免疫治疗相关的两个关键问题、现状、痛点及QuiCAD免疫治疗疗效快速评估解决方案

​写在前面

开门见山地讲,这是一篇宣传软文。更直白一点讲,这是一篇有干货的招商软文。该文将从免疫治疗的基本原理、临床面临的问题、国际前沿进展、具体解决方案、产品应用场景等各方面进行系统讲解。

如果您是从事临床检测类的代理商,尤其是基因检测方面的代理商,或者是从事肿瘤研究的学者或者临床医生,邀请您阅读。文中干货满满,值得您花费时间。


目录

上篇:免疫治疗相关的两个关键问题及常规解决方案

一、 免疫治疗成为肿瘤治疗焦点的基本原因

二、 免疫治疗相关的两个关键问题

三、 针对以上关键问题的常规解决方案

下篇:关键问题的最新研究进展及QuiCAD免疫治疗疗效快速评估产品

四、 外周血cfDNA染色体不稳定用于免疫治疗疗效评估的研究进展

五、 中国人群染色体不稳定用于免疫治疗疗效评估的研究及应用

六、 QuiCAD免疫治疗疗效快速评估产品应用场景  

七、 QuiCAD产品适用人群、优势及医生和患者获益

八、 参考文献

前言

近年来,免疫检查点抑制剂(immune checkpoint inhibitors,ICI),如以PD-1/PD-L1/CTLA-4为靶点的单抗免疫治疗药物备受瞩目。免疫检查点抑制剂的治疗成为肿瘤治疗领域的焦点。

FDA(美国食品药品监督管理局)和NMPA(中国国家药品监督管理局)陆续有多款免疫治疗的相关药物获批用于临床,更是有多款药物正在进行大规模临床试验。2020年6月17日,NMPA批准默沙东(中国)有限公司的K药——帕博利珠单抗(抗PD-1单抗)用于食管鳞状细胞癌患者的治疗。就在同一天,苏州盛迪亚生物有限公司出品的卡瑞利珠单抗(抗PD-1单抗)也获批用于单药二线治疗晚期食管鳞癌。针对同一种疾病,进口和国产免疫治疗药物同一天获批,对于患者和家属而言是美好的福音!未来会有更多用于免疫治疗的药物获批,更多的患者可以通过免疫治疗获益!

在此以常规免疫检查点抑制剂相关的PD-1/PD-L1为例做一个比喻,便于大家理解肿瘤的发生及免疫检查点抑制剂治疗肿瘤的基本原理:

PD-1是免疫细胞(T细胞)表面的蛋白(来源于人体免疫细胞)。正常情况下,PD-1蛋白的作用是识别体内发生变异的细胞(如肿瘤细胞),然后向免疫细胞发出信息,命令免疫细胞启动针对变异细胞的杀伤,从而维持机体的正常运转。可是,当细胞发生癌变时,狡猾的肿瘤细胞会通过改变肿瘤生长的微环境,自行分泌一种叫PD-L1的蛋白(来源于肿瘤细胞)。

当免疫细胞找到癌变肿瘤细胞的时候,肿瘤细胞表面的PD-L1蛋白就主动地“伸手”,和免疫细胞表面的PD-1蛋白“握手”。这个“握手”可不得了:正常情况下,PD-1找到变异的细胞时会发出“警报”,命令免疫细胞杀死肿瘤细胞。但是,由于肿瘤细胞表面的PD-L1蛋白紧紧地“握住”了免疫细胞表面的PD-1蛋白,相当于关掉了“警报”按钮,免疫细胞接收不到要杀死肿瘤细胞的信息,于是就成了“傀儡”,不再发挥识别并杀伤肿瘤细胞的功能。久而久之,肿瘤相关部位的免疫细胞就不再发挥作用,于是肿瘤细胞就为所欲为,不受控制地生长,最终发展成癌症。

常规的免疫检查点抑制剂实际上就是抗PD-1/PD-L1的抗体。当人体注射了这些抗体药物后,抗体就找到PD-1或者PD-L1,打开PD-1和PD-L1的“握手”,将成为“傀儡”的免疫细胞“扶正”,从而重新激活了免疫细胞识别并杀伤肿瘤细胞的功能。这种间接的类似于中医“扶正祛邪”的治疗方案,理论上可以使癌症患者免疫系统重新恢复正常功能,从而彻底消灭体内的肿瘤细胞。

免疫检查点抑制剂的治疗,估计很多老百姓都不知道是啥。大家比较熟知,老百姓也耳熟能详的是PD-1和PD-L1。以下将用“免疫治疗”来代替“免疫检查点抑制剂进行癌症治疗”进行描述,便于大家了解本篇的内容。

上篇:免疫治疗相关的两个关键问题及常规解决方案

一、免疫治疗成为肿瘤治疗焦点的基本原因

近年来免疫治疗成为肿瘤治疗的焦点,个人以为主要有以下几个原因:

1. 免疫治疗疗效好

这方面不用赘述,大家可以咨询临床医生。

最近和一位专家交流,他的两句话可以作为免疫治疗疗效的概括:“第一点:免疫治疗有效!第二点:对于免疫治疗有效的患者,免疫治疗非常有效!”

