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近年來(lái),以PD-1/PD-L1抑制劑為代表的免疫檢查點(diǎn)抑制劑(ICIs)在多種腫瘤的免疫治療中取得了突破性的進(jìn)展,為患者帶來(lái)了更多生存獲益。然而并不是所有患者都能從免疫治療中獲益,臨床通常需要通過(guò)特定的生物標志物去篩選適宜人群和預測免疫治療療效。
一、腫瘤微環(huán)境(TME)
1.1 TME的意義
腫瘤微環(huán)境(Tumor micro-environment,TME)是指圍繞在腫瘤細胞周?chē)募毎屠砘煞郑ㄟm應性免疫細胞、髓系免疫細胞、先天免疫和適應性免疫交界免疫細胞、腫瘤間質(zhì)細胞和基質(zhì)成分和血管細胞。
腫瘤微環(huán)境包括細胞和非細胞成分,如CD8+T、CD4+T、Tregs、B細胞等適應性免疫細胞,巨噬細胞、中性粒細胞、單核細胞、樹(shù)突狀細胞、肥大細胞、嗜酸性粒細胞、髓系來(lái)源骨髓抑制細胞(MDSC)、血小板等髓系免疫細胞,NK、iNKT、γδT、先天淋巴樣細胞(ILCs)等先天免疫和適應性免疫交界免疫細胞,CAF、脂肪細胞、細胞外基質(zhì)(ECM)、神經(jīng)元和神經(jīng)纖維等腫瘤間質(zhì)細胞和基質(zhì)成分,血管內皮細胞(ECs)、淋巴管內皮細胞(LECs)、壁細胞等血管細胞,大部分免疫細胞具有抗腫瘤和促腫瘤的雙重作用[1-2]。
免疫微環(huán)境是腫瘤的十大特征之一,其多樣性和復雜性對免疫治療均具有影響。目前,發(fā)現多種免疫治療標記物與腫瘤微環(huán)境相關(guān)。
多種細胞內源性和全身性因素影響患者和TME
1.2 PD-L1
程序性死亡配體1 (Programmed death ligand 1 PD-L1),由PDCDL1基因編碼,發(fā)現于人類(lèi)9號染色體p24.1.2位置,PD-L1被認為是B7蛋白家族的第三個(gè)成員,與B7.1和B7.2蛋白具有15%-20%的同源性。
PD-L1不僅是第一個(gè)被提出用于預測免疫治療反應的蛋白生物標志物,也是目前為止應用最廣泛的預測因子。PD-L1表達陽(yáng)性的腫瘤患者免疫治療總體療效比PD-L1沒(méi)有表達的患者要好。但是,由于腫瘤內PD-L1具有異質(zhì)性和表達不穩定性,仍有部分PD-L1陰性的患者可以從PD-1/PD-L1抗體治療中獲益,因此PD-L1作為ICIs療效預測生物標志物應用相對有限。
1.3 腫瘤浸潤淋巴細胞(TILs)
TILs是近年來(lái)腫瘤免疫研究中較活躍的抗腫瘤效應細胞之一,通常以CD8+T細胞為主。有研究表明,部分PD-1治療無(wú)應答的患者的腫瘤微環(huán)境中缺乏T細胞浸潤。包括非小細胞肺癌在內的多種癌癥都已證明具有高水平TILs的患者有更高的生存期[3]。
1.4 HLA
人類(lèi)白細胞抗原(HLA)又被稱(chēng)為人類(lèi)的MHC,是控制細胞間相互識別、調節免疫應答的一組緊密連鎖基因群。HLA位于人類(lèi)6號染色體短臂6p21.3上長(cháng)度約3.6 Mb的區域內,具有高度的遺傳多態(tài)性。HLA復合體是迄今為止所知人類(lèi)多態(tài)性最豐富的遺傳系統。HLA廣泛應用于免疫相關(guān)疾病的研究、器官和骨髓移植、疫苗和藥物靶向人群篩選、腫瘤免疫研究等。HLA多樣性的缺失會(huì )導致免疫治療應答率下降。HLA-B44是HLA的一種超亞型,能夠交叉呈遞其他亞型HLA呈遞的新抗原,這增加了HLA的多樣性。研究顯示,HLA-B44陽(yáng)性且突變水平高的患者生存率更高[4]。
二、腫瘤基因組特征
2.1 TMB
腫瘤突變負荷(tumor mutation burden,TMB)一般指特定基因組區域內每兆堿基對(Mb)體細胞非同義突變的個(gè)數,可以間接反映腫瘤產(chǎn)生新抗原的能力和程度,已被證實(shí)可預測多種腫瘤的免疫治療療效,理論上突變數量越多,越易激發(fā)機體免疫。
TMB檢測可在多種腫瘤中進(jìn)行,從而篩選更有可能從免疫治療中獲益的患者,但也存在諸多不足之處,如TMB檢測平臺不統一,且TMB并非完全與免疫檢查點(diǎn)抑制劑應答率相關(guān),因此TMB的應用仍需繼續研究探索。
腫瘤免疫治療中TMB的作用示意圖[5]
2.2 MSI-H/dMMR
