2018年颁发的诺贝尔生理学奖或医学奖将“癌症免疫治疗”推到了举世瞩目的位置。相比化疗对正常细胞的副作用、靶向治疗的局限性和耐药性,这种通过激活病人自身免疫系统去攻击肿瘤细胞的治疗方法不直接损伤反而增强免疫系统,可以治疗多种癌症,对很多病人有效,在理论上具有巨大优势。目前免疫治疗已在多种肿瘤如黑色素瘤、非小细胞肺癌、肾癌和前列腺癌等实体瘤的治疗中展示出了强大的抗肿瘤活性,多个肿瘤免疫治疗药物已经获得美国FDA临床应用批准。作为中国肿瘤精准医疗领域先行者,泛生子致力更加精准地“引路”免疫治疗。在未经筛选的患者中,免疫治疗的有效率只有10%～30%。泛生子科学设计捕获区域,采用国际主流算法,联合多检测平台为临床提供TMB、PD-L1、MSI、MMR等免疫治疗相关生物标志物的检测(825基因检测),可有效锁定免疫治疗获益人群,评估免疫治疗疗效。

1. 免疫治疗

肿瘤免疫治疗已成为时下热门研究方向,并在临床不断收获可喜佳绩。但肿瘤免疫治疗需要全面综合地分析,不能单一研究肿瘤Biomarker而忽略肿瘤的微环境影响,只有将二者结合起来,才能实现更有意义的预测、指导作用。

目前,免疫治疗的主要参考的指标有MSI/dMMR、PD-L1、TMB等biomarker,这些biomarker都能够预测免疫检查点抑制剂的疗效,那么单独检测每一个biomarker可以吗?

研究表明MSI-H、TMB与PD-L1高表达重叠性差。Checkmate026研究显示,高TMB同时PD-L1≥50%获益增加。因此多指标联合检测,能够更加有效的评估免疫治疗的疗效。

免疫治疗biomarker大汇总

1. PD-L1

PD-L1是一种表达于细胞表面的蛋白(主要是肿瘤细胞,及一些宿主细胞),可与T细胞上的PD-1结合,传导免疫抑制信号,从而抑制效应T细胞的活性来阻碍其对肿瘤细胞的杀伤,相当于免疫系统的刹车,而免疫检查点抑制剂能够松开刹车,激活T细胞杀伤肿瘤细胞,抑制肿瘤生长。多项临床研究证实,无论是一线治疗(初治),还是二线治疗(经治),PD-L1高表达的患者,更有可能免疫治疗获益。

全球已经有7种PD-1/PD-L1抑制剂获批上市,包括首个国产PD-1单抗一一特瑞普利单抗注射液,进口药包括患者较熟悉的K药(keytruda/PD-1/默沙东)、O药(Opdivo/PD-1/百时美施贵宝)和T药(Tecentriq/PD-L1/罗氏),以及国内患者可能不太熟悉的B药(Bavencio/PD-L1/辉瑞&默克)、I药(Imfinzi/PD-L1/阿斯利康)及L药(Libtayo/PD-1/再生元&赛诺菲),已经被美国/欧洲等国家批准用于共计十几种癌症的治疗,包括黑色素瘤、肺癌、肝癌和胃癌等。

NCCN指南推荐,部分癌种若要进行免疫检查点抑制剂的治疗,需进行PD-L1表达量的检测(Pembrolizumab为“K药”)

PD-L1的检测结果,对临床医师制定治疗方案,预估疗效非常重要。目前,FDA已批准四款PD-L1 检测试剂盒,其中Dako22C3为作为K药的伴随诊断检测,其他可作为免疫检查点抑制剂的补充诊断检测。

2.MSI-H/d-MMR

MSI-H(microsatellite instability-high),即高度微卫星不稳定性; dMMR(mismatch repair deficient),即错配修复缺陷。同时,MSI-H是由dMMR导致的。MSI-H/dMMR突变在很多实体瘤中都存在,且临床指导意义非常类似。发生MSI-H/dMMR的实体肿瘤患者通常具有免疫原性和广泛的T细胞浸润性,从而对免疫检查点抑制剂的治疗有着较好的应答。

各肿瘤亚型发生dMMR的比例:dMMR肿瘤在32个肿瘤亚型中检测到24个,多在早期(定义为< IV期)发现

2017年5月,FDA批准Keytruda成为首款“广谱抗癌药”,用于治疗“MSI-H/dMMR亚型”的实体瘤。这是FDA批准的首例不依据肿瘤来源,而是依据肿瘤基因学特征进行区分的抗肿瘤疗法。自此,精准医疗迈出了里程碑式的一步!

