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免疫治療給30%左右的晚期癌症患者帶來了希望，遺憾的是，臨床醫生在治療前也不知道究竟哪些患者屬於那能獲益的一小部分。
今天，加拿大瑪格麗特公主癌症中心Trevor J. Pugh和Lillian L. Siu領銜的研究團隊，在《自然·癌症》上發表重要研究成果[1]，或許能幫助醫生更準確地尋找從免疫治療中獲益的癌症患者。
他們發現，在接受免疫治療的過程中，腫瘤釋放到血液中的循環腫瘤DNA（ctDNA）水平的變化，可以預測患者對免疫治療的反應 [1]。
具體來說，在接受3個療程及以上的抗PD-1抗體治療後，如果患者的ctDNA水平下降，則意味著免疫治療療效好，患者能存活的時間更長；尤其值得一提的是，那些在接受免疫治療之後檢測不到ctDNA的存在的患者，他們的獲益最大，生存時間最長 [1]。
此外，他們還發現，通過檢測ctDNA的變化要比放射學方法能提前數月得知患者對免疫治療的反應 [1]。
▲論文截圖
對於晚期癌症患者而言，準確地判斷他們能否從免疫治療中獲益非常重要，一方面因為免疫治療有一定的毒副作用，另一方面免疫治療價格不菲。早期確定患者對免疫治療的反應，就能讓不能獲益的患者免於承受毒副作用和高昂的治療費用。
實際上科學家也找到了不少預測免疫治療療效的生物標誌物[2]，只不過這些標誌物的預測能力都太一般，實在是不足以準確地找出能從免疫治療中獲益的患者。
Pugh和Siu領導的研究團隊想改變這一現狀，他們打算以外周血中的ctDNA為切入點，因為已經有些處於原理驗證階段的研究表明，ctDNA與患者的反應和療效有相關性[3-4 ]。
總體看來ctDNA是有預測患者對免疫治療反應的潛力的，但是臨床上還缺少證據。
因此，Pugh和Siu團隊發起了一個名為INSPIRE的前瞻性2期臨床研究（ NCT02644369），以評估ctDNA檢測在預測抗PD-1抗體治療效果方面的能力。
INSPIRE研究包括五個平行隊列：頭頸部鱗狀細胞癌（SCCHN）、三陰性乳腺癌（TNBC）、高級別漿液性卵巢癌（HGSOC）、惡性黑色素瘤（MM）和混合實體瘤（MST） 。
一共有106名患者入組，所有患者都接受抗PD-1抗體pembrolizumab的治療，治療週期在1-35之間，中位治療週期是3。其中94名（89%）患者有足夠的腫瘤組織進行外顯子組測序，外顯子組測序是為了了解患者腫瘤中存在的體細胞突變，以便確定ctDNA檢測的基因突變。
研究人員基於每個患者腫瘤組織中的體細胞突變情況，分別定制個性化的ctDNA突變檢測目標，每個患者需要檢測的ctDNA突變都不超過16個 [8]。
在確定每個患者的檢測目標之後，研究人員就分析了在患者治療過程中採集的血樣。最後除了兩名患者的血漿中沒有檢測到指定的ctDNA突變之外，其餘92名患者都確定了基線ctDNA水平（研究人員把它稱為ctDNAB）。
從基線ctDNA水平來看，如果患者的基線ctDNA低於中位基線ctDNA的話，這些患者的總生存率（OS）更好（aHR：0.49），無進展生存率（PFS）也更好（aHR： 0.54）。而且基線ctDNA水平低患者群體的臨床獲益率（CBR）和客觀緩解率（ORR）也相對更好。
▲基線ctDNA高低與OS、PFS的相關性
接下來Pugh和Siu團隊思考的問題是，治療早期ctDNA水平的變化是否可以預測免疫治療的獲益情況。
為了回答這個問題，研究人員又分析患者在接受至少3個週期pembrolizumab治療後的ctDNA水平（ctDNAC3），只有73名患者有這個數據。
在這73名患者中，有33名患者的ctDNA水平較基線出現下降，其中14人病情達到客觀緩解；而在40名ctDNA水平較基線出現上升的患者中，只有1人出現客觀緩解（OR： 28.74）。
▲患者的基本情況匯總（紅色小點是下降，藍色小點是上升）
而且，治療3週後的ctDNA水平較基線下降也與更高的CBR，更好的OS和PFS有關。
▲ ctDNA的動態變化與OS和PFS之間的關係
在隨後的研究中，研究人員還發現，治療後ctDNA水平下降作為一個預測標誌物，獨立於腫瘤突變負擔（TMB）和PD-L1表達水平。此外，如果在治療第三個週期將ctDNA水平的變化與實體瘤的療效評價標準（RECIST）結合時使用的話，患者的風險分組更準確，預測的OS也更準。
▲ RECIST與ctDNA動態變化聯合給患者做風險分組
在研究的最後，Pugh和Siu團隊更細緻地評估了具有不同ctDNA動態特徵的患者的臨床結果。
他們發現，如果在監測期間ctDNA水平比基線有所上升，無論上升多少，都與大多數患者的疾病快速進展和生存期差（中位OS為13.7個月）相關；如果監測期間ctDNA水平低於基線，但仍可檢測到的話，患者對免疫治療的反應表現不一，生存期稍長（中位OS為23.8個月）。
