岳蒙麗，劉相良，馬責竣，湯振東，紀偉，劉星雨，崔久嵬，李薇

吉林大學白求恩第一醫(yī)院，長春130021

免疫檢查點阻斷劑的臨床應用改變了惡性腫瘤的治療格局，但臨床上腫瘤患者對免疫檢查點阻斷劑的應答率并不讓人滿意。新生抗原的產生和呈遞是產生免疫應答的關鍵，而DNA 損傷修復基因和抗原呈遞基因的表達及結構的完整性則是新抗原產生和呈遞的基礎。DNA 損傷修復（DDR）包括DNA 直接修復、堿基切除修復（BER）和單鏈損傷修復（SS?BR）、錯配修復（MMR）等在內的多種修復過程。DDR 在維持基因組整體的完整性和穩(wěn)定性中發(fā)揮重要作用。不同的DDR 通路相互交織以維持基因組的完整和穩(wěn)定。DDR 基因突變會減弱機體抗DNA 損傷應答能力，造成基因復制錯誤累積，而腫瘤的發(fā)生是DNA 損傷對機體的遠期效應之一。突變后未得到及時修復的基因經轉錄翻譯合成新生抗原后，與HLA 分子結合，形成HLA-抗原肽復合物，提呈給T 細胞，使之活化、增殖，分化為效應T 細胞，引發(fā)抗腫瘤免疫反應［1］。

近年來，DDR 基因、抗原呈遞基因和腫瘤免疫治療獲益間的關聯(lián)逐漸被證實，其中免疫檢查點阻斷劑已在具有錯配修復缺陷的腫瘤中取得顯著效果［2］。DDR途徑受損和隨后的基因組不穩(wěn)定性與致癌過程相關；同時，由于DNA 損傷累積和修復能力受損，這些突變的積累可致腫瘤新抗原的產生；成功呈遞在腫瘤表面的新抗原能增強腫瘤細胞的免疫原性，改變腫瘤微環(huán)境中的免疫平衡，激活宿主抗腫瘤免疫反應，這類患者更有可能從免疫檢查點阻斷治療中獲益。DDR 基因和抗原呈遞基因可作為有效的免疫治療預測因子。目前，關于新生抗原相關標志物與腫瘤免疫治療的研究較多。現(xiàn)對腫瘤新生抗原通路相關標志物預測抗腫瘤免疫制劑療效的研究進展綜述如下。

1 DDR基因相關標志物

DDR 基因參與人體DDR 機制，對各種原因引起的DNA 損傷進行修復，是一類基因的統(tǒng)稱，包括POLE、TP53、MLH1、MLH2、MSH6、ATM、ATR等。

1.1 POLE DNA 聚合酶的校對是確保人類高保真度DNA 復制的關鍵因素之一。POLE 在前導鏈的校對過程中起核心作用，POLE 基因突變將會使校對功能受損，基因復制準確率降低，復制錯誤累積。POLE 突變常見于子宮內膜癌和腸癌，但在胃癌、胰腺癌、乳腺癌和腦腫瘤中較少見。已有研究顯示，POLE 突變在結直腸癌（CRC）、非小細胞癌（NSCLC）及子宮內膜癌（EC）與腫瘤免疫治療獲益相關［3］。

POLE 基因突變攜帶者患結直腸癌的風險增加。CRC POLE 突變在早發(fā)性結直腸癌中發(fā)生的頻率高，且腫瘤患者比其他類型的更年輕。POLE 突變與癌前病變、癌性病變中突出的腫瘤淋巴細胞浸潤和克隆性新抗原負荷增強有關，PD-L1 基因水平表達明顯升高，而識別由異常數(shù)量的突變產生的抗原性新表位是觸發(fā)宿主細胞有效抗腫瘤免疫應答的關鍵步驟，因此POLE 突變的CRC 是免疫檢查點抑制劑的良好候選者［4］。

POLE 突變是非小細胞癌中的罕見表型，2018年，已通過下一代測序評估了NSCLC 患者的突變頻率。結果319例患者中有9例（2.8%）出現(xiàn)突變。在發(fā)生該基因突變的NSCLC 者中，TMB、PD-L1的表達和CD8+腫瘤浸潤的淋巴細胞均較野生型高，表明POLE 突變是預測免疫治療反應的候選生物標志物［5］。

