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)。
肺癌是我国发病率、死亡率位居榜首的恶性肿瘤，严重威胁国民健康1-3。其中，非小细胞肺癌（NSCLC）是其主要亚型，占所有肺癌的85%左右。目前，以免疫检查点抑制剂（PD-1/PD-L1抑制剂）为代表的免疫治疗已在NSCLC中获显著临床获益4-6，尤其是免疫联合化疗已成为晚期鳞癌以及驱动基因阴性非鳞NSCLC的首选标准治疗策略之一，如何有效筛选获益者则成为临床实践及转化研究的重中之重。本文将聚焦于NSCLC免疫联合化疗的最新重磅CHOICE-01研究7-8进行深入解读，并拓展至NSCLC免疫联合化疗的生物标志物研究进展进行系统综述。
CHOICE-01研究概述
CHOICE-01研究是一项评估 特瑞普利单抗/安慰剂 联合化疗 用于晚期一线驱动基因阴性鳞状及非鳞状NSCLC疗效和安全性的多中心Ⅲ期临床研究，共纳入全国63家中心465例患者（其中鳞癌220例，非鳞癌245例），按2:1随机分组为特瑞普利单抗组（309例）及安慰剂组（156例），分别接受特瑞普利单抗/安慰剂联合化疗4-6周期后，特瑞普利单抗/安慰剂维持治疗2年。其中安慰剂组患者若出现疾病进展允许交叉接受特瑞普利单抗继续治疗。研究主要研究终点是研究者评估的无进展生存期（Progression free survival，PFS），次要研究终点包括总生存期（overall survival，OS）、客观缓解率（objective response rate，ORR）等。预设分层因素包括PD-L1表达水平、吸烟状态及组织学类型（图1）。
图1 CHOICE研究概述
截止2022年8月31日，中位随访时间19.4月，在意向性治疗人群（ITT）中，主要研究终点中位PFS在特瑞普利单抗组得到显著改善（特瑞普利单抗组vs.安慰剂组：8.4个月vs.5.6个月，HR 0.49，95%CI 0.39~0.61，P＜0.0001），所有关键亚组（包括组织学类型、PD-L1表达水平、肿瘤突变负荷等）中，特瑞普利单抗组的PFS均显著获益（图2）。次要研究终点中位OS在特瑞普利单抗组得到显著改善（特瑞普利单抗组vs.安慰剂组：23.9个月vs.17.0个月，HR 0.73，95%CI 0.57~0.93，P=0.0108），绝大多数亚组的OS趋势与总人群一致。组织学亚组分析显示，非鳞状NSCLC患者的OS获益更大（特瑞普利单抗组vs.安慰剂组：27.8个月vs.15.9个月，HR 0.49，95%CI：0.36-0.70，P<0.0001）（图3）。值得一提的是，在安慰剂组有81例（61.4%）患者在疾病进展后交叉至接受特瑞普利单抗治疗，可见即便存在交叉后用药，仍然显示特瑞普利单抗的一线应用可带来显著获益。
图2 CHOICE-01研究的PFS亚组分析
图3 CHOICE-01研究的OS亚组分析
安全性方面，两组中≥3级不良事件（Adverse event，AE）的发生率相似（78.9% vs 82.1%）。因AE导致特瑞普利单抗/安慰剂永久停药（15.3% vs 3.2%）、因AE导致死亡（5.5% vs 2.6%）和免疫相关AE（irAE）（50.6% vs 21.2%）在特瑞普利单抗组发生率更高。总体来说，安全性、耐受性良好，未发现新的安全性信号。
总的来说，CHOICE-01研究再次为非小细胞肺癌免疫联合化疗临床证据增添重磅证据，并跻身目前免疫联合化疗系列临床研究中生存数据最优研究之一（图4）。
图4 CHOICE-01研究与化疗联合免疫系列研究的PFS及OS概览
CHOICE-01研究疗效 预测标志物亚组分析
在CHOICE-01研究中，研究者也进行了关于疗效预测标志物的关键亚组分析，包括PD-L1状态及肿瘤突变负荷（TMB）水平。
PD-L1亚组分析显示，无论PD-L1表达状态如何，特瑞普利单抗组的PFS均优于安慰剂组（PD-L1阳性：8.9个月vs. 6.4个月，HR 0.52，PD-L1阴性： 8.3个月vs. 5.5个月，HR 0.49）。对于OS而言，PD-L1阴性以及中低表达人群（TC < 1%，1% ≤ TC < 50%）接受特瑞普利单抗联合化疗均获OS改善，但PD-L1高表达人群（TC ≥ 50%）两组间OS获益无差异（HR=0.91），原因可能在于接受单纯化疗的患者进展后交叉至特瑞普利单抗治疗组。我们观察到，PD-L1 TC ≥ 50%的患者中，单纯化疗组的中位OS达28.4个月，仍高于PD-L1 TC<50%患者的OS结果，从侧面反映了PD-L1高表达人群仍可从后线免疫治疗中获益，但可以看出PD-L1作为基线化疗联合免疫治疗疗效预测标志物仍存在不足。
