中国医学科学院肿瘤医院 内科
北京协和医学院 临床医学八年制 （清华大学医学部）博士
北京市科技新星
北京市青年人才托举工程
世界华人肿瘤医师协会胸部肿瘤专业委员会青年委员会委员
中国医药教育协会肺癌精准诊疗专业委员会委员
北京慢性病防治与健康教育研究会委员
北京健康促进会肺癌诊疗专家委员会委员
北京科创医学发展基金会肺癌专委会委员
北京肿瘤防治研究青年委员会委员
北京肿瘤病理精准诊断研究会委员
曾前往美国MD Anderson Cancer Center交流学习
曾获“院校优秀学术论文奖”，“院校优秀住院医师”称号
近5年以第一/通讯作者发表SCI 14篇，总IF 117分。单篇最高 33分(JAMA Oncology)。
肺癌是全国发病率、死亡率位居榜首的重大慢性疾病，严重威胁我国国民健康。随着诊疗技术日新月异的发展，层出不穷的新研究、新设计、新理念让肺癌患者生存及预后得到了极大改善。近年来，系列大型研究奠定了靶向及免疫治疗在肺癌领域的基石性地位，而更多设计精妙的探索性科研更是提供了更加丰富多样的精准诊疗可能性。
探索性科研，在我的理解中，指的是研究者自行发起的科学研究，包括临床、转化、基础等不同种类，主要关注真实世界诊疗困境，聚焦临床中未被满足的需求，灵活应用临床研究或真实世界产生的海量数据，应用前瞻性验证或回顾性分析、生物信息数据统计等不同手段进行拓展设计及深入挖掘，以期在标准的临床研究及严谨的基础实验之外，为精细化全程诊治补充更多细节，解答更多问题。和注册临床研究及基础实验相对比，探索性科研具有更多的自由度、设计感和创造性，可以更加关注细节和特定对象，比如特定患者人群、特定分子特征、特定治疗策略等，为更多真实临床场景提供更多证据和可能性。
“回归临床、满足临床需求”是探索性科研的初衷及终极目标，应当源于临床、证于临床，归于临床，为患者带来真实获益，甚至指导和改变诊疗实践。然而，随着当下研究技术的改良进步、研究数据的纷繁复杂，越来越多的科学研究都更注重于成果发表而非临床应用，不少探索性科研仅停留在“观察”“呈现”的理论层面，还有不少有转化潜力的科研成果在课题结束、论文发表后并未持续推进后续研发应用，所以，大多数探索性科研最终并未真正回归临床，给患者带来实际获益，一定程度上造成了研究资源的浪费。因此，我们在设计及开展探索性科研的时候，应时刻牢记“源于临床、证于临床，归于临床”的初衷。
下面，我将以自己负责及参与的三项团队探索性研究为案例，来深入解析这些研究从概念提出、研究发起、实施完成，到最终回归真实临床的来龙去脉及心路历程。
1. 源于临床——聚焦真实世界，关注实际诊疗中未被满足的临床需求
众所周知，病理诊断是所有肿瘤规范化精准诊治的第一步。然而，在临床真实世界中，存在部分特殊患者群体，因高龄、体能状况差、严重合并症等各种原因无法耐受穿刺或无法获取病理诊断，从而完全丧失了精准治疗乃至标准治疗机会。这样的特殊患者群体比例并不在少数，真实临床实践中可占比15-20%，严重制约了肺癌的精准诊治进程，成为了掣肘中国晚期肺癌患者远期生存率提高的潜在重要因素。
于是，我们团队的学科带头人王洁教授针对该部分真实世界的特殊患者群体，设计了一项探索性研究，旨在帮助该特殊患者群体进行基于外周血分子诊断的精准治疗选择，并以研究者发起前瞻性临床研究的形式来验证可行性——即，CHALLENGE研究。我参与设计并实施了这项研究，最后成果在2022年以第一作者发表在JAMA oncology杂志。
我们将临床中经影像学诊断为晚期周围型肺癌、因各种原因无法获取病理诊断、以及经三种方式（Super ARMS、ddPCR 和 NGS）同时检测后任一方式检测出血液ctDNA的EGFR敏感突变（EGFR 19del 和/或 21L858R）阳性的患者，给予埃克替尼口服，直至疾病进展或不耐受。研究总计筛选患者391例，经三种方式检测后，其中140例检测到EGFR敏感突变，最终纳入116例晚期肺癌患者入组。这116例患者无法获得病理诊断的原因包括高龄、身体状况差、严重心肺合并症无法耐受穿刺、反复穿刺未成功等。结果显示，ctDNA EGFR突变指导的一线埃克替尼治疗ORR为52.6%，DCR为84.5%，中位PFS为10.3个月，中位OS为23.2个月，且耐受性良好，未出现预期外的不良反应（图1）。并且，在探索性分析中发现，被任一方式检测出EGFR突变的140名患者中，NGS方式对EGFR阳性的检出率最高 (114/140,81.4%)，其次是ddPCR（103/140, 73.5%）和SuperARMS-PCR（100/140, 71.4%），三种检测方式的一致性为80.1%。而基于任何一种、两种或三种方式检出阳性的患者，接受埃克替尼治疗的临床结果并无显著差别（图2）。
图1 ctDNA EGFR阳性患者接受治疗的疗效及生存
图2 经三种检测方式检测阳性比例以及相应疗效及生存