散發(fā)性EC 癌前病變中可檢查到POLE 突變，POLE 的體細胞突變是導致POLE 校對能力缺陷腫瘤發(fā)生的主要原因之一［3，6］。一方面POLE 突變的EC 患者對鉑化療耐藥性增加；另一方面POLE 突變可能通過克隆新抗原表位富集，增強腫瘤免疫原性，使得腫瘤淋巴細胞浸潤增加，顯示出良好的預后和對免疫檢查點阻斷劑的良好反應。

1.2 TP53 TP53 蛋白是一種腫瘤抑制因子，通過阻止細胞周期為DDR 提供時間，同時TP53 直接參與BER 途徑、MMR 途徑等多種DNA 修復機制對由內外源性因素導致的DNA 損傷進行修復，在免疫調節(jié)和腫瘤的惡性轉化過程中起重要作用［7］。

野生型和突變的TP53 與腫瘤免疫治療存在多種聯(lián)系。野生型TP53 可調節(jié)PD-L1 的表達。細胞中的微小RNA（miRNA）參與了細胞增殖、分化和凋亡等過程的調控。哺乳動物中的miR-34 家族由三個 成 員組成：miR-34a、miR-34b 和miR-34c，作為TP53 的下游因子，有助于TP53 發(fā)揮增殖抑制和誘導凋亡的作用［8］。野生型TP53 能與miR-34 的啟動子結合，提高其表達，然后miR-34 通過與PD-L1 的3′UTR 結合有效下調PD-L1 mRNA［9］。突變的TP53雖然會導致其腫瘤抑制功能喪失，但突變的腫瘤細胞可能通過增強腫瘤細胞免疫原性，招募腫瘤微環(huán)境中的T 淋巴細胞，PD-L1 表達去抑制等途徑增強免疫治療效果。

在TP53 突變的非小細胞癌中，TP53 突變導致腫瘤基因組的不穩(wěn)定性顯著增強，從而可能通過產生腫瘤新抗原或導致癌基因（如KRAS）突變來增強腫瘤免疫原性；由于TP53 的缺失而導致的腫瘤免疫原性的增加亦可能導致細胞毒性T 淋巴細胞向腫瘤基質的募集增加，從而增強免疫檢查點阻斷劑的療效；此外，不穩(wěn)定的TP53 突變可導致未折疊的TP53 蛋白發(fā)生改變，亦可能獨立構成增強T 細胞反應性的腫瘤特異性抗原；胰腺癌中TP53 突變亦可通過激活ARF6-AMAP1 通路，促進PD-L1 表達［10］。TP53 缺失導致腫瘤細胞中PD-L1 表達去抑制，可提高抗PD-1 和抗PD-L1 免疫檢查點阻斷劑的療效已在部分胰腺癌、非小細胞癌、卵巢癌、乳腺癌患者中得到證實。因此，TP53 是對免疫檢查點抑制劑治療反應性的一個潛在預測因子。

1.3 dMMR 和MSI DNA 錯配修復系統(tǒng)在識別和修復基因重組過程中或外部物理、化學損傷引起的堿基錯配方面起關鍵作用，保證了基因組的完整性和穩(wěn)定性。錯配修復（MMR）蛋白如MLH1、MLH2、MSH6和PMS2在DNA修復途徑中起重要作用［11］。

1.3.1 dMMR 如果錯配修復途徑中一個或多個蛋白質不表達或功能失調，這種狀態(tài)被稱為錯配修復缺陷（dMMR）。目前，幾種不同的方法被驗證并用于檢測MMR缺陷的癌癥：微衛(wèi)星序列的聚合酶鏈反應（PCR）擴增、免疫組織化學（IHC）染色測MMR蛋白、二代測序（NGS）。

MMR 基因突變已在多種實體腫瘤中被發(fā)現(xiàn)，包括大腸、子宮內膜、卵巢、胃、胰腺、輸尿管和腎盂、腦（通常是膠質母細胞瘤）、小腸腫瘤，最常見于CRC和其他胃腸道惡性腫瘤、EC 和卵巢癌。由于其在基因組穩(wěn)定性中的作用，MMR 缺乏導致體細胞突變的累積。MMR 缺陷腫瘤具有較高的體細胞突變負荷，細胞表面呈現(xiàn)多種新抗原，增強腫瘤免疫原性，極易受到免疫檢查點抑制劑的影響。MMR 缺陷的腫瘤對免疫檢查點阻斷反應更強，特別是使用針對免疫檢查點PD-L1 的藥物，PD-1/PD-L1 檢查點抑制劑在存在dMMR 的宮頸癌、CRC 和非結直腸惡性腫瘤等患者中可獲得更高的療效［12-13］。2017 年5 月，Key?truda 獲得FDA 批準用于治療攜帶高度微衛(wèi)星不穩(wěn)定性（MSI-H）或dMMR 的實體瘤患者，而不受腫瘤位置和腫瘤類型的影響；2017 年8 月，F(xiàn)DA 基于Check Mate142 研究結果批準Opdivo 用于治療MSIH 或dMMR 的成人和12 歲及以上兒童轉移性結直腸癌（mCRC）患者；2018 年，F(xiàn)DA 批準首個mCRC 免疫組合療法：Opdivo 聯(lián)合Yervoy 用于治療dMMR/MSI-H型的mCRC患者。

