空間表型特征：表征實(shí)體腫瘤和預(yù)測(cè)免疫治療反應(yīng)的新型生物標(biāo)志物

越來越多的研究表明，基于多重免疫熒光(mIF)技術(shù)的空間表型特征正在用以開發(fā)新一代生物標(biāo)志物，它使用多重抗體面板在完整組織樣本中通過所處環(huán)境中的功能和狀態(tài)來描述腫瘤和免疫細(xì)胞的特征。不同的細(xì)胞密度模式和相互作用構(gòu)成的細(xì)胞間腫瘤微環(huán)境中(TME)已被證明可以對(duì)疾病結(jié)果和免疫治療反應(yīng)高度預(yù)測(cè)。

在《空間表型特征：表征實(shí)體腫瘤和預(yù)測(cè)免疫治療反應(yīng)的新型生物標(biāo)志物》白皮書中介紹了基于mIF的空間表型特征作為新一代生物標(biāo)志物發(fā)現(xiàn)的案例，意義和價(jià)值。

目前，只有少數(shù)經(jīng)FDA批準(zhǔn)的生物標(biāo)志物鑒定的患者對(duì)PD-1/PD-L1檢查點(diǎn)抑制劑治療表現(xiàn)出陽性反應(yīng)，而且，并不是所有測(cè)試結(jié)果呈陰性的人最后都表現(xiàn)很差。這種不確定性使得本可以受益的患者無法得到治療，增加了治療無效的癌癥護(hù)理成本，阻礙了下一代免疫療法的發(fā)展。

基于多重免疫熒光(mIF)的技術(shù)的空間表型特征，是新一代病理工作流程，可生成有關(guān)癌癥樣本的定量和可重復(fù)的見解，具有預(yù)測(cè)價(jià)值和臨床洞見方面的潛在價(jià)值，可能在不久的將來進(jìn)入常規(guī)臨床實(shí)踐中的標(biāo)準(zhǔn)工具。

設(shè)定新的預(yù)測(cè)值標(biāo)準(zhǔn)

空間表型的核心是一種被稱為多重免疫熒光(mIF)的技術(shù)，這是新一代病理工作流程，可生成有關(guān)癌癥樣本的定量和可重復(fù)的見解。Lu等人發(fā)表在《JAMA Oncology》上的一項(xiàng)多種診斷技術(shù)的meta分析顯示，在預(yù)測(cè)誰將對(duì)PD-1/PD-L1免疫治療產(chǎn)生反應(yīng)方面，mIF比目前廣泛使用的技術(shù)PD-L1 IHC、基于下一代測(cè)序的腫瘤突變負(fù)荷(TMB)和基因表達(dá)譜(GEP)具有更高的預(yù)測(cè)價(jià)值。

mIF：揭示PD-1/PD-L1阻斷反應(yīng)的新見解

多項(xiàng)研究表明，使用基于mIF的平臺(tái)檢測(cè)PD-L1表達(dá)，可以獲得更量化、更準(zhǔn)確的結(jié)果，提高預(yù)測(cè)能力。此外，mIF允許與其他標(biāo)記物同時(shí)檢測(cè)PD-L1表達(dá)，從而產(chǎn)生比單獨(dú)使用每個(gè)標(biāo)記物更高的預(yù)測(cè)值。

Vanhersecke等人在一項(xiàng)對(duì)11種不同腫瘤類型的泛癌研究中證明了這一點(diǎn)，其中PD-L1表達(dá)分析與三級(jí)淋巴結(jié)構(gòu)(TLS)和CD8+淋巴細(xì)胞密度的測(cè)量配對(duì)。使用結(jié)合CD4、CD8、CD20、CD21和CD23的mIF分析來識(shí)別TLS，并區(qū)分成熟(mTLS)和不成熟(iTLS)形式。這些發(fā)現(xiàn)強(qiáng)調(diào)了基于mIF的多重分析在預(yù)測(cè)價(jià)值和臨床洞見方面的潛在價(jià)值。