TMB亚组分析中显示，无论TMB水平如何，特瑞普利单抗组的PFS及OS均优于安慰剂组。在高水平TMB（≥10 mutations/Mbp）人群中，两组中位PFS分别为13.1个月vs.5.5个月（HR=0.34），中位OS分别为未达到 vs 20.7个月（HR=0.68）；在低水平TMB（＜10 mutations/Mbp）人群中，中位PFS分别为8.3个月vs. 6.5个月（HR=0.62），中位OS分别为23.2 vs 16.0个月（HR=0.75）。可以看出，TMB作为化疗联合免疫治疗疗效预测标志物亦不满足临床需求。
PD-L1及TMB作为免疫联合治疗预测标志物的局限性
从CHOICE-01研究的关键亚组分析以及既往系列免疫联合化疗的临床研究中，可以看出，目前临床证据最为丰富、临床实践相对最为广泛的免疫治疗疗效预测标志物PD-L1表达、TMB水平，在免疫联合治疗中，预测能力远远不足。
肿瘤组织PD-L1蛋白表达是目前NSCLC证据级别最高的免疫治疗生物标志物。此前关于免疫检查点抑制剂单药的临床研究（例如KEYNOTE-024、KEYNOTE-42等）陆续证实肿瘤组织PD-L1表达水平可预测抗PD-1/PD-L1抗体单药治疗的获益，各大权威指南也针对PD-L1不同表达水平（TPS <1%、1-49%、≥ 50%）进行了不同诊疗策略推荐，目前广泛应用于临床实践。然而，对于免疫联合治疗方案，PD-L1的预测能力大幅下降。在免疫联合治疗临床研究（例如KEYNOTE-189、CheckMate-078、CheckMate-227、以及CHOICE-01研究等）中，无论PD-L1表达水平如何，患者均能从免疫联合治疗方案中获益。此外，PD-L1的表达在时间和空间上具有异质性9，从机制上限制了其作为独立预后标志物的可行性。一项针对 398 例接受 ICI 治疗的转移性 NSCLC 的研究表明，在不同解剖部位和临床病程中，PD-L1 表达水平具有显著差异：在肾上腺、肝脏和淋巴结转移中最高，在骨和脑转移中较低；并且，不同活检部位的PD-L1表达水平对NSCLC免疫治疗的预测价值也有所差异：肺或远处转移标本中PD-L1表达越高与反应率、PFS和OS越高显著相关，而淋巴结转移活检中的PD-L1与缓解或生存率均无关联10。因此，PD-L1表达还不能成为临床实践中评估疗效的全面、独立生物标志物。
除了PD-L1表达水平之外，TMB也是目前证据较为充分的另一个预测性生物标志物。TMB代表在特定癌症中测序的DNA每百万碱基（Mut/Mb）非同义突变数。2020年美国临床肿瘤学会会议上的多项研究证实了TMB在免疫或联合治疗中的预测价值，如KEYNOTE-061研究、CONDOR研究、EAGLE研究等11-12。2020 年 4 月，美国食品药品监督管理局优先批准 TMB 作为帕博利珠单抗的伴随诊断生物标志物。然而，临床样本来源、定义（定性或定量）、检测方法等因素也限制了TMB作为理想疗效预测标志物的可行性。临床样本的性质会影响DNA输入及肿瘤纯度：若活检样本组质量不足，获取的DNA分子量少，将增加测序错误率，在纯度极低的样本中，甚至很难检测到克隆突变，可能会低估TMB水平；其次，TMB的检测方法仍然不统一，不同二代测序平台检测的TMB估计值具有异质性，目前缺乏通用的TMB估计值校准标准；另外，突变可导致新抗原形成，新抗原的递呈以及T细胞的识别杀伤是免疫治疗发挥作用的关键点，不同突变形成的新抗原免疫原性不同、和T细胞结合的特异性不同，这意味着仅仅关注突变数量，在免疫治疗预测中也是远远不足的。
因此，我们不能沿用免疫治疗单药的预测标志物，而是需要再进一步从肿瘤分子特征、免疫微环境等多个层面挖掘可能的生物标志物，全面优化NSCLC精准免疫治疗策略。
CHOICE-01研究 新型分子标志物探索
由于免疫联合化疗的疗效与诸多肿瘤生长代谢、免疫原性及微环境相关通路有关（图5），为探寻免疫联合化疗的潜在分子标志物，CHOICE-01研究对患者的分子特征进行了全面描绘及深入挖掘。研究者收集了患者基线肿瘤组织以及动态血液样本，对其进行了全外显子组测序（WES）、循环肿瘤DNA（ctDNA）检测和低深度全基因组测序（low pass-WGS），旨在从更精准、更细致的层面探寻分子遗传学改变与疗效之间的相关性。
