前沿探索新发现！揭示晚期HER2阴性乳腺癌免疫治疗反应的关键预测因子
前沿探索新发现！揭示晚期HER2阴性乳腺癌免疫治疗反应的关键预测因子
近期，中国医学科学院肿瘤医院徐兵河院士团队在HER2阴性晚期乳腺癌免疫治疗领域取得重要突破。团队开展的多中心II期临床研究首次将节拍化疗与免疫治疗相结合，并通过质谱流式细胞术分析发现了新的生物标志物，为个体化免疫治疗提供了新的预测模型。
近期，中国医学科学院肿瘤医院徐兵河院士、马飞教授、莫红楠教授团队牵头开展的一项比较节拍化疗、常规化疗及抗血管生成治疗联合PD-1抑制剂特瑞普利单抗在HER2阴性晚期乳腺癌中疗效和安全性的多中心II期临床研究（NCT04389073）再次取得重要进展，其生物标志物探索性分析结果全文发表于国际知名期刊《临床和转化医学》（Clinical and Translational Medicine，IF=7.3）[1]。该研究采用了基于贝叶斯适应性随机化的设计，是全球首个将节拍化疗联合免疫治疗的治疗理念应用于HER2阴性晚期乳腺癌的临床研究，其主要结果全文发表在国际医学权威期刊《自然-医学》（Nature Medicine，IF=58.7）（点击查看详情）[2]。在此基础上，研究团队通过质谱流式细胞术（CyTOF）分析了57例接受抗PD-1免疫联合治疗的晚期HER2阴性乳腺癌患者的外周血单核细胞（PBMCs），发现外周血中CD39+调节性T细胞（Tregs）和CCR2+单核细胞来源的树突状细胞（moDCs）的水平与免疫治疗反应相关。高水平的CD39+ Tregs与较差的免疫治疗反应相关，而高水平的moDCs则与更好的免疫治疗反应相关。此外，基于这两种细胞亚群，研究者构建了一个预测模型，能够有效预测患者的无进展生存期（PFS），并在外部数据集中验证了其预测性能。这些发现不仅为晚期HER2阴性乳腺癌患者的个体化免疫治疗提供了新的思路，还为未来开发针对CD39和CCR2的联合治疗策略奠定了基础。
中国医学科学院肿瘤医院马飞教授、莫红楠教授为本文的共同通讯作者。
研究回顾：
该研究是全球首个将节拍化疗联合免疫治疗的治疗理念应用于HER2阴性晚期乳腺癌临床研究中的随机对照II期研究。其阶段性成果曾亮相于2023年第46届圣安东尼奥乳腺癌研讨会（SABCS）（点击查看详情）[3]以及2023年欧洲肿瘤内科学会免疫肿瘤大会（ESMO-IO）（点击查看详情）[4]，并于2024年全文发表在高分权威期刊《自然-医学》（Nature Medicine，IF=58.7）（点击查看详情）上[2]。研究创新性地采用贝叶斯适应性随机化设计，证实了相比于传统化疗，特瑞普利单抗联合VEX（环磷酰胺+卡培他滨+长春瑞滨）节拍化疗更高效、低毒，ORR为18.5%，DCR达69.7%，并且生存获益最优，中位PFS达6.6个月，中位OS达42.6个月。该研究不仅革新了乳腺癌这类免疫“冷”肿瘤在免疫联合治疗方案选择上的传统观念，还为未来乳腺癌免疫治疗领域的研究提供了明确的方向指引。
基于该研究，研究者首次通过CyTOF全面解析了晚期HER2阴性乳腺癌患者PBMCs的免疫图谱，结合纵向样本分析，筛选出与抗PD-1治疗反应相关的潜在预测性生物标志物，构建免疫治疗预后预测模型，以期指导个体化免疫治疗。
研究设计
此次生物标志物探索性分析，研究者纳入了该II期研究（NCT04389073）中的57例接受特瑞普利单抗联合化疗的晚期HER2阴性乳腺癌患者，基于6个月PFS，将患者分为应答者（R，PFS≥6个月，n=19）和非应答者（NR，PFS<6个月，n=38）。分别在初始给药前、完成2个周期的治疗后以及疾病进展后三个时间点收集患者的外周血样本，分离出PBMCs并进行CyTOF分析。研究者通过CyTOF检测了42种标记物，涵盖T细胞、B细胞、自然杀伤（NK）细胞、树突状细胞（DCs）和单核细胞等多种免疫细胞亚群，以识别与治疗反应相关的免疫细胞亚群，并探讨这些亚群在治疗中的动态变化，构建预后预测模型并进行验证。
研究结果
两组患者的基线临床病理特征无显著差异。对应答者和非应答者的免疫细胞亚群的全面分析显示，应答者的外周血中T细胞的比例较高，而单核细胞比例较低，但差异未达到统计学显著性。为了明确具体预测治疗效果的免疫细胞亚群，研究者通过手动门控和无监督聚类分析了T淋巴细胞和髓系细胞。
活化的Tregs是免疫治疗不良临床结局的强预测因子
分析T细胞亚群发现，应答者的CD4+ 中央记忆T细胞（Tcm）水平较高，而Tregs和CD8+ 效应记忆T细胞（Tem）水平较低。非应答者的CD39和HLA-DR表达显著升高，而PD-1和CTLA-4的表达无显著差异。进一步分析显示，基线时，非应答者的CD39+ Tregs和CD161+ CD8+ Tem水平显著高于应答者的（调整后的p值分别为0.031和0.097）（图1）。以上分析表明，高水平的CD39+ Tregs可能与接受抗PD-1治疗不良结局相关，提示其在预测治疗疗效方面具有潜在应用价值。
图1 CD39+ Tregs（T-C07）和CD161+ CD8+ Tem（T-C15）在应答者（R）和非应答者（NR）中的比例具有显著差异
原发耐药的可能原因：免疫抑制性T细胞无法被PD-1抑制剂阻断
