免疫治疗使非小细胞肺癌（NSCLC）进入了新的时代，然而并不是所有患者都能从免疫治疗中获益，一般来说，PD-L1表达越高的患者接受PD-1/PD-L1抑制剂治疗的效果越好。除了PD-L1的表达之外，目前缺乏NSCLC患者对免疫治疗应答的其他生物标志物。
最近的研究表明，肠道菌群与免疫检查点抑制剂（ICI）的疗效有关[1]。小鼠实验表明，ICI的抗肿瘤活性需要肠道菌群的存在[2]；在免疫治疗前使用抗生素明显降低了临床疗效[3]；越来越多的证据证明肠道菌群在肿瘤免疫治疗中发挥了重要作用。
其中，多样化的菌群和特定细菌（特别是Akkermansia muciniphila，简称Akk菌）的存在与良好的临床反应有关。Akk菌是肠道中的常驻菌，因其在许多疾病中的有益作用，曾被冠以“万能菌”、“明星菌”、“前途无量菌”的称呼。于是，科学家推测Akk菌可能成为预测晚期NSCLC患者对ICI治疗反应的生物标志物。
为了验证这一假设，来自法国古斯塔夫罗西研究所的Laurence Zitvogel教授领衔的团队开展了一项有关Akk菌作为ICI疗效的生物标志物的最大的宏基因组前瞻性研究，这项重要的研究成果近日发表在著名期刊《自然·医学》上[4]，他们发现肠道菌群与NSCLC患者对PD-1抑制剂治疗的反应有关，Akk菌的存在能够改善患者的临床疗效，但过多的Akk菌与较差的预后相关。
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该研究纳入了338名接受一线或二线PD-1抑制剂治疗的晚期NSCLC患者，收集了患者在免疫治疗前的粪便标本，分析了肠道菌群与患者对免疫治疗的反应及预后的关系。
结果显示，131名（39%）患者的肠道中检测到了Akk菌（Akk+），另外207名（61%）患者的肠道中没有检测到Akk菌（Akk-）。Akk+和Akk-患者的基线临床特征相似，其中69名（20%）患者在免疫治疗前60天使用过抗生素，Akk+和Akk-患者的抗生素方案和频次无统计学差异（P=0.68）。
首先，研究人员分析了Akk菌与患者预后的关系。在客观缓解率（ORR）上，Akk-组为18%，Akk+组明显增加，达28%（P=0.04）；在中位总生存期（OS）上，Akk-组为15.4个月，Akk+组明显延长，达18.8个月（HR=0.72，95% CI：0.73-1.62，P=0.03）。
根据治疗线进行分组，发现在86名单独接受一线ICI治疗的患者中，Akk-组和Akk+组的ORR分别为19%和41%（P=0.016），Akk+组中59%的患者在12个月后仍然存活（OS≥12），而Akk-组只有35%的患者能够长期生存（P=0.04）。在243名接受二线ICI治疗的患者中，Akk-组的中位OS为13.4个月，Akk+组明显延长，达18.8个月，（HR=0.70，95% CI：0.50-0.98，P=0.04）。可见，肠道中Akk菌的存在与更好的预后相关。
Akk菌与免疫治疗的临床获益有关
a、c. 所有患者；b. 单独接受一线ICI治疗的患者；d. 接受二线ICI治疗的患者
Akk菌的存在是否会影响患者的肠道菌群和肿瘤微环境呢？菌群分析表明，Akk+组的香农多样性比Akk-组更高（P
接下来，研究人员根据患者的OS进一步划分亚组，在Akk+患者中，OS≥12个月与OS，但在Akk-患者中未观察到这种差异（P=0.07）。这提示Akk菌的存在与患者的肠道菌群和肿瘤微环境相关。
既然Akk菌的存在与更好的预后相关，那么是不是Akk菌越多，预后越好呢？带着这一问题，研究人员进一步分析了Akk菌的相对丰度与临床疗效之间的关系。数据显示，Akk+患者中Akk菌的相对丰度在0.035%-66.210%之间，通过多变量Cox模型把相对丰度4.799%为定最佳截断值，将Akk+患者分为“Akk低”组和“Akk高”组。与Akk-组和“Akk高”组相比，“Akk低”组的香农多样性更高（P=0.00003），微生物群落结构也存在明显差异（P=0.0001，P=0.0003）。
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Kaplan-Meier生存曲线显示，“Akk低”组的中位OS明显长于“Akk高”组（27.2个月vs.7.8个月，HR=0.38，95% CI=0.22-0.65，P=0.0005）和Akk-组（27.2个月vs.15.5个月，HR=0.63，95% CI=0.44-0.91，P=0.0150）。
然后，研究人员又根据PD-L1表达与否和Akk菌的相对丰度将所有患者分为6个组，他们发现与PD-L1表达相比，Akk菌与患者的预后关系更加密切（P=0.012），并且与二分法（Akk-、Akk+）相比，三分法（Akk-、“Akk低”、“Akk高”）能够更准确地预测OS（P=0.0009）。
另外，研究人员还分析了抗生素使用对Akk菌相对丰度和患者预后的影响。他们发现与未使用抗生素的患者相比，使用了抗生素的患者的香农多样性降低、群落组成改变，“Akk高”患者的比例更多（40%vs.19%，P=0.023）。在预后方面，“Akk低”、Akk-、“Akk高”三组患者的预后逐渐变差。使用了抗生素的患者的预后比没有使用抗生素的患者的预后更差。这些结果表明，抗生素的使用与过多的Akk菌和较差的预后有关。
抗生素的使用与过多的Akk菌及预后有关
最后，研究人员对肺癌小鼠进行了粪菌移植（FMT）实验，进一步验证了Akk菌的有益作用。实验结果表明，接受不含Akk菌的FMT的小鼠不能对PD-1抑制剂产生应答，而补充Akk菌可以使小鼠恢复对PD-1抑制剂的反应。
补充Akk菌能够增强PD-1抑制剂的疗效
Iso：空白对照；αPD-1：PD-1抑制剂治疗
总的来说，肠道中的Akk菌与NSCLC患者的预后密切相关，是患者对ICI应答的一个可靠生物标志物。具体而言，Akk菌的存在可以改善患者的预后，但过多的Akk菌反而会降低存活率，抗生素使用与过多的Akk菌和更差的预后相关，因此，在接受免疫治疗前后应尽量避免使用抗生素。
参考文献：
[1] Routy, B., E. Le Chatelier, L. Derosa, et al., Gut microbiome influences efficacy of PD-1-based immunotherapy against epithelial tumors. Science. 2018, 359(6371): 91-97.
[2] Vétizou, M., J.M. Pitt, R. Daillère, et al., Anticancer immunotherapy by CTLA-4 blockade relies on the gut microbiota. Science. 2015, 350(6264): 1079-1084.
[3] Derosa, L., M.D. Hellmann, M. Spaziano, et al., Negative association of antibiotics on clinical activity of immune checkpoint inhibitors in patients with advanced renal cell and non-small-cell lung cancer. Ann Oncol. 2018, 29(6): 1437-1444.
[4] Derosa, L., B. Routy, A.M. Thomas, et al., Intestinal Akkermansia muciniphila predicts clinical response to PD-1 blockade in patients with advanced non-small-cell lung cancer. Nat Med. 2022.
责任编辑丨应雨妍