在過去的幾十年中，新輔助治療為肺癌患者提供了額外的治療機(jī)會(huì)并有效延長了患者生存期[1]。例如，CheckMate-816[2]研究在可切除的早期非小細(xì)胞肺癌（NSCLC）中發(fā)現(xiàn)，新輔助納武利尤單抗加化療的主要病理反應(yīng)率（MPR）為 36.9%，病理完全緩解率（pCR）為24%，治療結(jié)果顯著優(yōu)于單獨(dú)化療組。

盡管新輔助免疫療法正在成為肺癌新型有效干預(yù)措施，但目前關(guān)于預(yù)測其療效的生物標(biāo)志物研究進(jìn)展非常有限。

近日，由來自上海交通大學(xué)附屬胸科醫(yī)院腫瘤科陸舜主任領(lǐng)銜的團(tuán)隊(duì)，在Journal of Hematology & Oncology期刊發(fā)表重要研究成果。他們發(fā)現(xiàn)同源重組缺陷（HRD）可以作為預(yù)測NSCLC患者免疫新輔助治療療效的生物標(biāo)志物。

研究通過分析新輔助免疫治療的臨床反應(yīng)與遺傳學(xué)變化之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)DNA損傷修復(fù)（DDR）相關(guān)的插入/缺失多態(tài)性（InDel）和基因突變在治療反應(yīng)較好的患者中富集。此外，MPR患者普遍表現(xiàn)出基因組不穩(wěn)定性和HRD事件。這項(xiàng)研究首次報(bào)道了HRD作為NSCLC新輔助免疫治療生物標(biāo)志物的潛力，并在多個(gè)公共隊(duì)列中進(jìn)行了驗(yàn)證。

論文首頁截圖

讓我們進(jìn)一步看一下研究是如何展開的。

研究共納入了3例肺腺癌（LA）和11例鱗狀細(xì)胞癌（SCC）的NSCLC患者。在治療前，研究人員收集了這些患者的包埋或新鮮組織以及血液樣本進(jìn)行全外顯子組測序（WES），隨后所有患者接受了新輔助免疫治療和病灶切除。

根據(jù)治療反應(yīng)不同，研究人員將治療后的患者分成了MPR組和無主要病理反應(yīng)（non-MPR）組，并對比了兩組患者的遺傳學(xué)差異。

首先可以確定的是，即便本研究中患者的治療方案有所不同，但所有患者的新輔助治療時(shí)長（即首次治療和手術(shù)之間的時(shí)間間隔）在MPR組和non-MPR組之間沒有顯著差異。兩組患者的年齡，性別，分期的分布也基本平均。

MPR和non-MPR患者新輔助治療方案和時(shí)長

其次，在突變分析上，研究共篩選出了4243個(gè)單核苷酸變異（SNV）和1290個(gè)InDels。在209個(gè)癌癥驅(qū)動(dòng)基因中檢測到293個(gè)突變，其中TP53（92.9%），MUC16（42.9%），CSMD3（35.7%）和MUC4（35.7%）突變頻率最高。當(dāng)研究人員進(jìn)一步分析突變特征后發(fā)現(xiàn)，DDR相關(guān)InDel在MPR組患者中富集。此外，DDR相關(guān)同源依賴性重組（HR）通路的腫瘤抑制基因也在MPR組患者中富集，這表示HRD事件與新輔助免疫治療反應(yīng)較好有關(guān)。

患者突變和治療組通路基因分析結(jié)果

既往研究顯示，HR基因突變會(huì)增加基因組的不穩(wěn)定性[3]，在這項(xiàng)研究中，研究人員同樣觀察到MPR組患者染色體和染色體臂拷貝數(shù)變異（CNV）和體細(xì)胞拷貝數(shù)改變（SCNA）增多，且與治療后存活腫瘤細(xì)胞百分比呈負(fù)相關(guān)。也就是說，MPR組患者有更多的HR基因突變，尤其是CNV和SCNA的波動(dòng)會(huì)影響新輔助免疫治療的療效。

接下來，研究人員進(jìn)一步從染色體和染色體臂出發(fā)，利用三種HRD相關(guān)基因組不穩(wěn)定性評分（分別為雜合性丟失[LOH]，端粒等位基因失衡[TAI]和大型狀能轉(zhuǎn)換[LST]）計(jì)算得出總體HRD事件評分（HRDscore）。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與Non-MPR組患者相比，MPR組患者具有顯著更高的HRDscore，且HRDscore與存活腫瘤細(xì)胞百分比成負(fù)相關(guān)（P=0.00924），這些數(shù)據(jù)進(jìn)一步支持了HRD與新輔助治療獲益有關(guān)。