MSI即微衛星不穩定是指由于在DNA復制時(shí)插入或缺失突變引起的短、重復DNA序列長(cháng)度改變的現象,常由錯配修復(MMR)功能缺陷引起。MMR指基因錯配修復功能,是重要的DNA修復機制,是識別及修復在DNA復制或重組過(guò)程中,可能產(chǎn)生的堿基的錯誤插入、缺失和錯配以及修復某些形式的DNA損傷的系統。人類(lèi)錯配修復基因轉錄翻譯后表達相應的錯配修復蛋白,MMR蛋白表達缺失可造成細胞的錯配修復功能缺陷,造成DNA復制過(guò)程中的堿基錯配不能及時(shí)修復并逐漸累積,導致MSI發(fā)生。MSI分為高度不穩定(MSI-H)、低度不穩定(MSI-L)和穩定(MS-S);MMR分為錯配修復功能缺陷(dMMR)和錯配修復功能完整(pMMR)。MSI-H/dMMR的實(shí)體瘤通常具有免疫原性并具有廣泛的T細胞浸潤,從而對免疫檢查點(diǎn)抑制劑治療有較好的臨床反應。
2.3特定基因突變
一些有明確驅動(dòng)基因陽(yáng)性的腫瘤,可能對免疫治療效果不佳,如EGFR突變患者用免疫治療可能會(huì )引起超進(jìn)展。免疫治療的療效可能與某些基因突變存在正負作用:如KRAS突變目前被認為是免疫治療正向調節基因,TP53預示免疫治療整體效果較好。此外,還應進(jìn)一步探索突變機制,POLE基因突變可能因為位點(diǎn)不同導致療效差異。PTEN突變促進(jìn)腫瘤進(jìn)展和轉移,可能與ICIs治療較差的預后相關(guān)。研究表明,PTEN的亞型PTENα通過(guò)對抗CD8+T細胞介導的細胞毒性導致T細胞功能障礙,促進(jìn)腫瘤細胞免疫逃逸。
總結
免疫治療作為腫瘤的新治療手段,改變了很多腫瘤的治療模式,近年來(lái),隨著(zhù)不斷開(kāi)展的臨床研究,免疫治療的新適應癥不斷獲批,因此,探索更為精準的免疫治療標記物、探索更為有效的治療模式亦是后續研究的重點(diǎn)。
與免疫治療明顯相關(guān)的生物標記物包括PD-L1表達水平、TMB、MSI/MMR、TILs等,其中目前免疫治療最為確定的3個(gè)標志物——TMB,MSI/MMR和PD-L1表達。2019年ESMO指南通過(guò)對PD-L1/MSI/TMB進(jìn)行薈萃分析(n=4186)發(fā)現在所有瘤種中,僅2.9%的患者會(huì )同時(shí)出現TMB-H、MSI-H和PD-L1陽(yáng)性,可見(jiàn),PD-L1/MSI/TMB三者一致性并不高[6]。
總體來(lái)說(shuō),PD-L1、MSI-H/dMMR、TMB-H作為3個(gè)獨立的標志物,均可有效預測免疫治療療效。目前,針對這三個(gè)生物標志物在實(shí)體瘤中也均有獲批的藥物,PD-L1陰性的腫瘤患者也并非絕對與免疫治療無(wú)緣,聯(lián)合篩查或許能更精準地篩選獲益人群。
參考文獻:
[1] Pabst L, Lopes S, Bertrand B, Creusot Q, Kotovskaya M, Pencreach E, Beau-Faller M, Mascaux C. Prognostic and Predictive Biomarkers in the Era of Immunotherapy for Lung Cancer. Int J Mol Sci. 2023 Apr 20;24(8):7577.
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[4] Havel J J, Chowell D, Chan T A. The evolving landscape of biomarkers for checkpoint inhibitor immunotherapy[J]. Nat Rev Cancer, 2019,19(3):133-150.
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[6] Luchini C, Bibeau F, Ligtenberg MJL, Singh N, Nottegar A, Bosse T, Miller R, Riaz N, Douillard JY, Andre F, Scarpa A. ESMO recommendations on microsatellite instability testing for immunotherapy in cancer, and its relationship with PD-1/PD-L1 expression and tumour mutational burden: a systematic review-based approach. Ann Oncol. 2019 Aug 1;30(8):1232-1243.
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