程序性死亡蛋白-配体 1（PD-L1） 肿瘤细胞阳性比例分数（TPS）和肿瘤突变负荷（TMB）是预测免疫检查点抑制剂（ICIs）疗效的关键生物标志物，但两者均并非「完美」的生物标志物。那么，PD-L1 水平、TMB 究竟在非小细胞肺癌（NSCLC）免疫治疗中扮演哪些重要角色？2024 年 10 月份，Annals of Oncology 发表了一项研究，尝试针对上述问题进行探索与解答。笔者将研究重要内容整理如下，旨在为各位读者提供参考方向与思路。
PD-L1 表达水平、TMB 并非「完美」的生物标志物
免疫检查点抑制剂（ICIs）包括程序性死亡受体-1（PD-1）抑制剂或程序性死亡蛋白配体-1（PD-L1）抑制剂等，大大改变了包括非小细胞肺癌（NSCLC）在内的多种恶性肿瘤的治疗格局。PD-L1 肿瘤细胞阳性比例分数（TPS）和肿瘤突变负荷（TMB）是预测 ICIs 疗效的关键生物标志物，但两者均并非「完美」的生物标志物。
对于 PD-L1 表达水平这一指标而言，即使在 PD-L1 TPS 表达水平低或缺失的情况下，NSCLC 患者接受免疫治疗也可能具有很好的治疗疗效；同样，即使在 PD-L1 TPS 表达水平高的 NSCLC 患者中也会因出现原发性耐药从而影响疗效。
TMB 被定义为癌症基因组中每兆碱基的非同义突变数（mut/Mb）。与 PD-L1 表达水平类似，许多 TMB 高的癌症对 ICIs 治疗无反应，而且目前尚不清楚 TMB 在肿瘤部位或时间上是否存在显著的异质性。
因此，PD-L1 表达和 TMB 在疾病部位或时间上的异质性可能限制了它们作为预测生物标志物的能力。
2024 年，欧洲内科肿瘤学会（ESMO）官方杂志 Annals of Oncology 发表了一项重要研究，该研究在 NSCLC 患者不同治疗时间点针对肿瘤组织样本的 PD-L1 表达水平和 TMB 进行检测和分析，汇总其动态变化情况、影响 PD-L1 表达水平和 TMB 的重要因素，以及这两种生物标志物对于患者 ICIs 治疗疗效的预测价值。PD-L1 表达、TMB 是动态变化的吗？研究详细探索
该研究纳入了接受过多次 PD-L1 TPS 水平检测和/或 TMB 评估的 NSCLC 患者，汇总了临床病理和基因组数据，并针对 PD-L1 水平和 TMB 的动态变化进行了分析及评估。
自 1999 年 10 月至 2022 年 11 月期间，研究者在美国 Dana-Farber 癌症研究所针对入组患者的肿瘤组织样本分别进行多次（≥ 2 次）PD-L1 表达水平检测和 TMB 评估。每个肿瘤组织样本进行的多次 PD-L1 表达水平检测结果为「一个 PD-L1 样本对（即一个可多次检测的肿瘤组织样本 PD-L1 表达的动态改变）」。同样地，每个肿瘤组织样本进行的多次 TMB 评估结果为「一个 TMB 样本对（即一个可多次检测的肿瘤组织样本 TMB 的动态改变）」。PD-L1 表达通过 IHC 进行评估，并将 PD-L1 表达水平的动态变化定义为：PD-L1 TPS 主要增加（ΔTPS ≥ +50%）和主要减少（ΔTPS ≤ -50%）。TMB 通过 NGS 进行评估。TMB 被分为三个等级：低（< 6.08 mut/Mb）、中（6.08 到 < 10.63 mut/Mb）和高（≥ 10.63 mut/Mb）。肿瘤科医生或训练有素的研究者通过手动审查图表，回顾性收集了基于肿瘤组织样本层面的临床病理学和基因组数据以及基于患者个体层面的结果数据。研究者使用基因组肿瘤相似性评分帮助识别来自不同原发肿瘤的组织样本；使用 Spearman 相关系数评估不同 PD-L1 样本对或 TMB 样本对之间的一致性；使用线性回归分析评估时间间隔对不同 PD-L1 样本对或 TMB 样本对之间一致性的影响；使用 Kaplan-Meier 方法评估生存数据，并使用 log-rank 检验进行比较；使用多变量 Cox 比例风险回归模型调整潜在混杂因素。PD-L1 TPS 表达与检测时间、基因组改变、ICIs 治疗相关性「大揭秘」
在 PD-L1 队列中，自 2012 年 12 月至 2014 年 12 月，研究者对于来自 346 例患者个体的 752 个肿瘤组织样本的 PD-L1 表达水平进行了评估。最终，共形成了 402 个 PD-L1 样本对（每例患者的样本中位数为 7，范围：2-5），样本采集间隔的中位时间为 11.8 个月（范围：1 天-109 个月）。结果显示，PD-L1 表达在多次评估中呈现出动态变化，不同样本对之间的 PD-L1 表达一致性为中等（Spearman 相关系数 ρ = 0.53，P < 0.0001）。时间间隔较短的样本对（< 12 个月）显示出更高的 PD-L1 一致性（ρ = 0.62，P < 0.001），而时间间隔较长的样本对（≥ 12 个月）一致性较低（ρ = 0.41，P < 0.001）。这似乎表明，PD-L1 表达水平会随着不同检测时间点而变化。27.1% 样本对的 PD-L1 表达无显著变化（ΔPD-L1 = 0），40.1% 样本对的 PD-L1 表达增加（ΔPD-L1 ≥ +1%），32.8% 样本对的 PD-L1 表达减少（ΔPD-L1 ≤ -1%）。在 9.7% 样本对中观察到 PD-L1 显著增加（ΔTPS ≥ +50%），8.0% 观察到显著减少（ΔTPS ≤ -50%）。![]()
