免疫检查点抑制剂（ICI）虽革新了非小细胞肺癌（NSCLC）治疗模式，但部分患者仍难获益。既往研究聚焦于STK11、KEAP1、SMARCA4基因突变对疗效的负面影响，而基因拷贝缺失的临床意义尚属空白。本研究首次揭示：STK11/KEAP1/SMARCA4拷贝缺失（14.7%-13.7%）与突变相似，显著降低免疫联合化疗疗效（ORR下降14%-16%，死亡风险增加1.7倍），且与PD-L1低表达、高肿瘤突变负荷相关，为精准免疫治疗提供新依据。相关论文成果已于2025年1月发表于Lung Cancer杂志。
研究背景
STK11、KEAP1和SMARCA4基因位于染色体19p13.2-13.3，其突变（STK11⁽ᴹᵁᵀ⁾/KEAP1 ⁽ᴹᵁᵀ⁾/SMARCA4⁽ᴹᵁᵀ⁾）与NSCLC免疫治疗耐药相关。这些基因可通过多种通路影响免疫治疗反应：STK11编码调控细胞代谢的LKB1蛋白，KEAP1负调控氧化应激通路，SMARCA4参与染色质重塑。突变肿瘤常表现为PD-L1低表达、免疫抑制微环境及KRAS突变共存。尽管拷贝缺失在NSCLC中有报道，但其频率、临床特征及对ICI疗效的影响尚未系统研究。
研究方法
本研究采用多中心回顾性设计，聚焦非鳞状NSCLC患者。首先基于DFCI机构3194例样本的二代测序（NGS）数据，分析STK11/KEAP1/SMARCA4基因拷贝缺失频率（排除肿瘤纯度<20%样本及同基因突变病例），并关联PD-L1、TMB等病理特征；进一步结合TCGA数据库验证缺失对mRNA及蛋白表达的影响。疗效评估分两大队列：免疫联合化疗组（DFCI+MSKCC共767例接受PD-(L)1抑制剂+含铂化疗）和单药免疫组（1267例接受PD-(L)1），以ORR/PFS/OS为主要终点，并设立973例未免疫治疗患者作为预后对照。通过多变量模型校正分期、PD-L1等因素，重点解析基因缺失对疗效的独立影响，并采用多重荧光技术评估肿瘤免疫微环境特征。
结果
1. STK11、KEAP1和SMARCA4缺失的频率
为了评估STK11⁽ᴰᴱᴸ⁾、KEAP1⁽ᴰᴱᴸ⁾和SMARCA4⁽ᴰᴱᴸ⁾的频率及其临床病理相关性，研究者分析了DFCI的3194例非鳞状NSCLC患者。其中一部分患者（n=417）因使用早期不涵盖KEAP1的NGS版本进行测序，无法获得KEAP1状态，这些病例被排除在KEAP1特异性分析之外。在该队列中，中位年龄为66岁，61.3%为女性，77.8%有吸烟史，59.4%在NGS检测时已处于IV期，18.1%存在STK11⁽ᴹᵁᵀ⁾，18%存在KEAP1⁽ᴹᵁᵀ⁾，11%存在SMARCA4⁽ᴹᵁᵀ⁾。
在包括STK11⁽ᴹᵁᵀ⁾、KEAP1⁽ᴹᵁᵀ⁾和SMARCA4⁽ᴹᵁᵀ⁾病例的完整队列中，STK11⁽ᴰᴱᴸ⁾的频率为14.7%（471/3194，其中15例为双等位基因缺失），KEAP1⁽ᴰᴱᴸ⁾为13.5%（374/2777，1例双等位基因缺失），SMARCA4⁽ᴰᴱᴸ⁾为13.7%（437/3194，4例双等位基因缺失）（图1A）。这三个基因的共缺失较为常见，在可评估所有三个基因拷贝数变异的2777例病例中以及457例存在其中一个基因缺失的病例中，73%同时存在另外两个基因的缺失。在缺失两个基因的病例中，位于19p13.2的KEAP1和SMARCA4比位于19p13.3的STK11更易共同缺失。此外，与无缺失病例相比，这些基因缺失病例中伴随突变的频率更高。
2. STK11⁽ᴰᴱᴸ⁾、KEAP1⁽ᴰᴱᴸ⁾和SMARCA4⁽ᴰᴱᴸ⁾的临床病理相关性
