又有新发现—EPHA7基因突变的患者可显著获益于肿瘤免疫治疗

2021-03-31 求臻医学企宣

摘要


肿瘤免疫治疗以其显效后疗效可以为患者带来长期获益,而在临床中广为应用。但免疫治疗的获益人群仅占一小部分,所以在接受免疫治疗前应充分评估其获益概率,进而可以为肿瘤患者制定更为适宜的治疗策略。既往已有多项研究报道免疫治疗相关标志物,例如肿瘤突变负荷(TMB)、微卫星不稳定状态(MSI)、STK11、MDM2基因及中性粒细胞、淋巴细胞比值等等,类似标志物仍有较大提升空间。促红细胞生成素的肝细胞癌(Eph)受体在肿瘤免疫中发挥了重要作用。


来自我国中山大学的一项研究证实EPHA7基因突变患的肿瘤者接受免疫治疗后完全缓解/部分患者(CP/PR)比例约为EPHA7-WT的2倍(52.6% vs 29.1%,P=0.0051);持续临床获益(DCB,定义为CR/PR/SD持续时间大于6个月)概率显著高于EPHA7-WT(70.3%vs42.7%,P=0.0016);相比于野生型患者,EPHA7基因突变患者有生存优势(HR=0.62, P=0.037),而且这种疗效预测作用独立于TMB和肿瘤拷贝变异水平。提示EPHA7基因突变可能成为肿瘤免疫治疗的重要预测性生物标记物。


研究背景

免疫检查点抑制剂(ICIs)改变了多种肿瘤的治疗模式,但其在不同肿瘤患者中的临床获益并不相同。目前,已发现PD-L1表达、高度微卫星不稳定(MSI-H)、肿瘤突变负荷(TMB)、拷贝数改变(CNA)、新抗原负荷(NAL)、肿瘤免疫微环境(TIME)、基因表达谱(GEPs)、某些特定基因突变与ICI疗效相关,但均具有一定局限性。例如CheckMate 568研究中,44%-50%呈高TMB或高表达PD-L1的患者并未从ICIs中获益,而12%-15%低TMB或低表达PD-L1的患者却出现PR或CR。因此,探索新的ICI疗效精准预测生物标记物迫在眉睫。


近期一些研究表明抗血管药物联合ICIs疗效优于单药治疗。Eph受体能够促进肿瘤血管生成,可能增强免疫治疗的疗效。Yang等人认为Eph受体介导的细胞接触依赖的近分泌信号可通过上调PD-L1表达从而减少T细胞介导的抗肿瘤免疫,进而在抗肿瘤免疫中发挥重要作用。因此,Eph受体相关基因的突变状态可能预测免疫治疗疗效,但其中关联尚未被证实。


研究方法

纳入已发表于cBioPortal的7项研究中的临床及全外显子测序数据作为研究队列,共纳入5类肿瘤类型(非小细胞肺癌、黑色素瘤、肾透明细胞癌、膀胱癌和头颈部肿瘤)的386例患者。定义EPHA7编码区发生非同义体系突变者为EPHA7突变型(EPHA7-MUT),无突变者为野生型(EPHA7-WT)。


调取cBioPortal中Samstein研究的人群作为验证队列,调取其中OS及基因数据,以验证EPHA7突变的疗效预测作用,共纳入7种肿瘤类型的1144例患者。同时纳入Samstein研究中非ICI治疗的患者,以验证EPHA7-MUT对ICI治疗的特异性。


调取TCGA泛瘤种临床数据资源库中的患者生存数据,以探索EPHA7突变的预后作用。同时调取cBioPortal来自不同研究的体系突变、基因改变及新生抗原数据,以分析EPHA7突变状态及TMB、CNA、NAL之间的关联。


研究结果

研究队列结果显示EPHA7-MUT患者 ICIs治疗疗效较好


在14个Eph受体相关基因中,仅有EPHA7-MUT与ORR及DCB显著相关(P<0.05)(图1a)。EPHA7-MUT的CP/PR比例约为EPHA7-WT的2倍(52.6% vs 29.1%,P=0.0051)。EPHA7-MUT的DCB显著优于EPHA7-WT(70.3% vs 42.7%,P=0.0016)。虽无统计学差异,EPHA7-MUT的PFS及OS在数值上均优于EPHA7-WT(PFS:13.4m vs 4.6m,P=0.0769;OS:28.1m vs 8.2m,P=0.0648)(图1b-e)。

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图1. 研究队列中EPHA7突变与临床转归的关联;图1a. EPH基因突变与临床疗效的关联;图1b-e. EPHA7-MUT及EPHA7-WT的ORR、DCB、PFS、OS

验证队列中EPHA7-MUT可预测免疫治疗相关生存优势

EPHA7-MUT OS显著优于EPHA7-WT(NR vs 17m,P=0.0367)(图2a)。在非ICI治疗队列中,两组间OS无差异(2.33年 vs 9.92年,P=0.6310)(图2b)。但在TCGA队列中,EPHA7-MUT的OS明显劣于EPHA7-WT(3.98年 vs 4.83年,P=0.0139)(图2b,c)。

