MSKCC大数据显示,肿瘤突变负荷及血常规粒淋比可有效提示免疫治疗获益几率

2021-03-31 求臻医学企宣

摘要


免疫检查点抑制剂(ICIs)可以激活肿瘤的免疫应答,在多种类型肿瘤中疗效显著。但仅有部分患者从治疗中获益,目前临床急需能够预测ICI疗效且简便易行的标记物。本研究通过对纪念斯隆·凯特琳癌症中心2000余例涉及16个癌种的ICI治疗患者的回顾性分析发现,较高的中性粒细胞与淋巴细胞的比值(NLR)与较差的OS及PFS呈显著相关,应答率低且临床获益较差。综合分析NLR与肿瘤突变负荷(TMB)的结果显示,低NLR且高TMB的患者从ICI治疗中获益的几率较大(OR =3.22; 95% CI, 2.26-4.58; P < 0.001)。NLR是一个成本效益较高、临床广泛应用的标记物,与TMB相结合,将能够更加准确的预测ICI疗效,助力个体化免疫治疗,提示临床阶段应充分重视NLR的预测作用并结合TMB数值,筛选更多可以从免疫治疗中获益的患者。

研究背景

近年来,针对T细胞抑制性受体的免疫检查点抑制剂(ICIs)已在多个癌种的部分患者中获得显著疗效。然而,大多数接受ICI治疗的患者并未得到临床获益。临床上需要有可靠的标记物来筛选对ICI治疗有应答且能延长其生存的潜在获益人群。

目前有一些分子和基因生物标志物对ICI疗效有预测价值,包括程序性死亡配体1 (PD-L1)表达、肿瘤突变负荷(TMB)、特定基因突变、人类白细胞抗原I类分子的多样性、微卫星不稳定性(MSI)状态。在肿瘤免疫微环境中,高髓细胞浸润及低淋巴细胞浸润均与ICI治疗后预后较差相关。但这些生物标记物存在有需要足量的肿瘤组织样本进行DNA测序、缺乏针对免疫细胞或PD-L1免疫组化的标准化量化评分系统等局限性,限制了其大规模应用。临床中迫切需要易获取、低成本、能够应用于肿瘤组织样本量较少的情况、且不依赖于先进的基因组技术或特殊临床病理学分析的ICI疗效预测标志物,这其中最佳标本则是外周血。

肿瘤患者外周血中,与免疫相关的指标为中性粒细胞/淋巴细胞比值(NLR)。这个数值反应了机体炎症反应及抗肿瘤免疫反应之间的平衡。有研究显示NLR是一个泛癌种预后因素,但其对于ICI治疗的预后及疗效预测价值仍未明确。

研究方法

研究纳入2015年至2018年中纪念斯隆·凯特琳癌症中心1714例接受至少1次免疫治疗的肿瘤患者,排除新辅助/辅助治疗的情况,共16种肿瘤类型。记录患者ICI治疗前30天内的NLR基线数值。95%患者的TMB于ICI治疗开始前采集,5%为ICI治疗过程中采集。后又额外纳入本中心接受ICI治疗的323例患者,以证实初始研究中NLR的预测作用。


研究结果

泛癌种NLR分析

为了评估治疗前NLR的ICI疗效预测价值,本研究分析了经ICI治疗后1714例患者的肿瘤缓解及生存数据。患者中位年龄为64岁,926名患者(54%)为男性。中位随访时间为18个月。总体缓解率(部分/完全缓解)为27%,总体临床获益率(肿瘤缓解或疾病稳定时间≥6个月)为32%。
由于NLR在不同类型癌症中的分布相似,但又不完全相同,研究中利用NLR值百分位数进行分析。NLR值前20%的患者OS(HR = 2.17; 95% CI 1.89–2.50; P < 0.001)及PFS(HR = 1.60; 95% Cl 1.41-1.81;P < 0.001)均较差,肿瘤缓解(18% vs 29%,P < 0.001)及临床获益(21% vs 35%,P < 0.001)亦较差(图1)。
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图1. 基于不同NLR水平的泛癌种预后。cutoff值为每种癌症类型的前20%
为了评估治疗前NLR的ICI疗效预测价值,本研究分析了经ICI治疗后1714例患者的肿瘤缓解及生存数据。患者中位年龄为64岁,926名患者(54%)为男性。中位随访时间为18个月。总体缓解率(部分/完全缓解)为27%,总体临床获益率(肿瘤缓解或疾病稳定时间≥6个月)为32%。

