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今天給大家分享一篇2023年1月3日發(fā)表在Nature Communications （IF:17.694）上，局部晚期胃癌新輔助治療/轉(zhuǎn)化化療相關(guān)的文章。
Neoadjuvant therapy with immune checkpoint blockade, antiangiogenesis, and chemotherapy for locally advanced gastric cancer
局部晚期胃癌的新輔助治療/轉(zhuǎn)化化療
一．研究背景以及研究方法
免疫檢查點(diǎn)抑制劑(ICI)和抗血管生成藥物在晚期cT4a/bN+胃癌中具有一定療效，但其在新輔助/轉(zhuǎn)化治療中的療效尚不清楚。在這項(xiàng)單臂性II期臨床試驗(yàn)(NCT03878472)中，作者評(píng)估了ICI (camrelizumab)、抗血管生成藥(apatinib)和化療藥(奧沙利鉑)聯(lián)合應(yīng)用于cT4a/bN+胃癌新輔助/轉(zhuǎn)化治療的療效。
主要終點(diǎn)是病理反應(yīng)。次要終點(diǎn)包括安全性、客觀緩解、無進(jìn)展生存期和總生存期。結(jié)果表明，完全和主要病理反應(yīng)率分別為15.8%和26.3%。病理反應(yīng)與微衛(wèi)星不穩(wěn)定狀態(tài)、PD-L1表達(dá)和腫瘤突變負(fù)荷顯著相關(guān)。此外，多組學(xué)整合分析揭示了幾種病理反應(yīng)的假定的生物標(biāo)志物，包括RREB1和SSPO突變、免疫相關(guān)特征和外周T細(xì)胞擴(kuò)增評(píng)分。多組學(xué)分析還表明了新輔助免疫治療期間顯性腫瘤亞克隆、免疫微環(huán)境和T細(xì)胞受體庫(TCR)的動(dòng)態(tài)變化。這些數(shù)據(jù)支持在大型隨機(jī)試驗(yàn)中進(jìn)一步驗(yàn)證基于ICI和抗血管生成的新輔助/轉(zhuǎn)化療法的療效，并為其提供潛在的生物標(biāo)志物。
二．研究結(jié)果
1、隊(duì)列的樣本臨床信息以及術(shù)后評(píng)估
2019年5月至2021年8月，納入25例患者，年齡在48至70歲，其中11例cT4aN+和14例cT4bN+。所有患者均完成了新輔助治療和手術(shù)評(píng)估(圖1b)。其中4例不能切除，2例拒絕手術(shù)，剩余19例患者接受手術(shù)，病理反應(yīng)可評(píng)估。中位隨訪時(shí)間為24.7個(gè)月(圖1 b)。
在11例cT4aN+胃癌患者中，9例(81.8%)達(dá)到了降期。3例(27.3%)患者出現(xiàn)部分緩解，8例(72.7%)患者病情穩(wěn)定(圖1c)。其中9例行R0切除術(shù)。由于手術(shù)中發(fā)現(xiàn)腹膜轉(zhuǎn)移，兩例切除為姑息性治療(圖1b)。中位隨訪26.7個(gè)月，9例根治性切除患者中有7例(77.8%)存活，5例(55.6%)無復(fù)發(fā)(圖1d)。
在14例cT4bN+患者中，10例(71.4%)達(dá)到了降期。4例(28.6%)患者有部分緩解，10例(71.4%)患者病情穩(wěn)定(圖1c)。其中，8例(72.7%)行根治性切除，1例在手術(shù)中發(fā)現(xiàn)腹膜轉(zhuǎn)移，3例經(jīng)評(píng)估不能切除(圖1b)。在隨訪中，8例根治性切除患者中有4例(50.0%)無復(fù)發(fā)，其中5例(62.5%)存活(圖1d)。
圖1：研究隊(duì)列設(shè)計(jì)和臨床療效
2. 病理結(jié)果
對(duì)19例患者評(píng)估了病理反應(yīng)。高微衛(wèi)星不穩(wěn)定性(MSI-H)、PD-L1陽性(CPS≥1)、ERBB2擴(kuò)增和Lauren彌散型的基線頻率分別為15.8%、16.7%、21.1%和52.6% (圖2 a)。其中3例(15.8%)達(dá)到完全病理緩解(CPR)，5例(26.3%)達(dá)到主要病理緩解(MPR)，8例(42.1%)達(dá)到部分病理緩解(PPR) (圖2 a)。MPR樣本的形態(tài)變化包括細(xì)胞外粘蛋白池、纖維化和淋巴細(xì)胞浸潤(rùn)(圖2d)。病理緩解與放射緩解患者具有大部分重疊，80%MPR患者放射部分緩解(圖2b)。圖2e的CT掃描圖像顯示了兩例MPR患者(P1和P18)在新輔助治療后的部分緩解。
