JTO：肺腺癌KRAS突变，STK11及KEAP1突变显著降低免疫疗效

免疫检查单抑制剂（ICI）显著延长了肺癌患者的生存时间，但可以从中获益的转移性非小细胞肺癌 (NSCLC) 患者仍有限。PD-L1表达和高TMB与免疫治疗获益相关，不过仍难以显著区分获益人群，亟需要其他预测疗效和耐药的生物标志物以优化治疗策略。

驱动基因阳性的肺腺癌（LUAD）患者中，KRAS突变比例较大，STK11和/或KEAP1共突变作为KRAS突变肺癌的重要子集，具有独特的生物学特征和治疗敏感性。STK11基因调节包括代谢、生长和极性在内的多种细胞功能；约15%的肺腺癌存在STK11缺失，与PD-L1表达缺乏、肿瘤浸润性细胞毒性CD8+T淋巴细胞减少有关，并介导KRAS突变患者ICI治疗耐药。KEAP1则为Nrf2的负调控因子，能够间接影响氧化损伤反应。约20%的非小细胞肺癌患者存在KEAP1缺失，与小鼠模型中以CD8+T细胞和 NK细胞浸润降低为特征的免疫抑制微环境有关。但在晚期肺腺癌患者中，KEAP1缺失与免疫疗效相关性尚存在争议。

由于STK11和KEAP1突变经常在NSCLC中同时发生，本研究试图确定单个基因突变是否独立影响免疫治疗预后，并了解这种影响在KRAS突变以及KRAS野生型患者中是否具有相同作用机制。

研究方法

研究纳入两个独立队列（Dana-Farber 癌症研究所和麻省总医院 [DFCI/MGH 队列] 和纪念斯隆凯特琳癌症中心和MD安德森癌症 [MSKCC/MDACC 队列]） ，并具有全基因组测序数据。

研究结果

研究共纳入了接受PD-(L)1抑制剂治疗的1261例晚期肺腺癌患者，其中 620例（49.2%）来自DFCI/MGH队列，641例（50.8%）来自 DFCI/MGH 队列。KRAS/STK11、KRAS/KEAP1、STK11/KEAP1共突变发生率分别为10.9%(138/1261)、8.4%(101/1202)和9.4%(113/1202) 。

一、KRAS、STK11、KEAP1突变状态对 PD-L1 表达和TMB的影响

1. 当按KRAS状态分层时，无论KRAS突变与否，STK11突变患者PD-L1表达均显著降低；而KEAP1突变仅与KRAS突变患者PD-L1表达降低相关，对KRAS野生型无影响（图1A-B）。

图1：不同情况下，PDL1表达及TMB

2. 当按TMB状态分层时，STK11突变、KEAP1突变仅在KRAS突变患者中具有较高的TMB，而在KRAS野生型中未观察到差异（图1C-D）。

二、STK11/KEAP1突变状态对KRAS突变/野生患者接受PD-1抑制剂治疗临床预后的影响

1. KRAS/STK11共突变患者，ORR、mPFS和 mOS更差，但不影响KRAS野生型患者（图2A-B ，图3)。STK11突变是免疫治疗PFS（HR1.46，P=0.01）和 OS（HR 1.73，P=0.002）较差的独立预测因子。另外，不论PD-L1表达如何（<1%、1-49%和≥50%），KRAS/STK11共突变接受免疫治疗疗效更差。 对于KRAS三种常见突变（G12C/V/D）也是如此。

图2：根据不同KRAS状态，STK11/KEAP1突变患者使用免疫治疗的ORR

2. KRAS/ KEAP1共突变患者，免疫治疗疗效明显降低，但不影响KRAS野生型患者（图2C-D，图4）。KEAP1突变是免疫治疗PFS（HR1.46，P=0.01）和 OS（HR 2.44，P<0.0001）较差的独立预测因子。另外，对于PD-L1表达<1%、1-49%的患者，KRAS/KEAP1共突变接受免疫治疗疗效更差。对于KRAS三种常见突变（G12C/V/D）也是如此。