研究给我们带来坚实的证据：基于血液ctDNA的EGFR突变检测可以帮助无法获得病理诊断的晚期肺癌患者进行临床决策制定和精准治疗选择，使得更多患者获得精准治疗的机会；而基于任何一种方法的血液ctDNA EGFR检测结果指导下的临床结果均具有可比性，均可助力该特定患者群体的精准诊疗决策。
这项研究是真正“源于临床”真实问题而设计发起的探索性研究，在此后的临床工作中，也实际运用于患者，至少使得千余名无法取得病理活检的患者因此获益。
2.证于临床——敏锐挖掘问题，打破现有技术壁垒并验证于临床实践
我们知道，免疫治疗如今已开启了晚期非小细胞肺癌（NSCLC）治疗新局面，然而仅20-30%左右的患者可从单纯免疫治疗中获益。所以，寻找到合适的疗效预测标志物，至关重要。2018年底，肿瘤突变负荷（TMB）作为NSCLC免疫治疗的疗效预测标志物，首次写入NCCN指南。但TMB的检测需要高通量、高深度测序，非常依赖于组织样本量，关于外周血TMB（blood TMB，bTMB）的临床研究及探索性研究也如火如荼地开展。然而，我们在关于bTMB的系列研究中，发现其临床意义上存在着很大的问题。
Foundation Medicine在肺癌免疫治疗队列（POPLAR和OAK）中，发现bTMB高与免疫治疗更好的无进展生存期（PFS）相关，但并不能很好地区分总生存期（OS）；随后，我们团队进一步优化简化了检测方法学，在本中心免疫治疗患者中发现bTMB高的患者与更好的客观缓解率（ORR）及PFS相关，但依然不能区分OS；一项小样本研究得到相反的结论，bTMB高与更差的PFS和OS 相关；而基于Foundation Medicine回顾性数据开展的前瞻性B-First研究提示bTMB与PFS和OS均不相关。可以看到，bTMB在不同研究中的结论非常不一致，PFS有阳性也有阴性结果，而OS基本没有阳性结果。所以，bTMB 到底 能否预测PFS，以及为什么无法预测OS？
于是，我们进一步深入挖掘，有了一个非常有意思的发现。在Bfirst研究的设计中，有一个不容易注意的点——该研究的最终分析只纳入了最大体细胞等位基因突变频率（MSAF）大于等于1%的人群。而我们在仔细挖掘研究结果时候，发现MSAF小于1%的人群，单药的客观缓解率（ORR）可以高达34.5%，远远高于总人群的14.5%，并且和bTMB高的患者几乎差不多（图3）。所以，我们提出假说，MSAF会不会是一个被忽略的影响预后的关键因素？
图3 bFIRST研究
所以，我们在POPLAR、OAK队列以及我们自己的临床队列中做了相关性验证，我们发现，和猜想的一致，bTMB水平和MSAF是正相关的，bTMB高的患者，MSAF显著更高，而MSAF高的患者，总生存显著更差（图4）。所以，我们认为，bTMB高的人群预期对免疫治疗疗效更好，但他们的MSAF水平更高，而MSAF水平高会带来更差的预后，最终降低了bTMB的预测效能，所以我们希望能消除bTMB与MSAF的相关性，使新的bTMB算法不再包含预后因素，作为单纯的疗效预测指标。
图4 MSAF与bTMB的相关性以及对预后的影响
所以，我们设计了这样的探索性研究。我们纳入了POPLAR、OAK共853例患者，进行了突变频率的分析。我们把bTMB中包含的突变分为两大类，根据不同的突变频率cut-off值分为高频突变和低频突变，在不同的cut-off值之下与MSAF做了相关性分析，可以看到当高频bTMB无论cutoff值是多少，均与MSAF线性相关，而当cut-off值为5%的时候，低频bTMB（LAF-bTMB）和MSAF的相关性基本可以忽略。于是我们进一步优化了bTMB的定义，将LAF-bTMB定义为bTMB 2.0，并在公共队列以及真实临床队列中进行了验证。我们发现LAF-bTMB 的确能更好地区分治疗组间的PFS、OS，并且同在免疫治疗组内，LAF-bTMB 高的患者，OS及PFS显著更优，而在化疗组内并未观察到差异，这就进一步说明了LAF-bTMB的预测作用对于免疫治疗的相对特异性（图5）。
图5 LAF-bTMB的预测效能
随后，我们又观察了LAF-bTMB和原始bTMB预测效能的重合和差异。我们发现，只有17.5%的病人是同时bTMB高、LAF-bTMB高。其他各有20%以上的患者，两种bTMB的高低分组是并不一样的。我们进一步分析了这两组不一致的人群，观察到bTMB高但LAF-bTMB低的患者，并不能从免疫治疗中获益，而bTMB低但是LAF-bTMB高的患者，仍然可以从免疫治疗中显著获益，这进一步说明了我们新定义的LAF-bTMB比bTMB具有更高的预测效能（图6）。
图6 bTMB与LAF-bTMB的重合及差异
我参与完成了该项探索性研究，成果在2020年以共同作者发表于Journal of Thoracic Oncology上。团队 这项探索性研究从设计到完成让我看到，我们应当时刻提高警觉，保持发现问题的敏锐性，学会在有限的资源和条件下，站在巨人的肩膀上，带着深度的思考，不断地向前推进，敏锐挖掘当前国内外研究中值得进一步挖掘和回答的问题，“证于临床”，力争解决更多的临床问题。
3.归于临床——重视成果落地，真正做到将探索性研究成果回归临床
