肿瘤免疫治疗已成为继手术、化疗、放疗、靶向治疗后肿瘤治疗领域的又一重要手段，其本质上均是通过提示我们的免疫系统，激起身体的“正气”来对抗肿瘤。免疫治疗包含多种思路，目前在研技术有肿瘤个性化疫苗、生物治疗、细胞免疫疗法（car-t）以及免疫检查点抑制剂（pd-1、pd-l1、ctla-4）等。
其中以免疫检查点抑制剂（check point inhibitors）的临床研究最为成熟和充分，应用最为广泛。免疫检查点是一类配对的受体-配体分子，具有抑制免疫应答的作用。这些检查点在免疫激活后开始负性调节免疫反应，从而避免正常组织被损伤破坏。研究表明，肿瘤会利用免疫检查点的作用机制，通过异常表达与抑制性免疫受体相互作用的配体，来保护自己免受免疫功能的消除。
pd-1/pd-l1抑制剂的原理？
我们熟知的pd-1（programmed cell death protein 1，程序性死亡受体1）就是一种免疫检查点分子。正常状态下，活化的t、b细胞、nk细胞、单核细胞和树突状细胞上均会表达pd-1受体，与其配体、处于抗原呈递细胞（apc）表面的pd-l1、pd-l2相互作用后，抑制t细胞的活化，维持t细胞免疫稳态。
但是在许多肿瘤微环境中，肿瘤细胞也开始高表达pd-l1分子，与肿瘤部位浸润t淋巴细胞表面的pd-1分子结合，抑制t细胞活性，实现免疫逃逸。t细胞被蒙蔽把肿瘤细胞当做“朋友”，而不会将其识别实行攻击。这时候针对性的制造出能够与pd-1或pd-l1相结合的抗体（抑制剂），阻断pd-1与pd-l1结合，t细胞就会亮出火眼金睛，找出并攻击肿瘤细胞了。目前pd-1/pd-l1抗体药物的适用范围已从黑色素瘤，逐步扩展至转移性非小细胞肺癌、头颈鳞状细胞癌、晚期肾细胞癌、转移性膀胱癌、尿路上皮癌、霍奇金淋巴瘤、胃癌、转移性结直肠癌。已有5种pd-1抑制剂在欧美几十个国家、中国的港澳地区上市，包括2种pd-1抗体和3种pd-l1抗体。
谁是pd-1/pd-l1抑制剂的适用人群？
pd-1/pd-l1抑制剂研究火热，但在临床实践中也面临着很多问题，如治疗周期长、费用高、总体有效率不高，因此筛选优势人群尤为重要。目前针对pd-1/pd-l1抑制剂治疗已经开发出了众多预测标志物。
# pd-l1表达情况：
这个很好理解，本身抑制剂干预机制就是针对表达pd-l1的肿瘤细胞。pd-l1表达率越高，阻断“连接”后被免疫细胞识别的可能性就大大增加，治疗有效率就越高。nccn指南中明确提出对于无明确驱动基因突变的晚期非小细胞肺癌（nsclc）患者，如果pd-l1表达≥50%，可将pd-1单抗pembrolizumab（keytruda）用作一线治疗；如果pd-l1表达≥1%，则可将pd-1单抗pembrolizumab用作二线治疗。不过不同癌种pd-l1表达量目前还没有统一的标准。
# msi-h/dmmr（微卫星不稳定性）：
msi是指由于dna复制时插入或缺失突变引起的简单重复序列长度改变的现象，常由错配修复（mmr）功能缺陷引起。msi最早发现于结直肠癌患者中，对其预后判断和治疗指导具有重要意义。多年研究发现，msi还普遍存在于其他癌症中，如子宫内膜癌、胃癌、肝细胞癌、黑色素瘤等。2016年，ronald j hause等人利用基因组全外显子测序技术，分析了18种癌症5930个基因组，发现其中14种癌症患者癌细胞中发生msi，其中子宫内膜癌msi频率最高为30%，胃癌与结肠癌为19%。2015年l.a. diaz课题组发现相比于mmr正常的癌症晚期患者，pd-1单抗免疫治疗药物pembrolizumab可提高mmr缺陷癌症晚期患者的生存率。猜测因为dna修复机制有缺陷的癌细胞更容易产生新抗原（neoantigen），而这些新抗原有可能引发免疫系统对癌细胞的识别。2017年5月，fda批准将pd-1抑制剂keytruda用于所有具有微卫星高度不稳定性（msi-h）或者错配修复缺陷（dmmr）的一类恶性实体瘤的治疗，其适应症不再受肿瘤发生部位及组织学类型的限制。
14种常见癌细胞内发生msi-h