亚组分析中,EPHA7-MUT生存优势依然明显(图2d)。但在结直肠癌患者中,EPHA7-WT生存却优于EPHA7-MUT(HR=4.37, P=0.08)。验证队列中EPHA7-MUT组的TMB及CNA更高。根据EPHA7状态及TMB水平将患者分为4组:EPHA7MUTTMBhigh、EPHA7MUTTMBlow、EPHA7WTTMBhigh、EPHA7WTTMBlow。EPHA7MUTTMBhigh的OS最长(图2e)。在高TMB患者中,EPHA7-MUT成功预测出较好的生存获益。对CNA进行相同分析(图2f),发现在高CNA患者中,EPHA7-MUT仍存在生存获益。

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图2. EPHA7-MUT预测价值的验证;图2a-c. 验证队列、非ICI治疗队列、TCGA队列中EPHA7-MUT及EPHA7-WT患者的OS;图2d.验证队列中的亚组分析;图2e. EPHA7MUTTMBhigh、EPHA7MUTTMBlow、EPHA7WTTMBhigh、EPHA7WTTMBlow患者的OS;图2f. EPHA7MUTCNAhigh、EPHA7MUTCNAlow、EPHA7WTCNAhigh、EPHA7WTCNAlow患者的OS


TCGA队列中突变频率、抗肿瘤免疫和信号通路富集分析

EPHA7整体突变率为2.7%(287/10,437),黑色素瘤中突变率最高为13.6%,其次是非小细胞肺癌和子宫内膜癌,均为5.6%,其中最常见体系突变位点为p.R895。EPHA7-MUT与免疫原性增加有关,EPHA7-MUT及EPHA7-WT肿瘤在新陈代谢、细胞间作用、免疫功能等许多通路中有显著差异。EPHA7-MUT肿瘤中TMB及NAL明显增加,CNA则与EPHA7-WT无异。EPHA7-MUT肿瘤中富含细胞毒性淋巴细胞,氧化磷酸化、抗原处理与递呈、NK介导的细胞毒性及干扰素γ的应答均上调。

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图3. EPHA7-MUT和EPHA7-WT肿瘤之间可能的肿瘤免疫微环境差异


讨论


研究发现EPHA7-MUT与ICI治疗后较好的临床转归显著相关,并且可提高抗肿瘤免疫,且此预测作用独立于TMB及CNA。


Eph受体及其配体(ephrin)已被证实作用于细胞通信系统。因此,可以解释本研究中EPHA7-MUT中细胞间通讯的下调。既往研究显示通过靶向EPHA10抑制细胞间通讯,可降低PD-L1表达,继而抑制肿瘤免疫。但本研究发现PD-L1表达上调可降低细胞间接触。表明在EPHA7-MUT肿瘤中可能存在其他潜在机制来降低细胞间通讯。另外,Eph-ephrin通路促进肿瘤血管生成。本研究中发现EPHA7-MUT肿瘤血管生成通路显著下调。血管生成及免疫抑制密切相关,EPHA7-MUT肿瘤中血管生成下调可促进淋巴细胞浸润。多种生化因素促进EPHA7-MUT肿瘤微环境发生变化,利于效应免疫细胞发挥作用,从而增强抗肿瘤免疫。


EPHA7被认为是肿瘤抑制基因。非ICI治疗队列及TCGA队列中,EPHA7-WT的OS更长,表明EPHA7-MUT患者预后可能更差。应用ICI治疗后,则利大于弊。TCGA队列中,EPHA7-MUT结直肠癌预后最差,可能由于EPHA7-MUT的不良预后作用超过应用ICI的获益。因此,建议EPHA7-MUT患者应用ICI治疗,将潜在不利的预后作用转化为总生存的获益。


关于EPHA7突变的预测作用、可能的TIME及分子机制,需要进一步前瞻性研究及分子研究来验证。EPHA7及其他预测生物标记物的联合预测作用也可作为后续研究的切入点。


本研究亦有如下优势:EPHA7-MUT可通过NGS检测,简便易行,并根据检测结果将患者直接分为ICI是否获益两类人群。同时揭示了Eph受体相关TIME及免疫疗效之间的关联。并且从全新角度审视Eph受体通过相应生物功能影响免疫疗效。进一步阐明Eph受体及抗肿瘤免疫之间的分子机制,有助于验证其预测价值。


点评


本研究作为第一个系统性探索EPH基因突变状态与 ICI治疗后预后关联的研究,证明EPHA7-MUT可能作为多种肿瘤ICI治疗的预测性生物标记物。EPHA7-MUT可作为现有生物标记物的补充。通过NGS基因检测,可方便地为EPHA7-MUT患者提供精准治疗依据,有助于确定其潜在的治疗靶点,对免疫治疗后的临床转归进行预判。


参考文献:EPHA7 mutation as a predictive biomarker for immune checkpoint inhibitors in multiple cancers. BMC Medicine. 2021 Feb 2.