Nature子刊报道Stupp方案+同步及辅助抗PD-L1治疗胶质母细胞瘤的临床试验新发现 | 协和神经肿瘤专栏_患者_分析_利珠

发布日期：2025-05-24 07:27    点击次数：146

协和神经肿瘤专栏

第107期

文章标题：抗PD-L1治疗新诊断胶质母细胞瘤的总生存期获益与特定的免疫、突变和肠道微生物组相关：一项单臂前瞻性I/II期临床试验

研究背景

GBM是最常见的恶性中枢神经系统肿瘤，标准治疗（手术、放疗联合替莫唑胺化疗）的中位总生存期（mOS）仅为14-16个月，复发后生存期更短（6-9个月）。61%的GBM肿瘤中存在≥1%的程序性死亡配体1（PD-L1）阳性细胞。PD-L1和PD-1的表达是GBM预后不良的指标。遗憾的是，目前PD-1/PD-L1阻断剂对GBM患者的疗效有限，但对存在错配修复缺陷的患者有一定疗效。疗效不佳的原因有很多，包括肿瘤异质性、全身和局部免疫抑制以及肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）的富集。

既往针对免疫检查点抑制剂治疗GBM的研究缺乏免疫预测生物标志物和肿瘤全面基因组特征的分析。本研究旨在评估标准治疗（放疗+替莫唑胺）联合抗PD-L1治疗（阿替利珠单抗）在新诊断GBM中的安全性和有效性，并通过多组学分析（肿瘤基因组、转录组、及肠道微生物组测序）探索与生存获益相关的生物标志物，以期为免疫治疗的优化提供依据。

展开剩余87%

研究方法

I期为安全性评估，共纳入10名患者；因药物毒性可接受，II期纳入了50名患者。在同步放化疗和辅助化疗阶段，阿替利珠单抗均为每2周静脉注射一次。MRI复查时间：入组登记后2周内，同步放化疗结束后3-4周，辅助化疗阶段每8周复查一次。治疗反应评估采用iRANO标准。

检测内容包括全外显子测序（WES）、转录组测序、宏基因组测序，分析内容包括体细胞拷贝数分析、突变分析、差异基因表达分析、基因富集分析、肿瘤免疫微环境分析、GBM转录亚型分析、肠道微生物组分析。使用的GBM公共数据集包括TCGA和GLASS。

生存期从诊断时间开始计算，但为了分析治疗后生存期与分子特征之间的相关性，分析时采用开始治疗的时间。

研究结果

2017年8月至2019年7月，对78名GBM患者进行了筛选，其中18名未通过筛选，最终60名接受了治疗（图1）。入组患者的基线特征见表1。

图1A：临床试验设计；B：患者入组情况。

表1：入组患者的基线特征。

安全性评价

阿替利珠单抗与放疗和替莫唑胺联合治疗的耐受性普遍良好，在新诊断GBM患者中没有出现任何新的、未报告过的毒性反应。56.7%的患者（34/60）出现了可能或肯定与治疗相关的3级以上的不良反应。最常见的治疗相关不良反应是淋巴细胞减少（38.3%）、血小板减少（8.3%）、谷丙转氨酶（ALT）升高（8.3%）、疲劳、便秘和脑水肿（5%）。1名患者在I期阶段因剂量限制性毒性（DLT）出组，即3级肝炎和3级肺炎，可能与治疗相关。在II期阶段，2名患者因4级肝炎（可能与阿替利珠单抗有关）而出组。临床试验没有在I期提前终止，而是继续进行到II期，最终完成60名患者的入组。

有效性评价

截至2023年5月11日，中位随访时间为51.7个月。在60名患者中，56名为IDH1野生型，4名为IDH1突变型，总的中位总生存期（mOS）为18.0个月。在IDH1野生型组中，56名患者中有50名死亡，mOS为16.1个月。MGMT甲基化组的mOS为25.4个月，MGMT非甲基化组的mOS为14.6个月。在接受治疗的60名患者中，6名（10%）获得完全缓解（CR），8名（13.33%）获得部分缓解（PR），缓解持续时间为13.91个月。

肿瘤基因突变和拷贝数变异情况

对治疗前的IDH1野生型肿瘤（43例）进行了基因突变和拷贝数变异检测，发现最常见的基因突变包括PTEN（53%）、TP53（32%）和EGFR（21%），常见的拷贝数变异包括广泛的7号染色体扩增、部分12q14.1和14q11.2扩增，以及广泛的10号染色体缺失、部分9p21.3/22.2和17p11.2缺失，与既往研究一致。（图2A）

无监督聚类分析发现与抗PD-L1治疗生存期获益相关的关键分子特征

对29例治疗前GBM的全外显子测序（WES）进行无监督聚类分析，发现肿瘤分为两类，A类均携带PTEN突变，B类均不携带PTEN突变，后者EGFR突变频率较高，且PTEN和EGFR同时突变者被归入A类（图2B）。生存分析显示，A类患者的mOS显著高于B类患者（图2C）。

对转录组测序进行无监督聚类分析，发现肿瘤也分为两类（1类和2类），1类肿瘤表现为C1QA、C1QB、FCER1G和胶原1A1、1A2 和 3A1表达上调（图2D）。生存分析显示，1类患者的mOS显著高于2类患者（图2E）。

对拷贝数变异进行无监督聚类分析和生存分析，没有发现不同拷贝数变异组有显著生存期差异。

图2：治疗前GBM肿瘤的分子特征。A：基因突变热图。B：基于肿瘤基因突变的的无监督聚类。C：EGFR突变、PTEN突变GBM肿瘤患者OS的K-M曲线。D：基于肿瘤转录组测序的无监督聚类。E：1类与2类GBM肿瘤患者OS的K-M曲线。