图5 与免疫治疗疗效相关的通路概览
研究发现，基于肿瘤组织WES、low pass-WGS分析，具有黏着斑（FA）-PI3K-Akt（FA-PI3K-Akt）信号通路基因突变者可以从特瑞普利单抗联合化疗中获得显著更优的PFS和OS。该发现与既往认知并不一致。PI3K-AKT是对细胞生长、增殖、代谢极度重要的细胞内信号传导通路，该信号通路的异常激活可影响肿瘤的发生及发展13。既往研究显示，PI3K-Akt通路的PTEN 等缺失会抑制免疫微环境，理论上可能带来更差的生存预后。该研究经过深入机制及功能分析，发现PI3K-Akt通路上的变异大多富集在黏着斑，进而引起FA-PI3K-Akt信号通路的失活。此外，干扰FA信号通路可以增强免疫监视，并使肿瘤对免疫治疗产生反应，激活免疫应答，揭示了FA-PI3K-Akt信号通路异常导致更佳预后的潜在机制。
除了FA-PI3K-Akt通路改变之外，CHOICE-01研究长期随访的生存分析还显示，SWI/SNF通路基因突变的患者，接受特瑞普利单抗联合化疗的PFS显著更优。SWI/SNF复合物是一类可调控基因表达的重要染色质重塑复合物，在肿瘤中广泛存在高频突变。已有研究证实，SWI/SNF复合物突变对部分实体瘤的ICI治疗存在积极影响，如难治性转移性胰腺腺癌、肾细胞癌等14-16。
此外，研究还发现白介素-7（IL-7）信号通路突变的患者，接受特瑞普利单抗联合化疗的PFS和OS显著更优。 IL-7在抗肿瘤免疫中有助于激活免疫细胞，在免疫功能的恢复中发挥重要作用17，其主要通过JAK-STAT、PI3K-Akt和MAPK途径参与调节B细胞、T细胞、自然杀伤细胞和树突状细胞的发育，对于协调前体B细胞和T细胞中免疫球蛋白基因和T细胞受体基因的重排至关重要。既往研究亦证实IL-7通过联合IL-12增强瘤内T细胞克隆性，进而增强了非免疫原性肿瘤对免疫治疗的反应18。以上结论提示了新型疗效预测标志物的潜在应用前景。
在外周血肿瘤突变负荷（bTMB）分析中显示，bTMB与组织TMB（tTMB）具有一致性，且无论是在ITT人群或非鳞NSCLC人群中，bTMB高（bTMB-H）人群接受特瑞普利单抗联合化疗治疗，可获得显著更好的PFS，提示bTMB可作为PFS的预测性生物标志物。
此外，研究还进行了外周血ctDNA的动态监测，通过检测第1周期第1天（C1D1）到第3周期第1天（C3D1）的血液循环肿瘤DNA（ctDNA）的动态变化、分析ctDNA清除与疗效的关系，发现特瑞普利单抗组较安慰剂组有更高的ctDNA清除率。并且，无论ITT人群还是非鳞NSCLC人群，C3D1时ctDNA清除的患者可以从特瑞普利单抗组中获得显著更优的OS获益，提示C3D1时血液ctDNA的清除可作为联合治疗生存获益的潜在预测指标。
因此，CHOICE-01研究为NSCLC基因信息库提供了宝贵资源，为新的治疗靶点研发和耐药机制探讨提供了依据，为临床实践提供了更佳精准的方向。
预测标志物的未来发展方向
近年来，对免疫治疗新型疗效预测标志物的鉴定和开发一直是研究热点和焦点。目前，随着单细胞测序技术、高通量测序和微阵列技术等的不断发展，免疫治疗的疗效预测标志物已从单一标志物鉴定逐步发展至包含肿瘤基因组分子特征、表达特征、新抗原递呈过程、肿瘤免疫微环境表型、细胞间互作等多因素在内的协同预测标志物开发，并结合液体活检完善动态评估体系19-21。未来，生物标志物的挖掘将进一步趋于多元化，包括多模态、多平台、多种生物标志物联合应用、利用机器学习模型的人工智能、免疫细胞亚群的精细分群、机体宏环境与免疫微环境的系统整合等22，将进一步完善和优化目前全程化精准免疫治疗体系，为更多患者带来获益。
总结
CHOICE-01研究是国内首个同时纳入鳞癌与非鳞癌两种组织学类型进行免疫联合化疗的III期临床随机双盲对照临床研究，结果证实，在与单独化疗相比，特瑞普利单抗联合化疗可以显著改善驱动基因阴性晚期NSCLC的PFS和OS，其治疗获益与PD-L1表达状态无关。在特瑞普利单抗联合化疗组中，高水平TMB与更长的PFS显著相关。通过全外显子测序等组学检测发现FA-PI3K-Akt、IL-7、SWI/SNF信号通路变异，以及C3D1时血液ctDNA清除率具有潜在的疗效预测价值，值得进一步探索。未来，对于免疫治疗疗效预测标志物的探索和开发将更加趋于多元化、整合化，为精准免疫治疗的全程管理奠定更坚实的基础。
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