近3年来，NSCLC的治疗发生了革命性的变化，这一重要变革者就是I-O(Immuno-Oncology)。目前，免疫检查点抑制剂已经获批用于晚期NSCLC一线和二线治疗。尽管如此，免疫治疗剂仍有许多未解和盲点。总体而言，检查点抑制剂单药治疗的缓解率为20%左右，因此，探寻免疫治疗的预测标志物一直是研究的焦点和难点。

在本届的ESMO会议上，报道了众多相关研究，如采用CGP(Comprehensive Genomic Profiling，全面基因组测序)探寻免疫检查点抑制剂的疗效预测标志物，发现耐药机制，基于ctDNA 的CGP检测探索免疫治疗生物标志物指导临床实践的可行性。Foundation Medicine(以下简称FMI)针对实体瘤的全面基因组测序(CGP)产品可一次检测315个基因，同时还可以提供TMB(肿瘤突变负荷)及MSI信息，此外，FMI还针对血浆样本建立了检测平台。CGP检测在发现新的治疗靶点，探寻耐药机制及预后生物标志物等方面提供了重要信息。以下汇总CGP用于探寻免疫检查点抑制剂的预测标志物的研究进展。

在晚期NSCLC中，探寻免疫检查点抑制剂的疗效预测标志物一直是研究的热点，也有非常重要的临床意义。本研究通过进行CGP和针对PD-L1的IHC检测，探寻免疫检查点抑制剂的疗效预测标志物。研究采用CGP检测21398例NSCLC患者的FFPE样本(DNA含量>50ng，中位测序深度>600X)，并在1.1Mb测序DNA上计算TMB(mut/Mb)。部分患者采用IHC检测了肿瘤细胞上的PD-L1表达(SP142抗体)。

结果：

1. 患者的平均TMB为10.9mut/Mb；中位TMB为8.1mut/Mb，24%的患者属于高TMB组(定义为>=20mut/Mb)。TMB高预示患者有更长的OS(P=0.005)。

2. 患者的PD-L1表达水平与NSCLC患者基因变异(GA)分布的关系

图：不同PD-L1表达水平患者的基因变异情况(FMI数据库)

3. STK11突变(发生率14.2%)与高TMB/PD-L1低表达相关(P=0.0014)，与nivolumab的疗效呈负相关。

图：STK11突变与免疫治疗疗效呈负相关(HR=2.59；P=0.0314) (FMI数据库)

4. STK11变异在NSCLC中的发生率为12-15%，一些常见的与STK11变异相关的基因包括KRAS，TP53，CDKN2A/B，KEAP1和MYC。

图：NSCLC中与STK11突变共存的基因变异

5. 根据患者的TMB和PD-L1表达状态对肿瘤进行分类，BRAF、c-MET和STK11基因变异在不同分型的患者中分布不同。

图：根据TMB和PD-L1状态对肿瘤进行分类，不同分类肿瘤的主要变异基因不同(FMI数据库)

6. BRAF突变发生率为5.1%，绝大多数(90%)表现为小片段的变异，常见于腺癌，预示nivolumab更好的疗效(P=0.0073)。MET突变的发生率为2.8%，与免疫检查点抑制剂的疗效相关，但因为目前数据还不成熟，未看到两者直接有显著的统计学意义。其他的基因变异，如ROS1突变、EGFR突变、ALK突变、KRAS突变、性别、分期、诊断年龄、种族和吸烟状态不能预测免疫检查点的疗效持续时间。

图：STK11和BRAF突变状态与免疫治疗疗效的相关性

7. 从TCGA肺腺癌数据库来看， MET突变与免疫激活基因的表达相关(P<0.05)；而STK11突变与免疫逃逸基因的表达相关(P<0.05)，BRAF变异未观察到肿瘤的表型改变。

8. TMB和PD-L1表达状态呈弱相关，PD-L1的表达与TMB(FMI标本)弱相关(相关系数为0.085，P<0.001)，高TMB组的患者仅54%同时检测到PD-L1表达。60%的PD-L1阴性的患者，TMB高(≥20mut/Mb)。高的TMB而非PD-L1表达预示着患者免疫治疗更长的疗效持续时间。

