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EGFR是非小细胞肺癌(NSCLC)中最为重要的驱动基因,中国NSCLC患者中EGFR的突变率约为47.6%1,基于EGFR的靶向药研究最为成熟。
针对EGFR基因的靶向治疗是肿瘤基因检测大范围应用于临床的开端,自2009年IPASS研究以来,目前已有一、二、三代多个EGFR-TKI药物获批,随着可选药物的增多,一线治疗模式的选择成为当前的热点2。
早在2017年6月,FLAURA研究的初步结果就显示,相比一代EGFR-TKI药物3,三代EGFR-TKI药物奥希替尼使初治EGFR敏感突变NSCLC患者的PFS显著延长(18.9个月vs10.2个月)。
今年9月份ESMO大会公布该研究获得了OS的阳性结果,奥希替尼组的OS高达38.6个月,显著高于对照组的31.8个月,实现了EGFR-TKI单药一线治疗EGFR突变NSCLC患者最长的OS,进一步奠定了奥希替尼在EGFR敏感突变NSCLC患者的一线优选地位。
奥希替尼为EGFR阳性的NSCLC患者带来显著获益的同时,耐药性的产生成为临床亟需解决的一大难题。
一项法国多中心回顾性研究表明4,通过NGS检测EGFR突变的NSCLC奥希替尼治疗进展时的血浆和组织样本,发现获得性EGFR突变所占比例最高(C797S突变13%,L718Q突变3%)。
此外,MET扩增约占11%,RAS突变占3%,PIK3CA突变率为3%,HER2扩增2%。
其中5例(9%)患者出现组织病理学改变,由NSCLC转化为小细胞肺癌或其他类型。
在T790M突变的NSCLC患者中,68%的患者因T790M突变消失而导致耐药。
由此可见,导致奥希替尼耐药的因素复杂,对患者进行NGS检测有助于患者耐药机制的阐明,监测突变时空动态变化,以便及时优化治疗方案。
在众多耐药因素中,下游致癌基因KRAS是一个重要的耐药基因。
由于KRAS蛋白的结构无特征、近乎球形,无明显结合位点,针对KRAS突变的相关靶向药物研究进展缓慢。
2019年ASCO、ESMO等多个顶级会议上连续报道了AMG510在治疗NSCLC等患者中的临床试验结果5,所有可评估疗效的NSCLC患者ORR高达48%,10例NSCLC患者DCR高达90%,促使KRAS一度成为2019年业界最受关注的靶点之一。
1.2罕见突变基因NTRK&
ROS1
ROS1融合在NSCLC患者中的发生率约为1%~2%1,NTRK基因融合在所有癌种的总发生率约为0.21%,在先天性纤维肉瘤、分泌型乳腺癌等癌种中发生率超过90%6。
2018年11月美国食品药品监督管理局(FoodandDrugAdministration,FDA)批准拉罗替尼(Larotrectinib,Vitrakvi)为首款针对NTRK基因融合的广谱抗癌药而不需考虑肿瘤类型7。
2019年美国国家综合癌症网络(NCCN)肺癌指南(v3版)中新增了NTRK基因融合检测,并推荐Larotrectinib作为NTRK基因融合阳性转移性NSCLC患者的一线治疗方案。
2019年世界肺癌大会(WorldConferenceonLungCancer,WCLC)更新了Larotrectinib治疗携带NTRK基因融合晚期肺癌患者的结果:
ORR为75%,颅内有效率为67%,中位DOR未达到。
2019年8月,FDA批准了针对NTRK基因融合的第二款广谱抗癌药、全球第三款广谱“治愈系”抗癌药恩曲替尼(Entrectinib,RXDX-101)上市,治疗携带NTRK基因融合的成年和儿童实体瘤患者,以及ROS1阳性转移性NSCLC患者。
此次获批是依据STARTRKI期、Ⅱ期临床试验和ALKA-372-001I期研究的数据8。
