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EGFR-TKI治疗耐药可重塑NSCLC的TME炎症状态

09月07日

整理：肿瘤资讯

来源：肿瘤资讯

EGFR-TKI已成为EGFR突变晚期NSCLC的标准一线治疗。然而，几乎所有患者最终都不可避免地会对EGFR-TKI产生耐药性。既往研究表明，部分EGFR-TKI治疗失败的患者会对免疫治疗产生良好的疗效反应。为探索其中机制，上海市胸科医院陆舜教授团队对EGFR-TKI治疗进展的NSCLC患者免疫微环境进行分析，研究结果已于2024年5月发表于Lung Cancer杂志（影响因子：5.3）。本文对此进行简要解读和分享，希望能为医务工作者提供新的科研和临床参考，造福更多肺癌患者。

研究背景

在东亚人群中，大约50%-60%的肺腺癌患者携带EGFR突变，驱动基因突变在肿瘤发生、发展中发挥了关键作用。EGFR-TKI是晚期非小细胞肺癌（NSCLC）患者的标准一线治疗。然而，尽管EGFR-TKI疗效良好，但在晚期NSCLC一线治疗中，EGFR-TKI的中位无进展生存期（PFS）约为8.0-20.9个月，之后患者不可避免地会出现肿瘤进展。不幸的是，超过30%的患者在对第三代EGFR-TKI耐药后，再无可进行靶向治疗的基因变异靶点。既往研究发现，晚期EGFR突变肺癌患者通常不能从一线抗PD-1/PD-L1单抗免疫治疗中获益。这可能是因为EGFR突变NSCLC通常肿瘤抗原负担较低，影响T细胞向肿瘤内转移和浸润。然而，也有临床研究提示，免疫治疗联合其他药物对此类患者有效。

探索TKI重塑肿瘤微环境的机制，有望优化EGFR-TKI耐药患者后续治疗范式。有研究通过分析TKI耐药NSCLC患者肿瘤标本转录组数据，发现EGFR或ALK抑制剂可促进肿瘤内免疫细胞浸润。然而，其他研究表明，EGFR抑制剂或可诱导PD-L1表达增加，导致肿瘤中免疫细胞耗竭，从而对抗PD-1治疗耐药。值得注意的是，有III期研究发现，与化疗相比，TKI治疗耐药的EGFR突变NSCLC患者接受免疫检查点抑制剂（ICI）治疗后PFS延长。因此，不难发现，部分TKI耐药的EGFR突变患者可能会从后续的免疫治疗中受益。然而，目前尚无可靠的分子特征或标志物用于预测TKI治疗失败NSCLC对免疫治疗的反应。

为了寻找预测TKI治疗失败NSCLC患者对免疫治疗反应的标志物或分子特征，研究者对一组EGFR突变晚期NSCLC患者TKI治疗前后肿瘤标本进行转录组分析。

研究结果

研究者收集了33例EGFR突变晚期NSCLC患者TKI治疗前后肿瘤标本及测序数据，其中10例患者在TKI失败后接受了ICI治疗，23例患者接受了非ICI相关治疗。入组患者的临床人口统计学数据，包括EGFR突变类型、TKI治疗反应、治疗策略和其他临床信息，如图1a和表1所示。ICI组患者10例，其中女性7例，中位年龄63.5岁，所有患者均无吸烟史。EGFR突变类型方面，5例为19del，4例为L858R，1例为21L861Q。非ICI组患者的大部分基线特征与ICI组相似。

图1. EGFR-TKI对免疫微环境的影响。患者的基线特征（a），TKI治疗前后使用HARMARK基因集富集的差异信号通路（b），TKI耐药后炎症反应（c）和干扰素-γ反应（c）信号通路显著富集，此外，TKI耐药后细胞毒活性评分（CYT）、PD-L1表达（e）以及与干扰素-γ反应（f）相关基因表达显著上调。