基于mOS分层的基因富集分析（GSEA）

以mOS=16.1个月为截点区分长OS组和短OS组，基因富集分析（GSEA）发现较长OS患者的肿瘤表现为免疫相关基因的富集，尤其是与干扰素γ和炎症反应以及抗原呈递相关的通路（图3A）。对特异性免疫标志物的转录组分析显示，较长OS患者的肿瘤中CD14、CD86、CCR2、CCR5、HLA-A和HAVCR2表达上调（图3B）。细胞溶解评分（cytolytic score）是已知与免疫检查点抑制剂临床获益相关的关键免疫学特征，该评分在较长OS患者的GBM肿瘤中也有所升高（图3C）。

图3：与mOS分层相关的基因转录组分析。A：长OS组与短OS组患者的肿瘤转录组热图。B：长OS组与短OS组患者肿瘤的代表性差异基因。C：长OS组与短OS组患者肿瘤的细胞溶解评分（cytolytic score）。

高度免疫浸润的GBM肿瘤与特定的免疫细胞类型、GBM间质亚型和肠道微生物组特征相关

计算肿瘤的ESTIMATE免疫评分（ESTIMATE Immune Score，EIS），根据中位数分为低EIS组和高EIS组。生存分析显示，低EIS组患者的mOS为14.5个月，而高EIS组患者的mOS为24.8个月，存在显著差异。但是，在公共数据库TCGA和GLASS提取的未接受免疫治疗的IDH1野生型GBM患者队列中，EIS无法显著区分患者预后（图4A）。

通过Xcell免疫去卷积算法推测肿瘤中的免疫细胞类型，发现高EIS组肿瘤中的大多数细胞类型都含有髓系标志物：活化的树突状细胞、单核细胞、巨噬细胞，尤其是M1型巨噬细胞。此外，高EIS组肿瘤中增多的淋巴系细胞类型是CD4+效应记忆T细胞（图 4B、C）。生存分析显示，肿瘤中表达PD-L1的细胞毒性（CD3+CD8+）T细胞比例较高的患者的mOS期较长（图4D）。

通过转录组分析将IDH1野生型GBM 肿瘤分为原神经亚型、经典亚型和间质亚型，分别占比为28.2%、41.0% 和 30.7%（图4E）。分析发现，间质亚型GBM的免疫细胞含量更丰富，91.7%为高EIS。生存分析显示，接受抗PD-L1治疗的间质亚型GBM肿瘤患者的mOS值高于原神经亚型和经典亚型，mOS分别为26.5个月、15.5个月、15.6个月。

图4：与抗PD-L1治疗患者OS分层相关的特异性免疫浸润特征。A：对3个患者队列（本研究、TCGA、GLASS）中高EIS组和低EIS组进行生存分析的K-M曲线。B：高EIS组和低EIS组肿瘤中的免疫细胞类型推断。C：高EIS组和低EIS组肿瘤中的主要差异免疫细胞类型。D：根据肿瘤中CD3+CD8+细胞PD-L1表达水平比较患者OS的K-M曲线。E：GBM间质亚型与原神经亚型、经典亚型相比，与高EIS和长OS相关。

对患者治疗前的粪便样本进行肠道微生物组分析，结果发现较长OS患者的肠道微生物显示出相似的α多样性水平（该指标用于评估样本内多样性）（图 5A、B）。通过主坐标分析（PCoA）评估β多样性水平（该指标用于评估样本间多样性），发现较长患者OS患者肠道微生物成分倾向于聚在一起，与较短OS患者的肠道微生物成分分开（图5C）。通过ANCOM-BC进行差异丰度分析，发现较长OS患者中富集的菌群主要为厚壁菌门芽孢杆菌属（图5D）。

图5：患者肠道微生物组特征与总生存期相关。A：长OS和短OS患者的肠道微生物组α多样性水平分析。B：长OS和短OS患者的肠道微生物组的菌群类型和相对丰度。C：长OS和短OS患者的肠道微生物组β多样性水平分析。D：长OS患者肠道的主要流行菌种。

免疫浸润特征和EGFR突变是抗PD-L1治疗后OS的独立预测因素

纳入EIS评分、EGFR突变状态、MGMT启动子甲基化状态、手术切除程度、年龄、性别和KPS评分的多变量分析显示，高EIS与较长的OS独立相关，EGFR突变与较短的OS独立相关（图6A）。图6B总结了本研究的发现。

图6：肿瘤免疫浸润特征和EGFR/PTEN突变状态可独立预测抗PD-L1治疗的GBM患者的 OS获益。A：纳入EIS评分、EGFR突变状态、MGMT启动子甲基化状态、手术切除程度、年龄、性别和KPS评分的多变量分析。B：抗PD-L1治疗后与较长OS相关的肿瘤内在特征和肠道微生物组特征。

研究结论

对于接受抗PD-L1治疗后有OS获益的新诊断GBM患者，肿瘤可检测出PTEN突变，治疗前的肿瘤中具有更多的活化树突状细胞、M1巨噬细胞、CD4+效应记忆T细胞、细胞毒性T细胞，在治疗前的肠道菌群中存在一些菌种的富集。

参考文献：

本期译者

北京协和医院神经外科、北京协和医院外科学2024级博士研究生王海

本期编审

北京协和医院神经外科主任医师王裕副教授，医学博士、留美博士后

发布于：北京市