The authors’ full names, academicde‐ grees, and affiliations are listed in the Appendix. Dr. Cercek can becontacted at cerceka@mskcc.org or at Memorial Sloan Kettering Cancer Center,1275 York Ave., New York, NY 10065. Dr. Diaz can be contacted atldiaz@mskcc.org or at Memorial Sloan Kettering Cancer Center, 1275 York Ave.,New York, NY 10065.翻译：佟伟华 吉林大学第一医院 梁逸超 中国医科大学盛审校：李绍堂 温州医科大学附属第一医院
背景：直肠手术切除前行新辅助化疗和放疗是局部进展期直肠癌的标准治疗方法。错配修复缺陷是直肠癌的一个亚组。由于错配修复缺陷的结直肠癌在转移性疾病的情况下对程序死亡因子-1 (programmed death-1，PD-1)的阻断有反应，因此我们假设检查点阻断可能对错配修复缺陷的局部进展期直肠癌患者有效。
方法：我们发起了一项前瞻性2期研究，在这项研究中，每3周给予单剂多塔利单抗 (dostarlimab，一种抗PD-1单克隆抗体)治疗错配修复缺陷II或III期直肠腺癌患者，为期6个月。该治疗之后施行标准的放化疗和手术。在多塔利单抗治疗完成后临床完全缓解的患者将不继续进行放化疗和手术。主要研究终点是多塔利单抗治疗完成后12个月的持续临床完全缓解，或多塔利单抗治疗完成后伴或不伴放化疗的病理完全缓解，以及新辅助多塔利单抗治疗伴或不伴放化疗的总体缓解。
结果：共有12例患者完成了多塔利单抗治疗并接受了至少6个月的随访。所有12例患者(100%；95%可信区间，74 -100)临床完全缓解，磁共振成像、18F-氟脱氧葡萄糖正电子发射断层扫描、内镜评估、直肠指检或活检均无肿瘤证据。在撰写本文时，无患者接受放化疗或手术治疗，随访期间(6-25个月)无进展或复发病例报告。没有3级或以上级别不良事件的报道。
结论：错配修复缺陷，局部进展期直肠癌对单药PD-1阻断剂高度敏感。需要更长的随访时间来评估反应的持续时间。(由西蒙和伊芙·科林基金会等资助；ClinicalTrials.gov号码：NCT04165772。)
局部进展期直肠癌一般采用包括化疗、放疗和手术的多模式治疗。目前的证据支持的一种新辅助治疗策略，即氟嘧啶联合奥沙利铂诱导化疗，随后进行放化疗，然后进行手术1-3。该方法可使高达四分之一的患者病理完全缓解，但也导致明显的并发症和毒性作用，包括肠道、泌尿和性功能障碍；不孕症；并降低了相当一部分患者的生活质量4-6。在接受手术的病人中，切除直肠是要改变生活方式的，通常需要永久性的结肠转流造口6,7。考虑到手术并发症和病理完全缓解的高频率结果，保留器官的非手术治疗越来越受到关注。通过新辅助治疗实现的临床完全缓解作为病理完全缓解的替代，为患者提供了一种非手术治疗的选择，其生存率与接受手术切除的患者相似8-11。
大约5-10%的直肠腺癌是错配修复缺陷，这些肿瘤包括局部进展期直肠癌的新辅助化疗对标准化疗方案的反应很差12-14。免疫检查点阻断剂已被证明是对错配修复缺陷转移性结直肠癌患者以及难治性患者的一线治疗非常有效，其客观缓解率为33-55%，临床缓解的持久性显著，并延长了总生存期15-17。
基于转移性疾病所带来的益处，我们假设单药程序性死亡因子-1 (PD-1)阻断剂可能对错配修复缺陷的局部进展期直肠癌有益。为了验证这一假设，我们启动了一项2期研究，以调查该患者群体中使用PD-1抑制剂—多塔利单抗进行新辅助治疗的总体反应和持续临床完全缓解的频率。
方 法
患者
如果患者年龄在18岁或以上，且存在错配修复缺陷，且根据标准临床标准诊断为II期或III期直肠癌，则有资格入选。采用显色免疫组织化学方法检测MLH1、MSH1、MSH6和PMS2的表达缺失，确定错配修复状态。分期通过标准磁共振成像(MRI)确认，根据直肠肿瘤的指定方案进行分期;胸部、腹部和盆腔的计算机断层扫描(CT)；和结肠镜检查。正电子发射断层扫描(PET)是根据目前的研究方案进行的，可在NEJM.org上获得本文的全文。患者需要具有东部协作肿瘤学组(ECOG)表现状态评分为0或1分(在5分的量表中，数字越高表明越致残)，且无远处转移的证据。其他关键的合格标准包括:既往未接受直肠肿瘤的免疫治疗、化疗或放疗，无活动性自身免疫性疾病、活动性感染性疾病，或最近(在过去7天内)接受免疫抑制治疗。
研究设计
在这项单组、前瞻性2期研究中，每3周静脉注射500 mg新辅助多塔利单抗，持续6个月(9个周期)，随后是标准放疗(总剂量为28分5040cGy)，同时以标准剂量给予卡培他滨，然后进行全直肠系膜切除。在完成诱导抗PD-1治疗或放化疗后，临床完全缓解的患者(定义如下)随后接受非手术随访(补充附录中的图S1，可在NEJM.org获取)。
