NF1突变的肺腺癌患者注意啦，免疫治疗或更有效！

关于 NF1 突变肺腺癌对免疫检查点抑制剂（ICI）的反应，了解较少。341/4181（8.2%）的TCGA 肺腺癌样本存在体细胞 NF1 突变。与 NF1 野生型肿瘤相比，NF1 突变肿瘤具有更高的 TMB（p < 0.0001）、更高的免疫基因表达（“热表型”）和更高的 CD8 + T 细胞（p = 0.03）和巨噬细胞（p = 0.02）浸润。NF1 突变状态似乎是肺腺癌患者 ICI 反应的候选预测性生物标志物。

研究背景

肺癌是全球癌症相关死亡的主要原因，腺癌是主要的组织学亚型。对于IV期肺腺癌患者，可根据肿瘤基因型、PD-L1表达、患者体能状态和合并症等情况，给予免疫检查点抑制剂（ICI），带来显著改善。已经描述了几种生物标志物可预测免疫治疗反应。然而，ICI 获益仅见于 ~15% 的癌症患者，并且临床实践中没有强有力的经验证的反应预测因子。识别和开发预测 ICI 反应的生物标志物至关重要。

抑癌基因 NF1 体细胞突变见于 5%-15% 的肺腺癌。NF1 编码神经纤维蛋白，是RAS/MAPK 和 PI3K/AKT/mTOR 通路的负调节因子。多项研究表明，NF1 突变肺腺癌是一种独特的临床和分子亚型。ICI 敏感性信号在 NF1 突变肿瘤（主要为黑色素瘤）中已有报道。只有少数已发表的临床数据（仅限于两项病例报告）显示 NF1 突变肺癌对 ICI 的敏感性。这些报告未证明 NF1 突变在 ICI 反应中的可归因性。

本研究探索了在大型肺腺癌队列中NF1能否作为ICI反应的预测性生物标志物。

研究结果

在 14 个 TCGA 队列中，4181 例肺腺癌患者中有 341 例（8.2%）存在 NF1 突变。NF1突变肺腺癌的TMB显著高于NF1野生型（WT）肺腺癌（p < 0.0001），NF1突变肿瘤的平均TMB为14.1 mut/Mb [0.7–65.7]，而NF1 WT肿瘤为6.5 mut/Mb [0.0–96.5]（图1）。NF1突变肿瘤的平均TMB（14.1 mut/Mb）也高于TP53、KRAS、KEAP1和STK11突变肿瘤（平均TMB分别为10.5、8.6、11.2和8.8）（图1）。根据多变量分析，与较高 TMB 显著相关的因素是：吸烟状态（p = 0.018）和 NF1（p = 0.0183）、TP53（p < 0.0001）和 KEAP1（p = 0.0101）突变状态（表1）。

图1

表1

比较了NF1突变（N = 66；9.6%）与NF1 WT（N = 620；90.4%）肺腺癌中9个免疫基因的mRNA水平（图2）。观察到 NF1 突变样本的 CXCL9（p = 0.008）、PD-L1（p = 0.010）、PD-L2（p = 0.011）和 CD8A（p = 0.006）表达显著高于 NF1 WT 样本。TMB ≥ 10 mut/Mb的肺腺癌样本的这些基因表达也高于TMB < 10 mut/Mb的样本。TP53突变样本的所有这些免疫标志物表达显著高于TP53 WT样本。相反，KRAS 突变样本的免疫基因表达并未高于 KRAS WT 肿瘤。KEAP1 和 STK11 突变肿瘤这 9 个免疫基因表达显著低于 WT 肿瘤。

图2

使用 TIMER 数据库中的 542 个肺腺癌样本，估计了 6 种不同细胞类型的丰度：B 细胞、CD4+ T 细胞、CD8+ T 细胞、树突状细胞、巨噬细胞和中性粒细胞。NF1 突变肺腺癌的 CD8 + T 细胞（p = 0.03）和巨噬细胞（p = 0.02）浸润显著高于 NF1 WT 肿瘤（图2）。TP53 突变与显著较高的 CD8 + T 细胞（p = 0.01）、中性粒细胞（p = 0.001）和树突状细胞（p = 0.03）浸润相关。相反，KRAS突变与显著较低的B细胞（p = 0.02）和树突状细胞（p = 0.04）浸润相关。STK11 和 KEAP1 突变与这六个标志物浸润显著较低相关（p 均 < 0.03）。

图3为 686 例有表达数据的肺腺癌的 mRNA 表达 z 评分热图（NF1 突变：N = 66，9.6%；NF1 WT：N = 620，90.4%）。我们根据这些免疫基因表达水平鉴定了三个肿瘤集群，分别命名为“热肿瘤”、“暖肿瘤”和“冷肿瘤”。在“热肿瘤”中发现 NF1 突变肿瘤显著富集：OR [IC95] = 1.84 [1.07，3.18]（Fisher p = 0.02015）。在“暖”（OR [IC95] = 0.74 [0.40，1.32]，Fisher p = 0.3416）和“冷”肿瘤（OR [IC95] = 0.67 [0.35，1.24]，Fisher p = 0.2106）中未发现NF1突变肿瘤富集。“热”肿瘤的TMB高于“暖”（p = 0.013）和“冷”（p < 0.001）肿瘤。所有有表达数据的 NF1 突变样本的 TMB 均 > 10 mut/Mb。

