PD-L1免疫組化檢測的現狀及存在的問題

PD-L1免疫組化檢測的現狀及存在的問題

北京中杉金橋生物技術有限公司研發部 戚聞摘譯

眾所周知,腫瘤的發生率逐年提高已經成為一個不爭的事實,隨之而來的是人類抗腫瘤治療方法的不斷更新。腫瘤的治療在經歷了手術、放療、化療和靶向治療后,已經逐漸進入了免疫治療的階段。免疫治療是通過激發和增強機體抗腫瘤的免疫應答來協同機體免疫系統殺傷腫瘤、抑制腫瘤生長,是一種利用患者自身免疫系統對抗腫瘤的治療方式。腫瘤的免疫治療分為被動免疫治療和主動免疫治療兩類。I-O(Immuno-Oncology) 治療是主動免疫治療的主要手段之一,目前國際上I-O治療的主要研究方向是免疫檢查點抑制劑,有代表性的包括PD-1/PD-L1抑制劑和CTLA-4拮抗劑。

免疫檢查點是一類免疫抑制性的分子,可以調節免疫反應的強弱和范圍,從而避免正常組織的損傷和破壞,在腫瘤的發生、發展過程中,免疫檢查點成為免疫耐受的主要原因之一。免疫檢查點療法就是通過共抑制或共刺激信號等一系列途徑調節T細胞活性來提高抗腫瘤免疫反應的治療方法。

PD-1是T細胞表面的重要抑制分子,其胞內段含有一個ITIM和一個免疫受體酪氨酸轉換基序(ITSM),ITSM介導了蛋白酪氨酸磷酸酶家族磷酸酶的募集以及對T細胞活化信號的抑制,其配體為PD-L1和PD-L2,主要在免疫系統效應期的腫瘤微環境中發揮重要作用。PD-L1在多種腫瘤細胞和腫瘤微環境的造血細胞中有誘導性的表達,通過與PD-1的結合,誘導產生機體的免疫抑制,從而使腫瘤細胞獲得免疫逃逸,這也許是腫瘤耐受的機制之一。如果將其結合阻斷,就有可能阻斷這種免疫抑制,使機體自身的T細胞活化,從而達到免疫治療的目的。由于多種腫瘤均有可能通過上述機制進行免疫抑制,所以免疫檢查點抑制劑就有可能成為抗腫瘤的“萬能藥”。理論上講,如果能夠證實腫瘤中存在PD-1/PD-L1的高表達,那么免疫檢查點抑制劑就有可能有效,所以目前世界各大藥廠均把目光聚集在這類藥物的研發上,并且已經先后有三種藥物經過美國FDA批準上市,預計明年也會通過CFDA認證在中國上市。國內的多家藥企同類藥物也有多項正在進行Ⅲ期臨床測試,市場前景廣闊。

目前FDA已批準上市的免疫檢查點抑制劑有百時美施貴寶的nivolumab和默沙東的pembrolizumab,兩者均為PD-1抑制劑。nivolumab是全人源化IgG4單抗,其主要適應癥是惡性黑色素瘤及BRAF V600野生型不可切除性或轉移性黑色素瘤、非小細胞肺癌、轉移性腎細胞癌、霍奇金淋巴瘤和頭頸部鱗癌等;pembrolizumab是人源化IgG4單抗,主要適應癥是晚期或不可切除的惡性黑色素瘤、非小細胞肺癌等二線治療,更于今年10月獲NCCN推薦用于非小細胞肺癌一線治療并獲FDA批準。

FDA批準的PD-L1抑制劑是羅氏制藥的ateolizumab,是迄今批準的唯一一個PD-L1抑制劑,為全人源化的IgG1單抗,與PD-L1高親和力結合后阻斷了PD-L1與PD-1的相互作用,達到抑制PD-1/PD-L1通路的作用,臨床試驗的適應癥主要為非小細胞肺癌和移行性膀胱癌。

到目前為止,三種藥物的使用適應癥大多需要進行PD-L1免疫組化檢測,絕大多數腫瘤均在高表達的腫瘤中獲得良好的效果,所以FDA在批準三種藥物上市的同時,也分別批準了相應的伴隨診斷試劑。

FDA批準的OPDIVO?(nivolumab)伴隨診斷免疫組化試劑為PD-L1 IHC 28-8 pharmDx,應用兔單抗28-8和EnVision FLEX可視系統,在Autostainer Link 48染色平臺上檢測非小細胞肺癌(鱗癌除外)和黑色素瘤石蠟切片中PD-L1的表達狀況,從而指導臨床用藥。PD-L1蛋白表達的定義是腫瘤細胞所呈現的任何強度的細胞膜陽性的百分率,細胞質染色(如果存在)不參與評分。在非小細胞肺癌(鱗癌除外)中,應用該伴隨診斷試劑所檢測出的PD-L1表達與使用OPDIVO所獲得的延長生存期相關,如果PD-L1表達陰性,即<1%的非小細胞肺癌(鱗癌除外)腫瘤細胞呈現出任何強度的完整的或不完整的線性化細胞膜染色,此條件下服用OPDIVO的效果與服用多烯紫杉醇(對照)的效果等同;若>=1% PD-L1表達,服用OPDIVO有41%的可能性(病人)延長8.1月生存期;若>=5% PD-L1表達,服用OPDIVO有57%的可能性(病人)延長10.1月生存期;若>=10% PD-L1表達,服用OPDIVO有60%的可能性(病人)延長11.4月生存期。在黑色素瘤中,該伴隨診斷試劑所檢測的PD-L1表達與使用藥物的無進展生存期相關。非小細胞肺中鱗癌用藥與PD-L1表達無關。