2. 更多适应症获批

以小细胞肺癌为例,之前一线治疗的方案以化疗为主,手术治疗基本不获益,没有其他有效的治疗方案可供选择。2020年2月13日,NMPA批准免疫治疗新药泰圣奇(阿替利珠单抗)联合化疗用于一线治疗广泛期的小细胞肺癌。而泰圣奇这次在中国NMPA获批距离该药被美国FDA获批也就1年时间,属于加速审批的新药。NMPA对该药的审批速度使业内震惊。

相信未来会有更多类似小细胞肺癌之类的癌种,会获批使用免疫治疗,使更多患者获益。

3. 免疫治疗的泛肿瘤治疗概念使得更多患者获益

免疫治疗的原理是通过直接激活免疫细胞,间接清除肿瘤细胞,所以理论上同一种药物有可能针对大部分癌种起效。通过临床研究拓展免疫治疗药物适应症的理论基础是存在的。

以K药帕博利珠单抗(抗PD-1单抗)为例,FDA目前已批准该药用于非小细胞肺癌、尿流上皮癌、黑色素瘤、肾细胞癌、典型霍奇金淋巴瘤、胃癌或胃食管交接部腺癌、宫颈癌,甚至包括“任何带有高度微卫星不稳定性或者错配修复缺陷基因的不可切除或转移性实体瘤患者”。带“”的部分对于患者的定义已经突破了癌种的限制,进入泛肿瘤的概念。

免疫治疗的泛肿瘤概念使得很多曾经临床上缺乏有效治疗方案的癌症患者有了更多的治疗选择,部分患者也的确因此获益。对于尚未获批的药物,在国内和国际上都有大量的临床试验在开展,患者在知情同意的情况下有可能参与此类临床试验。

4. 治疗费用逐渐降低

随着免疫治疗药物国产化进程的加剧,陆续有国内厂家的免疫治疗药物获批。相对于进口的药物,其费用大幅降低,部分药物已进入国家医保。加上近年来国家推行药品带量采购政策,政府出面与药企谈判,拿中国所有的医院和患者的市场和药厂谈判。所有的药企,包括曾经高高在上的外企,也不得不考虑用降价来换市场,免疫治疗药物降价的趋势在所难免。

综合以上因素,免疫治疗的费用由原来的只有部分家庭能够承担逐渐变成大部分家庭可以承担。

二、 免疫治疗相关的两个关键问题

1. 免疫治疗获益人群大约有20%

虽然免疫治疗的疗效相比传统的放化疗、靶向治疗取得了可喜成绩,但是和所有的药物或者治疗方案一样,免疫治疗不是“包治百病”的灵丹妙药,只有特定人群才能从免疫治疗中获益。

2015年,权威临床医学研究杂志N Engl J Med发表了两篇针对非小细胞肺癌免疫治疗的临床研究结果。结论表明,在使用免疫治疗的患者当中,有大约20%的患者获益,而有约80%的患者则不能从免疫治疗中获益[1,2]。

这意味着只有部分患者可以从免疫治疗中获益,而大部分患者不获益。

2. 免疫治疗不响应的患者使用免疫治疗的代价巨大

免疫治疗不响应的患者,即免疫治疗无效的患者,使用免疫治疗将会浪费金钱、延误病情、失去其他治疗的机会,这个代价是显而易见的。一个治疗方案,对于获益者是福音,对于不响应的患者和家庭,则面临的不仅仅是浪费金钱、延误病情、失去其他治疗的机会,还有就是白白受苦……因为,除了在治疗中疾病进展外,免疫治疗过程中还伴随一些副反应的发生。

由于使用药物而带来的与过度免疫激活相关的严重的副反应,统称为免疫相关不良事件(immune-related adverse events,irAEs)。2019年,J Clin Med Res发表了一篇报道[3],研究团队系统汇总了从2016年至2018年4月期间在PubMed数据库中报道的139个免疫相关不良事件的病例报道。按照不良事件发生频率进行排序,分别为结肠炎(14/139)、肝炎(11/139)、肾上腺激素功能不全(12/139)、甲状腺功能减退(7/139)、1型糖尿病(22/139)、急性肾损伤(16/139)和心肌炎(10/139)。

对于免疫治疗过程中发生的免疫相关不良事件,如果患者最终可以从免疫治疗中获益,那患者经历这些副反应是值得的。可是对于最终免疫治疗不获益的患者,经历这样的免疫相关不良事件则是白白受苦。“是药三分毒!”当大家都说免疫治疗好的时候,不论是患者、家属、医生,还是医疗从业者,都要谨记古人的嘱咐。

所以在临床上,需要有效的方法,找到真正免疫治疗有效的患者。对于治疗不获益的患者,则选择其他的方案,避免延误病情,人财两空。

三、 针对以上关键问题的常规解决方案

针对第二部分提到的免疫治疗相关的两个关键问题,理想的解决方案是在免疫治疗之前区分出未来真正获益的人群,对于免疫治疗未来不获益的患者则选择其它治疗方案。目前临床上使用范围最广,临床证据等级较多的常规解决方案整体上分为以下3种:

1. 影像学及体液蛋白肿瘤标志物

临床上普遍使用实体肿瘤临床疗效评价指标(Response Evaluation Criteria in Solid Tumors,RECIST1.1)对免疫治疗的效果进行评价[4]。这个标准听起来有点复杂,实际上就是常见的完全缓解(CR)、部分缓解(PR)、疾病进展(PD)和疾病稳定(SD)。这个标准大部分基于影像学检测,包括部分超声检测,部分还伴随体液蛋白肿瘤标志物的检测。

