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免疫治疗时代,终于迎来了满足免疫治疗需求的液体活检技术。

昨天,由加州大学戴维斯分校综合癌症中心David R. Gandara,和基因泰克公司David S. Shames领衔的联合研究团队,在著名期刊Nature Medicine发表重要研究成果[1]。

论文首页
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基于Foundation Medicine, Inc(FMI)的液体活检技术,他们首次证实血浆中肿瘤突变负荷(bTMB)可准确重复测量,并且与免疫检查点抑制剂疗效相关。证实了血浆TMB对免疫治疗药物疗效预测的有效性。

为免疫治疗疗效的预测,提供了一种更小侵入性,更好重复性的替代检测方案。这意味着,接受免疫治疗的癌症患者,在不久的将来,有望得到更便捷、更准确的预测疗效的方法。

在介绍什么是肿瘤突变负荷(bTMB),以及它为什么能预测免疫治疗疗效之前,我们有必要回顾一下TMB这个“程咬金”是如何杀出来的。

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自2014年免疫检查点抑制剂疗法获得FDA批准以来,癌症治疗领域发生了翻天覆地的变化。

不过呢,究竟哪些癌症患者适合接受免疫检查点抑制剂就变成了一个问题。在一开始的时候,科学家和医生是用肿瘤组织细胞PD-L1表达水平来预测的。但是,科学家很快就发现一个问题:PD-L1表达水平也不能解释所有的问题[2]

例如在2016年,施贵宝(BMS)宣布其PD-1抗体Opdivo在非小细胞肺癌III期临床Checkmate-026中没有抵达主要临床终点[3]。在这个研究中,研究人员发现,对于那些PD-L1≥5%,且未经治疗的晚期肺癌患者,Opdivo未能比标准化疗延长无进展生存期

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此消息一出,BMS市值下跌240亿美元,遂有人戏称“这不像是Checkmate-026失败了,而是26个Checkmate试验失败了”。

按照之前对免疫检查点抑制剂的理解,PD-L1≥5%疗效还不好,这是难以置信的。

不过它确实发生了,事实就摆在那里。但是研究人员认为,Checkmate-026失败的锅,不能让Opdivo背,背后肯定有其他原因。

于是他们又回过头去分析试验数据,发现对于那些TMB水平高的患者,用Opdivo进行治疗后,肿瘤缓解和生存获益的结果都显著优于化疗[4]。

这就不得了了,PD-L1表达水平搞不定的事情,竟然被名不见经传的TMB搞定了。研究人员很快将目光转向TMB。

也正是这个研究,开启了TMB在肺癌免疫治疗疗效预测领域的应用

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TMB是个啥呢?前面已经介绍过,它的中文名字叫肿瘤突变负荷,它代表的含义是:每百万碱基中被检测出的基因点突变和插入缺失突变个数(想想你经常会看到TMB>10 mut/Mb之类的表述)。

这个概念诞生的逻辑是这样的:免疫治疗之所以能发挥良好的抗癌效果,主要依赖于免疫细胞对癌细胞特异性抗原的识别;因此,从理论上讲,那些携带基因突变越多的癌症患者(TMB会比较高),癌细胞产生的新抗原越多,被免疫细胞识别的可能性更高。也就是说,TMB越高,患者或许从免疫治疗中获益越多

虽然Checkmate-026这个研究有一些暗示,但是TMB真的有用吗?如果有用,中间那条线又是多少呢?

这个问题必须得搞明白。

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于是,BMS又借助FMI的伴随诊断产品FoundationOne CDx,开展了两个非小细胞肺癌一线治疗临床研究:CheckMate­227和CheckMate568。

我们先来看看CheckMate­227。在这个研究里,研究人员发现:在TMB≥10 mut/Mb的晚期非小细胞肺癌患者中,与铂类双联化疗相比,Opdivo加低剂量Yervoy治疗明显延长了1年的无进展生存率(42.6% vs 13.2%),竟翻了3倍多;无进展生存期也显著延长(7.2月 vs 5.4月)[5]。

这个研究结果就厉害了。这可是在全球范围内首次在III期临床试验中证实:无论PD-L1表达水平如何,只要非小细胞肺癌患者的TMB高,联合免疫治疗都能够给他们带来无进展生存期显著获益

与此同时,CheckMate568也表明,在接受opdivo联合Yervoy治疗的非小细胞肺癌患者,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。

CheckMate­227和CheckMate568的临床数据
CheckMate­227和CheckMate568的临床数据

这两个研究奠定了TMB在预测免疫治疗效果中的地位。去年年底,约翰·霍普金斯大学的Elizabeth Marion Jaffee教授在分析了多个临床研究数据之后,得出结论:TMB与免疫检查点抑制剂治疗的响应率之间有显著的正相关关系[6]。

同样在去年年底,FoundationOne CDx成了FDA批准的首个泛瘤种伴随诊断产品,包括324个基因,以及两个可以预测免疫检查点抑制剂疗效的分子标记MSI和TMB。

