夏思雨，趙梓彤，李里

0 引言

肺癌是對人群健康和生命威脅最大的惡性腫瘤之一，全球范圍內(nèi)肺癌致死率極高。男女性的肺癌發(fā)病率占比分別是12%和13%。死亡率占比均為22%[1]，遠超其他癌癥類型，位居癌癥死亡人數(shù)第一位。其中非小細胞肺癌（non-small cell lung cancer,NSCLC）占所有肺癌類型的85%[2]，大多數(shù)患者在晚期確診，預后仍待改善。近年來，非小細胞肺癌的治療取得了很大的進展，患者死亡率大幅降低，除了對致癌驅(qū)動基因陽性的患者進行靶向治療，免疫檢查點抑制劑在非小細胞肺癌中的使用極大的改善了患者的預后。絲氨酸-蘇氨酸11（STK11）的體細胞突變，經(jīng)常發(fā)生在非小細胞肺癌中。STK11突變?yōu)榉蜗侔┗颊叨x了一個特殊的亞型[3]。研究發(fā)現(xiàn)肺癌基因突變與PD-1/PD-L1信號異常激活之間有相互作用[4]。對于驅(qū)動基因陽性（EGFR突變、ALK融合和ROS1融合等）的肺癌患者，免疫檢查點抑制劑療效不佳。越來越多的證據(jù)表明，非小細胞肺癌存在顯著的臨床異質(zhì)性，目前單一致癌驅(qū)動因素對此解釋不完全。因此本文綜述了STK11單基因突變和共突變對NSCLC患者免疫治療療效及其預后的影響。

1 STK11概述

STK11編碼絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶是一種位于人類染色體19p13.3上的抑癌基因，其可通過激活腺苷一磷酸（adenosine monophosphate,AMP）激活的蛋白激酶（adenosine monophosphate-activated protein kinase,AMPK）來調(diào)節(jié)細胞代謝、增殖和極性，該蛋白激酶能夠抑制哺乳動物雷帕霉素（mammalian target of rapamycin,mTOR）信號的靶點，通過此途徑控制所有真核生物的細胞生長[5]。mTOR是細胞存活、蛋白合成和轉(zhuǎn)錄的中心調(diào)控因子[6]，mTOR通過控制mRNA的翻譯、核糖體的生成和代謝，在調(diào)控細胞生長中發(fā)揮核心作用，因此抑制mTOR可以抑制腫瘤生長，導致耐藥腫瘤細胞死亡。STK11做為AMPK的主要上游激酶[7]，在細胞ATP水平下降和ADP/AMP相對水平升高的情況下激活AMPK（如葡萄糖缺乏、缺氧、組織缺血或肌肉切除引起的應(yīng)激狀態(tài)）[8]，進而促進上游激酶磷酸化AMPK激活環(huán)中的Thr172[9]。除了調(diào)節(jié)AMPK磷酸化，STK11也被證明可以有效磷酸化其他12種與AMPK相關(guān)的激酶[10-11]。結(jié)節(jié)性硬化癥蛋白1（TSC1）和結(jié)節(jié)性硬化癥蛋白2（TSC2）基因產(chǎn)物hamartin和tuberin分別是負調(diào)控mTOR信號復合體的組成部分，相應(yīng)地，結(jié)節(jié)TSC1或TSC2的失活與mTOR活性升高有關(guān)[12]，最近的研究表明，TSC2腫瘤抑制蛋白tuberin是AMPK的直接靶點，也是AMPK依賴的抑制mTOR信號轉(zhuǎn)導的關(guān)鍵介質(zhì)[13]。S6K1是哺乳動物細胞生長的重要調(diào)節(jié)因子，mTOR介導的信號增強了S6K1的表達，進而促進其下游靶點rpS6表達增加，從而促進細胞的生長和增殖，見圖1。此外，PI3K/AKT/mTOR信號通路是人類惡性腫瘤中最常見的解除控制的信號通路之一，Akt蛋白激酶在許多腫瘤中由于PI3K的功能獲得突變或PTEN的功能缺失突變而過度激活，Akt是AMPK的負調(diào)控因子和mTOR的正調(diào)控因子。這兩種途徑都涉及TSC2在不同位點的直接磷酸化，AMPK激活TSC2,Akt抑制TSC2[14]。因此，STK11對細胞的損傷修復、能量代謝、腫瘤的免疫應(yīng)答等具有重要調(diào)控作用。