左图，图3. 根据不同KRAS状态，STK11突变患者使用免疫治疗的PFS、OS；右图，图4. 根据不同KRAS状态，KEAP1突变患者使用免疫治疗的PFS、OS。

3. TCGA数据库中，STK11和KEAP1突变不影响DFS、OS。另外，DFCl数据库中，STK11和KEAP1突变显著降低了一线含铂化疗的疗效（ORR、PFS ），但不影响KRAS野生型患者。

4. EGFR突变或ALK重排，以及从不吸烟者的肺腺癌患者通常对免疫治疗欠佳。在排除EGFR/ALK阳性和从不吸烟者的患者后，STK11、KEAP1突变不影响KRAS野生型患者。

5. 因为STK11和KEAP1突变会同时发生，研究了两者是否是独立的预测因子。在KEAP1野生型患者中，发现KRAS/STK11突变显著降低ORR、mPFS更短；在STK11野生型患者中，发现KRAS/KEAP1突变不影响免疫治疗的ORR，但显著降低mPFS、mOS。证实了STK11 和 KEAP1 突变是独立的免疫疗效预测因子，共突变时疗效更差。

图5. KRAS突变，与STK11/KEAP1共突变患者的ORR、PFS、OS

三、基因本体学分析表明，根据KRAS突变状态，STK11和KEAP1突变具有不同的转录组学特征

对TCGA数据库中513例肺腺癌患者的RNA测序数据进行分析，根据KRAS/STK11和KRAS/KEAP1共突变状态分层。与 KRAS突变/STK11野生型相比，KRAS突变/STK11突变中参与免疫介导过程的 13 条通路显著下调（图 6A）。KRAS突变/KEAP突变患者中，发现涉及11免疫相关通路的下调（图 6B）。

四、细胞类型富集分析表明，根据KRAS突变状态，STK11和KEAP1突变肿瘤具有不同的免疫表型

与KRAS突变/STK11突变的患者相比，KRAS突变/STK11野生型的患者存在6种免疫细胞的显著富集，包括M1巨噬细胞、M2巨噬细胞、粒细胞、祖细胞、CD4阳性的效应记忆细胞、B细胞。类似的，相较于KRAS突变和KEAP1突变同时发生的患者，KRAS突变/KEAP1野生型的肿瘤患者则存在CD8阳性T细胞、记忆T细胞、幼稚T细胞和B细胞的富集。而无论STK11、KEAP1基因状态如何，这种差异在KRAS野生型患者中均未观察到。

小  结

1. 本研究证实，STK11及KEAP1常见突变是KRAS突变肺腺癌的重要亚型，应用免疫治疗后具有独特免疫特征及不良预后，但在KRAS野生型患者中无此影响。另外，本研究发现KRAS突变与STK11或KEAP1突变患者应用铂类化疗后的预后更差，可能不止具有免疫治疗预测作用。

2. KRAS G12C抑制剂有效率约35% ~ 45%；另外临床前数据显示，KRAS G12C抑制能够通过CD8阳性T细胞、巨噬细胞和树突状细胞重新激活抗肿瘤免疫。以上表明，KRAS抑制剂可能与免疫检查点抑制剂产生协同作用。目前，“Sotorasib和Adagrasib联合帕博利珠单抗”治疗具有KRAS G12C突变的晚期NSCLC患者的I/II期试验正在进行中（NCT03600883、NCT04613596）。

参考文献

Ricciuti B, Arbour KC, Lin JJ, et al. Diminished Efficacy of Programmed Death-(Ligand)1 Inhibition in STK11- and KEAP1-Mutant Lung Adenocarcinoma Is Affected by KRAS Mutation Status. J Thorac Oncol. 2022 Mar;17(3):399-410. doi: 10.1016/j.jtho.2021.10.013.