表1. 入组患者的基线特征数据

为了了解这些患者在EGFR-TKI治疗前后的分子特征改变，研究者基于HALLMARK基因集对EGFR-TKI治疗前后样本测序数据进行富集分析和注释。有趣的是，与肿瘤细胞功能和免疫活性相关通路，尤其是炎症反应（p=0.014，FDR=0.111）、干扰素-γ反应（p<0.005，FDR=0.0018），在治疗后样本中显著富集（图2b-d）。此外，CD274、GCH1、GZMA和SLAMF1等基因在TKI耐药后样本中显著过表达（图2e）。在治疗后样本中，细胞毒活性评分（CYT）和PD-L1表达总体上显著增加（图2f）。为了验证测序数据的发现，研究者对6例患者TKI治疗前后的配对样本进行了免疫荧光检测以评估PD-L1的蛋白表达水平。免疫荧光结果显示，TKI耐药后，共表达PD-L1和EPCAM的细胞在一定程度上有所增加（中位数：10.31% vs 7.97%，p=0.142）。综上，EGFR-TKI治疗可能导致肿瘤组织内免疫细胞活性的增加。为了更好地了解肿瘤免疫微环境改变，研究者对差异基因进行分子功能分析，并根据免疫相关基因表达量将不同肿瘤样本归类为免疫细胞丰富的“热”肿瘤与贫瘠的“冷”肿瘤（图2a）。在TKI耐药后，肿瘤倾向于由“冷”肿瘤向“热”肿瘤转变，表明TKI治疗重塑了肿瘤微环境。具体地说，33例NSCLC患者中有11例（33.3%）在TKI耐药后被定义为“热”肿瘤，其中89.9%（9/11）在TKI治疗前被归类为“冷”肿瘤（图2b）。例如，1号患者肿瘤在TKI耐药后从免疫相关基因高表达的“热”肿瘤转变成纤维细胞和EMT信号通路基因高表达的“冷”肿瘤（图2c）。相反，5号患者在TKI耐药后变为免疫细胞浸润相关基因高表达的“热”肿瘤（图2d）。转录数据表明，TKI耐药后的“热”肿瘤比“冷”肿瘤有更多的T细胞浸润，以及更高的I类和II类抗原提呈蛋白表达（图2e）。鉴于效应细胞在直接杀伤肿瘤细胞中的作用，研究者推测效应细胞相关基因的上调可能会与TKI耐药后免疫治疗疗效的改善有关。入组患者有9例在TKI失败后接受免疫治疗（ICI组10例患者中有1例失访），效应细胞相关基因高表达的患者中位PFS长于效应细胞相关基因低表达的患者（5.2 vs 6.5个月）（图2f）。此外，这一发现在POPLAR和OAK研究队列中得到了进一步验证，证实了效应细胞相关基因表达与免疫治疗效果之间的关联。

图2. TKI耐药后不同类型肿瘤免疫微环境差异。基于免疫相关基因表达分类的“冷”、“热”肿瘤患者TKI治疗前后肿瘤微环境的差异（a）。TKI治疗后，33.3%的患者从“冷”肿瘤转变为“热”肿瘤（b）。TKI治疗后5号患者肿瘤由“热”（左）变“冷”（右）（c），而1号患者经历了相反的改变（d）。在冷、热肿瘤微环境中，效应细胞、T细胞和MHC-I/II的表达有显著差异（e）。在9例接受免疫治疗的患者中，效应细胞相关基因的表达与免疫治疗疗效相关（f）。

此外，在9例TKI耐药后接受免疫治疗的患者中，携带EGFR L858R突变的患者PFS（6.4个月）长于EGFR 19del突变患者（5个月）。携带L858R突变的患者尽管在TKI治疗前“热”肿瘤比例较低（20%，3/15），但在TKI治疗耐药后向“热”肿瘤转换的比例更高，“热”肿瘤比例为46.7%（7/15），其中5例（33.3%）患者是在TKI治疗后由“冷”肿瘤转换为“热”肿瘤。

为了进一步研究利用效应细胞相关基因识别TKI治疗后免疫治疗反应患者的可能性，研究者将本次研究数据作为训练集，POPLAR和OAK研究队列作为验证集进行探索。在训练集中，研究者鉴定了13个基因作为预测免疫治疗反应的效应细胞相关基因，其中4个基因在TKI后耐药的“热”肿瘤组与“冷”肿瘤组之间有显著的差异表达（图3a）。因此，研究者基于这4个效应细胞相关基因（CD8A、CD8B、GZMB、GZMK）的平均表达水平建立了一个效应细胞（EC）评分。有趣的是，在验证集中，EC评分与接受抗PD-L1治疗患者的PFS和OS有明确的相关性（图3b-e）。综上所述， EC评分或可用于选择TKI治疗失败后可受益于免疫治疗的患者。

图3.基于四个效应细胞相关基因的EC评分预测免疫治疗反应。在TKI治疗前“冷”和“热”肿瘤中差异表达基因(a)。在POPLAR数据库中，EC评分高的患者接受免疫治疗后PFS和OS更长(b)，而EC评分低的患者接受免疫治疗和化疗的PFS和OS没有显著差异(c)。在OAK数据库中也观察到了类似现象(d-e)。

研究结论

本研究阐明了一线EGFR-TKI治疗如何改变EGFR突变肺癌的肿瘤微环境，其中免疫细胞浸润、效应细胞相关基因和EC评分可能是后续免疫治疗疗效的预测标志物。这一发现为EGFR-TKI进展后患者接受抗PD-1/PD-L1免疫治疗提供了潜在的新见解。

参考文献

本文主要参考Chen Q, Xia L, Wang J, et al. EGFR-mutant NSCLC may remodel TME from non-inflamed to inflamed through acquiring resistance to EGFR-TKI treatment. Lung Cancer. Published online May 10, 2024. doi:10.1016/j.lungcan.2024.107815。

声明：本材料由阿斯利康提供，仅供医疗卫生专业人士参考

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责任编辑：肿瘤资讯-Bear
排版编辑：肿瘤资讯-Rex