研究者接下来评估了该队列中STK11⁽ᴰᴱᴸ⁾、KEAP1⁽ᴰᴱᴸ⁾和SMARCA4⁽ᴰᴱᴸ⁾的临床病理相关性（表1）。为限制突变状态的混杂影响，对每个基因缺失的分析均排除了该基因同时存在编码突变的病例：STK11⁽ᴰᴱᴸ⁾的分析在无STK11⁽ᴹᵁᵀ⁾的亚组中进行（n=2616，其中11.5%为STK11⁽ᴰᴱᴸ⁾），KEAP1⁽ᴰᴱᴸ⁾在无KEAP1⁽ᴹᵁᵀ⁾的亚组中进行（n=2277，其中10.6%为KEAP1⁽ᴰᴱᴸ⁾），SMARCA4⁽ᴰᴱᴸ⁾在无SMARCA4⁽ᴹᵁᵀ⁾的亚组中进行（n=2842，其中12.2%为SMARCA4⁽ᴰᴱᴸ⁾）。
关于临床特征（表1），与STK11野生型（STK11⁽ᵂᵀ⁾）、KEAP1野生型（KEAP1⁽ᵂᵀ⁾）和SMARCA4野生型（SMARCA4⁽ᵂᵀ⁾）相比，STK11⁽ᴰᴱᴸ⁾、KEAP1⁽ᴰᴱᴸ⁾和SMARCA4⁽ᴰᴱᴸ⁾均与更高的疾病分期相关。此外，STK11⁽ᴰᴱᴸ⁾和SMARCA4⁽ᴰᴱᴸ⁾在男性中更为常见，SMARCA4⁽ᴰᴱᴸ⁾在有吸烟史的患者中更为常见（表1）。关于病理和基因组因素，这三种缺失均与更低的中位PD-L1肿瘤比例评分（TPS；图1B）、更高的肿瘤突变负荷（TMB；图1C）和更高的非整倍体率（通过染色体臂改变分数（FAA）计算；图1D）相关。
3. STK11、KEAP1和SMARCA4基因型与mRNA表达的相关性
利用TCGA中具有配对基因组和转录组数据的肺腺癌病例（N=507），研究者分析了STK11⁽ᴰᴱᴸ⁾、KEAP1⁽ᴰᴱᴸ⁾和SMARCA4⁽ᴰᴱᴸ⁾与相应mRNA表达的相关性，排除了该基因同时存在突变的病例。与STK11⁽ᵂᵀ⁾、KEAP1⁽ᵂᵀ⁾和SMARCA4⁽ᵂᵀ⁾病例相比，这些基因缺失的病例mRNA水平显著降低（图2A-C）。
4. STK11基因型与LKB1蛋白表达的相关性
通过分析TCGA中具有配对STK11基因组和LKB1表达数据的肺腺癌病例（N=359），研究者评估了STK11基因型与STK11蛋白产物LKB1的肿瘤表达的相关性。与STK11⁽ᵂᵀ⁾相比，STK11⁽ᴰᴱᴸ⁾与LKB1表达显著降低相关（中位z评分：0.27 vs. 0.33，p=0.008；图2D）。STK11 mRNA表达与LKB1表达呈正相关（r=0.25，p<0.001）。
5. STK11⁽ᴰᴱᴸ⁾、KEAP1⁽ᴰᴱᴸ⁾和SMARCA4⁽ᴰᴱᴸ⁾对化疗免疫治疗疗效的影响
为探讨STK11⁽ᴰᴱᴸ⁾、KEAP1⁽ᴰᴱᴸ⁾和SMARCA4⁽ᴰᴱᴸ⁾对化疗免疫治疗疗效的影响，研究者分析了767例患者（DFCI 385例，MSKCC 382例）。在合并队列中，30.4%存在STK11⁽ᴰᴱᴸ⁾，27.3%存在KEAP1⁽ᴰᴱᴸ⁾，27.2%存在SMARCA4⁽ᴰᴱᴸ⁾，其中大多数为单等位基因缺失。为限制混杂，研究者再次分析了每个基因缺失在无该基因同时突变病例中的影响。
在合并的化疗免疫治疗队列中，与STK11⁽ᵂᵀ⁾、KEAP1⁽ᵂᵀ⁾和SMARCA4⁽ᵂᵀ⁾相比，STK11⁽ᴰᴱᴸ⁾、KEAP1⁽ᴰᴱᴸ⁾和SMARCA4⁽ᴰᴱᴸ⁾均与更差的客观缓解率（ORR）（STK11：31% vs. 45%，p=0.005；KEAP1：33% vs. 45%，p=0.03；SMARCA4：29% vs. 45%，p=0.0007），更差的中位PFS（STK11风险比[HR]=1.5，p=0.0001；KEAP1 HR=1.4，p=0.002；SMARCA4 HR=1.6，p<0.0001），以及更差的中位OS（STK11 HR=1.7，p<0.0001；KEAP1 HR=1.5，p=0.003；SMARCA4 HR=1.7，p<0.0001）相关（图3A-C）。多变量分析显示STK11⁽ᴰᴱᴸ⁾、KEAP1⁽ᴰᴱᴸ⁾和SMARCA4⁽ᴰᴱᴸ⁾与化疗免疫治疗更差的PFS和OS的关联持续存在。