圖1 mTOR信號通路中各蛋白之間的關(guān)系Figure 1 Relation between proteins in mTOR signaling pathway

2 STK11突變與肺癌免疫相關(guān)標志物

2.1 STK11突變與PD-1/PD-L1

腫瘤細胞PD-L1目前是抗PD-1/PD-L1治療的優(yōu)勢人群選擇的最常用標志物，腫瘤細胞PD-L1表達水平與其療效及預后相關(guān)，部分PD-L1陽性表達的NSCLC患者，免疫治療顯著改善患者的OS[15]，但仍有很多NSCLC患者不能從免疫治療中獲益。此前通過對非小細胞肺癌中高突變率基因?qū)γ庖邫z查點抑制劑（ICB）耐藥因素的評估，發(fā)現(xiàn)絲氨酸/蘇氨酸激酶11（STK11）的體細胞突變被認為是非鱗狀細胞（NSQ）非小細胞肺癌對ICB耐藥的潛在機制[16-18]。鑒于STK11基因組改變與腫瘤細胞PD-L1表達缺失之間的密切聯(lián)系，Skoulidis等將66例接受PD-1/PD-L1抑制劑治療的非小細胞肺癌患者組成獨特隊列研究，在一組PD-L1陽性的NSCLC中，用PD-1/PD-L1抑制劑治療STK11突變型腫瘤時，會出現(xiàn)較差的客觀緩解率（ORR）、較短的無進展生存期（PFS）和總生存時間（OS）[18]。Rizvi等報告稱，在接受PD-1/PD-L1單藥治療的晚期非小細胞肺癌患者中，STK11突變在非持久獲益組中顯著高于持久臨床獲益組（19%vs.27%）[19]，這可能是由于STK11通過突變或非突變機制失活導致了惰性腫瘤免疫微環(huán)境的產(chǎn)生和較低的PD-L1表達[20-21]，在用ICIs治療的KRAS/STK11突變型非小細胞肺癌患者的PD-L1陽性亞組中，證實STK11突變患者具有更差的臨床療效[16]，這些數(shù)據(jù)說明STK11突變是免疫逃逸的主要驅(qū)動因素，STK11突變與抗PD-1/PDL1治療的非小細胞肺癌患者的不良預后相關(guān)。

2.2 STK11突變與腫瘤突變負荷

腫瘤突變負荷（tumor mutation burden,TMB）定義為每百萬堿基中被檢測出的體細胞基因編碼錯誤、堿基替換、基因插入或缺失錯誤的總數(shù)[22]。TMB是腫瘤基因組中去除胚系突變后的體細胞突變的數(shù)目，基因水平變異可能導致蛋白表達發(fā)生變化，產(chǎn)生新抗原從而激發(fā)機體的免疫系統(tǒng)，并且TMB一直是預測免疫治療療效的研究熱點[17]。免疫檢查點抑制劑已在多種腫瘤治療中獲得顯著的臨床效果。腫瘤突變負荷（TMB）作為抗PD-1治療效果評估的最新標志物，其效果在用PD-1抗體治療有錯配修復缺陷的腫瘤中得到證實[23]，在抗PD-1/PD-L1藥物治療肺癌的部分研究表明突變負荷高低與免疫治療療效密切相關(guān)，因為在回顧性研究中，低TMB與PD-1軸抑制劑的反應(yīng)受損相關(guān)，可能是由于腫瘤免疫原性差[24]，在Skoulidis等的一項研究中，通過排除低TMB（TMBL) 腫瘤，只關(guān)注中度和高度TMB（TMBI/H）腫瘤，發(fā)現(xiàn)STK11/LKB1突變在TMBI最為顯著，STK11/LKB1在TMBI/H腫瘤中與PD-L1低表達相關(guān)，并且通過對肺腺癌患者手術(shù)切除標本中的腫瘤免疫微環(huán)境的組成進行分析，發(fā)現(xiàn)STK11/LKB1突變的腫瘤表現(xiàn)出較低密度CD3（+）T淋巴細胞（P=0.0019）和CD8（+）T淋巴細胞（P=0.0072）浸潤以及較低的PD-L1表達[18]。因此STK11突變患者的TMB水平更高，可能是由于在TME中腫瘤細胞或免疫細胞上的PD-L1與腫瘤浸潤淋巴細胞上的PD-1相互作用，從而減弱效應(yīng)性T淋巴細胞反應(yīng)，使腫瘤產(chǎn)生免疫逃逸。