2014年，王洁教授牵头发起了一项一项单臂、多中心、前瞻性 II 期临床研究（BENEFIT研究），证实外周血ctDNA检测EGFR突变结果对于一线吉非替尼治疗具有指导价值，可为无法获得肿瘤组织样本的晚期肺癌患者提供多一种治疗决策依据。该项研究对入组的183名患者进行了基线、治疗过程中以及进展时的ctDNA动态监测，产生了大量测序数据。基于这些数据，我参与设计了关于标志物的探索性转化研究，发现了可以指导临床决策的重要节点。研究成果在2021年以第一作者发表于Journal of Thoracic Oncology上。
首先，我们将基线外周血基因变异谱进行了整合分析，将在183例具有基线 NGS 检测数据的 EGFR 突变患者分为三组：第1组患者仅携带EGFR敏感性突变，第2组同时具有敏感性EGFR突变和TP53、RB1、PTEN等肿瘤抑制基因突变，第3组除EGFR敏感性突变还携带其他驱动基因变异（如MET, ERBB2, KRAS, BRAF, RET or ROS1) 。结果提示，仅携带EGFR敏感性突变的患者疗效最佳，各组相应的PFS分别为13.2 个月,9.3 个月以及4.7 个月（图7）。这意味着，临床实践中，我们需要在EGFR突变阳性人群中再做精细化分层，针对不同的亚组采取不同的治疗策略。
图7 基线基因检测及分组预后情况
其次，我们对治疗过程中的ctDNA情况做了分析，发现在经过8 周治疗后，血液中中EGFR 突变无法检出（“清零”）的患者亚组无进展生存期更长，达到 11.0 个月，而 EGFR 突变未清零的患者组 PFS 仅为 2.1 个月，具有显著统计学意义（图8）。这意味着，第8周检测未清零患者有必要采取额外的干预策略。
图8 第8周ctDNA清零与预后相关性
我们基于动态ctDNA数据，为EGFR突变型患者制定了全程精细化管理策略（图9）。
图9 EGFR阳性患者全程管理策略示意图
从这项探索性研究中得出的这两个重要结论，让我们发现了应用精细化全程管理理念改写临床实践的可能性及必要性，于是发起了针对性的两项前瞻性、多中心III期临床研究，ACROSS研究，以及FLAME研究（图10），分别聚焦于基线合并不同基因变异患者的分层用药策略、以及动态监测中发现ctDNA未清零患者的额外干预，目前正在大规模入组中，相信在未来能给予临床更多的指导价值。
图10 两项相关性前瞻性研究的设计
我欣喜地看到，这项探索性研究的最终归属是通过大规模临床验证，最终“归于临床”，能够在未来给予患者最切实的获益，具有重大科学价值及社会意义。
结语
总之，我们在平常的临床工作中应始终保持好奇心和敏锐性，敢于拥有对现状“不满足”的心态，以及探索未知事物的欲望，在临床中发现未被满足的需求，经严密设计形成探索性研究，在临床中取得相关验证，并最终回归应用于临床。在任何时候，都应怀抱着这样的初衷，真正做到“源于临床，证于临床，归于临床”，真正为患者带来落到实处的获益，为改善癌症患者远期生存率做出自己的贡献。
1. Jiachen Xu*, Zheng Liu*, Hua Bai*, et al. Evaluation of Clinical Outcomes of Icotinib in Patients With Clinically Diagnosed Advanced Lung Cancer With EGFR-Sensitizing Variants Assessed by Circulating Tumor DNA Testing, JAMA Oncol, 2022, 8(9): 1328-1332.
2. Jiachun Duan*, Jiachen Xu*, Zhijie Wang, et al. Refined Stratification Based on Baseline Concomitant Mutations and Longitudinal circulating tumor DNA Monitoring in Advanced EGFR-mutant Lung Adenocarcinoma under Gefitinib Treatment. J Thorac Oncol, 2020,15(12):1857-70.
3. Zhijie Wang*, Jianchun Duan*, Guoqiang Wang*, Jing Zhao, Jiachen Xu, et al. Allele Frequency–Adjusted Blood-Based Tumor Mutational Burden as a Predictor of Overall Survival for Patients With NSCLC Treated With PD-(L)1 Inhibitors. J Thorac Oncol. 2020 Apr;15(4):556-567.
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