小细胞肺癌的疗效、预后分子标志物,DDR通路基因突变与TMB呈正相关

2019-06-03 求臻医学企宣

摘要




小细胞肺癌患者生存期短、预后差,目前尚未发现与临床获益相关的预测或预后标志物。DNA损伤反应与修复(DDR)通路的受损被认为是预测铂敏感性的生物标志物。由于其与肿瘤突变负荷(TMB)呈正相关,DDR改变可能成为免疫检测点抑制剂的预测性生物标志物。研究对166例小细胞肺癌患者进行基因测序,发现小细胞肺癌的DDR通路改变与高TMB呈正相关,但其在预测铂类疗效方面的作用有限。




概述




小细胞肺癌(SCLC)占肺癌的近15%,预后较差。基于NGS的全面基因组分析有助于发现SCLC的驱动基因及治疗策略。目前仅发现MYC扩增与SCLC肿瘤快速进展及较差的OS相关,尚未发现与临床获益相关的预测或预后标志物。铂类化疗为SCLC的标准治疗,其缓解时间短、临床疗效有限。DNA损伤反应与修复(DDR)通路受损的肿瘤在修复铂剂引起DNA损伤方面出现功能障碍,因而这类肿瘤细胞对含铂化疗较为敏感。




DNA修复的DDR机制主要分为2类:DNA双链断裂(DSB)修复途径,例如基因相关同源重组、非同源末端连接(NHEJ)、范科尼贫血(FA);单链断裂(SSB)修复基因,例如与错配修复(MMR)、碱基切除修复(BER)和核苷酸切除修复(NER)相关的基因。近年来,随着免疫治疗的发展,DDR途径得到了重新重视。TMB和MMR与DDR通路密切关联,可预测对免疫检查点抑制剂的疗效。肿瘤DDR基因改变,错误DNA损伤累计,造成TMB升高。MMR作为SSB修复途径中的主要成分,也与高TMB密切相关。




研究人群




研究收集三星医疗中心(SMC)经病理证实的SCLC患者(n=198)资料。患者接受至少两个周期的铂类化疗。




DNA损伤修复途径相关的基因/基因组分析




研究对六种主要的DDR途径(FA、同源重组、NHEJ、BER、MMR、NER)进行分析。并分析可能与含铂化疗敏感相关的基因:TP53、RB1、ERCC2、BLM和TOP1基因。


 


研究人群的基线特征




研究共入组166例患者,广泛期(ED)100例,局限期(LD)66例。多数患者为近期或既往吸烟者,11% ED及10.6% LD患者自称从未吸烟。最常用铂类方案包括依托泊苷/顺铂及依托泊苷/卡铂。ORR分别为 ED 81%、LD 98.5%(包括胸部放疗),中位PFS、中位OS分别为ED 5.4月、15.7月;LD 12.3月、30.7月。




表1. 患者基线特征


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研究人群的基因突变




TP53突变最为常见(ED 93.0%,LD 89.4%)。其次为RB1突变(ED 70.0%,LD 69.7%)。与ED患者(10.3%)相比,LD患者中MYC家族突变更常见(22.7%)。ED患者中发现1例TBCD-NTRK3融合突变,为NTRK抑制剂的靶点。



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图1. 广泛期(A)及局限期(B)SCLC患者的基因突变




52% ED患者存在DSB,19%患者存在SSB相关基因改变。45.5% LD患者存在DSB,18.2%患者存在SSB相关基因改变。42.2%患者不存在DSB或SSB基因突变。


 


DDR基因突变与铂类化疗的临床预后




ED患者的DDR通路改变与一线铂应用铂剂化疗的PFS无关。MYC家族突变与较短的PFS及OS相关,主要为MYC突变引起。与野生型患者相比,ACVR1B、DOCK2、TERT启动子、KEAP1突变患者接受含铂化疗的PFS较短,而EPHA6、FANCI、FGF7 PAK7、LTK突变患者PFS较野生型患者延长。