影像学检测主要通过肿瘤的位置及大小变化来判断治疗的效果。对于免疫治疗而言,影像学检测存在一些限制,如非肿瘤负荷因素(如肿瘤微环境的炎症反应)的影响。体液蛋白肿瘤标志物则存在灵敏度低的缺点[5]。

总之,对于免疫治疗的疗效评估而言,基于影像学的检测可以对免疫治疗最终是否获益做出判断,不具备提前预测免疫治疗获益人群的功能。体液蛋白肿瘤标志物则由于灵敏度低的问题同样不具备这种功能。

2. 免疫治疗疗效预测型标志物

免疫治疗预测型标志物,即通过检测某些指标,数值在一定阈值范围内的患者免疫治疗可能获益,阈值范围之外的患者可能不获益。

大家耳熟能详的免疫治疗预测型标志物有TMB(肿瘤突变负荷)和PD-L1表达。当然还包括MSI(微卫星不稳定)、MMR(错配修复)、POLE(DNA聚合酶ε基因)、POLD1(DNA聚合酶delta1基因)等。在此就目前临床上使用较多的TMB(肿瘤突变负荷)和PD-L1进行讨论。

1) TMB(肿瘤突变负荷)作为免疫治疗疗效预测型标志物

TMB的定义是肿瘤样本中每1M碱基内发生体细胞编码碱基突变、插入缺失突变的总和。

关于TMB与免疫治疗疗效有以下假说[6]:突变的肿瘤拥有更多的新生抗原(neoantigen),其原因是一些肿瘤细胞基因组发生突变,于是肿瘤细胞上产生了新的蛋白或者多肽序列,即新生抗原。当失活的免疫细胞被免疫治疗的药物激活后,会识别肿瘤细胞表面的新生抗原。如果肿瘤组织基因组的突变越多,则TMB值越高,相应的在肿瘤细胞上产生的新生抗原越多,则被激活的免疫细胞越容易识别并杀伤这类肿瘤细胞,患者从而在免疫治疗过程中能获得更好的生存获益。

一项针对10000例肿瘤患者的系统性临床研究结果表明[6]:1)通过比较~1.1Mb的基因捕获panel与全外显子检测panel的捕获结果发现,对于肿瘤样本的预测结果具有较强的一致性,即大panel具有和全外显子panel类似的TMB检测数值。2)很多癌种中TMB-high(肿瘤突变负荷值高)与患者免疫治疗最终获益显著相关。即通过检测TMB的值有望筛选出免疫治疗获益概率高的患者。这真是个好消息!

2017年11月至今,美国FDA批准了包括MSK-IMPACT、FoundationOne CDx在内的多款TMB panel作为免疫治疗伴随诊断或者补充诊断的方案,这是对TMB作为有效的免疫治疗疗效预测型标志物的肯定。虽然近年来对于TMB的质疑之声不绝于耳,但不可否认的是,TMB是目前临床上接受度最高的免疫治疗疗效预测标志物之一。

虽然TMB-high的患者免疫治疗获益的可能性更大,但是临床实践表明,TMB-low的人群中仍然有一部分患者能从免疫治疗中获益,尤其是接受免疫联合治疗(例如免疫+免疫、免疫+化疗、免疫+抗血管生成、免疫+放疗)的患者。而影像学检查用于疗效判断通常需要在用药3个月后。所以临床上需要一种更加准确、及时的判断方法,能够将免疫治疗获益的人群筛选出来,对症下药。

2) PD-L1表达作为免疫治疗疗效预测型标志物

如前所述,PD-L1是肿瘤细胞表面分泌的蛋白,狡猾的肿瘤细胞与免疫细胞表面的PD-1蛋白“握手”,使得免疫细胞成为“傀儡”。如果肿瘤组织中PD-L1表达量高,则意味着肿瘤细胞的含量更高,被肿瘤细胞抑制了免疫功能的免疫细胞含量高。当免疫治疗药物识别PD-1或PD-L1后,作为“傀儡”的免疫细胞重新恢复其免疫功能。如果PD-L1的表达量高,理论上恢复功能的免疫细胞多,其识别并清除肿瘤细胞的能力更强,治疗效果更好。

FDA和NMPA批准一系列PD-L1蛋白表达试剂用于部分免疫治疗药物的补充诊断或者伴随诊断试剂,这是对PD-L1蛋白表达作为有效免疫治疗疗效预测型标志物的肯定。

近年来对于根据PD-L1的表达作为免疫治疗疗效预测型标志物也有争议[7],但不可否认的是,PD-L1和TMB是目前临床接受度最高的免疫治疗疗效预测型标志物。

虽然PD-L1表达阳性的患者免疫治疗获益的可能性更大,但是临床实践表明,PD-L1表达阴性的患者中仍然有一部分能从免疫治疗中获益,尤其是接受免疫联合治疗(例如免疫+免疫、免疫+化疗、免疫+抗血管生成、免疫+放疗)的患者。