2.3 STK11突變和免疫細胞浸潤

腫瘤免疫微環(huán)境（tumor immune microenvironment,TIME）評估已成為腫瘤防治的重要靶標，因為已有大量數(shù)據(jù)支持腫瘤浸潤淋巴細胞在多種不同類型腫瘤中的預后和潛在的預測意義[25]。迄今為止，在PD-L1陽性患者中，腫瘤浸潤淋巴細胞已被證明是ICI治療的指標[26]。在非小細胞肺癌中最強有力的腫瘤浸潤淋巴細胞預后標志物是CD8（+）T淋巴細胞[27]，細胞毒性CD8（+）T淋巴細胞能夠直接殺死癌細胞，而CD4（+）T淋巴細胞參與CD8（+）T淋巴細胞的激活和抑制[28]。STK11突變腫瘤的免疫微環(huán)境主要表現(xiàn)為中性粒細胞密度較高，而間質(zhì)中CD8（+）T淋巴細胞密度較低，Hiraoka等證明CD8（+）T淋巴細胞和CD4（+）T淋巴細胞的高水平是評估非小細胞肺癌患者預后的重要指標，這些細胞群體之間的合作可能比任何一個單獨群體產(chǎn)生更有效的抗腫瘤反應(yīng)[29]。Wang等通過TIMER和TISIDB數(shù)據(jù)庫發(fā)現(xiàn)在STK11突變患者中，包括B細胞、CD8（+）T淋巴細胞、CD4（+）T淋巴細胞、巨噬細胞、樹突狀細胞在內(nèi)的浸潤性免疫細胞均顯著減少。結(jié)果表明，攜帶STK11突變的患者可能具有冷腫瘤免疫微環(huán)境或免疫沙漠型，從而不能從免疫治療中獲益[30]。

3 STK11突變和肺癌相關(guān)突變與ICIs關(guān)系

3.1 STK11突變與KRAS突變

在肺癌患者中，KRAS突變是最常見的突變，27%的肺腺癌患者存在這種突變[31]，在肺腺癌KRAS突變組中，患者存活率低似乎與伴隨的TP53或STK11突變有關(guān)，而與KRAS突變狀態(tài)無關(guān)。一項研究確定STK11的突變是KRAS突變肺腺癌對PD-1阻斷產(chǎn)生耐藥性的主要驅(qū)動因素[18]。這些KRAS突變經(jīng)常伴隨著抑癌基因TP53和STK11的突變，具有KRAS單突變的患者總體存活率與野生型組相似，而同時存在TP53或STK11突變的患者總體存活率比野生型組更差[32]。肺腺癌中的基因表達分析表明，STK11突變增強了由KRAS突變誘導的基因表達并抑制了免疫相關(guān)信號[33]，最近的另一項研究表明，與STK11單突變的患者相比，KRAS/STK11共突變的非小細胞肺癌患者用ICIs作為二線或三線治療，經(jīng)歷了更差的PFS和OS[34]，此外，一項關(guān)于納入具有KRAS p.G12C突變的局部或轉(zhuǎn)移性NSCLC的CodeBreak100實驗研究，發(fā)現(xiàn)靶向KRAS p.G12C的索托拉西布（Sotorasib）在臨床Ⅱ期研究中顯著延長了患者的生存期，但在STK11共突變的亞組分析中發(fā)現(xiàn)索托拉西布對患者緩解率并無明顯影響[35]。因此KRAS/STK11共突變可能是ICIs及靶向治療在晚期非小細胞肺癌中臨床獲益減少的重要原因。