综合分析结果显示,Entrectinib治疗NTRK基因融合阳性实体瘤ORR达到57.4%,并且横跨10个不同癌种,其中在ROS1阳性NSCLC患者中,ORR更是高达78%,CR达到5.9%。
针对Entrectinib耐药的问题,2019年AACR大会上报道了二代NTRK靶向药LOXO-195的临床数据,29例患者中,10例出现完全或部分响应,9例疾病稳定,并且耐受性好,可能作为初始抗TRK治疗进展后NTRK基因融合患者的治疗选择9。
1.3新突变靶点FGFR
成纤维细胞生长因子受体(fibroblastgrowthfactorreceptors,FGFRs)是一类受体酪氨酸激酶,包括FGFR1、2、3、4,FGFR通路的激活与肿瘤细胞的分化增殖、肿瘤血管生成有关,在多个癌种中均可发生变异,突变率约为7.1%10。
2019年FDA批准厄达替尼(Erdafitinib,Balversa)作为首个治疗携带FGFR3/FGFR2突变的铂类化疗后进展的局部晚期或转移性尿路上皮癌成人患者的靶向药,依据的是BLC2001(NCT02365597)II期临床试验结果11,87名晚期FGFR突变阳性的尿路上皮癌患者中,主要的变异形式是FGFR3点突变,其次是FGFR2、FGFR3的融合,结果显示,接受Erdafitinib治疗后总体有效率为32.2%,其中,64例FGFR3点突变患者ORR达到40.6%,18例FGFR3融合突变患者ORR为11.1%,6例FGFR2融合突变患者ORR为0%,数据同步发表在NEJM。
FDA在批准Erdafitinib上市的同时,批准了Qiagen公司的Therascreen®
FGFRRGQRT-PCRKit作为首个检测膀胱癌FGFR基因突变的伴随诊断试剂盒,用以确定患者是否适合Erdafitinib治疗。
FGFR被认为是近年来最有潜力的靶点之一,2019年ESMO大会上公布了另一款FGFR抑制剂Pemigatinib的研究数据,在FGFR2基因融合或重排的胆管癌患者中显示出了抗肿瘤潜力。
1.4DNA损伤应答通路基因检测
同源重组修复缺陷(homologousrecombinationdeficiency,HRD)评分联合BRCA1/2突变情况可以预测铂类药物和PARP抑制剂的治疗反应12-13。
2019年7月发表于NEJM杂志的POLOⅢ期临床试验结果显示,携带BRCA胚系突变的胰腺癌患者接受奥拉帕利治疗,患者的中位PFS延长近一倍,同时降低47%的疾病进展风险,首次证实了生物标志物驱动的胰腺癌靶向治疗是可行的14。
目前,相关检测需求已经普遍扩大到其他DNA损伤修复基因以及HRD状态15。
除BRCA外,HRD还包含了ATM、ATR、BARD1、PALB2、RAD51C及RAD51D等一系列基因16。
2019年ASCO上公布的GeparOLA研究,将奥拉帕利的治疗人群扩大至包含tBRCA突变及HRD高评分的HER2-乳腺癌患者中,紫杉醇联合奥拉帕利可为患者带来更高的病理完全缓解(pCR),尤其是在年轻及HR+患者中。
而在今年10月,FDA批准尼拉帕利(Niraparib,Zejula)用于治疗HRD阳性且已接受过至少3种化疗方案的晚期卵巢癌、输卵管癌或原发性腹膜癌患者,将获益人群从BRCA突变患者(仅20%左右)扩展到HRD阳性患者中(50%以上),同时FDA还批准MyriadmyChoiceCDxtest作为首个确定HRD状态的肿瘤基因检测方法。
1.5MammaPrint®
多基因检测
2019年4月,唯一经过FDA510(k)批准的证据等级1A的乳腺癌多基因检测产品MammaPrint®
(玛普润)在中国上市。