MMR 缺乏并不是腫瘤可快速產生新抗原的唯一機制，不能作為潛在的指標衡量免疫治療敏感性，特別是在其作為次要致癌因素的組織中［14］。與BRCA 突變相反，MMR 缺乏是乳腺癌發(fā)病機制的罕見原因，但乳腺癌中BRCA 突變與高新抗原負荷及PD-L1 表達升高有關［15-16］。表明免疫治療的現(xiàn)有生物標志物還存在不足。

1.3.2 MSI 微衛(wèi)星是散布在整個基因組的編碼區(qū)和非編碼區(qū)重復的1～6 個堿基的短DNA 序列，特別容易出現(xiàn)復制錯誤。一般來說，這些誤差可通過MMR 系統(tǒng)進行修正，以保持微衛(wèi)星的穩(wěn)定性；當MMR 系統(tǒng)由于遺傳或表觀遺傳事件而缺陷時，導致DNA 復制錯誤的積累，這種現(xiàn)象被稱為微衛(wèi)星不穩(wěn)定性（MSI）。

dMMR 和MSI 之間有很高的一致性，因此，在多數(shù)腫瘤類型中幾乎可以互換使用；但在乳腺癌中不可互換，MMR 蛋白丟失是比MSI 更常見的事件，并且顯示出腫瘤內的異質性，其他不能替換使用的腫瘤類型有待進一步研究確定［17］。復制錯誤的微衛(wèi)星序列可能指導合成具有免疫原性的蛋白質，增加免疫細胞浸潤，從而提高對免疫療法的敏感性。MSIH腫瘤具有特征性的高度突變，多肽表達豐富，可作為新抗原引發(fā)快速免疫反應。由于不穩(wěn)定和高度突變的性質，有些癌癥表達高水平的檢查點蛋白，包括PD-1和PD-L1，這使得MSI-H 腫瘤對用PD-L1/PD-1阻斷藥物的免疫療法更敏感［18］。

單靠微衛(wèi)星不穩(wěn)定性可能不足以預測對免疫檢查點抑制劑的反應。并不是所有的腫瘤新抗原能與主要組織相容性復合物MHCⅠ類分子結合，其他免疫調節(jié)機制亦可能起到促進免疫治療效果的作用，如T 細胞缺失和遺傳/表觀遺傳改變；在胃食管癌中的MSI 缺乏并不排除免疫治療獲益的可能性，而高微衛(wèi)星不穩(wěn)定腫瘤的原發(fā)性耐藥仍存在于報告的病例中。

1.4 腫瘤突變負荷（TMB） TMB 是指腫瘤組織內所評估基因的外顯子編碼區(qū)每兆堿基中發(fā)生置換、插入、缺失和突變基因的總數(shù)。

腫瘤是由腫瘤細胞亞群構成的新生物，在空間和時間上均處于不斷變化的狀態(tài)，具有時空異質性，不同的突變過程可能在腫瘤發(fā)展的不同時期起作用。突變的DNA 可能被轉錄、翻譯、加工，產生被免疫系統(tǒng)識別的新抗原，裝載到主要組織相容性復合體分子上并呈現(xiàn)在細胞表面；雖然并非所有的突變都可產生新抗原，也并非所有呈遞到細胞表面的新抗原都會被T 細胞識別，只有少數(shù)細胞表面的新抗原具有免疫原性；但腫瘤體細胞突變越多，具有免疫原性的新抗原形成的可能性就會越大。TMB 代表腫瘤抗原負荷量的估計值。據此可合理推斷，DDR損傷與TMB呈正相關，具有高TMB腫瘤對免疫檢查點阻斷劑有更好的反應性。TMB 是一項獨立于PDL1 之外的生物標志物，可與其他標志物聯(lián)合使用，研究證實當TMB 和PD-L1 同時高表達時，免疫阻斷治療效果更好［19］。