3.2 STK11突變與KEAP1突變

STK 11突變與KELCH 樣ECH 相關(guān)蛋白1（KEAP1）的突變往往同時發(fā)生，這與治療的耐藥性有關(guān)[34]。KEAP1的缺失增加了腫瘤負荷和高級別病變的百分比，表明其在腫瘤發(fā)生和發(fā)展中的重要作用[36]。Papillon-Cavanagh等通過研究發(fā)現(xiàn)30%的腫瘤患者攜帶STK11和（或）KEAP1突變（STK11-KEAP1），且為男性患者、診斷晚期的年輕患者、有吸煙史的患者居多，研究者通過在多變量模型中測試STK11和KEAP1突變對肺癌患者預后的不良結(jié)果，包括兩個基因突變之間的相互作用，結(jié)果顯示兩個基因都與較低的rwPFS相關(guān)，僅KEAP1突變的患者比僅STK11突變的患者表現(xiàn)更差，而雙突變狀態(tài)的患者預后最差，表明STK11和KEAP1突變具有累加效應(yīng)[37]。通過對非小細胞肺癌中STK11和KEAP1突變的綜合分析表明，無論治療類別如何，這些突變往往會導致不良預后。Gadgeel等對STK11和KEAP1突變與KEYNOTE-189療效結(jié)局相關(guān)性的探索性分析結(jié)果表明在突變可評估人群（n=289）中STK11和KEAP1突變的發(fā)生率分別為18.7%和23.5%，受試者同時具有兩種突變的發(fā)生率為10%。具有STK11或KEAP1突變的受試者的中位PD-L1腫瘤比例評分（TPS）往往低于沒有這些突變的受試者。與沒有STK11和KEAP1突變的受試者相比，具有這些突變的受試者TMB評分有升高的趨勢，不論STK11/KEAP1突變狀態(tài)如何，與安慰劑加化療組相比，帕博利珠單抗加化療組的OS得到改善[38]。在KEYNOTE-042研究中MOT等也得到了相似的結(jié)果，在突變可評估人群（n=429）中，STK11和KEAP1突變的發(fā)生率分別為7.7%和14.9%，STK11-KEAP1共突變率為2.8%。具有STK11突變的受試者PD-L1表達降低，STK11/KEAP1突變的受試者具有更高的TMB，且不論有無STK11/KEAP1突變，帕博利珠單抗單藥治療PD-L1陽性（TPS≥1%）局部晚期/轉(zhuǎn)移性NSCLC患者相比鉑類為基礎(chǔ)的化療改善了OS[39]。表明STK11基因突變不能作為預測免疫療效的指標。

回顧性的研究表明，對比STK11突變型和野生型的差異，STK11突變共存于更多突變的KRAS和KEAP1和更少突變的TP53中。STK11突變的患者PD-L1的表達較低、免疫細胞浸潤較少，但是攜帶STK11突變的患者具有更高的TMB評分。對于接受免疫檢查點抑制劑治療的患者，STK11突變組的預后更差，接受免疫檢查點抑制劑治療的STK11突變患者中位生存期較短，闡明了STK11突變患者不能受益于免疫檢查點抑制劑[30]。

4 總結(jié)與展望

STK11基因突變的患者在接受免疫檢查點抑制劑治療后往往效果不佳，研究表明，在局部晚期/轉(zhuǎn)移性NSCLC中STK11突變與免疫細胞浸潤減少、PD-L1低表達有關(guān)。同時STK11突變是免疫檢查點抑制劑治療耐藥性的主要預測因素，部分獨立于PD-L1表達和TMB，KRAS和STK11的共突變導致肺腺癌患者存活率低，而當STK11、TP53及KRAS基因一同突變時，患者又有著很顯著的療效及預后優(yōu)勢。對于其他少見共突變，STK11與SMARCA4共突變縮短了患者的總生存期疾病的無進展生存期[40]。KEAP1和STK11具有相似的突變頻率，與單突變和野生型患者相比，共突變腫瘤的存活率較低。因此，多基因組合檢測在臨床工作中有重要意義，有必要探索更多基因突變/共突變對患者療效和預后的影響，以更好的指導臨床實踐。

隨著對非小細胞肺癌基因組的理解加深，致癌驅(qū)動基因狀態(tài)改變已經(jīng)成為治療非小細胞肺癌的重要標志。基于目前研究結(jié)果，驅(qū)動基因陽性的非小細胞肺癌患者較陰性患者從免疫治療中獲益小，基因突變狀態(tài)在免疫治療中的療效以及預測價值有著無限的可能性，未來的挑戰(zhàn)應(yīng)是對非小細胞肺癌中所有基因并存突變的治療效用進行分類、功能化和系統(tǒng)化評估，對于基因突變的NSCLC患者，未來以免疫治療為基礎(chǔ)的聯(lián)合治療應(yīng)該得到更廣泛的研究，從而為非小細胞肺癌患者帶來更好的臨床療效。