撰文
Qi
#癌症#
癌细胞可以利用免疫检查点来逃避免疫监视，自年免疫检查点抑制剂（ICI）被批准用于治疗晚期黑色素瘤以来，一直到年初，已获FDA批准用于治疗17种不同的实体瘤。以非小细胞肺癌(NSCLC)为例，十年前大多数被诊断为晚期NSCLC的患者的治疗包括一线铂类双药化疗，在进展时进行多西他赛单药化疗，在年证明抗PD-1ICI纳武利尤单抗可提高NSCLC患者生存率之后，除了癌基因成瘾的NSCLC外，绝大多数NSCLC患者都会接受这种方案作为一线治疗。PD-1和CTLA-4联合阻断已被证明是有效的，然而接受抗CTLA-4药物的患者免疫相关不良事件的发生率较低，组合却增加了毒性的发生率和严重程度。最近一项研究报道LAG-3单抗relatlima联合抗PD-1纳武单抗首次获批用于治疗晚期黑色素瘤，由此可见，在抗PD-1抗体骨架中添加新药不失为一种有潜力的疗法。此外，循环肿瘤DNA（ctDNA）的液体活检检测可用于评估实时分子反应并指导ICI期间的临床决策，将这些方法相结合可以提供对ICI期间癌症生物学、免疫编辑和进化的更加深入的了解，并有望扩展免疫疗法对癌症患者的效用。
近日，来自约翰霍普金斯大学医学院的VictorE.Velculescu等在ScienceTranslationalMedicine杂志上发表了一篇题为Translatingtheevolvingmolecularlandscapeoftumorstobiomarkersofresponseforcancerimmunotherapy的综述，他们在这篇文章中详细介绍了判断ICI反应的临床综合生物标志物，以及液体活检在追踪ICI反应中的作用等内容。
一、判断ICI反应的临床综合生物标志物
迄今为止，ICI反应最常用的预测生物标志物是免疫组织化学确定的PD-L1表达。然而，PD-L1检测的临床效用因评估的癌症类型而异，抗PD-L1单抗抑制PD-1/PD-L1已被证明对癌细胞或肿瘤浸润免疫细胞中高PD-L1表达的肿瘤最有效，需要与基因组和肿瘤微环境特征一起评估以加强其在ICI反应。
1.肿瘤突变负荷（TMB）和微卫星不稳定性（MSI）
TMB定义为每兆碱基编码序列的非同义突变数，已被证明以剂量依赖性方式预测对ICI的反应，因为具有最高TMB肿瘤的患者在免疫治疗后获得了更长的生存期。在错配修复缺陷患者的情况下，这种现象在高突变肿瘤中得到了明显的体现，这些患者通常对ICI的反应比例最高。TMB作为ICI的预测性生物标志物的前提依赖于这些突变产生抗原的潜力，称为突变相关新抗原(MANAs)，这些抗原对免疫系统来说是外来的，因此可以引发抗肿瘤免疫反应。
尽管TMB在预测ICI反应方面的价值已被充分证明可用于NSCLC和黑色素瘤等癌症类型，但其对胶质瘤、前列腺癌和乳腺癌患者的预测价值并未得到很好的支持。此外，TMB并不是ICI反应的完美生物标志物，其固有挑战与缺乏标准化和定义TMB高肿瘤的通用阈值有关，比如TMB的癌症谱系依赖性动态范围的限制、由于抽样偏差引起肿瘤纯度降低造成突变检测能力降低等，尽管存在这些问题，TMB仍然是决定有效抗肿瘤免疫反应的特征的一部分。
2.肿瘤异物和新抗原库作为ICI反应的预测因子
MSI高的肿瘤具有更高的体细胞突变负荷，这会产生更高的免疫原性新抗原负荷，因此在ICI的背景下易于清除肿瘤。MANAs源自体细胞突变，由MHCI类或MHCII类分子分别呈递给CD8+或CD4+T细胞的TCR，由于新抗原对癌细胞具有特异性，因此T细胞能够将它们识别为非自身抗原并引发抗肿瘤免疫反应。新抗原MHC结合和呈递是决定肿瘤外源性的关键特征，研究表明对MHCI类分子的新抗原结合亲和力增加与ICI反应有关。除了由单核苷酸变体编码的MANAs之外，来自移码突变的新抗原已被证明可以实现高亲和力MHC结合并有助于ICI敏感性。需要注意的是，新抗原的质量而不是数量是推动肿瘤消除的关键特征，了解主要有助于ICI反应的新抗原特征可以增强其转化为更强大的预测因子ICI响应。此外，肿瘤的转移潜力和宿主的最终临床结果不仅取决于肿瘤细胞固有的增殖、侵袭和转移能力，还取决于肿瘤与宿主免疫系统之间的动态平衡，这一概念的核心是抗原呈递能力在增强抗肿瘤免疫反应中的作用。种系HLAI类进化差异可能决定对免疫检查点阻断的反应，但需要进一步研究。
3.与ICI治疗耐药性相关的致癌驱动因素
具有免疫调节功能的致癌驱动因子的突变与对ICI的抗性有关，PTEN缺失已通过诱导免疫抑制性肿瘤微环境、减少T细胞浸润和抑制T细胞介导的肿瘤杀伤以及免疫抑制性细胞因子（如血管内皮生长因子）丢失引起的细胞毒活性与ICI抗性有关。JAK1/2基因的失活突变与干扰素-γ信号传导缺陷有关，导致原发性和获得性抗性环境中的ICI抗性。MYC的上调通过上调抑制T细胞活性的PD-L1和CD47来促成免疫抑制环境，而通过表观遗传疗法抑制MYC信号传导可能会逆转免疫抑制。更广泛地说，癌基因成瘾性肿瘤，例如携带EGFR激活突变的肿瘤，被认为对ICI的反应较低，这主要归因于这些肿瘤的TMB较低和肿瘤免疫排斥。有趣的是，在EGFR突变NSCLC中，不同EGFR突变等位基因的反应各不相同，再次强调了考虑特定基因组背景的重要性。总的来说，这些发现支持这样一种观点，即从致癌驱动因素和计算模式方面了解肿瘤遗传景观的细微差别可能共同提供对ICI反应的重要预测因子。然而，每种改变对塑造肿瘤微环境和驱动肿瘤免疫编辑的重要性尚未被发现。