TMB 預測免疫阻斷治療效果有一定限制性。腫瘤的時空異質性不僅影響編碼突變，許多表觀遺傳機制，包括DNA 甲基化、染色質重塑和組蛋白翻譯后修飾，都可以促進腫瘤克隆多樣性。免疫原性新抗原并不是決定T細胞識別和殺傷腫瘤細胞能力的唯一因素，抗原呈遞途徑的突變亦會影響免疫阻斷治療的療效，已知的有JAK1、JAK2、B2M 等免疫相關基因；非突變蛋白的融合和翻譯后修飾產生的蛋白并不在TMB 的考慮范圍，但仍然會導致新抗原的形成；還有部分突變會產生相對其他突變而言更高質量的新抗原，這些新抗原更容易被抗原提呈細胞攝取、加工、處理并提呈給T 細胞，更高效地誘導強大的抗腫瘤效應，如癌基因病毒開放閱讀框產生的高質量抗原，這類突變的檢測結果中，可能TMB并不是最高的，但免疫阻斷治療的效果卻很好［20］。

準確的TMB 評估對于確?？煽亢涂芍貜偷刈R別那些可能從免疫治療中受益的患者至關重要。全外顯子組測序是獲得TMB 的金標準，但其成本較高，有針對性的二代測序可能更為可行。已有研究結果表明，基于NCC-GP150 panel 檢測的血液腫瘤突變負荷可作為潛在的生物標志物，識別可能從抗PD-1/PD-L1 藥物治療獲益的非小細胞癌患者［21］。在臨床應用不同的NGS panel 評估TMB 的同時，診斷標準不一致的問題應被納入考慮范圍。

1.5 ATM、ATR 和WEE1 細胞內參與DNA 損傷信號傳遞的多個基因已在諸多研究中被確認。ATR-CHK1 和ATM-CHK2 是DNA 損傷修復的兩個主要信號軸。ATM 主要傳遞DNA 雙鏈損傷信號。在CRC、胃癌、肺腺癌、胰腺導管腺癌、乳腺癌、頭頸部鱗狀細胞癌和膽囊癌中均觀察到ATM 突變；在胃癌、胰腺癌和乳腺癌中觀察到不同比例的ATM低表達。表明ATM 通路可能有一定的抗癌屏障作用。ATM 和PD-L1 表達存在關聯(lián)。骨肉瘤、肺癌、前列腺癌細胞體外培養(yǎng)實驗證明癌細胞通過激活ATM、ATR、CHK1 等DNA 損傷信號傳導途徑相關分子上調PD-L1 表達［22］；胰腺腫瘤患者ATM 低表達與PD-L1 表達呈負相關，抑制ATM 會增加PDL1 表達，增加胰腺腫瘤對PD-L1 免疫阻斷療法的敏感性，但相關機制有待繼續(xù)研究［23］。

ATR 可傳遞廣泛的DNA 損傷信號，如DNA 復制叉停滯、鏈間交聯(lián)、病毒感染和雙鏈斷裂。臨床前細胞培養(yǎng)實驗研究結果表明，抑制ATR 能下調PDL1 表達，以減弱PD-L1/PD-1 相互作用，增強癌細胞對T 細胞殺傷的敏感，這揭示了DNA 損傷修復和免疫檢查點之間潛在聯(lián)系，為ATR 抑制劑和免疫聯(lián)合治療提供了理論基礎［24］。

WEE1 是CHK1 的下游效應器，參與調節(jié)細胞G2/M 期轉換、組蛋白合成及DNA 損傷的修復，維持基因組穩(wěn)定。WEE1 在多種癌癥類型中高度表達，包括肝細胞癌、乳腺癌、宮頸癌、肺癌、鱗狀細胞癌、彌漫性橋腦膠質瘤、膠質母細胞瘤、髓母細胞瘤、白血病、黑色素瘤、卵巢癌；而在CRC、前列腺癌和NSCLC 中缺乏或下調。有癌細胞體外培養(yǎng)和小鼠模型試驗證明抑制WEE1 激酶在體內會增強腫瘤對PD-L1 單抗免疫檢查點阻斷的敏感性，為臨床抑制WEE1 激酶和激活抗腫瘤免疫的藥物組合提供了思路［25］。