获批FDA主要基于MINDACT临床试验结果17,研究显示在所有高临床风险乳腺癌患者中,采用MammaPrint®
检测指导化疗,将会减少46.2%的化疗使用率。
继FDA批准、NCCN指南推荐之后,2019中国临床肿瘤学会(CSCO)乳腺癌诊疗指南也新增了MammaPrint®
对肿瘤术后复发风险评估的内容。
对于ER/PR+,HER2-,淋巴结阴性或1~3个淋巴结阳性的乳腺癌患者,通过NGS检测与复发风险相关的70个基因,可准确预测患者5年内的远端转移风险。
若MammaPrint®
判读为基因低风险的临床高风险患者,就可避免过度治疗及化疗带来的相应毒性。
免疫治疗
免疫治疗主要包括免疫检查点抑制剂(ICIs)、嵌合抗原受体T细胞免疫疗法(ChimericAntigenReceptorT-CellImmunotherapy,CAR-T)和个性化肿瘤疫苗。
CAR-T被认为是近年来最具前景的癌症治疗方式。
经过改造的T细胞可以识别特定的靶抗原,并与细胞内信号共同刺激以增加T细胞反应。
通过NGS技术(WGS、WES和RNA-seq)对T细胞和肿瘤细胞进行检测,进而发现更多特异性的肿瘤抗原。
2019年10月,全球首款CAR-T疗法CTL019(商品名:
Kymriah)在中国获批临床,为更多非霍奇金淋巴瘤患者带来了新的治疗选择。
目前CAR-T疗法在实体瘤领域尚未展示出较好的疗效,如何提高CAR-T特异性、安全性和功效还有待研究。
NGS在免疫治疗的主要应用领域是ICIs。
ICIs主要通过激活T细胞发挥抗肿瘤作用,以PD-1/PD-L1为代表的免疫治疗已在多个癌种中展现出了巨大的治疗潜力。
目前全球已上市的PD-1/PD-L1药物共计9个,覆盖16个癌种。
目前约有2900多个PD-1/PD-L1单药或联合其他药物的临床试验正在进行中,计划招募超50万名患者18。
2019年是免疫治疗迅猛发展的一年,包括小细胞肺癌、三阴性乳腺癌在内的16种适应证获批(图1),其中多个适应证的获批都是基于生物标志物来筛选获益人群。
可见,基因检测在探索免疫治疗相关的生物标志物方面具有重要的临床应用价值。
图12019年获批免疫治疗药物及适应证
据报道,影响ICIs疗效的因素可分为两类19:
一类是与激活T细胞相关的肿瘤基因组特征,包括激活T细胞的新生抗原、产生新生抗原的体细胞突变、决定抗原提呈的HLA(人类白细胞抗原)、识别新生抗原的TCR(T细胞抗原受体)等;
另一类是与肿瘤相互作用的免疫微环境,包括肿瘤中PD-L1表达、T细胞浸润以及其它免疫细胞等。
目前在众多的ICIs疗效相关标志物中,对PD-L1、dMMR/MSI-H以及TMB的研究较为广泛,已写入指南,下面主要介绍这几个生物标志物的最新进展。
2.1PD-L1
2015年10月,帕博利珠单抗(Pembrolizumab)获批治疗晚期NSCLC,PD-L1的表达水平首次作为伴随诊断标志物。
目前,PD-L1表达水平已成为临床研究和验证最广泛、认可度最高的伴随诊断标志物。
2019年ASCO年会公布的IMpassion130研究OS中期数据显示20,PD-L1阳性(≥1%)乳腺癌患者中,阿特珠单抗(Atezolizumab)联合化疗组中位OS达到25个月,显著高于对照组的18个月,且安全性可控。
基于该研究结果,2019年乳腺癌NCCN指南(v1版)推荐该方案作为PD-L1阳性转移性三阴性乳腺癌患者的一线治疗。
今年ESMO大会公布的IMpower110试验结果显示21,针对PD-L1高表达的IV期肺癌患者,Atezolizumab单药治疗的效果明显优于化疗,患者的OS显著延长(20个月vs13个月)。