综上所述,癌症患者在进行免疫治疗之前,可以通过预测型标志物对样品进行检测。这些预测型标志物包括TMB、PD-L1、MSI、MMR、POLE、POLD1等,其中TMB和PD-L1是目前使用最为广泛的预测型标志物。检测完毕后,根据检测指标,部分患者有望通过免疫治疗获益,还有部分患者(是大部分患者)根据检测指标不适合进行免疫治疗。而临床实践表明,部分预测为免疫治疗不获益的患者在免疫治疗中也会获益。

所以临床上亟需一种解决方案,与现有的预测性标志物配合,将可以从免疫治疗中实际获益的患者尽可能多地筛选出来。

下篇:关键问题的最新研究进展及QuiCAD免疫治疗疗效快速评估产品

四、 外周血cfDNA染色体不稳定用于免疫治疗疗效评估的研究进展

在此,我们不妨汇总下近年来国际上的一些基础科研和临床研究进展,这些研究和我们需要的解决方案息息相关。

1. 染色体不稳定是癌症发生的泛肿瘤标志事件

在此我们有必要介绍下癌症细胞的基因组不稳定现象。2011年,Cell杂志报道了一篇名为“Hallmarks of cancer: the next generation”的文章[8]。文章中,作者系统整理了癌症发生的各种标志,其中基因组不稳定(genome instability)被认为是癌症发生的标志事件之一,在所有恶性肿瘤中均存在此现象。那么,什么是基因组不稳定呢?

基因组不稳定(或称为“染色体不稳定”)是肿瘤发生的驱动因素,是癌症发生的标志性事件。其发生原理如下(见图1):当癌症发生时,癌症细胞在细胞分裂过程中发生染色体在子代细胞中的不均匀分配。

图1:染色体不稳定发生的原理示意图

染色体不稳定的表现是肿瘤组织,体液(如血液、尿液、腹水、分泌液、脱落细胞等)等出现部分染色体区段的缺失或者扩增。

为了便于理解,还是继续上图给大家解释(见图2)。该图是一名黑色素瘤患者在疾病发展的不同阶段外周血cfDNA染色体不稳定的变化图谱[5]。从图中可以看到,随着时间推移(Baseline, Cycle2, Cycle3),患者染色体的紊乱程度不断增加,染色体与正常二倍体的偏移也越来越大。染色体不稳定程度可以通过CNI Score(Copy Number Instability Score)定量计算出来,同一患者疾病发展不同阶段的CNI Score可以相互比较。CNI Score的增加或者减少可以作为癌症进展或者缓解的标志。

图2:编号为13-38-101的黑色素瘤患者疾病进展过程中染色体不稳定变化图谱(横坐标:1至22指1到22号染色体;横坐标:0为2倍体,正值表示染色体扩增,负值表示染色体缺失;CNI: Copy Number Instability,代表染色体不稳定性程度,可以定量检测,值越大,意味着癌症进展程度越严重)

染色体不稳定性现象是肿瘤发生的驱动因素,即如果发生了染色体不稳定性现象,则癌症已经发生或者即将发生。

有关染色体不稳定与癌症关系的研究已经成为科研和临床研究的热门话题,在肺癌、妇科癌症、肝癌、肠癌、乳腺癌、胃癌[9-14]等癌种方面均有多个顶级报道。

2. 染色体不稳定用于免疫治疗疗效评估的应用

令人欣喜的是,染色体不稳定性现象在免疫治疗疗效评估方面近年来有巨大的临床研究进展,在此列举4个代表性临床研究成果与大家一起分享[5,15-17]。

以上4项研究均采用高临床证据等级的前瞻性、单盲试验的临床试验方案。其中3项研究注册了国际临床试验(国际临床试验编号:NCT02478931、NCT01493843、NCT02288754),保证了研究成果的客观性、真实性。

研究方案有针对单个癌种的临床研究,如肺鳞癌;也有针对多癌种的研究,如肾癌、胰腺癌、黑色素瘤、肺癌、结直肠癌、乳腺癌、胃肠癌、泌尿生殖癌、肉瘤、非小细胞肺癌、腺样囊癌、基础细胞癌、膀胱尿皮癌、宫颈癌、皮肤鳞状细胞癌、胃食管癌、胶质母细胞瘤、头部和颈部鳞状细胞癌、肝细胞癌、神经内分泌肿瘤、卵巢癌、甲状腺癌等。

免疫治疗的方案既包括单药治疗(PD-1、PD-L1、CTLA-4或IL2),也包括系统治疗(如免疫治疗联合化疗等)。

以上研究临床等级高,涉及癌症种类多,免疫治疗方案全面,具有较高的临床参考价值。

以下就4个代表性临床研究的几个关键结论进行汇总:

a) 通过外周血cfDNA低深度全基因组测序可以检测癌症患者外周血的染色体不稳定性变化。

b) 免疫治疗之前血液基线的CNI Score以及ctDNA占cfDNA的比例(又称肿瘤负荷)与患者是否从免疫治疗获益无相关性。 

c) 在多癌种多免疫治疗方案研究中发现:第1轮免疫治疗前后CNI Score的变化可以有效预测免疫治疗的最终疗效。

d) 第1轮免疫治疗前后CNI Score没有发生大幅度降低的患者更容易在免疫治疗过程中发生疾病进展(PD)。第1轮免疫治疗后产生响应(CNI Score降低)的患者比不响应的患者(CNI Score不变或增加)具有更长的生存获益(图3)。

图3:第1轮免疫治疗前后GIN Score(CNI Score的另外一种表现方式)变化与患者最终生存期的关系[15]

e) 通过CNI Score的变化可以辨别免疫治疗超进展与假性进展。

在免疫治疗过程中,如果发生超进展,则CNI Score上升;如果是假性进展,则CNI Score不会上升,甚至会降低。

f) 通过CNI Score的变化可以辨别免疫治疗假性进展与真进展。

在免疫治疗过程中,即使影像学显示肿瘤增大,但如果CNI Score没有上升,则可以判定为假性进展;如果影像学显示肿瘤增加,CNI Score也相应增加,则可以判定是真进展。

3. 为什么第1轮免疫治疗就能做出免疫治疗长期疗效的判断?