鉴于先前证据表明STK11⁽ᴹᵁᵀ⁾、KEAP1⁽ᴹᵁᵀ⁾和SMARCA4⁽ᴹᵁᵀ⁾在KRAS⁽ᴹᵁᵀ⁾与KRAS⁽ᵂᵀ⁾ NSCLC中的治疗结果可能存在差异，研究者基于KRAS突变状态分析了STK11⁽ᴰᴱᴸ⁾、KEAP1⁽ᴰᴱᴸ⁾和SMARCA4⁽ᴰᴱᴸ⁾与化疗免疫治疗结果的关联。在合并的化疗免疫治疗队列中，STK11⁽ᴰᴱᴸ⁾和SMARCA4⁽ᴰᴱᴸ⁾在KRAS⁽ᴹᵁᵀ⁾和KRAS⁽ᵂᵀ⁾亚组中均与显著更差的PFS和OS相关，而KEAP1⁽ᴰᴱᴸ⁾仅在KRAS⁽ᴹᵁᵀ⁾病例中与显著更差的PFS相关，在KRAS⁽ᴹᵁᵀ⁾和KRAS⁽ᵂᵀ⁾亚组中均与显著更差的OS相关。单独评估DFCI和MSKCC化疗免疫治疗队列时：在DFCI队列中，无论KRAS突变状态如何，STK11⁽ᴰᴱᴸ⁾、KEAP1⁽ᴰᴱᴸ⁾和SMARCA4⁽ᴰᴱᴸ⁾通常与更差的PFS和OS相关，而在MSKCC队列中，这些缺失通常仅在KRAS⁽ᴹᵁᵀ⁾病例中与更差的PFS和OS相关，在KRAS⁽ᵂᵀ⁾病例中则不然。
上述分析是在评估单个基因缺失时排除该基因共突变的情况下进行的（即STK11⁽ᴰᴱᴸ⁾无STK11⁽ᴹᵁᵀ⁾），研究者还进行了排除任何三个基因（STK11、KEAP1、SMARCA4）共突变的分析，以提供对共发突变影响的最严格控制。在合并队列中，STK11⁽ᴰᴱᴸ⁾、KEAP1⁽ᴰᴱᴸ⁾和SMARCA4⁽ᴰᴱᴸ⁾与化疗免疫治疗更差的PFS和OS的显著关联在该修改分析中得以维持。
6. STK11、KEAP1和SMARCA4单等位基因突变、单等位基因缺失和双等位基因失活的化疗免疫治疗结果比较
为了研究STK11⁽ᴰᴱᴸ⁾、KEAP1⁽ᴰᴱᴸ⁾和SMARCA4⁽ᴰᴱᴸ⁾与突变的比较，并探讨这些基因改变的可能“剂量效应”，研究者在合并队列中比较了每个基因的WT、单基因MUT（1MUT）、单基因DEL（1DEL）和双HIT（2HIT，存在两种不同的基因缺失或突变）病例的化疗免疫治疗结果（图4A-C）。2HIT病例主要包括同时突变加缺失，少数为双等位基因缺失。对于所有三个基因，1MUT、1DEL和2HIT病例与WT相比，对化疗免疫治疗的ORR、PFS和OS均更短（图4A-C）。对于这三个基因中的任何一个，1MUT和1DEL病例的结果没有差异。对于STK11和SMARCA4，2HIT病例的结果与1MUT或1DEL没有显著差异；对于KEAP1，2HIT病例的PFS和OS显著差于1MUT，OS显著差于1DEL。
结论
本研究首次明确STK11/KEAP1/SMARCA4拷贝缺失是NSCLC免疫联合化疗疗效的独立负向预测因子，其临床影响与基因突变相当：使ORR降低14%-16%、死亡风险增加70%，且与PD-L1低表达及基因组不稳定密切相关。值得注意的是，71%缺失患者存在多基因共缺失，染色体19p13.2-13.3区域缺失可替代单基因检测。
局限性需关注：回顾性设计存在选择偏倚；MSKCC与DFCI的拷贝缺失检测差异可能导致单药免疫疗效结果不一致；KRAS野生型亚组样本量不足。临床建议NGS报告应纳入拷贝缺失检测，未来需探索针对此类患者的强化治疗策略。
De Giglio A, De Biase D, Favorito V, et al. STK11 mutations correlate with poor prognosis for advanced NSCLC treated with first-line immunotherapy or chemo-immunotherapy according to KRAS, TP53, KEAP1, and SMARCA4 status. Lung Cancer. 2025;199:108058. doi:10.1016/j.lungcan.2024.108058。
审批编号：CN-161404
过期日期：2025-09-09
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