个体化疗法又一突破 Keytruda“不限癌种”获FDA优先审评

8日，默沙东（MSD）公司宣布，美国FDA接受了该公司为重磅PD-1抑制剂Keytruda递交的第二项“不限癌种”补充生物制品许可申请（sBLA）。这一申请寻求加速批准Keytruda，治疗肿瘤突变负荷高（TMB-H）的不可切除或转移性经治实体瘤患者。FDA同时授予这一申请优先审评资格，预计在今年6月18日之前做出答复。

此前，FDA已经批准Keytruda作为“不限癌种”疗法，治疗微卫星不稳定性高（MSI-H）或错配修复缺陷（dMMR）实体瘤患者。然而MSI-H只是携带TMB患者的一小部分。如果这一申请获批，它不但可能显著扩展Keytruda单药疗法治疗的患者群体，而且标志着TMB作为一种筛选患者的分子标志物，得到了FDA的认可。

什么是肿瘤突变负荷？它对癌症免疫疗法的患者筛选有什么影响？在今天这篇文章里，药明康德内容团队将帮助读者回答这些问题。

寻找适于免疫检查点抑制剂疗法的患者

以PD-1/PD-L1抑制剂为代表的免疫检查点抑制剂的出现，是癌症治疗历史上的重大突破。这些癌症免疫疗法，通过抑制对患者体内T淋巴细胞的抑制作用，让T淋巴细胞能够更有效地杀伤肿瘤。自从首款检查点抑制剂获批以来，这类药物在多种癌症类型中已经表现出显著的疗效。

然而，并不是所有癌症患者都能够对检查点抑制剂疗法产生响应。如果不对患者进行筛选，大约只有20%的患者对检查点抑制剂单药疗法产生响应。检查点抑制剂的作用被喻为“去掉免疫系统的刹车“，但是免疫系统要对肿瘤进行攻击，第一步需要对肿瘤产生免疫反应。有些肿瘤激发免疫反应的能力（免疫原性）不强，这些肿瘤也被称为”冷“肿瘤。检查点抑制剂对这些”冷“肿瘤的效果并不好。

因此，除了扩展检查点抑制剂的适用范围以外，如何更有效地找出能够对检查点抑制剂产生响应的患者也至关重要。毕竟，在与癌症进展赛跑的治疗过程中，使用无效的疗法不但给患者带来不必要的负担，而且延误他们接受有效疗法治疗的时间。目前，筛选对PD-1/PD-L1抑制剂疗法产生响应的办法主要是检测肿瘤细胞表达的PD-L1水平。然而，这一检测并没有检测肿瘤免疫原性，它检测的是肿瘤是否使用PD-L1来逃避免疫系统的攻击。沿用“去掉免疫系统的刹车“的比喻，检查PD-L1水平是在检测肿瘤是否使用了PD-L1这个”刹车“。

研究人员仍然需要一种检测方法来确定肿瘤的免疫原性，而肿瘤突变负荷是决定免疫原性的重要因素之一。

肿瘤突变负荷和免疫原性的关系

我们知道，癌症的发生是由于癌细胞的基因组中不断积累基因突变，最终导致细胞癌变。基因突变不但能够导致调节细胞分裂的机制出现功能失常，从而引发细胞不受控制地增生，而且这些突变的基因会产生与健康细胞不一样的蛋白。这些蛋白会被人体的免疫系统发现，从而产生免疫反应。这些由于基因突变，在肿瘤细胞上出现的与健康细胞不同的抗原称为“新抗原“。它们是决定肿瘤免疫原性的关键因素之一。而肿瘤细胞编码蛋白的区域（外显子）出现的基因突变越多，产生新抗原的可能性越大，肿瘤的免疫原性也可能越强。

▲肿瘤突变负荷与免疫原性的关系（图片来源：参考资料[5]）

2017年，Keytruda首次获得FDA批准治疗微卫星不稳定性高（MSI-H）或错配修复缺陷（dMMR）的实体瘤患者。MSI是由于错配修复缺陷，导致DNA的特定区域出现非常多的基因突变。MSI-H的患者对PD-1/PD-L1抑制剂的响应比例显著提高，达到约50%。然而，除了结直肠癌和子宫内膜癌以外，其它癌症类型中出现MSI-H的比例并不高，因此使用MSI-H对患者进行筛选，能够影响到的患者人数并不多。

以往的研究表明，在TMB-H的患者中，同时出现MSI-H的患者比例在15%~40%之间（如何定义TMB-H对这一数值影响很大），因此如果能够使用TMB-H作为筛选癌症患者的分子生物标志物，那么检查点抑制剂就可能造福更多患者。