大家可能感兴趣,为什么第1轮免疫治疗测试就能判断出免疫治疗是否获益?关于这个点,在以上临床试验的研究论文中没有讨论,在此我们一起复习一下免疫学知识。

为了便于理解,直接复制粘贴了免疫学教材中的内容(图4)。

图4:免疫细胞发育过程

免疫细胞的发育从骨髓中的淋巴系干细胞开始,经过胸腺、淋巴结、脾,最后分化为记忆T细胞和效应T细胞,效应T细胞经过分化后行使不同的免疫细胞功能,于是人体就具有了“免疫力”。从淋巴系干细胞开始发育到行使具体功能的免疫T细胞,周期为7-14天。免疫治疗的原理就是通过药物来激活“失活”的免疫T细胞重新发挥作用,从而间接杀灭癌细胞。

从免疫治疗药物刺激免疫系统到免疫细胞发育成熟,再到肿瘤细胞被激活的免疫细胞杀伤,大约需要14-21天。一般1轮免疫治疗的周期为两周左右,即14天。所以,在14-21天这个时间段用来评估免疫治疗是否响应是有明确理论依据的。

如果在第1轮免疫治疗后14-21天这个时间段内,肿瘤细胞未被部分清除(表现为外周血cfDNA CNI Score未降低),则意味着免疫系统未对免疫治疗药物或者联合疗法产生响应。对于此类患者,建议选择其他治疗方式。如果这个时间段检测到肿瘤细胞被部分清除(表现为外周血cfDNA CNI Score降低),意味着患者对免疫治疗药物或者联合疗法产生响应,则患者长期免疫治疗的获益可能性大,建议继续进行后续免疫治疗。

免疫治疗的疗效可以基本概括为“有用就有用,没用就没用”,如果第1轮使用有效,则后续治疗有效;如果第一轮使用无效,则后续治疗无效。

4. 临床研究结果启示

以上几个临床研究给我们带来几个启示:

a) 通过低深度全基因组测序检测第1轮免疫治疗前后外周血cfDNA CNI Score的变化,可以快速预测患者免疫治疗是否最终获益。

b) 对于预测型标志物检测显示免疫治疗可能不获益的患者,通过1轮免疫治疗的测试,如果CNI Score降低,即外周血中染色体由不稳定趋于稳定,则意味着患者可能从免疫治疗中获益,否则不获益。

相比于昂贵的3-6个月,甚至更长时间的免疫治疗费用,1轮免疫治疗的花费相对低廉,一般的患者家庭都可以承受。通过1轮2-3周免疫治疗的使用,即可明确患者是否真实获益。若患者获益,则可以继续使用免疫治疗;若不获益,则使用其他方案。

c) 当患者在免疫治疗过程中发生影像学进展(PD),或者疾病稳定(SD)等情况,临床不能明确判断免疫治疗是否获益时,可以通过CNI Score的变化对实际情况进行明确判定,为临床医生的治疗决策提供参考。

五、 中国人群染色体不稳定用于免疫治疗疗效评估的研究及应用

由于篇幅较长,为了便于大家理解下面的内容,在此对前面的内容做一下阶段性小结:

a) 癌症患者通过现有的预测型标志物(如TMB和PD-L1等),在免疫治疗之前进行免疫治疗疗效预测,整体阳性率约为20%。

b) 预测型标志物显示阴性的患者,部分使用免疫治疗也会获益。

c) 采用低深度全基因组测序对癌症患者的外周血cfDNA进行检测,第1轮免疫治疗显示CNI Score下降的患者,患者免疫治疗长期获益;第1轮免疫治疗显示CNI Score上升或者不变的患者,患者免疫治疗疾病进展风险大。

d) 对于预测型标志物(如TMB和PD-L1等)为阴性的患者,有必要通过1轮免疫治疗进行免疫治疗疗效快速评估。若CNI Score上升或不变,则意味着该患者免疫治疗长期不获益,可以寻求其他治疗方案;若CNI Score降低,则意味着患者免疫治疗发生响应,患者长期免疫治疗将大概率获益,这些患者将“幸运地”从免疫治疗中获益。对于这部分患者的整个家庭而言,这无疑是一个福音,是巨大的好消息!

那么问题来了,虽然以上基于外周血cfDNA的CNI Score变化检测方案理论基础扎实,临床研究等级高,属于无创的动态检测,结果明确,能够解决临床面临的实际问题,具有诸多优点。但是,作为严谨的医疗从业者,相信大家和作者一样,会发出几个疑问:

1)以上临床研究入组患者均来自美国的医院,是否有中国人群的临床研究数据?