既往研究中,Pembrolizumab相比化疗在经治(KEYNOTE-010研究)和未经治疗(KEYNOTE-042研究)PD-L1肿瘤细胞阳性比例分数(TPS)≥1%患者中均显示出了OS获益22-23。
但CheckMate-227III期研究却显示PD-L1在免疫联合治疗中无预测作用,总人群中无论PD-L1表达如何,相比化疗,伊匹单抗(Ipilimumab)联合纳武单抗(Nivolumab)患者的OS均得到改善24。
除在免疫单药或联合治疗中的预测作用存在争议之外,如何准确检测PD-L1的表达水平也面临一些问题。
PD-L1可在微环境内的肿瘤细胞、淋巴细胞、巨噬细胞等多种细胞类型表达,其表达水平受时间、解剖部位、既往治疗等因素的影响,不同检测抗体、检测平台和判读标准都可能影响结果的真实性。
在PD-L1抗体选择方面,中国国家药品监督管理局(NMPA)在今年8月批准了首个伴随诊断和补充诊断PD-L1检测试剂盒(PD-L1IHC22C3pharmDx)上市,辅助筛选可能从Pembrolizumab治疗中获益的NSCLC患者,另外两个克隆号为SP263和SP142的抗体试剂也已在我国提交上市申请。
IMpassion130研究分析了SP142、SP263和22C3等抗体的一致性以及临床预测价值20,结果显示,22C3和SP263可以识别更多的PD-L1阳性患者,仅22C3+/SP142+和SP263+/SP142+人群能从Atezolizumab联合白蛋白紫杉醇的治疗中获益。
也就是说只有SP142可鉴别出能从Atezolizumab治疗获益的三阴性乳腺癌患者。
在PD-L1判读标准方面,不同癌种中PD-L1的判读方法不尽相同。
依据Keynote-181和Keynote-180研究结果25,伊匹单抗(Ipilimumab)+纳武单抗(Nivolumab)相比化疗改善了患者的OS。
PD-L1阳性(CPS≥10)的食管癌患者中,Pembrolizumab组患者的OS为10.3个月,而化疗组为6.7个月,达到了主要终点。
而KEYNOTE-100Ⅱ期研究结果也证实了PD-L1CPS的预测价值26,研究结果发表于7月的AnnalsofOncology。
为保证PD-L1结果的准确性,还需要对现有的检测方法和平台规范化和统一化。
2.2TMB/bTMB
肿瘤突变负荷(tumormutationburden,TMB)是指外显子区域每Mb碱基发生体细胞非同义突变的数目,TMB高的肿瘤可能产生更多能被T细胞识别的新抗原。
从2014年首次发现TMB与免疫治疗效果的关系,到2018年TMB被写入非小细胞肺癌NCCN指南,其间多个研究显示27,高TMB和接受免疫治疗患者的OS、PFS及ORR相关,且TMB的预后作用与肿瘤类型和TMB检测方法无关。
2019年ESMO大会报道的KEYNOTE-407(鳞状NSCLC)与KEYNOTE-021(非鳞状NSCLC)两项研究结果却显示Pembrolizumab的疗效与组织tTMB没有显著相关性28。
同时,ESMO大会报道的KEYNOTE-010以及KEYNOTE-042两项研究的分析结果却均提示组织tTMB高的患者,Pembrolizumab组在OS和PFS上有一定程度的获益,但无法预测Pembrolizumab联合化疗疗效29。
目前,tTMB可能还不是一个完美的预测ICIs疗效的生物标志物。
对于组织样本无法获取的患者,基于外周血的bTMB检测可能作为一个很好的补充。
对bTMB的正式研究是从B-F1RST前瞻性研究开始的30。
2019年AACR大会上,王洁等31报道了基于NGSPanel检测,首次从理论模型的建立、技术验证和临床验证三个维度,证实了bTMB对ICIs的疗效(PFS、OS)预测价值。
MYSTIC研究再次证明了bTMB作为免疫治疗获益的预测标志物的潜力,其探索性分析结果显示,德瓦鲁单抗(Durvalumab)±