TMB对检查点抑制剂疗效的预测能力

癌症患者的TMB状态对检查点抑制剂疗法疗效的影响已经在多项研究中得到检验。总体来看，TMB-H的患者对检查点抑制剂的响应率提高，患者的无进展生存期（PFS）也得到提高（见下表）。然而，也有临床试验发现TMB状态对检查点抑制剂疗法的疗效的影响不明显，在总生存期（OS）终点上的表现不佳。

以默沙东递交这一申请基于的KEYNOTE-158临床试验为例，在这项试验中，不同类型的经治转移性实体瘤患者接受Keytruda单药治疗。TMB-H患者的总缓解率（ORR）为30.3%，包括4%完全缓解和26.3%部分缓解。而在非TMB-H患者中，ORR为6.7%。在一年后，TMB-H患者中无进展生存率为26.4%，而非TMB-H患者中，无进展生存率为14.1%。

而在总生存期（OS）方面，TMB-H患者的中位OS（11.7个月）反而短于非TMB-H患者（13.0个月）。这里值得注意的一点是TMB-H患者携带的肿瘤由于基因突变更多，可能进展更快或更具有侵袭性，从而导致患者预后比非TMB-H患者更为不良。

设定TMB检测的标准

TMB检测通常使用下一代基因测序技术（NGS）完成，最初，对TMB的检测依靠对癌细胞的全外显子组测序（WES）。这一检测方法虽然能够全面衡量癌细胞的基因突变负荷，但是成本相对较高，一定程度上也影响了它的广泛使用。而另一种方法是对癌细胞基因组中有代表性的特定基因进行测序，以它们的基因突变负荷作为全外显子组的替代指标。以默沙东递交的这一申请为例，它使用的是Foundation Medicine公司开发的Foundation ONE CDx分子测试。这一测试只对324个基因中出现的变异进行了超深度的NGS检测。然而，不同厂家开发的分子测试挑选的基因也不一样，哪一组基因组合能够最好地反映癌细胞基因组的TMB仍然是研究人员需要解决的问题。

图片来源：Foundation Medicine公司官网

另一个重要因素是如何确定TMB-H的阈值。默沙东的这一申请中，将TMB-H定义为每百万个碱基对中出现基因突变数目大于10个（>10/megabase）。然而其它公司在进行临床试验时对TMB-H的定义与这一标准并不一致（见上面的表格）。这也会限制TMB作为分子生物标志物在临床使用中的推广。

从这个角度上说，默沙东的这一申请有望促进对TMB检测手段和TMB-H标准的确立。如果FDA认可默沙东申请中的TMB检测手段和TMB-H标准，将为其它医药公司开发基于TMB的治疗手段设下重要的标杆。

在个体化疗法的时代，医生的目标是通过对患者进行更深入的分析，找到最适合他们的疗法。Keytruda这一“不限癌种”申请获得优先审评，是TMB成为个体化疗法的生物标志物的重要一步。我们期待业界进一步完善和标准化TMB检测，让更多患者能够通过预先筛选，找到最适合他们的治疗方法。

参考资料：

[1] Merck Receives Priority Review from FDA for Second Application for KEYTRUDA® (pembrolizumab) Based on Biomarker, Regardless of Tumor Type. Retrieved April 7, 2020, from https://www.businesswire.com/news/home/20200407005141/en

[2] FDA Grants Pembrolizumab Priority Review for TMB-High Tumors. Retrieved April 7, 2020, from https://www.targetedonc.com/news/fda-grants-pembrolizumab-priority-review-for-tmbhigh-tumors

[3] FoundationOne®CDx Technical Information. Retrieved April 7, 2020, from https://assets.ctfassets.net/vhribv12lmne/6Rt6csmCPuaguuqmgi2iY8/629ba4e5c7d9a3bd1f1f666085e1e4b1/FoundationOne_CDx_Label_Technical_Info.pdf

[4] Chan et al., (2019). Development of Tumor Mutation Burden as an Immunotherapy Biomarker: Utility for the Oncology Clinic. Annals of Oncology, DOI: 10.1093/annonc/mdy495

[5] Galuppini et al., (2019). Tumor mutation burden: from comprehensive mutational screening to the clinic. Cancer Cell International, https://doi.org/10.1186/s12935-019-0929-4

[6] FDA's new Keytruda review is step for genetic medicine, immunotherapy. Retrieved April 7, 2020, from https://www.biopharmadive.com/news/fda-keytruda-tissue-agnostic-genetic-medicine/575623/