2)除了一篇研究的第二作者来自德国研究机构外[5],其他所有研究者均为清一色的美国研究机构,包括美国的生物技术公司[15-17]。是否有中国的科学家也开展了这方面的研究?是否有中国的企业也掌握了此方面的技术?是否拥有相关技术的知识产权?是否也有高临床证据等级的研究成果?

在这里,作者兴奋且自豪地告诉大家,以上几个问题都有肯定的答案:“有的!咱都有!”

1. 国内首个通过外周血cfDNA动态检测染色体不稳定性变化的国际临床试验

同济大学附属上海市肺科医院科学家在ClinicalTrials.gov上注册了题目为“Chromosomal Instability as a Surrogate Biomarker of Drug Resistance in Immunotherapy for Lung Cancer Patients (CINSBDRILCP)”的国际临床试验。国际临床试验编号:NCT04203095。

该临床试验为前瞻性临床试验,入组患者为肺癌患者,治疗方案为免疫治疗,采用UCAD技术检测治疗过程中染色体不稳定的动态变化,与患者最终的免疫治疗效果相关联。

截止目前,这个临床试验是国际上唯一一个由中国研究机构发起的,通过外周血cfDNA动态检测免疫治疗过程中染色体不稳定性变化的国际临床试验。

2. 临床试验的结果展示

2020年5月,同济大学附属上海市肺科医院和苏州宏元生物科技有限公司团队共同在美国临床肿瘤协会(American Society of Clinical Oncology, ASCO)会议上在线报道了以上国际临床试验的阶段性研究成果,题目为“Monitoring early clearance of circulating tumor DNA as an effective tool to predict clinical benefits of immune checkpoint inhibitors in lung cancer patients: The preliminary results from clinical trial NCT04203095”。该研究成果收录在Journal of Clinical Oncology 2020 [18]。

在此将几个关键的临床研究结论汇总如下:

a) 首次免疫治疗后3周时间的ctDNA早期清除是预测免疫治疗临床获益的有效工具。

b) ctDNA的早期清除与免疫治疗临床响应显著相关(P = 0.020)。

c) 疾病临床诊断阶段、组织学、治疗方式(PD-1单药或者PD-1联合治疗)、治疗的次序(1线,2线或者多线)均不能预测临床响应;免疫治疗前基础染色体不稳定得分(CIN Score)与免疫治疗临床是否响应没有显著相关性。

3. 自主知识产权的核心技术

在这里给关心中国生物技术发展的从业者们吃个定心丸,以上国际临床试验和ASCO中报道的核心技术都是“咱自己的”,“咱自己的”,“咱自己的”,重要的事情说三遍!!!我也不知道为啥写到这里就特别兴奋了……

以上临床研究和ASCO报道中使用的染色体不稳定性检测技术——UCAD获得国际PCT专利。UCAD是苏州宏元生物科技有限公司的核心专利技术,全称为“超灵敏度染色体不稳定性检测”(Ultrasensitive Chromosomal Aberrations Detection)。

PCT专利是个啥?具体的解释大家自行百度搜索吧,说直白些,就是国际专利,不光在中国受保护,在国际上也受保护。如果有国外公司要侵犯咱的技术,这个专利也管得着。大家看下图5,那个带PCT字样的就是。不好意思,顺便把其他几个专利也秀了一下……

图5:苏州宏元生物科技有限公司UCAD相关技术专利

4. 成熟的技术应用

染色体不稳定性技术在恶性肿瘤中的临床和科研应用从2017年开始成为国际前沿研究热点,这主要得益于二代测序技术的成熟和测序成本的大幅降低,使得低深度全基因组测序的临床应用成为可能。

国内的科研工作者和医疗行业从业者可能对这个概念还不太熟悉,其实国际上的研究已经取得了很多喜人的成果(具体见四、1部分,染色体不稳定性现象在多癌种中的研究成果)。大家可能会问:宏元生物这个UCAD技术检测染色体不稳定是否成熟?有没有成熟的案例?……

在这里给大家列举几个数字,再给大家吃一个定心丸。

a) 苏州宏元生物科技有限公司成立于2018年,截止目前,发表的科研论文及顶级学术会议报道累计超过20篇。这些研究都是和国内的临床工作者合作完成的。

b) 申请专利5项,其中国际PCT专利1项(见图5)。这些专利都是实打实,具有临床转化价值的核心技术产权,不是拿来凑数的那种……

c) 开展国际临床试验3项,分别为尿路上皮癌(尿路系统肿瘤)、肺癌(实体瘤)、多发性骨髓瘤(血液肿瘤)。

d) 宏元生物在2020年ASCO会议上在线发布了涉及21个癌种,累计6016例癌症患者样本的低深度全基因组测序数据库——iStopCancer。题目为“iStopCancer: A database of 6,016 low pass whole genome sequencing of minimal invasive samples from 21 cancer types of Chinese population.”,报道收录在Journal of Clinical Oncology 2020[19]。   

e) 累计检测肿瘤样本数超过10000例,涉及21个常见癌种,样本类型涉及血液、尿液、腹水、灌洗液、脱落细胞、新鲜组织、石蜡切片等。

f) 检测灵敏度为单次检测1/1000,同一患者两次检测灵敏度为1/10^6,这个是其他类似方法(包括上文中提到的4个顶级临床研究中使用的方法)无法匹及的。   

这样说大家更容易理解灵敏度为1/10^6这个概念:对于外周血ctDNA检测,1百万个分子里面有1个分子来源于肿瘤细胞,UCAD技术也可以精确地检测出来。作为对比,常规基因捕获Panel的检测灵敏度大约是1/10^3左右。