HRD相關(guān)事件與治療獲益有關(guān)

鑒于腫瘤突變負(fù)荷（TMB）和腫瘤內(nèi)異質(zhì)性（ITH）是目前已知與免疫治療效果有關(guān)的生物標(biāo)志物[4]，于是研究者們接下來分析了這兩項(xiàng)指標(biāo)是否與NSCLC新輔助免疫治療效果有關(guān)。

結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與Non-MPR組患者相比，MPR組患者通常具有更高的TMB和腫瘤克隆性突變負(fù)荷（clonal TMB），且MPR組患者的TMB與存活腫瘤細(xì)胞百分比成負(fù)相關(guān)趨勢。

MPR組TMB更高

同時(shí)，研究人員還觀察到，與Non-MPR組患者相比，MPR組患者具有更高的ITH，且與治療后存活腫瘤細(xì)胞百分比成負(fù)相關(guān)趨勢。

除此之外，研究人員發(fā)現(xiàn)了13個(gè)集中在MPR組患者中的核心HR基因缺失，這些基因的缺失同樣與治療后存活腫瘤細(xì)胞百分比呈負(fù)相關(guān)（P=0.03）。這些數(shù)據(jù)表明HR基因的活性可以在突變和拷貝數(shù)水平上協(xié)同改變，引起SCNA相關(guān)的ITH波動(dòng)，從而影響免疫新輔助治療的臨床結(jié)果。

MPR組中主要的HR基因缺失

研究者們在對MPR組患者接受新輔助免疫治療后產(chǎn)生的具有高克隆比例的腫瘤新生抗原進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，克隆腫瘤新生抗負(fù)荷（TNB）在MPR組中升高，這表示新抗原ITH與更好的治療效果有關(guān)。

由于新抗原的表達(dá)也可能受HLA I類基因活性的影響，因此，研究者們在non-MPR組中發(fā)現(xiàn)了更多的HLA LOH事件，而被保留的HLA等位基因上的新抗原則與更好的腫瘤清除相關(guān)。值得注意的是，保留在HLA等位基因上的新抗原主要來自MPR組患者的擴(kuò)增SCNA中。于是作者認(rèn)為，HR基因突變或能通過協(xié)調(diào)SCNA ITH和HLA LOH來補(bǔ)償克隆新抗原的數(shù)量，以此增強(qiáng)對免疫新輔助治療的反應(yīng)。

最后，研究者們用公共NSCLC隊(duì)列（包括兩個(gè)新輔助免疫治療隊(duì)列，兩個(gè)免疫治療隊(duì)列，和兩個(gè)其他治療隊(duì)列）進(jìn)行了驗(yàn)證，以確認(rèn)HR基因突變在治療結(jié)果預(yù)測中的能力。驗(yàn)證結(jié)果顯示，在不同的治療方案和臨床病理特征下，免疫治療反應(yīng)較好的患者普遍有著更高的HR通路突變，其中clonal HRD與更長的生存期有關(guān)（P=0.0038）。這些結(jié)果有力支持HRD作為新型NSCLC免疫治療的生物標(biāo)志物。

HDR無進(jìn)展生存期預(yù)測（驗(yàn)證隊(duì)列[5]）

總的來說，這項(xiàng)研究首次揭示了HR基因的缺失和由此產(chǎn)生的HRD事件與NSCLC免疫新輔助治療獲益有關(guān)。鑒于公共隊(duì)列驗(yàn)證中穩(wěn)定的預(yù)測表現(xiàn)，此后HRD檢測或許能成為指導(dǎo)NSCLC患者免疫新輔助和免疫治療決策的有力工具。

參考文獻(xiàn)：

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[2]Forde PM, Spicer J, Lu S, et al. Neoadjuvant Nivolumab plus Chemotherapy in Resectable Lung Cancer. N Engl J Med. 2022;386(21):1973-1985. doi:10.1056/NEJMoa2202170

[3]Davoli T, Uno H, Wooten EC, Elledge SJ. Tumor aneuploidy correlates with markers of immune evasion and with reduced response to immunotherapy. Science. 2017;355(6322):eaaf8399. doi:10.1126/science.aaf8399

[4]Vitale I, Shema E, Loi S, Galluzzi L. Intratumoral heterogeneity in cancer progression and response to immunotherapy. Nat Med. 2021;27(2):212-224. doi:10.1038/s41591-021-01233-9

[5]Miao D, Margolis CA, Vokes NI, et al. Genomic correlates of response to immune checkpoint blockade in microsatellite-stable solid tumors. Nat Genet. 2018;50(9):1271-1281. doi:10.1038/s41588-018-0200-2