图：TMB和PD-L1表达呈弱相关(FMI数据库)

小结：本研究提示，采用CGP检测探寻免疫检查点抑制剂的疗效预测标志物，有助于实现个体化的免疫治疗。尽管TMB可以独立预测患者接受免疫检查点抑制剂治疗的疗效，不受PD-L1表达水平的影响，但综合分析TMB，PD-L1表达以及SKT11，BRAF或MET突变的状态，可能可以更好的精准筛选免疫治疗优势人群。TMB高/PD-L1低表达的肿瘤，可能依赖于非PD-L1介导的免疫逃逸机制。采用CGP检测分析FMI和FMI-FIH(Flatiron Health癌症大数据公司)数据库中患者的基因特征，可以发现基因变异，PD-L1表达，TMB和免疫治疗平均疗效持续时间之间的关系。 

基于随机研究POPLAR和OAK的结果，Atezo对比多西他赛可以显著延长患者的OS(无论患者的PD-L1表达水平)，FDA已经批准PD-L1抑制剂atezo用于NSCLC的二线及以上治疗。在NSCLC一线治疗上，PD-L1表达检测已经成为伴随诊断，可以发现能够从免疫检查点抑制剂单药治疗中获益的患者。既往的研究显示，组织TMB检测可以预测atezo用于NSCLC的治疗疗效。约30%的NSCLC患者在诊断时不能获取足够的肿瘤组织进行分子检测，而外周血循环DNA(ctDNA)可以作为补充替代材料。为了克服组织取材的困难和不足，FMI开发了一种基于外周血检测TMB的方法(bTMB)，并评估bTMB能否预测atezo的临床疗效。研究分析了OAK和PLPLAR试验中收集的血浆标本，POPLAR研究(ITT=273)和OAK研究中(排除已知为EGFR突变和ALK阳性的患者；ITT=797)分别有211例和583例患者有合格的血浆标本可以进行测序，这些患者定义为可评估标志物人群(biomarker evaluable population，BEP)。采用bTMB方法检测血浆ctDNA中394个基因的单核苷酸变异(SNVs)，并根据检测到的高可信度SNVs数目报告得分。采用不同的bTMB分界值进行分组，以POPLAR研究为训练集，OAK研究为验证集。在POPLAR研究的BEP人群中，分别采用不同的bTMB分界值进行分组(bTMB≥10，16，20)，接受atezo治疗的患者PFS和OS均显著优于多西他赛(在高TMB组中没有观察到两组差异有统计学意义，这可能与样本量较小有关)，见下图1。最终确定以bTMB≥16作为分组界值，并在III期研究OAK中进行验证。

图：POPLAR研究中探索bTMB的分组界值

在OAK研究的BEP人群中，bTMB≥16的患者占27%(N=158)。在bTMB≥16的亚组中，atezo患者的PFS显著优于多西他赛；但bTMB≥16不能预测化疗的疗效，多西他赛组，bTMB≥16和bTMB<16的患者PFS相当。

图：OAK研究中验证bTMB与Atezo临床疗效的预测值(PFS比较)

在OAK研究中，bTMB≥16的患者亚组和BEP人群的OS获益相当，这可能是受到患者进展后的后续治疗影响。在bTMB≥16亚组中，atezo组和多西他赛组的中位OS分别为13.5个月和6.8个月。

图：OAK研究中验证bTMB与Atezo临床疗效的预测值(OS比较)

探索以bTMB不同分界值进行分组，进一步分析OAK研究的PFS和OS分析，结果显示，bTMB≥16亚组患者，atezo组的PFS显著获益，而OS与BEP人群获益相当。

图：探索性分析OAK研究中不同bTMB亚组的PFS和OS

对同时进行了组织和血浆TMB检测患者进行tTMB和bTMB的相关性分析，结果显示两者的相关性较好(相关系数=0.59)。阳性一致性(PPA)和阴性一致性(NPA)分别为64%和88%，影响PPA的因素可能有：肿瘤的异质性，两者不同计算方法，标本采集时间不同。