当 PD-L1 TPS 显著增加（+50% ~ +100%），研究者发现，STK11、B2M、MAP2K1 和 MAP3K1 基因的拷贝数增加与 PD-L1 TPS 显著增加相关（P < 0.05）。当 PD-L1 TPS 显著减少（-50%到-100%），研究者发现，JAK2、CD274（编码 PD-L1）和 PDCD1LG2 基因的拷贝数丢失与 PD-L1 TPS 显著减少相关（P < 0.05）。 是否接受过 ICIs 治疗可能会影响 PD-L1 表达水平
针对接受 ICIs 治疗的患者，其肿瘤组织样本的 PD-L1 表达显著减少（P = 0.02）。针对样本对 PD-L1 表达显著改变（ΔTPS ≥ + 50% 或 ≤ -50%）的患者中，接受 ICI 治疗的患者样本对相较未接受过 ICIs 的患者表现出更为显著的改变幅度（65% vs. 40% vs. 0%，P = 0.01）。其他干预治疗，包括靶向治疗、化疗和放疗，与 PD-L1 表达的变化没有显著相关性。
表 1. 不同 PD-L1 表达情况的治疗疗效总结
图 3. 不同 PD-L1 表达的 ORR 和 PFS 结果多次 PD-L1 评估结果显示，PD-L1 稳定表达为阳性（所有样本 PD-L1 TPS ≥1%）的患者在接受 ICIs 治疗时表现出更好的临床预后。所有样本 PD-L1 ≥ 1 % 的患者比至少有一个样本 PD-L1 <1% 的患者客观缓解率（ORR）更高，无进展生存期（PFS）更长（P = 0.001）。最近一次 PD-L1 评估为 PD-L1 TPS ≥ 1% 的患者预后优于最近一次评估为 PD-L1 TPS <1% 的患者，最近一次评估 PD-L1 ≥ 1% 的患者 PFS 较长（3.7 个月 vs 1.6 个月，P = 0.01）。TMB 在时间上的稳定性较高，样本对之间的 TMB 一致性为高（ρ = 0.80，P < 0.0001）。时间间隔较短的样本对（< 12 个月）和时间间隔较长的样本对（≥ 12个月）之间的 TMB 一致性没有显著差异（ρ = 0.82，P < 0.001 vs. ρ = 0.78，P < 0.001）。尽管 TMB 在多次评估中显示出较高的稳定性，但随着时间间隔的增加，TMB 的变化幅度增大（ρ = 0.21，P < 0.0001）。5.5% 样本对的 TMB 无显著变化（ΔTMB <0.1 mut/Mb），48.9% 样本对的 TMB 增加（ΔTMB ≥ +0.1 mut/Mb），35.6% 样本对的 TMB 减少（ΔTMB ≤ -0.1 mut/Mb）。在三个等级的水平变化上（即：高、中、低TMB），72.6% 样本对的 TMB 水平无变化，16.0% 样本对的 TMB 水平增加（例：中 TMB→高 TMB），11.4% 样本对的 TMB 水平减少（例：高 TMB→中 TMB）。16.0% 的样本对表现出 TMB 的显著增加，11.4% 的样本对表现出 TMB 的显著减少。APOBEC（与 DNA 编辑相关的基因特征）与较高的基线 TMB 相关。在研究中，如果第二份 TMB 评估样本中存在 APOBEC，则观察到 TMB 的增加幅度更大（中位 ΔTMB 为 + 3.0 vs. +0.8 mut/Mb，P = 0.01）。错配修复缺陷（dMMR）的肿瘤通常具有更高的 TMB，但在研究中，只有一个 dMMR 的病例，其 ΔTMB 为+6.08 mut/Mb。另外，染色体臂的改变与 TMB 的变化呈正相关（ρ = 0.11, P = 0.02）。图 5. 近期 TMB 表达于 ICI 治疗的 PFS 和 OSTMB 与 ICIs 治疗的疗效正相关，最近一次评估 TMB ≥ 10 mut/Mb 的患者相较 TMB < 10 mut/Mb 的患者 PFS 和 OS 均显著延长（P = 0.003 和 P = 0.02）。本研究纳入了多次评估 PD-L1 TPS 和/或 TMB 的 NSCLC 患者，分析了相关临床病理学和基因组数据，并根据 PD-L1 和 TMB 的变化进行了评估。结果显示，尽管大多数样本对的 PD-L1 和 TMB 分别具有一致性，但仍然可观察到这两个指标在治疗过程中的动态变化，部分变化可能对临床决策产生影响。ICIs 干预治疗与 PD-L1 表达的显著下降相关；CD274、PDCD1LG2 和 JAK2 基因的拷贝数丢失与 PD-L1 TPS 显著减少相关；PD-L1 TPS 和 TMB 的变化对后续 ICI 的治疗结果有显著影响。研究认为，有必要在开始 ICIs 治疗前重新评估 PD-L1 和 TMB 从而准确评估 ICIs 治疗疗效。
[1] Di Federico A, Alden SL, Smithy JW, Ricciuti B, Alessi JV, Wang X, Pecci F, Lamberti G, Gandhi MM, Vaz VR, Spurr LF, Sholl LM, Pfaff KL, Rodig SJ, Li YY, Cherniack AD, Nishino M, Johnson BE, Awad MM. Intrapatient variation in PD-L1 expression and tumor mutational burden and the impact on outcomes to immune checkpoint inhibitor therapy in patients with non-small-cell lung cancer. Ann Oncol. 2024 Oct;35(10):902-913. doi: 10.1016/j.annonc.2024.06.014. Epub 2024 Jun 29. PMID: 38950679.