六、 QuiCAD免疫治疗疗效快速评估产品应用场景  

UCAD技术是苏州宏元生物科技有限公司用于检测染色体不稳定的技术名称。基于UCAD技术的每一个特定产品,则有相应的品牌名。如用于尿路上皮癌无创检测的产品的品牌名为UroCAD(关于这个产品的介绍,大家可以点击“尿路上皮癌诊断、复发监控难点及UroCAD产品应用场景”,即可获知详情。这是一个填补业界空白的临床产品)。用于免疫治疗疗效快速评估的产品,其品牌名为QuiCAD,产品名称为“免疫治疗疗效快速评估”。

基于临床实际,以及临床试验数据,QuiCAD免疫治疗疗效快速评估产品应用场景汇总如下:

1. 预测型标记物显示为阴性(如TMB-low,PD-L1阴性),有免疫治疗使用意愿的患者,通过1轮免疫治疗测试,采集免疫治疗前和治疗后14-21天的外周血,通过QuiCAD免疫治疗疗效快速评估产品检测外周血中染色体不稳定的变化情况。

若患者染色体不稳定性增加或保持不变,则意味着患者长期免疫治疗方案不获益,建议停止免疫治疗。若患者染色体不稳定性降低,则意味着免疫治疗发生了快速响应,患者可能免疫治疗长期获益,建议患者继续当前的免疫治疗方案。

2. 免疫治疗过程中影像学显示疾病稳定(SD)患者的免疫治疗疗效判定

正如前文所述,在免疫治疗过程中,部分患者会出现影像学疾病稳定(SD)现象。影像学显示为SD的患者,对于临床医生而言,不能明确判断是疾病在进展还是免疫治疗在持续起效。

影像学检测依赖于肿瘤组织的大小变化,而免疫治疗过程中,部分情况下肿瘤变大则往往是免疫治疗起效的反应。影像学检测的低灵敏度和滞后性使得微量的肿瘤变化无法通过现有的方案检测出来。

cfDNA的半衰期为16分钟-2.5小时,通过外周血cfDNA进行肿瘤检测,理论上可以对肿瘤的发展进行实时监控 [20]。

免疫治疗过程中,如果患者出现疾病稳定(SD)的状况,可以通过QuiCAD免疫治疗疗效快速评估产品对SD阶段和免疫治疗前的外周血染色体不稳定性进行比较。若CNI Score上升,则意味着该疾病进展(PD)。若该值下降,则意味着免疫治疗正在起效,患者免疫治疗获益,建议继续免疫治疗。

七、 QuiCAD免疫治疗疗效快速评估产品使用人群、优势及医生和患者获益

QuiCAD免疫治疗疗效快速评估产品的产品原理、临床等级和在免疫治疗辅助诊断方面的优势前面有详细讲解,在此从解决免疫治疗辅助诊断问题的角度对产品的应用场景和优势进行汇总:

1. 应用场景

1)TMB、PDL1检测结果阴性患者,有进行免疫治疗意愿的患者。

2) 免疫治疗后影像学疾病稳定(SD)患者疗效的辅助判定。

3) 对患者免疫治疗是否长期获益进行快速判定。

2. 样品要求

采集10ml新鲜外周血至专用保存管,室温邮寄至检验实验室进行检测,72小时内检测有效。

3. 技术优势

全基因组层面全面检测染色体不稳定;超高灵敏度检测,两次检测灵敏度1/10^6(百万分之一);全球独家技术。

4. 患者获益

预测型标志物显示阴性,免疫治疗真正响应的患者获得免疫治疗的机会;免疫治疗不获益的患者,避免治疗费用的浪费。

5. 医生获益

尽可能筛选出更多的免疫治疗获益患者,包括TMB、PDL1检测阴性患者中肿瘤免疫治疗获益的患者;辅助判断免疫治疗后影像学疾病稳定(SD)患者,判定治疗疗效;精准掌握患者病情发展。

后记

正如前言中提到,写这个文章的目的之一是招商。如果您有成熟的临床资源,尤其是基因检测的资源,可以和QuiCAD免疫治疗疗效快速评估产品无缝对接,欢迎洽谈代理合作。

在前文中也提到,染色体不稳定是肿瘤发生的驱动因素,在所有恶性肿瘤中都存在此现象,针对此现象的研究属于国际前沿。宏元生物积累了超过10000例肿瘤患者的数据,发表了超过20篇学术论文,二十余篇SCI文章在投,这方面的科研发现和临床转化方兴未艾。我们期待与更多临床医生、制药公司一起合作。

联系人:张先生

电话:18069773652

邮箱:marketingkbw@163.com

【关于苏州宏元生物科技有限公司】

苏州宏元生物科技有限公司成立于2018年,是一家专注于人类动态基因组大数据挖掘和临床诊断方法开发的科技公司。公司拥有完全自主知识产权的核酸分子检测技术——UCAD超灵敏染色体畸变检测,通过特定的血液游离基因组图谱(Cell-Free Genome)检测能够挖掘到与肿瘤有关的少量染色体畸变,打破了传统诊断方法因为突变片段太小或突变含量太少而检测不到的壁垒。