通过对不同T细胞亚群之间的相关性分析发现，CD39+ Tregs的丰度与CD161+ CD8+Tem呈显著正相关，而与初始CD8+ T细胞（C13）呈负相关（仅在非应答组中显著存在）。非应答者中CD39+ Tregs与PD-1+ CD4+ T细胞呈显著正相关，且CD39+ Tregs与初始CD8+ T细胞呈负相关（图2），提示这些免疫抑制性T细胞可能通过协同作用增强免疫抑制效应，导致免疫治疗原发性耐药。通过对免疫亚群的动态变化的纵向分析显示，治疗后T细胞的PD-1表达及PD-1+ CD4+耗竭T细胞显著减少，但CD39+ Tregs显著增加，表明单纯PD-1抑制剂无法有效逆转CD39+ Tregs介导的免疫抑制。
图2 纵向分析CD39和PD-1的表达以及CD39+ Tregs（T-C07）和PD-1+ CD4+ T细胞（T-C08）的比例
髓系细胞中CCR2+ moDCs与免疫治疗反应呈正相关
研究分析了髓系细胞亚群与免疫治疗反应的关系，发现基线时，应答者的活化的CCR2+ moDCs水平显著高于非应答者（调整后p=0.037）。此外，CCR2+ moDCs在应答者中与其他树突状细胞（如CCR6+CXCR3+cDCs）呈显著正相关，而在非应答者中与髓系抑制细胞（M-MDSCs）呈显著正相关，提示了髓系细胞亚群在免疫治疗中的不同作用机制。此外，CCR2+ moDCs在应答者中与终末分化的CD8+ T细胞呈显著负相关，而在非应答者中与初始CD4+T细胞呈显著负相关，表明其可能通过影响T细胞免疫反应来调节治疗效果（图4）。以上分析揭示了CCR2+ moDCs可作为预测免疫治疗反应的潜在预测性生物标志物。
图3 两组骨髓细胞亚群中 M-C12（CCR2+ moDC）的比例差异
“乳腺癌免疫治疗预测评分”模型有效预测免疫治疗的PFS
为了进一步明确与疗效相关的免疫细胞亚群对患者PFS的预测潜力，研究人员将以上分析中识别出的两种免疫细胞亚群（CD39+ Tregs和CCR2+ moDCs）整合到一个名为“乳腺癌免疫治疗预测评分（Breast Cancer Immunotherapy Predictive Score）”的模型中。该模型能够有效预测患者的PFS，6个月、12个月和18个月PFS的ROC曲线下面积（AUC）值分别为0.809、0.787和0.726。该模型在三个治疗队列中均表现出稳健的预测性能，并在外部单细胞数据集（GSE189125，包括接受免疫治疗的14例黑色素瘤患者）中验证了其有效性（AUC=0.64）（图5）。此外，探索性单变量分析显示，T-C07（CD39+ Tregs）是治疗反应和PFS的独立预后因子。
图4 （A）“乳腺癌免疫治疗预测评分”模型在6个月、12个月、18个月PFS分层中的ROC曲线；(B) 各风险评分组的无进展生存期Kaplan–Meier生存分析
研究结论
本研究通过系统解析晚期HER2阴性乳腺癌患者的外周血单核细胞免疫图谱，揭示了CD39+Tregs和CCR2+ moDCs作为预测抗PD-1治疗疗效的潜在预测性生物标志物，并构建了“乳腺癌免疫治疗预测评分”模型，可有效预测患者PFS。这些发现为晚期乳腺癌患者的免疫治疗的选择提供了非侵入性的预测生物标志物，并为未来的个体化治疗策略开发奠定了基础。未来需进一步研究并验证其临床转化价值，深入探索相关生物学机制，以期进一步改善乳腺癌患者的生存预后。
参考文献：
Wei Y, Ge H, Qi Y, et al. Predictive circulating biomarkers of the response to anti-PD-1 immunotherapy in advanced HER2 negative breast cancer. Clin Transl Med. 2025;15(3):e70255. doi:10.1002/ctm2.70255.
Mo H, Yu Y, Sun X, et al. Metronomic chemotherapy plus anti-PD-1 in metastatic breast cancer: a Bayesian adaptive randomized phase 2 trial. Nat Med. 2024;30(9):2528-2539. doi:10.1038/s41591-024-03088-2
Mo H, Sun X, Zhai J, et al. Abstract RF01-06: Efficacy and safety of toripalimab plus metronomic chemotherapy in HER2 negative metastatic breast cancer: a multicenter phase II trial based on a Bayesian adaptive randomized design[J]. Cancer Research, 2024, 84(9_Supplement): RF01-06.
Mo, H. et al. 99P Efficacy and safety of toripalimab plus metronomic chemotherapy in HER2-negative metastatic breast cancer. Immuno-Oncology and Technology, Volume 20, 100571.
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