IsoPlexis全新文献速递：预测PD-1免疫组合疗法疗效的新型生物标志物

2021年7月，来自德克萨斯大学安德森癌症中心的Adi Diab博士课题组，在《Journal of Clinical Oncology》期刊上发表了题为“Bempegaldesleukin Plus Nivolumab in First-Line Metastatic Melanoma”的文章。

2021年7月，来自德克萨斯大学安德森癌症中心的Adi Diab博士课题组，在《Journal of Clinical Oncology》期刊上发表了题为“Bempegaldesleukin Plus Nivolumab in First-Line Metastatic Melanoma”的文章。
该文章表明，在治疗转移性黑色素瘤的1/2期临床试验中，bempegaldesleukin(BEMPEG/NKTR-214)与Opdivo构成的组合免疫疗法达到53%的客观缓解率，34%的完全缓解率和74%的疾病控制率，并利用单细胞蛋白质组学技术发现一个新的疗效预测性生物标志物，使研究人员能够比以前的传统技术更早地评估患者对Nivo/BEMPEG治疗的反应，是有效预测患者总体缓解率的关键指标。
背景介绍
PD-1免疫疗法是当前备受瞩目的新一类抗癌免疫疗法。BMS公司的Opdivo（简称O药,也叫纳武单抗）是全球首款，也是中国首款获批上市的PD-1单抗药物，截至目前已被FDA批准用于6种癌症的治疗，能够实质性地改善患者总生存期。目前，还有很多关于Opdivo的III期临床研究正在进行，相信其适应症范围也将不断扩大。
NEKTAR公司的BEMPEG是一款倾向与CD122受体结合的IL-2信号通路激动剂。IL-2信号通路在刺激淋巴细胞和NK细胞的增殖和分化方面具有重要作用，IL-2是最早的癌症免疫疗法之一，然而，IL-2本身会同时激活调节性T细胞(Treg)的增殖，这些细胞会起到抑制免疫反应的作用。BEMPEG通过选择性激活IL-2信号通路可能在激活CD8+ T细胞、CD4+ T细胞和NK细胞的同时，不激活抑制免疫反应的调节性T细胞(Treg)。

Bempegaldesleukin作用机制（图片来源：Nektar公司官网）
2019年8月，BMS和Nektar Therapeutics宣布，美国FDA已授予BEMPEG+Opdivo组合疗法突破性药物资格(BTD)，用于治疗先前未治疗的不可切除性或转移性黑色素瘤患者。
临床研究
截至2020年9月1日，国际、单臂PIVOT-02研究II期队列的临床研究共纳入41例既往未经治疗的III/IV期黑色素瘤患者，接受BEMPEG 0.006 mg/kg + NIVO 360 mg，每3周一次，持续≤2年；38例为疗效可评价患者（≥1次基线后扫描）。主要终点为安全性和客观缓解率（ORR，盲态独立中心审查）；其他终点包括PFS、总生存期（OS）和探索性生物标志物。结果显示：
01 中位随访29个月时，在疗效可评估患者（n=38）中，客观缓解率（ORR）为52.6%（20/38）、完全缓解率（CR）为34%（13/38），疾病控制率（DCR：完全缓解+部分缓解+稳定疾病）为74%（28/38）。
02 靶病灶大小相对基线的中位变化为-78.5%（缓解可评估患者）；有47.4%（18/38）的患者靶病灶实现最大减少100%，即完全清除。

38例患者中病灶相对基线水平的最大变化瀑布图

病灶大小随时间变化的百分比截止日期：2020年9月1日
03 中位无进展生存期（PFS）是30.9个月（95% CI，5.3-无法估计）。中位总生存期（OS）未达到；24个月总生存率是77.0%（5% CI，60.4-87.3）。