按照肿瘤类型进行分层分析的结果

泛癌种NLR数值可以预测ICI疗效,为了进一步验证这个结论,针对每个癌种进行单独分析,仍以NLR数值前20%定义为高NLR,结果证实高NLR与较差的OS与PFS相关(图2)。尽管大部分高NLR癌种接受ICI治疗后生存获益与泛癌种分析类似,但某些癌种尤其是样本量小的癌种,生存获益无统计学意义。

研究对所有肿瘤类型NLR的通用cutoff值进行探索性分析。与既往文献报道相似,本研究中观察到泛癌种NLR的cutoff值界定在5比较合适,但是仍需进一步的临床研究进行验证。

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图2. 基于肿瘤类型分层NLR的临床转归。对比每种肿瘤类型中NLR数值前20%与后80%。


独立数据集验证NLR的预测作用

额外纳入本中心经ICI治疗的323例患者,验证NLR的预测作用,发现类似结果,高NLR与较差的OS(HR = 1.83; 95% CI 1.33–2.52; P < 0.001)及PFS(HR = 1.63; 95% CI 1.22–2.18; P = 0.001)相关,同样预测了较差的肿瘤缓解(17% vs 28%,P = 0.0052)及临床获益(26% vs 41%,P = 0.018)。

 

NLR及TMB具有独立的预测价值

另一个临床广泛应用于预测 ICI疗效的泛肿瘤生物标记物为TMB,但其预测方向与NLR相反,TMB数值越高或百分位数越靠前,临床获益率越高。

NLR与TMB之间相关性较弱,说明二者对于预后的作用是相互独立的。研究中对与临床获益相关因素(患者年龄、肿瘤类型、PS评分、ICI治疗线数、肿瘤分期、治疗时长)进行分析,发现NLR及 TMB可独立预测ICI治疗临床获益。研究中还对NLR和TMB对于ICI治疗获益人群的区别程度进行分析。结果显示,尽管NLR及TMB在统计学上与临床获益密切相关,但以单个cutoff值来预测临床结局的作用有限。

 

NLR-TMB的联合预测作用


根据低/高状态将患者分为4组。高NLR/低TMB组预后最差。与之相反,低NLR/高TMB组预后最好。NLR-TMB在泛肿瘤中主要研究终点(OS,PFS,肿瘤缓解、临床获益)结果如图3 所示。图4显示NLR及TMB基于四分位数分类的OS及PFS的HR值、肿瘤缓解及临床获益的比值比。在最佳(低NLR/高TMB组)与最差(高NLR/低TMB组)之间,OS 风险及临床获益比值变化达5倍,PFS风险及肿瘤缓解比值变化达3倍。


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图3. 根据不同水平NLR和TMB分类的泛癌种预后。根据NLR低/高和TMB低/高将患者分为四类。

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图4. 基于 NLR和TMB四分位数分类的临床转归。

进一步分析显示,NLR-TMB组合不仅保持其独立预测能力,且发现与高NLR/低TMB组患者相比,低NLR/高TMB组患者从ICI治疗中获益率提高3倍(OR=3.22;95% CI 2.26–4.58;P < 0.001)。多因素分析显示OS、PFS及肿瘤缓解均呈现类似趋势。

分析不同类型肿瘤,在主要研究终点方面,高NLR/低TMB组预后较差,低NLR/高TMB组预后较好。

既往文献报道高MSI肿瘤经ICI治疗后预后较好、肿瘤缓解率高。在本研究中,仅57例(3%)患者存在高MSI。在排除高MSI及MSI状态未知患者后,研究结果并无改变。



讨论

慢性炎症和免疫监视逃逸是公认的癌症特点。NLR可作为炎症状态和适应性免疫监测的替代标记物,代表二者之间的平衡状态。诊断时的NLR可被认为是一个预后因素,可以指导多种类型癌症的预后,而与治疗不相关。然而,NLR在免疫治疗中对于生存及肿瘤缓解的预测价值尚未被证实。

本研究对1714例接受ICI治疗的肿瘤患者进行分析,发现高NLR与较差的生存及肿瘤缓解率相关,并在额外的323例患者中得到验证。NLR与OS、PFS、肿瘤缓解及临床获益都得到统计学证实,说明NLR在免疫治疗中具有预后及疗效预测作用。