2 抗原呈遞基因相關標志物

2.1 HLA 體細胞除了DDR 基因突變，導致基因組產生的錯誤不能被及時修復，產生新生抗原之外，還會發(fā)生HLA 基因突變，影響新抗原的呈遞。HLA基因復合體包括Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類基因區(qū)，其中經典的Ⅰ、Ⅱ類基因具有抗原提呈功能；HLA 分子是存在于抗原呈遞細胞表面負責抗原呈遞的蛋白質分子。在細胞內合成后的新生抗原需與HLA 分子結合形成HLA-抗原肽復合物，呈遞給T 細胞，才能引起抗腫瘤免疫反應。而腫瘤細胞可通過滅活HLA-抗原肽復合物破壞抗原提呈信號通路，導致T 細胞不能被激活并導致腫瘤免疫逃逸。

基因突變引起HLA 分子結構缺陷，正常HLA分子表達異常是不同來源的腫瘤中主要腫瘤逃逸機制。HLA 基因突變已在轉移性黑色素瘤和晚期前列腺癌患者免疫治療的耐藥機制中得到證實［26-27］。除了經典的HLA 分子影響免疫治療效果，非經典的HLA-I類分子如HLA-G抗原可通過抑制免疫活性細胞的功能在免疫耐受的建立和維持中發(fā)揮關鍵作用［28］，在某些惡性腫瘤中，如晚期多發(fā)性骨髓瘤，腫瘤細胞可通過過度表達HLA-G來逃避細胞毒性T淋巴細胞和自然殺傷細胞介導的裂解，從而導致免疫逃逸的發(fā)生。

2.2 B2M HLA-Ⅰ類分子表達在所有有核細胞表面，由兩條多肽鏈［α 鏈和β2-微球蛋白（B2M）］組成，主要識別和提呈內源性抗原肽，對HLA-Ⅰ類分子的正確折疊和轉運到細胞表面很重要，腫瘤細胞可通過B2M 突變干擾HLA-Ⅰ類分子功能來抵抗腫瘤免疫治療。B2M 突變導致HLA-Ⅰ類分子功能障礙，導致抗原提呈功能障礙，導致T 細胞殺傷活性減弱。研究表明，與接受PD-1阻斷治療的一組黑色素瘤患者中的應答者相比，無應答者B2M 位點雜合性丟失的發(fā)生率高出3倍［29］，提示B2M突變是原發(fā)性ICB耐藥的機制。然而隨著研究的深入，更多證據表明，包括黑色素瘤、大腸癌和肺癌在內的腫瘤在治療過程中獲得了B2M 突變，因此對PD-1/PDL-1 阻斷有獲得性耐藥性［30-31］，表明對B2M 突變的腫瘤亞克隆的免疫編輯在腫瘤發(fā)展中已更早存在，在免疫檢查點阻斷劑的選擇壓力下可能成為主要的耐藥機制，類似的結果在其他研究中也有證實。檢測B2M在免疫治療前和過程中表達的演變，對于T 細胞介導的癌癥免疫治療成功有重要意義。

2.3 其他 內源性抗原的提呈通路分子除了HLA、B2M 之外，還涉及低相對分子質量多肽、抗原加工相關轉運物、內質網駐留的氨基肽酶等多種分子，然而對這些分子和免疫治療療效之間的關系研究甚少。

綜上所述，DDR 基因和抗原呈遞基因有可能影響宿主的免疫環(huán)境，增強對免疫檢查點抑制劑的敏感性，改變惡性腫瘤的治療格局，但這種相關聯(lián)的細胞機制還知之甚少；將DDR 與變化的PD-L1 表達和免疫治療反應聯(lián)系起來的機制尚不明確；聯(lián)合DNA損傷劑與免疫療法治療方案的毒性和免疫抑制作用尚未解決，許多DNA 雙鏈損傷誘導藥物與免疫檢查點抑制劑的組合已進入各種疾病的臨床試驗評價，需樣本數(shù)量更大的前瞻性研究進一步驗證，助力腫瘤免疫治療發(fā)揮更大作用。已發(fā)現(xiàn)的免疫逃逸途徑關鍵分子或細胞有助于誘導持久的腫瘤排斥反應，HLA 的再表達已作為研究目標，但同時必須注意到，當前的研究簡化了腫瘤微環(huán)境的復雜性。除此之外，腫瘤內異質性也是導致癌癥致死、治療失敗和耐藥性的關鍵因素。