【关于杭州康伯微基因科技有限公司】

杭州康伯微基因科技有限公司是一家专注于肿瘤早筛与辅助诊断的精准医疗公司,业务范围包括临床科研项目转化、辅助诊断产品开发、市场营销与运营管理等。作为宏元生物主打产品——QuiCAD免疫治疗疗效快速评估产品的中国区总代理,康伯微致力于推动该产品与现有的免疫治疗疗效预测策略形成有效互补,实现肿瘤免疫疗法临床获益最大化,造福癌症患者。

八、 参考文献

1. Garon EB, Rizvi NA, Hui R, et al. Pembrolizumab for the treatment of non-small-cell lung cancer. N Engl J Med. 2015;372(21):2018-2028.

2. Borghaei H, Paz-Ares L, Horn L, et al. Nivolumab versus docetaxel in advanced nonsquamous non-small-cell lung cancer. N Engl J Med. 2015;373(17):1627-1639.

3. Ravneet Bajwa, et al. Adverse Effects of Immune Checkpoint Inhibitors (Programmed Death-1 Inhibitors and Cytotoxic T-Lymphocyte-Associated Protein-4 Inhibitors): Results of a Retrospective Study.J Clin Med Res. 2019;11(4):225-236

4.Eisenhauer EA, Therasse P, Bogaerts J, Schwartz LH, Sargent D, Ford R, et al.New response evaluation criteria in solid tumours: revised RECIST guideline (version 1.1). Eur J Cancer. 2009;45:228–47.

5. Glen J.Weiss, et al. Tumor Cell–Free DNA Copy Number Instability Predicts Therapeutic Response to Immunotherapy.Clin Cancer Re. 23(17) September 1, 2017

6. Chalmers et al. Analysis of 100,000 human cancer genomes reveals the landscape of tumor mutational burden.Genome Medicine .(2017) 9:34

7. Topalian SL, Taube JM, Anders RA, Pardoll DM. Mechanism-driven biomarkers to guide immune checkpoint blockade in cancer therapy. Nat Rev Cancer. 2016;16:275–87

8. Hanahan D, Weinberg RA. Hallmarks of cancer: the next generation. Cell. 2011;144:646–74. 

9. Vitor H. et al. Teixeira Deciphering the genomic, epigenomic, and transcriptomic landscapes of pre-invasive lung cancer lesions.Nature Medicine. volume 25, pages517–525 (2019)

10. M.S. Anglesio. et al. Cancer-Associated Mutations in Endometriosis without Cancer.N Engl J Med. 2017; 376:1835-1848

11. Vinicio Carloni. et al. CHK2 overexpression and mislocalisation within mitotic structures enhances chromosomal instability and hepatocellular carcinoma progression.Gut. 2018 Feb;67(2):348-361.

12. Beatriz Carvalho. et al. Evaluation of Cancer-Associated DNA Copy Number Events in Colorectal (Advanced) Adenomas. Cancer Prev Res (Phila). 2018 Jul;11(7):403-412.

13. Thea M. Goepfert. et al. Loss of chromosomal integrity drives rat mammary tumorigenesis. Int J Cancer. 2007 Mar 1;120(5):985-94

14. Zviran, A., Schulman, R.C., Shah, M. et al. Genome-wide cell-free DNA mutational integration enables ultra-sensitive cancer monitoring. Nat Med. (2020). https://doi.org/10.1038/s41591-020-0915-3)

15. Taylor J. Jensen. et al. Genome-Wide Sequencing of Cell-Free DNA Identifies Copy-Number Alterations That Can Be Used for Monitoring Response to Immunotherapy in Cancer Patients.Mol Cancer Ther; 18(2) February 2019

16. Xiaoji Chen et al. Low-pass Whole-genome Sequencing of Circulating Cell-free DNA Demonstrates Dynamic Changes in Genomic Copy Number in a Squamous Lung Cancer Clinical Cohort.Clin Cancer Res; 25(7) April 1, 2019

17. Andrew A. Davis.et al. Early assessment of molecular progression and response by whole-genome circulating tumor DNA in advanced solid tumors.Mol Cancer Ther. 2020 May 5

18. Di Zheng, Jian Ni, Yi Zhong, Qian Ziliang, and Baiyun Wang.Monitoring early clearance of circulating tumor DNA as an effective tool to predict clinical benefits of immune checkpoint inhibitors in lung cancer patients: The preliminary results from clinical trial NCT04203095. Journal of Clinical Oncology 2020 38:15_suppl, e15056-e15056

19. Min Yuan, Qian Ziliang, Juemin Fang, Zhongzheng Zhu, Jianguo Wu, Xianling Guo, Weixing Liu, Hong Qian, and Qing Xu. iStopCancer: A database of 6,016 low pass whole genome sequencing of minimal invasive samples from 21 cancer types of Chinese population.Journal of Clinical Oncology 2020 38:15_suppl, 7062-7062

20. Wan JCM, Massie C, Garcia-Corbacho J,Mouliere F, Brenton JD, Caldas C,et al. Liquid biopsies come of age: towards implementation of circulating tumour DNA. Nat Rev Cancer 2017;17:223–38.

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