需要注意的是，使用静态生物标志物来解释肿瘤免疫系统串扰的动态过程具有挑战性，在ICI期间考虑不断变化的癌症基因组而不仅仅依赖于ICI开始之前对肿瘤的快照分析非常重要。因此，了解癌细胞如何获得适应性优势和逃避免疫监视可以及时转化为临床实践和合理设计ICI治疗策略。
图1.肿瘤和肿瘤微环境特征驱动肿瘤免疫编辑有助于ICI临床结果。
二、液体活检是确定和追踪ICI反应的新兴动态方法
1.循环肿瘤负荷作为实时癌症生物标志物
scRNA-seq和TCR测序已被用于确定CD8+肿瘤特异性肿瘤浸润淋巴细胞的表型及其各自的特性，从而可以识别肿瘤微环境中引发抗肿瘤免疫反应的特定细胞。尽管基于RNA或TCR测序的深入单细胞分辨率分析揭示了免疫治疗背景下肿瘤微环境的复杂性和异质性，但这些方法尚未转化为生物标志物选择策略。此外，尽管在了解ICI耐药机制方面取得了重要进展，但许多患者治疗耐药的根本原因可能尚未确定。
液体活检已成为一种强大的非侵入性手段，可以检测和测量循环中肿瘤衍生DNA的存在，并在治疗过程中跟踪肿瘤的演变。在癌症患者中，一部分cfDNA来源于肿瘤，称为ctDNA。ctDNA通过细胞凋亡和坏死进入血流，可以进行无创采样和分析。越来越多的研究证明了液体活检在癌症患者管理的几乎每个阶段的临床效用，包括筛查和早期检测、微小残留病的检测、治疗选择、治疗反应监测和识别阻力。基于数字的聚合酶链式反应和新一代测序技术的发展与生物信息学分析相结合，为检测来自ctDNA的突变序列提供了敏感和特异性的定量方法，通常在循环中大量野生型DNA的背景下进行。
2.血源性TMB
与组织分析相比，基于血液的MSI和TMB具有多个优势，包括液体活检采集的可及性和非侵入性，以及捕获肿瘤异质性，否则可能会因肿瘤活检采样和肿瘤纯度而丢失。举例来说，在评估NSCLC一线阿特珠单抗的两项临床试验中，高bTMB与较长的总生存期相关，尽管这些结果很有希望，但仍需要进一步验证和标准化bTMB作为ICI反应的预测因子。
3.ctDNA有望作为ICI反应的动态实时生物标志物
在ICI期间在连续时间点测量的肿瘤衍生变异突变等位基因分数(MAF)有助于了解肿瘤负荷动力学。对于对免疫检查点阻断有原发性耐药的患者，ctDNA在治疗开始后波动有限或显示上升。尽管ctDNA的定量变异已明确与ICI的治疗结果相关，但缺乏对分子反应定义的统一共识。同样，检测ctDNA反应的最佳时机和ctDNA分子反应的持久性也没有很好的记录。因此，需要进一步的标准化和前瞻性试验来开发和验证对临床有用的分子反应标准。研究表明ctDNA清除与接受新辅助ICI的NSCLC患者在切除时的肿瘤消退有关，新辅助nivolumab联合铂双联化疗的CheckMate试验分析表明，ctDNA清除反映了更长的无事件生存期。因此，这些临床试验强调了液体活检在辅助免疫治疗期间检测微小残留疾病和分子反应的潜在用途。
4.液体活检知情的ICI临床试验
ctDNA方法不断扩大的临床应用为向干预试验的范式转变奠定了基础，干预试验依赖于液体活检的分子反应来指导治疗。整合连续液体活检以积极指导临床决策代表了一种新方法，患者可以从比常规计算机断层扫描更早、更准确的反应检测中受益，并在出现耐药时修改治疗方式。目前正在进行将临床决策与液体活检检测到的分子反应相协调的干预性试验，例如ATLAS介入试验使用ctDNA评估转移性NSCLC对纳武利尤单抗和易普利姆玛的反应，并为未获得分子反应的个体添加化疗(NCT)。针对黑色素瘤患者的ctDNA指导的介入试验使用ctDNA来指导临床决定何时从靶向治疗转向免疫治疗（NCT）。该领域的大量新兴试验反映了研究人员使用ctDNA分析确定对ICI的反应并相应地修改患者干预措施的积极性。
图2.液体活检方法与癌症免疫疗法的整合。
三、展望
新一代液体活检方法可能进一步为cfDNA在临床实践中的分析提供新途径。例如，健康个体的血液cfDNA片段组分析揭示了来自造血细胞的DNA片段，而癌症患者的cfDNA包含造血和肿瘤保存的DNA片段的混合物。这些片段化谱中反映的独特染色质景观可以通过全基因组测序来识别，并利用机器学习方法以高性能区分健康和癌症状态。由于初步研究表明片段组（fragmentome）方法在靶向治疗的反应监测中的使用，这些方法在ICI反应监测中的评估将在未来引起极大的兴趣。
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