在5例MPR患者中，2例MSI-H和PD-L1陽性，1例MSI-H和PD-L1陰性，1例微衛(wèi)星穩(wěn)定(MSS)和PD-L1陽性并伴有ERBB2擴(kuò)增，1例基線時(shí)MSS和PD-L1陰性(圖2a)。相比之下，非MPR患者均為MSS和基線PD-L1陰性。在新輔助治療后，2例PD-L1陰性MPR和4例非MPR腫瘤轉(zhuǎn)變?yōu)镻D-L1陽性(圖2c)。
作者通過多重免疫熒光進(jìn)一步研究了1例MSS和PD-L1陰性的MPR病例(P18)和2例非MPR病例(P10和P20)(圖2f)。在P18預(yù)處理樣本中，腫瘤細(xì)胞密集分布，很少有PD-L1表達(dá)(圖2f)。大部分CD8+ T細(xì)胞呈PD-1陽性。調(diào)節(jié)性T (Treg)細(xì)胞和巨噬細(xì)胞散亂分布。治療后，腫瘤細(xì)胞變性疏松，呈巢狀結(jié)構(gòu)。細(xì)胞外黏蛋白池周圍可見大量免疫細(xì)胞，尤其是CD8+細(xì)胞。許多間質(zhì)細(xì)胞為PD-L1陽性，而腫瘤細(xì)胞仍為PD-L1陰性。此外，部分巨噬細(xì)胞與腫瘤細(xì)胞距離較近。在兩例非MPR患者(P10和P20)中，治療后也有CD8+ T細(xì)胞浸潤(rùn)，但程度低于P18。治療前后標(biāo)本中巨噬細(xì)胞增多，Treg細(xì)胞富集。WES和TCR測(cè)序顯示，MPR治療后標(biāo)本中腫瘤突變負(fù)擔(dān)(TMB)和腫瘤新抗原負(fù)擔(dān)(TNB)下降(圖2g-h)，超擴(kuò)張T細(xì)胞克隆擴(kuò)增(圖2i)。
圖2：病理結(jié)果
3. 基因突變與新輔助治療療效之間的聯(lián)系
與TCGA STAD隊(duì)列一致，該隊(duì)列中最常見的發(fā)生突變的基因是TTN、TP53、SPTA1等(圖3a)。某些突變?cè)谕换颊咝螺o助治療前后同時(shí)存在，可能導(dǎo)致對(duì)治療的耐藥性(圖3a)?；€時(shí)，MPR中的TMB和TNB明顯高于非MPR腫瘤(圖3a, b)。由于MSI-H與高突變負(fù)荷之間的聯(lián)系，作者排除了MSI-H患者進(jìn)行進(jìn)一步的分析，發(fā)現(xiàn)MPR中的TMB和TNB高于非MPR腫瘤，但無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(圖3c)。治療后，整個(gè)人群的TMB顯著下降，排除MSI-H或MPR患者后也明顯下降(圖3d)?？紤]到TMB和腫瘤純度之間可能的關(guān)聯(lián)，作者進(jìn)行了模擬來平衡處理前和處理后樣本之間的腫瘤純度。模擬后，這些患者腫瘤純度調(diào)整后的TMB仍有顯著下降(圖3e)。為了更好地理解在治療下進(jìn)化過程中的突變選擇，作者使用 “dNdScv”來估計(jì)非同義突變和同義突變的相對(duì)比率(dN/dS)，發(fā)現(xiàn)PPR患者治療后dN/dS顯著下降，提示陰性選擇和亞克隆多樣性降低。
在80%和80%的MPR基線樣本中發(fā)現(xiàn)了RREB1和SSPO突變，但在0%和7%的非MPR樣本中分別發(fā)現(xiàn)了RREB1和SSPO突變，這可能提示著二者可作為預(yù)測(cè)治療的生物標(biāo)志物 (圖3a)。在TCGA STAD隊(duì)列中，SSPO突變患者可顯著延長(zhǎng)了生存期，但在泛癌癥隊(duì)列中卻沒有(圖3f)。
根據(jù)治療前到治療后腫瘤VAF純度校正的變化，非同義突變被分為四種亞型，“增益”(僅發(fā)生在治療后樣本)、“丟失”(僅發(fā)生在治療前樣本)、“增加”(治療后VAF增加)和“減少”(治療后VAF降低)。病理降期與“丟失”突變比例顯著相關(guān)(圖3g、3h)。
圖3： 新輔助治療后的基因組特征和克隆進(jìn)化
4. 不同應(yīng)答患者的差異基因表達(dá)差異
接下來，作者分析了轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)及其與應(yīng)答的關(guān)系。作者在MPR和非MPR患者的基線樣本中鑒定了209個(gè)差異表達(dá)基因(DEGs)。這些DEGs主要富集在維生素和脂肪代謝、細(xì)胞間/基質(zhì)粘附、I3K-Akt、MAPK、Ras和Wnt等多種信號(hào)通路中(圖4a, b)。