# tmb（肿瘤突变负荷，tumor mutational burden）：
tmb是指肿瘤细胞基因组中，所评估基因的编码区发生置换和插入/缺失性突变（体细胞突变）的总数，通常按每兆碱基（mb）中的突变数来计算。2017年底，顶尖医学杂志nejm一篇文章汇总了已公布过的tmb数据以及pd-1抑制剂有效率的临床试验结果。横坐标是每一种常见肿瘤中位的突变个数，即中位tmb的大小。纵坐标是目前已开展并公开发表的临床试验数据中汇总的每一种常见肿瘤接受pd-1抗体治疗后的有效率。圆圈的大小，代表样本量的大小。图中是已知的常见肿瘤的平均tmb与pd1治疗效果的相关性的统计。我们可以看出肿瘤类型不同，平均tmb也有着很大的差异，因此tmb作为预测指标并不是对每一种肿瘤都适用。
在适用tmb作为预测指标的肿瘤中，tmb越大，pd-1抑制剂有效率越高。这个原理可能是：肿瘤基因突变数大于一定数值，就会产生更多异常蛋白质，异常蛋白质作为抗原激活免疫系统的可能性就越高，容易被免疫系统发现。因此肿瘤突变负荷（tmb）越高，从免疫治疗中获益的概率就越大。
注：tmb是一个独立预测因素，其高低和pd-l1表达量没关系。绝大部分msi-h的样本，tmb也较高，但反之不成立，因为msi-h其实是高肿瘤突变负荷的一个亚组。foundation medicine 的科学家基于10万肿瘤患者数据发现，83%的msi-h型患者属于tmb-h的，但tmb-h的患者只有16%是msi-h的，仅检测msi会使部分tmb-h的患者失去治疗机会。
# 其他突变基因：
pd-l1抗体治疗可能与某些驱动基因会引起冲突，甚至引起疾病进展。
在目前已经发表的大型临床研究中，绝大多数结论均是egfr突变的患者，使用免疫治疗的疗效欠佳，不推荐使用免疫疗法，这也与其tmb往往较低互为补充。研究显示总体人群的临床获益率是29%，egfr突变的病友临床获益率仅有7%，且pd-1抑制剂和egfr抑制剂同时/序贯使用时，副作用偏大。而对于kras突变的非小细胞肺癌患者可以分为三类考量。①同时携带kras和tp53突变的患者，对pd-1抑制剂治疗敏感；②同时携带kras和stk11突变的患者，对pd-1抑制剂治疗抵抗；③其他患者对pd-1抑制剂治疗的有效率居中。还有文献报道，其他诸如jak突变、b2m突变、mdm2、mdm4扩增的患者，使用免疫治疗也应慎重。
综合以上情况，可见明确生物标志物是进行精准免疫治疗的基础，单个标志物的评价无法完全覆盖可能受益人群，需要多种标志物综合深入评估，提供更精准的预测价值。需要提醒注意的是，由于pd-1/pd-l1类的免疫治疗药物属于免疫抑制剂，在使用前应严格评估患者的免疫系统水平，免疫缺陷或免疫低下的患者应谨慎使用此类药物。
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参考文献：
[1] http://www.onclive.com/conference-coverage/wclc-2017/nivolumab-ipilimumab-combo-active-in-sclc-with-high-tumor-burden
[2] tumor mutational burden as an independent predictor of response to immunotherapy in diverse cancers.
[3] mutational landscape determines sensitivity to pd-1 blockade in non–small cell lung cancer.
[4] classification and characterization of microsatellite instability across 18 cancer types.
[5] analysis of 100,000 human cancer genomes reveals the landscape of tumor mutational burden.
[6] tumor mutational burden and response rate to pd-1 inhibition.
[7] moleculardeterminants of response to anti–programmed cell death (pd)-1 andanti–programmed death-ligand 1 (pd-l1) blockade in patients with non–small-cell lung cancer profiled with targeted next-generation sequencing.