同时,需要注意以下几点建议:首先,虽然本研究结果表明NLR可能预测ICI治疗疗效,但NLR也可能预测其他治疗方式的疗效,因此仅根据NLR数据来选择ICI/非ICI治疗还为时过早。其次,研究中观察到的泛癌种强关联性可能无法推及道所有类型的肿瘤。子宫内膜癌和卵巢癌中未发现NLR与生存/疾病缓解的相关性,但由于其样本量太小,无法得出明确结论。

外周血NLR与ICI疗效的关系可能归因于循环中性粒细胞及肿瘤微环境中的中性粒细胞之间的相关性。中性粒细胞可分泌免疫抑制介质及血管生成因子,如活性氧、VEGF、MMP-9,中性粒细胞浸润有助于肿瘤进展的微环境形成。中性粒细胞与肿瘤发生、进展与早期扩散有关。此外,低水平循环淋巴细胞可能与低水平肿瘤浸润淋巴细胞及抗肿瘤T细胞反应减低相关。以上这些因素可形成免疫抑制肿瘤微环境,降低ICI的疗效。同时,外周血中性粒细胞通过与循环肿瘤细胞相互作用,增强其转移能力,并通过调控细胞周期进程及加速转移种植来促进肿瘤远端转移。

根据NLR及TMB不同状态将患者简单分为4类,研究发现NLR及TMB与预后成独立相关。并证实低NLR/高TMB患者免疫治疗后肿瘤缓解率高,而高NLR/低TMB患者呈相反趋势。

患者接受ICI治疗时通常进行血液学检测,包括肿瘤粒细胞及淋巴细胞计数。因此NLR的优点包括简便易行、微创性、数值计算方便等。NLR是独立于TMB之外又一个泛癌种预测标记物。

但中性粒细胞在免疫治疗中的作用值得进一步探讨。所有类似NLR的与肿瘤进展相关的中性粒细胞都应进行评估,除关注淋巴细胞群之外,也应关注髓细胞群。这些数据将为免疫治疗提供新的靶点并为克服ICI耐药提供一定理论依据。

与既往研究相比,本研究纳入大量患者,包括多种肿瘤类型,收集OS、PFS、肿瘤缓解及临床获益数据。研究结果与既往结论一致,在NSCLC中高NLR与较差的OS相关,多种肿瘤中NLR与ICI治疗疗效相关。但研究中仍存在一定局限性,如仅为单中心的回顾性研究。未考虑感染、激素治疗、应激反应等对NLR的影响。并且NLR及TMB在不同癌种中的分布不同,很难为NLR/TMB定义通用界值。NLR及TMB与临床转归密切相关,尽管具体到每一个癌种仍需要进一步数据验证其预测作用,但临床中仍能通过预指定界值对患者进行精准分层。

在某些癌种中,高NLR与预后并无统计学关联,可能由于样本量较小导致。除子宫内膜癌之外,几乎所有癌种的趋势方向均一致。尽管既往研究提示子宫内膜癌中高NLR与较差预后相关,但在免疫治疗背景下并无类似研究证实。

有其他研究者通过记录治疗期间NLR变化,提示NLR升高反应了对治疗的适应性耐药。因此,治疗期间的NLR可能并不适用于本研究,不能将NLR作为动态标记物来检测。基线NLR能够预测ICI疗效,至于NLR随治疗的变化的意义可能需要进一步探索。


点评

这是迄今为止第一项证实NLR在免疫治疗中与PFS、肿瘤缓解及临床获益相关的大型临床研究,拓宽了我们对于NLR的认知。NLR作为临床常见的实验室指标,具有患者经济方便、研究者简单易行、微创性等优势,作为生物标记物,可单独预测ICI治疗后肿瘤缓解情况。如与前沿的基因测序指标TMB结合,则可为ICI治疗后的生存期、肿瘤缓解及临床获益等提供更好的依据,使更多患者从免疫治疗中获益。

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参考文献:
Jacobi O, Ross JS, Goshen-Lago T, et al. ERBB2 Pathway in Biliary Tract Carcinoma:Clinical Implications of a Targetable Pathway [published online ahead of print, 2020 Dec 4]. Oncol Res Treat. 2020;1-8. doi:10.1159/000511919