如前文所言,TMB虽好,但是目前主要还是基于肿瘤组织的一种检测方式。然而,有很多患者没有足够的肿瘤组织可供使用,甚至有些患者还不适合做组织活检,在非小细胞肺癌里面就有近30%的患者是这样的状况[7,8]。

因此,患者对开发一种基于血液的无创免疫检查点抑制剂治疗疗效预测的方法,有迫切的需求

TMB与免疫检查点抑制剂治疗的响应率之间的关系
TMB与免疫检查点抑制剂治疗的响应率之间的关系

为了解决上面那个临床的需求,基因泰克的David S. Shames与加州大学戴维斯分校综合癌症中心的David R. Gandara,以及FMI的科学家们可费力不少心思。他们先开发了一套在血液中检测TMB的技术方案,我们姑且叫它bTMB,其实它使用的技术跟FoundationOne Liquid类似

紧接着,他们找到了两个PD-L1抑制剂Tecentriq治疗非小细胞肺癌的临床研究,代号分别为:POPLAR(NCT01903993)和OAK(NCT02008227)。这两个临床研究收集了足够的患者血液样本,足够科学家们做回顾性的临床研究了。

为了保险起见,研究人员先对两个临床队列的bTMB与tTMB(组织样本的TMB)做了比较,确定了在整体上tTMB与bTMB确实是呈现正相关的关系。有了这个数据,后面的研究就可以放心开展了。

本研究流程
本研究流程

经过一些列复杂的运算分析,研究人员最终选择了bTMB≥16作为POPLAR队列的阈值,继续在OAK队列中进行验证。

这个阈值果然没有让研究人员失望。

在OAK队列的bTMB≥16的人群中,接受Tecentriq免疫治疗的患者的中位总生存期是13.5个月,接受多西他赛治疗的患者的中位总生存期是6.8个月,翻了一番!

这个结果表明bTMB确实能够作为Tecentriq免疫治疗的潜在非侵入性生物标志。

深入分析发现,与之前CheckMate­227和CheckMate568类似,bTMB对PD-L1抗体疗效的预测与PD-L1的高表达也是独立的

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总的来说,这个研究表明,通过检测bTMB可以很好的预测患者能否从PD-L1抗体治疗中获益。为后续的临床研究做好了铺垫。

“这是肺癌免疫治疗最激动人心的时刻。仅通过血液检查就可以识别最有可能受益的患者,对于医生和患者来说都是一个巨大的利好。”第一作者兼通讯作者David Gandara表示,“这个研究成果是我们的新技术走向临床的第一步。”

今年6月份和7月份Opdivo和Keytruda先后获国家食药监总局批准,在中国获批上市销售。所以2018年也被誉为我国的免疫治疗元年。

可喜的是,在Opdivo和Keytruda获批前一个月,迪安诊断成为FMI在中国的合作伙伴,通过技术许可和合作,中国患者也将能获得FoundationOne CDx的检测服务。希望这些新的药物和技术能给中国癌症患者带来更好的治疗效果。

 

参考资料:

[1]. David R. Gandara, et al. Blood-based tumor mutational burden as a predictor of clinical benefit in non-small-cell lung cancer patients treated with atezolizumab[J]. Nature Medicine, 2018.

[2]. Reck M, Rodriguezabreu D, Robinson A G, et al. Pembrolizumab versus Chemotherapy for PD-L1–Positive Non–Small-Cell Lung Cancer[J]. The New England Journal of Medicine, 2016, 375(19): 1823-1833.

[3]. http://www.ascopost.com/News/43820

[4]. Carbone D P, Reck M, Pazares L, et al. First-Line Nivolumab in Stage IV or Recurrent Non–Small-Cell Lung Cancer[J]. The New England Journal of Medicine, 2017, 376(25): 2415-2426.

[5]. Hellmann M D, Ciuleanu T, Pluzanski A, et al. Nivolumab plus Ipilimumab in Lung Cancer with a High Tumor Mutational Burden[J]. The New England Journal of Medicine, 2018, 378(22): 2093-2104.

[6]. Yarchoan M, Hopkins A, Jaffee E M, et al. Tumor Mutational Burden and Response Rate to PD-1 Inhibition[J]. The New England Journal of Medicine, 2017, 377(25): 2500-2501.

[7]. Lim C, Tsao M S, Le L W, et al. Biomarker testing and time to treatment decision in patients with advanced nonsmall-cell lung cancer[J]. Annals of Oncology, 2015, 26(7): 1415-1421.

[8]. Tischer B, Kim E S, Peters M J, et al. P3.02b-023 Physician Patterns of Care in Patients with EGFR Mutation+ NSCLC: An International Survey into Testing and Treatment Choice: Topic: EGFR Biomarkers[J]. Journal of Thoracic Oncology, 2017, 12(1).

 

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