曲美木单抗(Tremelimumab)治疗与铂类化疗相比,bTMB≥20Mut/Mb和患者的OS、PFS改善相关32。
TMB是目前临床研究较为广泛的生物标志物,但其临床应用还受到诸多限制。
2019年非小细胞肺癌NCCN指南(v3版)中推荐了TMB的检测,指南同时指出TMB可能有效,但检测标准缺乏共识,如何准确衡量TMB还有待研究。
2019年10月,中国食品药品检定研究院公示了关于TMB注册检验用体外诊断试剂国家标准品和参考品说明书,为TMB检测性能评价提供了合适的参考品要求,包括突变位点检测准确性、TMB检测一致性及全外显子组测序(WES)一致性评价等,再次掀起了TMB检测的热潮。
2019年11月,FDA批准了首个基于WES的临床检测产品—NantHealth公司的OmicsCore,可检测肿瘤组织中的TMB和468个肿瘤相关基因的体细胞突变。
但早在2017年就有研究证实,大Panel与WES分析得到的TMB有高度的相关性33。
由于作为金标准的WES测序成本较高、周期长等原因,NGS大Panel可能仍是目前检测TMB的主流方法。
2.3MSI/bMSI
DNA出现错配修复缺陷(dMMR)时,微卫星(一类短片段、多次重复的DNA序列)出现的复制错误得不到纠正并不断累积,使微卫星序列长度或碱基组成发生改变,称做微卫星不稳定性(MSI)。
2017年5月,FDA批准了Pembrolizumab治疗MSI-H/dMMR实体瘤患者,成为首款不依据肿瘤组织学来源,而依据生物标记物的抗肿瘤治疗方式,开启了肿瘤“异病同治”的新时代。
截至目前,NCCN指南推荐对包括胃食管癌、宫颈癌、结直肠癌等在内的9种以上恶性肿瘤进行MSI检测34。
需要注意的是,MSI-H/dMMR的发生率并不高,在发生率较高的结直肠癌患者中这一比例仅占10%左右,获益人群有限。
如何在MSS肿瘤免疫治疗上寻求突破,以及进一步提高MSI-H/dMMR肿瘤免疫治疗疗效,是今年CSCO等大会上专家讨论的重点。
2019年ESMO共识一致推荐通过NGS、免疫组化(IHC)、PCR方法评估MSI,其中NGS的推荐等级为非常强,而其他两种方法的等级都为强。
最新版MSI检测中国专家共识指出,基于ctDNA的MSI-NGS算法已崭露头角,为肿瘤组织取样困难或不足的晚期实体瘤MSI检测提供新选择。
2019年8月,ClinicalCancerResearch发表了bMSIvs组织MSI一致性验证队列(n=1145)的数据35:
基于血浆细胞游离DNA的bMSI检测与基于组织的MSI状态检测高度一致,一致率达到98.4%。
其中,16例确诊为bMSI-H的晚期胃癌患者对免疫治疗响应,ORR达到63%,其中3例CR,7例PR,并持续临床获益,类似于通过组织活检确定为MSI-H的患者结果。
但bMSI检测技术还未发展成熟,缺乏大量临床数据的验证,在当前可能还不会作为常规推荐,仅作为组织缺乏时明确MSI状态的一种替代手段。
2.4mIHC/IF及多种生物标志物联合策略具有更高的预测准确性
目前发现了多个潜在的标志物可能和免疫治疗疗效和预后相关(表1),如何选择合适的生物标志物或组合是一个难点。
2019年7月发表在JAMAOncology上的一篇综述比较了PD-L1IHC、TMB、基因表达谱(GEP)和多重荧光免疫组化/免疫荧光(mIHC/IF)预测抗PD-1/PD-L1治疗反应的准确性36。
通过回顾性分析2013~2018年免疫检查点抑制剂相关研究中使用PD-L1IHC、TMB、GEP和mIHC/IF检测的超10个癌种类型、8000多例样本的现有数据,对单个或多个标志物用sROC曲线对ICIs疗效进行预测效能评估,结果发现mIHC/IF具有最高的预测价值,AUC为0.79,而TMB、GEP的AUC与PD-L1IHC没有显著不同。
