效果和腫瘤是否被免疫細胞浸潤有關，若是腫瘤中無腫瘤浸潤T細胞，PD-1抑制劑將毫無用武之地。所以，腫瘤組織中有豐富的T細胞，那它對免疫療法的響應較高。T細胞炎性基因表達譜GEP可作為T細胞炎性腫瘤微環境(TME）的炎性Biomarker。

PD-L1和GEP都是指示TME的炎性生物標誌物，而TMB和MSI-H是由體細胞腫瘤突變產生的腫瘤抗原性的間接評價指標。然而，這兩類生物標誌物之間的關係尚未得到很好的描述。

在一項新的研究中，研究人員在來自四項KEYNOTE臨床試驗的300多例患有22種腫瘤類型的晚期實體瘤和黑色素瘤的患者樣本中，評估了利用TMB和 GEP聯合預測對帕博利珠單抗作出臨床反應的潛力。

結果顯示，TMB和GEP僅表現出適度的相關性，並且獨立地預測這些KEYNOTE臨床試驗數據集中的患者臨床反應。在TCGA數據庫中，GEP和TMB同樣具有較低的相關性，這就證實了在不同癌症類型中聯合使用GEP和TMB對轉錄組特徵和基因組特徵進行分類的潛力。

液體活檢生物標誌物探索

利用ctDNA檢測bTMB水平

在2018 ESMO大會上重磅發布了B-F1RST研究。B-F1RST研究是第一項前瞻性評估bTMB作為atezolizumab療效預測標誌物的研究。與中期分析結果一致，以既定的bTMB≥16作為cut-off值，高bTMB組的ORR顯著更高、PFS和OS在數值上也觀察到更好的趨勢。這一結果進一步支持了正在進行的III期研究BFAST以bTMB作為標誌物來篩選入組人群。

利用CTC做到PD-L1表達水平的動態監測

近年來，作為液體活檢的開路先鋒和主要成員，如何檢測CTC的分子特徵從而反映腫瘤的分子特徵，這是大家一直以來關注的問題，也關係到CTC能否在臨床上具有越來越大的應用價值。

今年3月份發表在《Oncoimmunology》上的一項研究招募了36名接受PD-1單抗IBI308治療的晚期消化道腫瘤患者，使用「腫瘤捕手」技術對患者用藥前、後分別進行CTC檢測，結果發現外周血中有PD-L1高表達CTCs的患者更容易從PD-1藥物中獲益，而且這類細胞比例越高，響應率越高。研究者表示，PD-L1高表達（PD-L1high）的CTCs的比例可用於預測PD-1單藥治療效果。

外泌體中特定蛋白的檢測

外泌體（直徑為30-100奈米）和微粒體（直徑為100-1000奈米）是由大多數哺乳動物細胞分泌的小泡，並攜帶因子進行細胞間的通信。腫瘤可釋放外泌體和微粒體攜帶特定蛋白質、mRNA、miRNA和DNA，這些腫瘤分泌囊泡，特別是外泌體，是無創診斷的潛在生物標誌物。

使用外泌體作為標記物大有希望克服當前仍然存在於癌症檢測的技術挑戰，如早期檢測的難度，侵入性篩選，低特異性，和假陽性結果。然而，由於這些奈米級別分子成分多樣的外泌體與其他細胞外膜泡的分離和成分分析較為繁瑣，加之血液中還含有各種各樣的細胞存在，因此，基於外泌體的診斷仍然具有很大的挑戰。

DNA甲基化

表觀遺傳學中，CpG（常見甲基化修飾位點）的甲基化是基因表達和組織分化的重要調控方式，癌症發病初期，DNA就可出線甲基化修飾改變，故通過分析甲基化模式，可推斷出ctDNA的組織來源，甚至推斷出腫瘤類型。

微生物組

有研究小組成員分析了112名接受抗PD-1免疫療法的患者的口腔與腸道菌群。研究者們發現，PD-1免疫療法應答者（R）與不應答者（NR）的腸道菌群的多樣性和組成具有顯著差異。通過病人糞便微生物的分析，R具有明顯更高的α多樣性和相對豐度的瘤胃球菌科細菌。

宏基因組研究揭示了R中腸道細菌的功能與NR差異較大，其體內的合成代謝通路更為豐富，系統免疫力與抗腫瘤免疫力也更強，這些數據對用免疫檢查點抑制劑治療黑素瘤患者具有重要意義。

總而言之，生物標誌物可以協助判斷預測治療有效性。PD-L1與dMMR/MSI-H是目前進入臨床實踐的免疫治療生物標誌物，新的PD-1/PD-L1抑制劑療效的預測標記物，如TMB、GEP、TILs等需要更多的臨床研究證據支持。另外，液體活檢Biomarker的探索也為未來提供了更為廣泛的空間。

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