Kaplan-Meier法评估所有病人的PFS（意向治疗人群共计41例）

Kaplan-Meier法评估所有病人的OS（意向治疗人群共计41例）
04患者3和4级治疗相关及免疫相关不良事件发生率分别是17.1%（7/41）和4.9%（2/41）。
05 治疗后1周，在血液中发现CD8+和CD4+ T细胞的多功能应答增加，主要由具有效应功能的细胞因子驱动。治疗早期血液生物标志物（CD8+多功能强度差和嗜酸性粒细胞）与治疗缓解相关。
为了鉴定可以预测患者疗效的生物标志物，研究人员对患者的肿瘤和血液样本做了探索性分析。
肿瘤生物标志物基线肿瘤PD-L1表达和肿瘤突变负荷(TMB)与客观缓解无关。但在基线肿瘤活检中，IFN-γ 基因高表达、肿瘤浸润CD8+ T细胞多、CD74和HLA-E高表达与更高的ORR和更长的PFS有关。
血液生物标志物作者采用了IsoPlexis单细胞蛋白质组学分析技术，对患者治疗前后外周血中T细胞和NK细胞的单细胞多功能强度指数(PSI)进行了分析。

IsoPlexis单细胞蛋白质组分析的示意图
研究发现，CD8+细胞的PSI增加与客观缓解改善呈正相关，通过这一生物标志物可以让研究人员比以前的传统技术更早地评估患者对Nivo/Bempeg治疗的反应。


如上图所示，与未达到客观缓解的患者相比，客观缓解组的患者在治疗一周后外周血中多功能性CD8+ T细胞显著增多。


治疗后，治疗缓解组(CR+PR)患者的CD8+ T细胞的PSI升高约2.2倍（见上图），CD4+ T细胞的PSI也有明显升高，NK细胞PSI无明显增加（数据未展示）。而且，CD8+和CD4+ T细胞中多功能反应的增加主要是由具有效应功能的细胞因子所驱动的，其他刺激性、趋化性和调节性细胞因子也有不同程度的贡献。


为了使用PSI作为预测指标，研究人员引入多功能强度差异(PSD)这一概念用于表示基线和治疗第8天细胞多功能强度的变化。在为期3年的研究过程中，CD8+ PSD高的患者表现出更高的客观缓解率，或治疗结果改善。与此同时，嗜酸性粒细胞的倍数变化差异在评估客观反应率时表现不佳。这强调了细胞多功能强度(PSI)作为一种与患者应答呈正相关的预测性生物标志物的潜力。
结论
本研究证明了BEMPEG + Nivo联合免疫疗法治疗转移性黑色素瘤的有效性和安全性，IsoPlexis的细胞多功能指数(PSI)是有效预测患者总体缓解率的关键指标。
 什么是IsoPlexis单细胞蛋白质组分析
IsoPlexis单细胞蛋白质组分析采用微流控技术，通过IsoCode芯片上12,000个独立的亚纳升级别的微室同时捕获上千个单细胞。搭配抗体条形码阵列技术，可以捕获每个小室中单个活细胞分泌的多重功能性蛋白，结合基于ELISA原理的全自动化多重蛋白荧光信号检测，每个细胞可同时采集多达32种蛋白信号。在检测中从每个单细胞获得的蛋白质组信号将无缝传输到强大的IsoSpeak生信分析软件，进行全自动分析和结果可视化呈现，并可直接用于文章发表。（生物谷 bioon）


*文章转载请注明来源
以上数据来源Diab A, Tykodi SS, Daniels GA, Maio M, Curti BD, Lewis KD, Jang S, Kalinka E, Puzanov I, Spira AI, Cho DC, Guan S, Puente E, Nguyen T, Hoch U, Currie SL, Lin W, Tagliaferri MA, Zalevsky J, Sznol M, Hurwitz ME. Bempegaldesleukin Plus Nivolumab in First-Line Metastatic Melanoma. J Clin Oncol. 2021 Jul 13:JCO2100675. doi: 10.1200/JCO.21.00675. Epub ahead of print. PMID: 34255535.