FDA批準的KEYTRUDA?(pembrolizumab)伴隨診斷免疫組化試劑為PD-L1 IHC 22C3 pharmDx,應用小鼠單抗22C3和EnVision FLEX可視系統,在Autostainer Link 48染色平臺上檢測非小細胞肺癌石蠟切片中PD-L1的表達狀況,從而指導臨床用藥。PD-L1蛋白應用TPS(Tumor Proportion Score)來定義,即呈現部分或完整細胞膜染色的可視腫瘤細胞的百分率。如果TPS≥ 50%,即為PD-L1陽性,也就意味著適合用藥;反之,如果TPS在1~49%,即為PD-L1陰性,不適合用藥。

FDA批準的TECENTRIQ?(ateolizumab)伴隨診斷免疫組化檢測試劑為VENTANA PD-L1 (SP142) Assay,應用兔單抗SP142和OptiView DAB IHC檢測試劑盒,在VENTANA BenchMark ULTRA染色平臺對尿路上皮癌的石蠟切片進行PD-L1表達的分析。PD-L1表達狀況定義為任何強度PD-L1+的浸潤免疫細胞(IC)所占據的腫瘤細胞面積的百分比,腫瘤細胞上的PD-L1表達不參與評分。在尿路上皮癌中≥ 5% IC與使用藥物所帶來的客觀緩解率增加密切相關。近期,該伴隨診斷試劑又擴大至于非小細胞肺癌,其評判標準也進行了改進,除了繼續沿用針對IC表達進行評判之外,也加入了對于TC的評判,是唯一一個對腫瘤細胞和浸潤的淋巴細胞均加以考慮的檢測試劑,評估基于PD-L1任何強度表達的腫瘤浸潤性免疫細胞占腫瘤面積的比例(%IC)或PD-L1任何強度表達在腫瘤細胞中的比例(% TC)。 VENTANA PD-L1 (SP142)檢測測定的NSCLC組織中≥50% TC或≥10% IC有PD-L1表達可能與TECENTRIQ(atezolizumab)提高總生存率相關。

不難看出,目前針對PD-L1的檢測狀況是“One drug,One assay”,這種“一種藥物一種檢測”的模式,包括不同的診斷標準,已嚴重地影響到伴隨診斷在病理日常診斷工作中的應用。FDA在陸續批準上述伴隨診斷試劑的同時,也意識到了這種問題的存在,所以由FDA牽頭,四家PD-1/PD-L1 抑制劑研發企業(AstraZeneca、BMS、Roche、Merck)、二家診斷試劑公司(Dako/Agilent 、Ventana/Roche)和二家學術機構(IASLC:the International Association for the Study of Lung Cancer及AACR:American Association for Cancer Research)參與,進行了名為藍印倡議(Blueprint Initiative)的研究,通過對四種方法(包括目前尚未被批準的SP263兔單抗)進行對比,找到其可能的一致性,用于指導臨床合理使用PD-1/PD-L1抑制劑。但不對抗體的好和壞進行評判;不評估檢測的特異性和敏感性;不判定臨床和治療的關系。

從階段Ⅰ的數據來看,四種檢測方法中,28-8、22C3和SP263在腫瘤染色方面一致性較好,唯有SP142是個例外;在四種方法中,免疫細胞上PD-L1的表達較之腫瘤細胞上的表達差異性更大(參見圖1和2);依然有36.9%的病例表現出不一致的結果。免疫組化依然作為檢測PD-L1蛋白表達的金標準,鼓勵使用陽性/陰性來定義PD-L1的表達,但可能會朝向定義更加多元化的判定來替代單一的Cutoff值。

階段Ⅰ的結果對現階段的臨床影響有限,原因是入組的試驗樣本數量過少,樣本類型單一。隨著人們對不同免疫檢查點藥物反應性不同背后所隱藏的生物學意義的更加深入的了解,更新的檢測方法和使用復雜的生物標記物來捕捉腫瘤微環境的變化,以及這些變化與藥物的相關性;探索新的標記物與治療的相關性,包括突變負荷、新抗原、基因圖譜、PD-L1基因組擴增、CTCs中PD-L1的表達、細胞游離的DNA、感染性腫瘤、復合免疫分析、腫瘤內異質性、基線血清細胞因子、LDH、基因表達特性等等,都會變得更加有意義。