图：tTMB和bTMB的相关性分析

(影响PPA的因素可能有：肿瘤的异质性，两种不同的TMB计算方法，标本采集时间不同)

分析bTMB和PD-L1表达的关系：发现bTMB≥16亚组和PD-L1高表达的患者重叠比例较少。bTMB≥16亚组中有19.2%的患者同时为TC3或IC3；TC3或IC3的患者中有29.1%的患者bTMB≥16。与患者的疗效进行相关分析，结果显示，bTMB≥16且TC3或IC3的患者从atezo治疗中获益最大。

图：bTMB≥16和PD-L1表达的关系

(同时为bTMB≥16和PD-L1高表达的患者很少，仅19.2%的患者同时为TC3或IC3；TC3或IC3的患者中有29.1%的患者bTMB≥16，bTMB≥16且TC3或IC3的患者从atezo治疗中获益最大)

本研究是第一个探索性分析研究，采用血浆可以检测TMB，且bTMB能预测atezo用于NSCLC二线及以上治疗的疗效。对于无法获取足够肿瘤组织进行分子检测的患者(约为30%)，bTMB非常重要。以POPLAR为训练集，bTMB≥16是一个有临床意义的cut-off值，能够独立预测OAK研究中患者的PFS。

Atezolizumab单药治疗晚期NSCLC的安全性和疗效已经得到临床试验的验证。Alectinib是ALK和RET激酶抑制剂，已经获批用于ALK阳性克唑替尼耐药后的患者，且其临床疗效也在一线治疗中得到验证(ALEX研究)。在RET融合的NSCLC患者中，初步研究结果显示Alectinib同样具有抗肿瘤活性。目前，晚期NSCLC患者的分子检测需要组织活检，而一部分患者很难进行活检得到足够的肿瘤组织。为了前瞻性的在临床上进一步验证基于外周血的TMB和体细胞突变检测平台，同时评估atezo或Alectinib用于晚期NSCLC一线治疗的疗效和安全性，进行了这两项临床研究。

B-F1RST研究是一项单臂的II期研究，评估atezo疗效和安全性与bTMB的相关性，并在未经标志物选择的患者中评估atezo的疗效。研究要求前瞻性收集患者的血浆标本，并回顾性分析bTMB。BFAST是一项基于bTMB或体细胞突变的筛查而进行干预的雨伞试验。研究入组初治的IIIB/IV期NSCLC，任意组织学类型，有符合RECIST 1.1标准的可测量病灶。患者持续接受治疗直至疾病进展(所有队列)或不再有临床获益(atezo队列)。患者在入组前筛查时会检测是否合并有驱动基因(ALK/RET)或bTMB+(高于既定的cut-off值)。根据筛查结果，患者分配至合适的队列。研究设计如下图。

图：BFAST研究设计

表1. B-F1RST和BFAST 研究介绍

非鳞NSCLC接受培美曲塞+铂类；鳞癌接受吉西他滨+铂类。IRF，独立评估委员会。

过去3年，免疫治疗带了晚期NSCLC治疗的重要变革，使得部分患者长期生存成为可能。但免疫治疗仍存在很多临床未知，总体有效率约为20%，且价格昂贵，如何筛选最佳获益人群一直是研究的热点。目前，很多研究表明，TMB可以预测PD-1/PD-L1抑制剂的疗效。因此采用血浆检测bTMB，可能有助于筛选免疫治疗的优势人群。2017 ESMO 的几项研究分别通过分析性验证和临床验证证实了可靠的bTMB 的检测平台，也有前瞻性的研究在进行，这些研究有非常重要的临床转化价值。 

               