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图2. ED患者不同DDR通路的PFS




存在FA改变的LD患者接受含铂治疗后的PFS及OS有所延长,但不能完全排除放疗的因素。FAT3、EPHA5、GNAS突变患者在同步放化疗后的PFS较差。




吸烟状态并不影响生存。


 


TMB与DNA损伤修复基因




整个研究人群的TMB为12.7 muts/MB。不同类型DDR通路中TMB分部存在显著差异。在同源重组、NHEJ、MMR、DSB和SSB中基因组改变的患者,其TMB比DDR完整(即DDR通路无基因改变)患者高。然而,FA、BER、NER患者则无显著差异。



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图3.基于DDR基因改变的TMB分布




TMB的cutoff值定义:ED 13 muts/MB、LD 12 muts/MB。同源重组、MMR、DSB和SSB中高TMB和基因突变呈正相关。




表2. TMB与DDR基因的关系


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TMB与生存




高TMB较低TMB的ED患者在PFS及OS方面无生存获益。同步放化疗的LD患者中,观察到高TMB者存在PFS及OS获益。



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图4. 广泛期(A)及局限期(B)患者的PFS及OS




讨论




研究显示,几乎所有SCLC患者均存在TP53和RB1的双等位基因失活,某些患者同时具有MYC家族扩增。针对这些基因目前并无新的治疗策略。基于DDR通路改变可导致高TMB产生,本研究继续探讨DDR通路改变与TMB的关联及对临床预后的影响。




与研究假设相反,在ED患者中,DDR通路基因变异与铂类敏感性并无关联。可能由于SCLC中其他基因改变更加频繁,稀释了铂剂对于DDR通路改变的SCLC的作用。此外,SCLC中经常出现RB1缺失,可能导致DNA修复机制补偿性上调。




本研究中发现3例KEAP1突变患者预后较野生型患者更差(PFS HR 3.86,P=0.023)。但关于其他基因与铂敏感性相关的潜在机制的信息有限。




在免疫治疗时代, DDR通路得到重新重视。研究表明DDR基因改变可能与高TMB呈正相关。本研究结果显示,与野生型患者相比,DDR缺失样本呈现高TMB水平。有研究表明TMB与DDR通路之间的关联仅体现在DSB通路及SSB通路上的MMR。本研究结果亦如此。为何DDR通路中的MMR导致高TMB原因未知,可能由于MMR导致微卫星不稳定所致。在ED患者中,TMB表达高低与否并不影响生存。在9例接受免疫治疗的患者中,DDR通路改变或TMB均与免疫治疗敏感性不相关。一项III期研究表明,在铂剂联合Atezolizumab的SCLC患者中,高TMB并无预测作用。另一项I/II期研究表明,复发SCLC中TMB可预测免疫治疗的疗效。综上,关于TMB在SCLC中对化疗及免疫治疗的预测作用目前尚不清楚。




本研究潜在的争议问题包括尽管目标测序与全外显子基因测序之间相关性很好,但目前尚未建立标准化平台和/或技术对TMB进行分析。并且本研究中不能全面反映肿瘤间基因异质性。需要对患者进行更好的分层及更精准的治疗,以更全面理解基因多样性。


 


点评




本研究为目前规模最大的此类研究,全面分析了小细胞肺癌中DDR突变及临床转归的关系,为小细胞肺癌的临床实践提供了分子标志物。本研究发现小细胞肺癌中DDR通路或MMR相关基因改变与高TMB密切相关。为进一步转化研究提供基础,并指导进一步关于小细胞肺癌中DDR通路受损或免疫治疗的生物标记物研究。关于TMB在小细胞肺癌免疫治疗中疗效预测及预后的价值,尚需进一步研究加以证实。





参考文献:DNA Damage Response and Repair Pathway Alteration and Its Association with Tumor Mutation Burden and Platinum-Based Chemotherapy in Small Cell Lung Cancer. JTO. 2019 MAY 21.