与单用PD-L1IHC、TMB或GEP相比,mIHC/IF和多模式生物标记物联合策略提高了预测性能。
未来还需要更大样本研究来验证以上结果,以及进一步确定哪种生物标志物组合预测性能最好。
表1免疫治疗生物标志物汇总
2.5探索新的免疫治疗靶点至关重要
以PD-1/PD-L1为靶点的免疫治疗正在改写着目前的肿瘤临床治疗策略,但有效率一般在25%左右,探索新的治疗靶点是目前免疫治疗的一大研究方向。
2019年3月,陈列平团队在顶级期刊NatureMedicine刊文37,阐明了一个全新的免疫抑制分子Siglec-15。
Siglec-15可在多种肿瘤表面表达,通过抑制其表达,可使患者体内的肿瘤微环境回归正常化,进而发挥免疫疗效杀伤肿瘤。
同年在第34届免疫疗法学会年会(SITC2019)上,公布了Siglec-15抗体NC318的I期临床数据:
13例对PD-1无效或耐药的NSCLC患者接受NC318治疗后,1例CR,1例PR,3例SD,疾病稳定时间长达16周,且耐受性良好。
其他的一些免疫检查点抑制剂Tim3、LAG3、CD73等多处于临床前研究阶段,有待进一步探索。
液体活检
液体活检最早在1974年由Sorrells等提出,主要是通过体外无创的方式获取肿瘤的相关信息。
相比传统的肿瘤组织活检,液体活检具有无创、可同时检测多个肿瘤等优势。
近年来,除了基于液体活检的bTMB和bMSI用以预测ICIs疗效外,液体活检从肿瘤早期的筛查诊断、预后监测、微小残留病灶监测到晚期的复发耐药监测等的整个诊疗过程进行个体化指导38-40(图2)。
肿瘤早筛是液体活检的热点研究方向,自2016年首个肿瘤筛查的液体活检产品获批之后,今年LAM肝癌早筛液体活检技术和Grail的多癌种早期检测产品获FDA突破性医疗器械认定。
Grail的多癌种早筛技术(基于ctDNA甲基化+机器学习算法)可检测和定位20多种癌症类型,且具有较高的准确性和特异性,该多中心结果在今年ESMO大会以口头报告的形式对外公布41。
目前,液体活检的主要手段仍主要聚焦于循环肿瘤DNA(ctDNA)、循环肿瘤细胞(CTC)、外泌体(exosome)等,其中基于ctDNA的液体活检应用较为广泛。
图2液体活检临床应用价值
3.1基于ctDNA、CTC的液体活检进入临床指南
循环游离DNA(cfDNA)最早是在1940年发现的,来源于肿瘤细胞和正常细胞。
而ctDNA作为cfDNA的一部分,近年来在指导个体化肿瘤治疗上应用广泛。
一项前瞻性、多中心、非劣效性研究(NILE)共检测了282例初治晚期NSCLC患者预处理的cfDNA样本和组织样本,头对头比较了Guardant360液体活检与组织活检检测预定8种生物标志物突变的效能42。
结果显示液体活检在检测指南推荐的生物标志物、肿瘤突变方面与组织活检效果相当,且检测速度更快(9天vs15天),提示对初治晚期NSCLC患者优先进行液体活检是可行的。
原发性肺癌诊疗指南2019版推荐ctDNA作为肿瘤组织无法获取或不足以进行驱动基因检测时的优先选择,随后在2019年非小细胞肺癌NCCN指南(v3版)中又推荐EGFR-TKIs治疗耐药检测T790M突变时优先使用血浆进行检测,若检测结果为阴性,再使用肿瘤组织进行检测,这也标志着ctDNA指导的液体活检已获权威指南认可。
CTC从20世纪90年代开始走进人们视野。
今年4月份,2019CSCO乳腺癌诊疗指南正式将CTC写入中国临床指南,在这之
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