在基線水平上，PPR樣本中的免疫檢查點(diǎn)基因(如CD274和CTLA4)和細(xì)胞毒性基因(如GZMB、NKG7和PRF1)水平明顯高于非PPR樣本(圖4c、d)。在PPR患者中，新輔助治療抑制了CD274、FOXP3、IDO1等免疫抑制基因，上調(diào)了CD8A、GZMH等細(xì)胞毒性基因，但這些差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(圖4e)。
通過免疫相關(guān)的特征分析，發(fā)現(xiàn)在基線水平上，PPR患者的細(xì)胞毒性、IFN-γ和T細(xì)胞衰竭明顯高于非PPR患者。新輔助治療促進(jìn)了PPR和非PPR患者的細(xì)胞毒性和CD8+效應(yīng)信號(hào)，但沒有顯著性(圖4f、g、4h)。
圖4：不同反應(yīng)患者的轉(zhuǎn)錄組特征
5. 不同應(yīng)答患者的腫瘤微環(huán)境（TME）差異
該研究使用xCell用于估計(jì)TME中的23種免疫細(xì)胞類型(圖5a)。在PPR腫瘤中，治療后DC、CD8+ T細(xì)胞、T輔助細(xì)胞和M1巨噬細(xì)胞的比例增加，而Treg細(xì)胞減少(圖5c)。在非PPR腫瘤中，DC、CD8+ T細(xì)胞和M1巨噬細(xì)胞的變化相似，但只有2例患者Treg細(xì)胞減少，4例患者Treg細(xì)胞上調(diào)Treg細(xì)胞(圖5d)。隨后，使用CIBERSORT確認(rèn)了上述細(xì)胞的動(dòng)態(tài)變化，并提供了細(xì)胞亞型的信息(圖5b)。例如，M1和M2型巨噬細(xì)胞顯著增加，而M0型巨噬細(xì)胞減少，反映了治療期間從M0到M1/2的譜系分化(圖5b)。
此外，作者還發(fā)現(xiàn)，在治療過程中，所有PPR和非PPR (P03、P04、P08、P15和P20)腫瘤從“耗竭型”或“纖維化型”轉(zhuǎn)變?yōu)椤懊庖咝汀被颉懊庖?纖維化型”(圖5e)。他們還發(fā)現(xiàn)新輔助治療后，所有PPR患者和部分非PPR患者(如P04、P08、P20、P21) 的效應(yīng)細(xì)胞(EC)和MHC評(píng)分均升高(圖5f)。然而，抑制細(xì)胞(SC)和免疫調(diào)節(jié)劑(CP)在這些非PPR患者中顯著增加，而在PPR患者中保持穩(wěn)定(圖5f)。其余非PPR腫瘤(P07、P08、P11、P12、P15)治療后無明顯變化。
圖5：免疫細(xì)胞反卷積及其與新輔助治療反應(yīng)的關(guān)系
6. 治療期間T細(xì)胞克隆和TCR免疫組庫的動(dòng)態(tài)變化
隨后，作者分析了這些患者的外周T細(xì)胞免疫組庫(TCR)。結(jié)果顯示，來自同一患者的樣本共享的TCR序列最多，而不同患者之間共享的TCR只有一小部分(圖6a)。然后，他們比較了4例PPR和6例非PPR患者TCR克隆性的動(dòng)態(tài)變化(圖6b)。作者根據(jù)前20個(gè)T細(xì)胞克隆的頻率變化定義了克隆擴(kuò)增(CE)評(píng)分。CE評(píng)分與病理降期顯著相關(guān);4例PPR患者均為陽性，6例非PPR患者均為陰性(圖6c)。這表明應(yīng)答者的T細(xì)胞克隆顯著擴(kuò)增，由此，作者推測(cè)CE評(píng)分可能是治療應(yīng)答的一個(gè)候選生物標(biāo)志物。
作者還根據(jù)TCR頻率將每個(gè)樣本中的T細(xì)胞克隆分為四類，小(≤0.0001)、中(0.001-0.0001)、大(0.01 - 0.001)和超擴(kuò)增(>0.01)(圖6d)。在PPR患者中，治療后超擴(kuò)張克隆的頻率顯著升高，而小克隆的頻率則降低(圖6e)。在非PPR患者中未觀察到這些差異。這些結(jié)果進(jìn)一步表明，T細(xì)胞克隆擴(kuò)增患者的病理反應(yīng)優(yōu)于其他患者。此外，作者研究了TCR 的V和J基因片段的使用情況(圖6f, g)。治療過程中觀察到不同程度的V、J使用變化。TRBV20-1(圖6f)和TRBJ -5(圖6g)在MPR患者(P16和P18)中同時(shí)出現(xiàn)，而在其他患者中沒有，這表明TRBV20-1和TRBJ -5可能有助于抗腫瘤免疫。
圖6：T細(xì)胞免疫組庫和動(dòng)態(tài)變化
四、總結(jié)
該項(xiàng)II期試驗(yàn)中，作者的數(shù)據(jù)表明，基于ICI和抗血管生成的新輔助/轉(zhuǎn)化治療在cT4a/bN+胃癌，尤其是MSI-H和PD-L1陽性患者中具有良好的療效和可行性。如何提高其在MSS和PD-L1陰性患者中的療效有待進(jìn)一步探索。多組學(xué)研究結(jié)果提供了一些候選的與療效相關(guān)的生物標(biāo)志物，并幫助理解治療反應(yīng)和耐藥的機(jī)制。
