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【中国好声音】王洁教授团队JTO发文：低等位基因频率-血液TMB可作为NSCLC免疫治疗OS的预测指标

2020年07月12日

编译整理：陈子盛，副主任医师/博后，广州医科大学附属第六医院呼吸内科

来源：肿瘤资讯

肿瘤组织突变负荷（tTMB）是免疫检查点抑制剂疗效预测的一种潜在生物标志物，但鉴于临床上部分晚期肺癌患者很难取得组织活检，基于外周血ctDNA的TMB（bTMB）检测成为近年研究的热点。王洁教授团队开发并验证了一种新的低等位基因频率-血液肿瘤突变负荷（LAF-bTMB）算法预测免疫疗效，研究结果于2020年4月1日正式发表于《胸部肿瘤学杂志》（JTO）。【肿瘤资讯】特邀该研究的第一作者中国医学科学院肿瘤医院王志杰教授带来深入、详实的研究解读。

王洁

主任医师、教授、博士后、博士生导师

中国医学科学院肿瘤医院大内科主任
中国抗癌协会肺癌专业委员会副主任委员
中国抗癌协会肉瘤专家委员会副主任委员
CSCO小细胞肺癌专家委员会副主任委员
CSCO非小细胞肺癌专家委员会候任主任委员
CSCO副理事长
北京医学会肿瘤分会副主任委员
北京肿瘤学会肺癌专业委员会副主任委员
北京慢性病防治与健康教育研究会副会长
中国临床肿瘤委员会（CSCO）执行委员
中国抗癌协会肺癌专业委员会委员
中国老年协会肿瘤专业委员会委员
中华结核和呼吸杂志、中国肺癌杂志、Clin.Lung Cancer 、 Thoracic Cancer 编委
北京医学会肿瘤专业委员会副主任委员
国务院政府特殊津贴获得者

王志杰

副主任医师肿瘤学博士研究生导师

中国医学科学院肿瘤医院内科
中国临床肿瘤学会（CSCO）理事
中国临床肿瘤学会（CSCO）非小细胞肺癌专家委员会委员
中国临床肿瘤学会（CSCO）青年专家委员会委员
中国抗癌协会肺癌专委会青委副主任委员
北京肿瘤学会肺癌专委会常务委员
北京医学奖励基金会肺癌青年专家委员会副主任委员，内科学组副组长
中国医促会控烟和肺癌防治专委会委员
获得国家科技进步奖二等奖，教育部“高等学校科技进步奖”一等奖，中国抗癌协会科技奖一等奖等

研究介绍

研究背景

研究者发现，精选150个基因panel检测到的肿瘤血液突变负荷（bTMB）与以全外显子组测序（WES）作为金标准计算的肿瘤组织突变负荷（tTMB）有很好的相关性，对接受PD-1/PD-L1抑制剂治疗的患者，bTMB高（bTMB-H）组无进展生存（PFS）显著优于bTMB低（bTMB-L）组，在POPLAR和OAK两个回顾性队列研究中也得到相同结论。然而，对POPLAR和OAK队列分析时，无论取哪个临界点，bTMB-H都无法区分免疫检查点阻断剂（ICB）治疗后OS显著获益的人群，且新近发布的前瞻性研究B-F1RST也存在相同结论。但某些小样本研究如MYSTIC，却表明bTMB-H能作为OS获益的生物标志物。

与tTMB相比，bTMB预测OS能力不足可能原因之一是其基于血液的采样方法。从技术上讲，bTMB检测依赖于从肿瘤细胞释放的ctDNA量，既往研究表明ctDNA量反映全身肿瘤总负荷，与直肠癌、胰腺癌不良生存有关。因此，预计bTMB-H患者（通常ctDNA含量也高）在免疫治疗后有望获得良好的生存预后，但高水平ctDNA又与不良生存预后相关，两者自相矛盾。本研究采用最大体细胞等位基因频率（MSAF，指通过NGS测序对每个样品鉴定出的所有体细胞突变的最大等位基因频率）反映血液ctDNA含量。这种情况下假设bTMB不能预测OS是由MSAF干扰引起的，采用bTMB预测抗PD-1/PD-L1治疗后的生存获益，算法上应考虑该因素。

研究方法

该研究通过POPLAR、OAK、NCC三个队列分析bTMB预测OS的效能；随后，在POPLAR（n=211）和OAK（n=462）两个队列中开发了一种新的bTMB算法，提出LAF-bTMB的概念；最后，在国家癌症中心队列（NCC，n=64）中进一步验证。

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图1. 研究流程图

bTMB分群及其预后相关性

以临界值（cutoff）区分，bTMB存在高频等位基因（HAF-bTMB，top25%）和低频等位基因（LAF-bTMB，bottom75%）两组。以等位基因突变频率cutoff值=0.05为界，HAF-bTMB组bTMB呈上升趋势，而LAF-bTMB呈下降趋势（后续研究以0.05为界），且LAF-bTMB与MSAF相关性微乎其微（r=0.09）。当LAF-bTMB cutoff=12（占样本量23%），POPLAR队列ICB治疗后OS获益最大（HR=0.34；95%CI 0.16-0.71；P=0.003），但cutoff＜12时OS获益不复存在，且cutoff=12时LAF-bTMB与ICB治疗交互作用P=0.04，说明cutoff≥12是ICB治疗后OS获益的因素。对OAK队列进行验证发现，当cutoff≥12（占样本量21%），ICB治疗后OS同样存在获益（HR=0.47；95%CI 0.31-0.73；P＜0.001），且当cutoff＜12时OS也存在获益（HR=0.73; 95%CI 0.59-0.89；P=0.002），交互作用P=0.06是趋于显著性差异的。