最讓研究人員感到吃驚的是，如果ctDNA在治療過程中被清除，也就是突然檢測不到ctDNA了，那麼這些患者的臨床預後非常好，在中位隨訪時間長達25.4個月的時間裡，患者的OS達到100%。
▲ ctDNA的變化程度與OS的關係
此外，研究人員還發現，在治療期間同時出現放射學反應和ctDNA清除的患者身上，ctDNA清除的出現先於放射學的變化。這也表明，與放射學手段相比，監測ctDNA水平的動態變化在預測免疫治療效果上可能更有優勢。
▲ ctDNA消除與放射學方法的比較
基於以上研究數據，Pugh和Siu認為：使用定制化的檢測方法進行連續ctDNA分析，可以作為免疫檢查點抑製劑療效預測的一種值得推廣的監測策略。
此外，本研究的結果還顯示，ctDNA水平在早期上升與較高的進展率相關。在ctDNA不斷增加的情況下，患者對免疫檢查點抑製劑的客觀反應可能是極其罕見的。
如果將早期ctDNA動力學特徵與實體瘤的療效評價標準（RECIST）聯合使用，或許可用於識別那些ORR為0%，不太可能從免疫檢查點抑製劑單藥持續治療中獲益的患者。
當然，以上研究成果在投入臨床使用之前，還需要進行干預性研究。不過，由於這種方法不僅需要做腫瘤組織的外顯子組測序，還需要連續多次ctDNA檢測，價格一定不菲，希望測序價格能進一步下降，以惠及更多患者。
參考文獻：
[1].https://www.nature.com/articles/s43018-020-0096-5
[2].Jenkins RW, Thummalapalli R, Carter J, et al. Molecular and genomic determinants of response to immune checkpoint inhibition in cancer[J]. Annual Review of Medicine, 2018, 69: 333-347.
[3].Lee JH, Long GV, Menzies AM, et al. Association between circulating tumor DNA and pseudoprogression in patients with metastatic melanoma treated with anti–programmed cell death 1 antibodies[J]. JAMA oncology, 2018, 4(5) : 717-721.
[4].Lee JH, Long GV, Boyd S, et al. Circulating tumour DNA predicts response to anti-PD1 antibodies in metastatic melanoma[J]. Annals of Oncology, 2017, 28(5): 1130-1136.
[5].Goldberg SB, Narayan A, Kole AJ, et al. Early assessment of lung cancer immunotherapy response via circulating tumor DNA[J]. Clinical Cancer Research, 2018, 24(8): 1872-1880.
[6].Anagnostou V, Forde PM, White JR, et al. Dynamics of tumor and immune responses during immune checkpoint blockade in non–small cell lung cancer[J]. Cancer research, 2019, 79(6): 1214-1225 .
[7].Cabel L, Proudhon C, Romano E, et al. Clinical potential of circulating tumour DNA in patients receiving anticancer immunotherapy[J]. Nature reviews Clinical oncology, 2018, 15(10): 639-650.
[8].Coombes RC, Page K, Salari R, et al. Personalized detection of circulating tumor DNA antedates breast cancer metastatic recurrence[J]. Clinical Cancer Research, 2019, 25(14): 4255-4263.
本文作者| BioTalker
