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會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)銜的團隊，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。這項研究首次報道了HRD作為NSCLC新輔助免疫治療生物標(biāo)志物的潛力，并在多個公共隊列中進行了驗證。

論文首頁截圖

讓我們進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長（即首次治療和手術(shù)之間的時間間隔）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長

其次，在突變分析上，研究共篩選出了4243個單核苷酸變異（SNV）和1290個InDels。在209個癌癥驅(qū)動基因中檢測到293個突變，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基因突變會增加基因組的不穩(wěn)定性[3]，在這項研究中，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）和體細胞拷貝數(shù)改變（SCNA）增多，且與治療后存活腫瘤細胞百分比呈負相關(guān)。也就是說，MPR組患者有更多的HR基因突變，尤其是CNV和SCNA的波動會影響新輔助免疫治療的療效。

接下來，研究人員進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與存活腫瘤細胞百分比成負相關(guān)（P=0.00924），這些數(shù)據(jù)進一步支持了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荷（clonal TMB），且MPR組患者的TMB與存活腫瘤細胞百分比成負相關(guān)趨勢。

MPR組TMB更高

同時，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胞百分比成負相關(guān)趨勢。

除此之外，研究人員發(fā)現(xiàn)了13個集中在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胞百分比呈負相關(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，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行分析后發(fā)現(xiàn)，克隆腫瘤新生抗負荷（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組患者的擴增SCNA中。于是作者認為，HR基因突變或能通過協(xié)調(diào)SCNA ITH和HLA LOH來補償克隆新抗原的數(shù)量，以此增強對免疫新輔助治療的反應(yīng)。

最后，研究者們用公共NSCLC隊列（包括兩個新輔助免疫治療隊列，兩個免疫治療隊列，和兩個其他治療隊列）進行了驗證，以確認HR基因突變在治療結(jié)果預(yù)測中的能力。驗證結(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無進展生存期預(yù)測（驗證隊列[5]）

總的來說，這項研究首次揭示了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)。鑒于公共隊列驗證中穩(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：

[1]Bunn PA Jr, Schenk E, Pacheco J, Dimou A. New Developments in Neoadjuvant Therapy for Lung Cancer. Oncology (Williston Park). 2019;33(3):101-109.

[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