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图2. LAF-bTMB与ctDNA含量无关；在POPLAR和OAK队列中，LAF-bTMB可以预测患者免疫治疗OS获益

LAF-bTMB-H标志物在区分免疫治疗后受益的患者优于传统bTMB

基于原始研究分析确定bTMB cutoff=16，LAF-bTMB cutoff=12，共149例（17.5％）通过LAF-bTMB和bTMB评判为TMB-H，106例（12%）通过bTMB和LAF-bTMB判定为不同的TMB状态。对于传统bTMB-L且LAF-bTMB-H的群体，阿替利珠单抗治疗后OS获益显著优于多西他赛（HR=0.29；95%CI 0.11-0.79；P=0.01），但传统bTMB-H且LAF-bTMB-L的群体却无此现象（HR=1.02；95%CI 0.62-1.68；P=0.95）。对于初始bTMB-H，仍然可通过 LAF-bTMB分群预测OS和PFS获益，即bTMB-H且LAF-bTMB-H具有OS和PFS显著获益（OS：HR=0.31, 95%CI 0.19-0.50，P＜0.001；PFS：HR=0.36, 95%CI 0.23-0.55，P＜0.001）。总之，这些结果表明，LAF-bTMB-H标志物在区分免疫治疗后受益的患者优于传统的bTMB。

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图3.免疫疗效预测，LAF-bTMB优于传统bTMB

NCC队列验证LAF-bTMB具有ICB治疗后OS获益的预测价值

当LAF-bTMB cutoff=7具有最显著OS获益（HR=0.20）。LAF-bTMB≥7在OS和PFS两方面获益显著（OS：HR=0.20，95%CI 0.05-0.84，P=0.02；PFS：HR=0.30 95%CI 0.13-0.70；P=0.003）。初始bTMB-H且LAF-bTMB-H 的群体相较于bTMB-H且LAF-bTMB-L展现为显著生活获益（OS：HR=0.16，95%CI 0.04-0.72，P=0.007）。

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图4. NCC队列进一步验证LAF-bTMB预测免疫治疗疗效

结论

该研究开发并验证了一种新的LAF-bTMB算法，该算法可作为NSCLC患者抗PD-1/PD-L1治疗后OS、PFS和ORR的可行预测指标，同时该研究也为未来的临床实践提供思路。

专家解读

今天与大家分享的这篇研究是关于bTMB作为生物标志物指导免疫治疗的一篇研究。我们前期研究发现，150个基因panel检测到的bTMB与免疫治疗的PFS有较好的相关性，但进一步分析发现这种传统bTMB的计算方法与OS的关系并不密切；对POPLAR和OAK队列的分析同样发现，常规的bTMB的估算方法无法区分免疫治疗后OS显著获益的人群。由此思考，使用MSAF反映血液ctDNA含量，并假设bTMB不能预测OS是由MSAF干扰所致；结果发现MSAF确实是一个预后不良指标，其越高OS越差，且MSAF和bTMB的水平呈正相关。因此，我们希望把MSAF对于bTMB的影响去除。总体而言，bTMB由高频基因突变和低频基因突变组成，分别定义为HAF-bTMB和LAF-bTMB。进一步的关键在于如何确定两者的cutoff值。经POPLAR和OAK队列数据验算发现cutoff值为5%时，LAF-bTMB与MSAF的相关系数非常低，并发现该指标与免疫治疗的PFS和OS有良好的相关性。采用NCC队列作为验证，同样再现结果，进一步证明了LAF-bTMB比传统的bTMB有更好的免疫治疗预测效能。这项研究实际上是从已发表的数据库中提取有效信息，再通过自己的队列数据进行验证，发现LAF-bTMB是有可能取代传统bTMB的有效免疫治疗标志物，值得进一步的探索。

在该研究发表后，广州医科大学第一附属医院梁文华教授团队也进一步验证了该结论，此外，梁文华教授团队也提出一个新观点，即非常低频的突变频率代表了肿瘤异质性，而异质性越大单药治疗疗效也可能越差，通过去掉低频突变/最大等位基因突变频率＜10%的突变，得到一个改良的免疫治疗预测指标（modified-bTMB），在预测免疫治疗PFS和OS获益上具有更强的效能，HR值更小，为该研究提供了一种新的改良方式。应JTO主编邀请，我们将LAF-bTMB与梁教授的modified-bTMB对比发现，modified-bTMB高的人群均在LAF-bTMB高的人群包含之内，且对于modified-bTMB低，但LAF-bTMB高的这部分患者依然能够从免疫治疗中获益。因此，这也提示我们，在要求分子标志物预测更高效能和精准度的同时，也要考虑到其所涵盖的人群。若能达到预测效能与涵盖人群的有效平衡，该指标将可能更好的应用于临床以指导治疗。

综合而言，这些观点在免疫治疗标志物探讨方面为大家提供一定的科研思路，同样我们也希望有更多的数据能够重复和验证出这些结果的真实性，以更好的指导我们的临床实践。

参考文献

Wang Z,Duan J,Wang G, 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;15(4):556-567.

责任编辑：肿瘤资讯-Jelly
排版编辑：肿瘤资讯-Jelly