此后,2017年6月8日,发布在《Science》的研究显示,在86例dMMR的肿瘤患者中,Keytruda在结直肠癌中客观缓解率和疾病控制率分别为52%和82%,在非结直肠癌中分别为54%和72%,表明不管是结直肠癌还是其他实体瘤,只要患者具有MSI-H的特征,使用Keytruda的疗效都非常好[2]。

图A:每种颜色代表一个dMMR癌种。

图B:每根柱子代表一个dMMR患者在接受Keytruda治疗后20周肿块大小的变化情况。很大一部分患者肿块缩小,部分患者缩小的比例为100%,也就是完全消失。

除了K药,2017年8月,FDA又批准了PD-1免疫检查点抑制剂Opdivo用于既往接受氟尿嘧啶、奥沙利铂、伊立替康治疗后,病情发生进展且携带MSI-H或dMMR的转移性结直肠癌(mCRC)成人及12岁及以上儿科患者的治疗。

3.TMB

肿瘤突变负荷(Tumor Mutation Burden,TMB)是指一份肿瘤样本中,所评估的编码基因组每兆碱基中发生的体细胞编码检测的置换和插入或缺失突变的总数。免疫治疗是否有效,主要依赖于免疫细胞对癌细胞特异性抗原的识别,而理论上讲,基因突变越多癌细胞产生的新抗原越多,被免疫细胞识别的可能性就越高。因此,TMB越高,患者或许从免疫治疗中获益越多。

约翰.霍普金斯大学的Elizabeth Marion Jaffee教授通过回顾性分析多个临床研究发现:TMB与肿瘤免疫治疗客观反应率之间存在显著的相关性(P<0.001),相关系数为0.74,表明约55%的不同类型癌症中,客观缓解率的差异可以通过TMB来解释,强调了TMB与多种癌症中PD-1治疗的效果之间存在相关性[3]。

来自于CheckMate227的研究成果更能够真正体现TMB的实力。该研究采用FoundationOne CDx(FDA获批NGS大Panel之一)对TMB进行检测,结果表明:在TMB≥10 mut/Mb的晚期非小细胞肺癌患者中,无论PD-L1表达水平如何,与铂类双联化疗相比,采用nivolumab(“O药”)加低剂量ipilimumab(商品名为Yervoy,CTLA-4抑制剂)的免疫检查点抑制剂治疗的患者明显延长了1年的无进展生存率(42.6%vs13.2% ),无进展生存期也显著延长(7.2月 vs 5.5月)[4]。

与此同时,另一项并列开展中的CheckMate568也表明,无论PD-L1表达水平如何,TMB≥10 mut/Mb的患者中位无进展生存期几乎是TMB<10 mut/Mb患者的3倍(7.1月 vs 2.6月)。

无论PD-L1表达水平如何,TMB≥10 mut/Mb的患者中位无进展生存期高于TMB<10 mut/Mb

这两个研究奠定了TMB在预测免疫治疗效果中的地位,于是,在2019年第一版非小细胞肺癌(NSCLC) NCCN指南中,新增了推荐肿瘤突变负荷(TMB)用于识别适合接受 “Nivolumab ipilimumab” 和 “Nivolumab” 的NSCLC患者,但尚无关于如何测量TMB的指南性共识。

尽管WES(全外显子组检测)是检测TMB的经典方法,但考虑到检测所需的时间、成本等因素,通过NGS大panel检测TMB将成为目前临床更优的选择。泛生子实体瘤825基因检测通过科学设计捕获区域(覆盖区域>1Mb,并参考FDA获批的两个NGS大panel产品一F1CDX和MSK-IMPACT),采用国际主流算法,与WES及F1CDX进行TMB评估结果对比,一致性较高,R2>0.9。

4.免疫治疗相关基因变异

除以上biomarker之外,患者对免疫治疗的响应程度还与其他多种因素有关。例如基因突变。通过对免疫治疗患者基因突变情况的回顾性分析可知:不同基因的突变可能导致免疫治疗效果的诸多差异。基因检测在肿瘤治疗过程中的作用已经不止于指导靶向治疗,它还有更大的应用范围,比如辅助判断免疫治疗的疗效,并且,显而易见的是,更多更全面的基因检测会给治疗带来更全面的指导。

NGS大panel助力免疫治疗探索之路

免疫治疗相关biomarker还有待进一步研究及完善,如各biomarker间相互作用与免疫治疗的关系、免疫微环境对免疫治疗的影响、肠道菌群对免疫治疗的影响等等,这些研究都不开NGS技术的支持,基于NGS技术的大Panel在免疫治疗指导及科研探索将发挥越来越大的作用。

泛生子实体瘤825基因检测产品基于高通量、高灵敏度的NGS平台和“杂交捕获”技术,一次性检测825个癌症相关基因,涵盖了更新版本的WHO、NCCN、ESMO等权威指南及专家共识推荐检测基因,并结合泛生子基因上万例中国肿瘤患者的基因突变区域和遗传突变位点信息开发设计,多平台的联合应用可提供多维度的免疫治疗相关生物标志物检测(TMB、MSI、PD-L1、免疫疗效相关基因变异),从而更精准的指导肿瘤患者的个体化诊疗,为实体瘤患者提供更多生存获益的可能,亦为科研人员提供更加全面的参考信息。

目前,越来越多的中国基因检测企业在免疫治疗领域在国际上获得了包括CLIA与CAP等室间质评认证,得到国内外的高度认可;同时,中国的基因检测技术也正在与世界接轨,不断取得技术性突破。对于肿瘤免疫治疗来说,接下来最重要的工作就是将更多科研成果应用于临床,使更多患者受益,在这一点上,中国的基因检测企业还有一段很长的路要走。