图3

 讨 论 

Wang 等人 2023 年的单中心回顾性研究显示，在幼年型粒单核细胞白血病患者中，具有胚系 NF1 突变的患者巨噬细胞和 NK 细胞的增殖和免疫活性较高。有关于NF1突变散发性癌症（主要包括黑色素瘤）的数据。Johnson 等人研究了 65 例接受 ICI 治疗的晚期黑色素瘤患者。NF1 突变黑色素瘤患者亚组的 TMB 和缓解率（74%）高于 BRAF/NRAS 突变和野生型黑色素瘤患者。此外，一项回顾性多中心分析显示，NF1 突变黑色素瘤（n = 80）一线免疫检查点抑制剂治疗的中位 OS（p = 0.0154）显著优于野生型黑色素瘤（n = 432）。然而，目前没有评估 ICI 疗效的临床试验根据患者 NF1 状态分层随机化入组。关于肺腺癌，只有两例病例报告显示两例散发性 NF1 突变患者对 ICI 有持久反应。第一例病例中，患者经帕博利珠单抗治疗，无进展生存期为 95.4 周。第二例病例中，IV期肺腺癌患者接受帕博利珠单抗治疗，疾病稳定8个月。这些结果支持需要探索 NF1 作为肺腺癌 ICI 敏感性的预测生物标志物。

MSK-IMPACT研究表明，对ICI的反应与高TMB相关，无论肿瘤组织学亚型如何。在肺癌中，较高的TMB 与持久的 ICI临床获益相关。最近的大会上呈现的三项研究显示，与NF1-WT肺癌相比，NF1突变肺癌的TMB显著更高（P<0.001，P<0.0001和P<0.0001），PD-L1表达更高（p<0.01，p = 0.05和p<0.0001）。我们对 686 个样本的计算机分析证实了这些结果：NF1 突变与较高的 TMB（p < 0.0001）和较高的关键免疫基因表达有关。我们发现NF1突变样本中“热肿瘤”显著富集（p = 0.02）和CD8 + T细胞浸润增加（p = 0.03）。

鉴于 NF1 突变肺腺癌经常发生共突变（尤其是 TP53 共突变），不能排除这些共突变对 TMB 和免疫浸润的影响。我们的多变量分析表明，NF1 状态与高 TMB 显著相关（p = 0.0183），无论共突变状态如何。据报道，TP53 突变是与 ICI 获益相关的生物标志物，尤其是在 KRAS 共突变的情况下。2017 年的一项临床研究旨在在 904 例肺腺癌患者中识别新型免疫检查点抑制剂反应生物标志物。TP53突变肺腺癌患者的特点是PD-L1（p<0.05）和TMB（p<0.001）表达显著较高，CD8+T细胞肿瘤浸润较高（p<0.05）。2020 年，一项研究纳入了 637 例非小细胞肺癌（NSCLC）患者，发现 TP53 突变样本中存在高 TMB（p = 0.007）和高 PD-L1 表达（p < 0.001）。这些研究未调查NF1突变状态。本研究显示， TP53 突变与较高的 TMB（p < 0.0001）和较高的免疫标志物表达相关。Pilar 等人表明，多种生物标志物相结合（PD-L1 免疫组化、T 细胞浸润和 TMB）优于单独使用其中一种生物标志物。我们的结果提示，应考虑包括 NF1 在内的混合评分。

NF1 突变的存在与高 TMB 相关。单这一观察结果无法确定NF1突变是否可能为遗传不稳定的结果。转录和免疫分析仅限于小型数据集。由于规模有限，我们无法确认TMB低的NF1突变患者亚组是否表达免疫浸润标志物。此外，计算机分析的局限性之一是缺乏可及的临床数据。在这些TCGA公共数据库中，没有足够的接受ICI治疗的NF1突变肺腺癌患者的临床结局。我们无法建立一个多变量模型来预测ICI疗效。因此，我们寻找与高TMB（与ICI持久临床获益相关）相关的因素。为了研究基因对ICI反应的影响，有必要进行无进展生存分析。需要更多的研究来明确 NF1 突变对肺腺癌免疫环境的生物学影响。

本研究表明，NF1 突变肺腺癌与高 TMB、高免疫基因表达和 CD8 + T 细胞浸润有关。目前，在临床实践中，除了PD-L1表达用于指导缺乏驱动突变的非小细胞肺癌免疫治疗方案的选择外，没有免疫检查点阻断疗法的强预测因素。我们认为 NF1 变异有可能成为新型 ICI 生物标志物，值得进一步探索 NF1 突变或 NF1 突变与其他 ICI 预测性生物标志物相结合。本研究结果强调了需要开展临床试验，基于NF1状态进行随机分组，专门评估NF1突变肺腺癌对ICI的反应。

参考文献：

Giraud JS, Jouinot A, Pasmant E, Tlemsani C. NF1 mutations as biomarker of response to immune checkpoint blockades for lung adenocarcinoma patients. NPJ Precis Oncol. 2024 Feb 10;8(1):32. doi: 10.1038/s41698-024-00524-x. PMID: 38341500; PMCID: PMC10858913.