苏春霞

教授

同济大学附属上海市肺科医院肿瘤科 副主任
博士、副主任医师、副教授、博士研究生导师
同济大学附属上海市肺科医院内科教研室  副主任
上海市抗癌协会肺癌分子靶向和免疫治疗专业委员会 秘书长
上海医学会肿瘤分会 青年委员
中国老年学和老年医学学会肿瘤康复分会精准医学专委会 常委
中国抗癌协会肿瘤药物研究专委会 委员
中国医促会胸部肿瘤分会 委员
上海同济大学医护青年联谊会 理事
《European journal of cancer》杂志特邀审稿人
《Annals of oncology》杂志特邀审稿人
获得上海市卫计委青年五四奖章、上海科协晨光计划、IASLC mentorship奖、上海市杰出青年医师称号等荣誉

近年来，随着PD-1/PD-L1抑制剂的临床研究及临床应用的不断深入，如何挑选有效及可靠的生物学标志物，以帮助临床医生筛选出适合该治疗的患者是肿瘤免疫治疗面临的重要课题。目前，PD-L1的表达和肿瘤突变负荷(TMB)是目前比较公认的免疫治疗疗效预测标志物。TMB是指在一个特定的肿瘤组织当中相对的突变数量。目前主流的评估和计算方法为每100万碱基长度中基因变异的个数。既往，在肺癌、结直肠癌、黑色素瘤、血液肿瘤多个瘤种中的临床研究中表明，TMB与现有PD-1/PD-L1抑制剂的疗效均有很好的相关性。但评估和计算TMB，我们需要对患者进行二代测序，这就需要患者能够提高足够、高质量的组织标本。

FMI基于组织的CGP检测研究发现，尽管TMB可以独立预测患者接受免疫检查点抑制剂治疗的疗效，不受PD-L1表达水平的影响，且TMB和PD-L1表达状态呈弱相关，但综合分析TMB，PD-L1表达以及SKT11，BRAF或MET突变的状态，可能可以更好的精准筛选免疫治疗优势人群。比如，STK11突变在NSCLC中的发生率为14.2%，其与高TMB/PD-L1低表达相关, 且与免疫治疗疗效呈负相关，提示肿瘤可能依赖于非PD-L1介导的免疫逃逸机制；BRAF突变在NSCLC中的发生率为5.1%，可以预测免疫检查点抑制剂治疗更好的疗效。

但临床实践中，约30%的晚期NSCLC患者，无法进行组织活检。能否采用血浆进行基因检测或TMB的检测呢？这引发了研究者的兴趣，在2017 ESMO会议上，我们看到了这方面的探索。基于FMI研发的针对血液样本的CGP检测平台，针对POPLAR和OAK研究的探索性分析显示，患者的血液肿瘤突变负荷(bTMB)与atezolizumab疗效提高显著相关。研究发现，通过bTMB的高低，可预测患者的PFS和OS获益，而bTMB≥16的预测水平最佳。同时为bTMB≥16和PD-L1高表达的患者虽然很少，但从Atezo治疗者获益最显著。这是首项针对bTMB的研究，并明确了检测的可行性；因此在技术和理念上都是一大进步。该研究反映出一种全新的转变——从肿瘤组织的生物学标记物到血液TMB的转变，现阶段看来，血液检测可以作为组织检测的有效补充。

但值得注意的是，这仅是一项回顾性的探索性研究，尚不足以改变临床实践。让人欣喜的是，肿瘤研究者们的理念创新，行动敏捷，为了在临床上进一步验证基于外周血的TMB和体细胞突变的检测平台，目前已经开展了前瞻性的临床研究(B-F1RST和BFAST 研究)对检测平台进行临床验证。B-F1RST研究是一项单臂II期研究，旨在评估atezolizumab疗效和安全性与bTMB的相关性。BFAST研究是一项雨伞研究，基于bTMB或体细胞突变的结果而进行Alectinib 或者Atezolizumab干预。毋庸置疑，这是一个非常具有有前景的研究方向，未来的研究结果也会为我们的临床实践积累更多证据，甚至直接影响临床实践研究的进展告诉我们免疫治疗不仅仅需要评估TMB和PD-L1，其他基因的突变也会对免疫治疗的结局产生影响，所以更全面的基因检测是大势所趋。我们期待精准治疗时代，免疫治疗也能更加精准。