尋找更好的預(yù)測(cè)工具

到目前為止，F(xiàn)DA已經(jīng)批準(zhǔn)了7種針對(duì)PD-1/PD-L1通路的腫瘤免疫療法，其中三種包括對(duì)PD-L1表達(dá)進(jìn)行mIHC染色的輔助診斷，兩種需要DNA或RNA測(cè)序來識(shí)別微衛(wèi)星不穩(wěn)定性、腫瘤突變負(fù)擔(dān)或錯(cuò)配修復(fù)錯(cuò)誤。

隨著抗PD-L1療法的數(shù)量增加，不同的檢測(cè)要求也在增加。如表中所示，使用PD-L1IHC染色有四種不同的評(píng)分算法，有些聚焦于TCs(腫瘤細(xì)胞)，有些聚焦于ICs(免疫細(xì)胞)，所有這些都需要一些主觀的操作判斷。Rimm等人注意到，當(dāng)試圖對(duì)ICs上的PD-L1表達(dá)進(jìn)行評(píng)分時(shí)，病理學(xué)家觀察者之間的一致性特別差，特別是在低表達(dá)范圍。所有這些都表明需要新的腫瘤組織分析方法，以減少實(shí)驗(yàn)室間和觀察者之間的可變因素，并提高每個(gè)樣本的預(yù)測(cè)價(jià)值。

臨床病理學(xué)實(shí)驗(yàn)室中基于mIF方法的空間表型特征

在堪稱里程碑的多機(jī)構(gòu)TSA擴(kuò)增多重免疫熒光重復(fù)性評(píng)估(MITRE)研究中，6家機(jī)構(gòu)使用了mIF解決方案，以證明和驗(yàn)證了一個(gè)基于腫瘤組織樣本中的PD-1/PD-L1免疫檢查點(diǎn)信號(hào)自動(dòng)化的端到端工作流程。研究結(jié)果表明，在測(cè)量IC密度、共表達(dá)和接近參數(shù)方面，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)和實(shí)驗(yàn)室間的一致性很高。MITRE的結(jié)果代表著基于mIF方法的自動(dòng)化空間生物學(xué)工作流程標(biāo)準(zhǔn)化的重要一步，該工作流程提供了支持臨床試驗(yàn)所需要的性能水平，并可在未來應(yīng)用于臨床試驗(yàn)。

一個(gè)由來自來學(xué)術(shù)界、制藥和診斷制造商的病理學(xué)家和其他專家組成的癌癥免疫治療協(xié)會(huì)(SITC)工作組，正在評(píng)估m(xù)IF工具在常規(guī)臨床檢測(cè)中的使用情況。該工作組將mIF技術(shù)稱為“可能在不久的將來進(jìn)入常規(guī)臨床實(shí)踐中的標(biāo)準(zhǔn)工具”。他們目前正在建立最佳方案，“以幫助確保實(shí)驗(yàn)室間輸出結(jié)果的穩(wěn)定性和可比性”。

基于mIF的空間表型特征正在開發(fā)新一代的生物標(biāo)志物。像MITRE這樣開創(chuàng)性的研究使用了標(biāo)準(zhǔn)的Phenoptics解決方案。Phenoptics解決方案集成了染色、成像和分析，使用現(xiàn)有的工作流程和技能來定量捕獲細(xì)胞組織的細(xì)節(jié)，并整合到整個(gè)樣本中，以獲得豐富的洞見，了解疾病的機(jī)制和脆弱性。通過鏈接下載完整《空間表型特征：表征實(shí)體腫瘤和預(yù)測(cè)免疫治療反應(yīng)的新型生物標(biāo)志物》白皮書。

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[參考信息]

1. Duffy MJ, Crown J. Biomarkers for predicting response to immunotherapy with immune checkpoint inhibitors in cancer patients. ClinicalChemistry. 2019;65(10):1230.
2. Vanhersecke L, etal. Mature tertiary lymphoid structures predict immune checkpo intinhibitor efficacy in solid tumors independently of PD-L1 expression. Nature Cancer.2021;2:794-802.
3. Taube JM, Roman K, Engle EL, et al. Multi-institutional TSA-amplified Multiplexed Immunofluorescence Reproducibility valuation (MITRE) Study. J Immunother Cancer. 2021;9(7):e002197.
4.  Taube JM, et al. The Society for Immunotherapy of Cancer statement on best practices for multiplex immunohistochemistry (IHC) and immunofluorescence (IF) staining and validation. J Immunother Cancer. 2020;8(1):e000155.