在基线(治疗前)、6周、3个月、6个月以及治疗开始后每4个月，通过内镜和直肠指检评估患者的临床反应。直肠T2加权和弥散加权MRI18,18F-FDG-PET, CT分别在基线、3个月、6个月以及治疗开始后每4个月进行一次胸腹和盆腔的检查。每次内镜检查时进行肿瘤活检。如果患者有临床症状进展，应尽早进行所有评估。
肿瘤反应是根据直肠T2加权和弥散加权MRI、内镜评估和直肠指检来确定的19。临床完全缓解被定义为直肠指诊和内镜检查无残留病变，以及直肠MRI无残留病变，T2加权成像无扩散受限。
研究监督
这是一项由研究者发起的研究。该原型得到了纪念斯隆凯特琳癌症中心（MSKCC）机构伦理审查委员会的批准。所有患者在纳入研究前根据《赫尔辛基宣言》的原则提供书面知情同意。作者保证数据的完整性和准确性以及研究对协议的保真度。
研究终点
该研究正在评估两个主要终点，计划招募30名患者。一个终点是在多塔利单抗治疗完成后12个月的持续临床完全缓解(未接受手术的患者)或在多塔利单抗治疗完成后伴或不伴放化疗的病理完全缓解(接受手术的患者)。病理完全缓解（PCR）在方案中被定义为手术标本的组织学检查中没有残留癌。另一个终点是加或不加放化疗的新辅助多塔利单抗治疗的总体反应。这里只报告第二个端点。总体疗效根据直肠T2加权和弥散加权MRI、内镜显示和直肠指检来确定。总体反应在方案中被定义为进展性疾病、稳定疾病、部分反应、接近完全反应或完全反应(研究方案中提供了其他详细信息)。
病理和基因组分析
福尔马林固定，石蜡包埋的肿瘤样本——在研究期间从活检中获得的样本用苏木精和伊红染色，并由训练有素的病理学家进行审查，后者通过检阅评估样本以确定诊断，确定一般的组织学特征，并估计每个肿瘤样本中存活肿瘤细胞的百分比。采用显色免疫组化法检测MLH1、MSH1、MSH6和PMS2的表达缺失，确定错配修复状态。
使用二代测序分-纪念斯隆·凯特琳-可操作癌症靶标整合突变分析(Memorial Sloan Kettering—Integrated Mutation Profiling of Actionable CancerTargets ，MSK- IMPACT)进行肿瘤特异性和生殖系综合基因组分析。该检测方法已获得美国食品和药物管理局的批准，可检测400多个基因的突变和生殖细胞基因组改变，并评估肿瘤突变负担。所有接受躯体肿瘤特异性改变或已知遗传改变综合分子分析的患者都提供了针对这些分析的书面知情同意书。
使用全免疫荧光分析对福尔马林固定、石蜡包封的活检切片进行评估，该分析标准化用于同时测量所有细胞的DAPI(4,6 -二胺-2-苯基吲哚)、肿瘤和正常肠道上皮细胞的细胞角蛋白(克隆AE1/AE3,Dako)、CD20 B淋巴细胞(克隆L26,M0755;程序性死亡配体1 (PD-L1)(克隆E1L3N, CST)和CD8 T淋巴细胞(克隆C8/144B,M7103;Dako)。标记物水平在选定的组织腔室中进行测量，并在任意荧光单位的基础上以定量免疫荧光分数表示。详细信息在补充附录中的方法部分提供。
统计分析
我们使用单样本假设评估总体反应率；需要检验的零假设是，总体反应患者的百分比将小于25%。成功拒绝零假设需要6名或以上的患者在第一阶段结束时(在15名患者被纳入后)有总体反应，11名或以上的患者在第二阶段结束时(在30名患者被纳入后)有总体反应。如果25%的患者有总体反应，该决策规则将导致6%的I型错误率，如果50%的患者有总体反应，则将为研究提供84%的力量。零假设建立在Seligmann等人的一项研究的基础上，在该研究中，错配修复缺陷的直肠癌患者对化疗的观察反应为7%(115例患者中的8例)20。我们在没有完全纳入的情况下报告结果，因为决策规则的第二个标准(总体反应≥11例)已经满足。
如二项分布报告具有95%的精确置信区间。病理标本在基线、治疗期间和随访期间获得的定量免疫荧光评分与使用Mann–Whitney检验进行比较。统计分析和图形表示采用GraphPad Prism软件9.0.2版本(GraphPad Software)。P值小于0.05为差异有统计学意义。
结 果
患者
共有16例患者入组并接受治疗(表1)。在这些患者中，12例入组时间超过6个月，并已完成9个计划周期(6个月)的多塔利单抗治疗。12例患者从纳入研究到临床数据截止的中位随访时间为12个月(范围为6 - 25个月)。其余4例患者接受了至少一剂多塔利单抗，并继续接受治疗。所有入组患者的中位年龄为54岁(范围为26至78岁)，62%为女性。所有16例患者都符合资格标准，没有患者退出研究。16例患者中，15例为临床III期疾病，1例为临床II期疾病。最常见的症状是直肠出血(占88%)、便秘(占31%)和腹痛(占25%)(表S1)。
表1
*患者报告了种族和民族。† 东部肿瘤合作组(ECOG)的表现状态得分范围从0到5，得分越高表明残疾越严重。
肿 瘤 特 征
通过二代测序对所有14例患者的肿瘤标本进行突变分析，证实了微卫星不稳定性，并显示了较高的肿瘤突变负荷（TMB），每百万碱基37.9 - 103.0个突变(平均60.0)。14例患者均不存在BRAF V600E突变(表2和S2)。
这些病人都没有林奇综合症的已知家族史。种系分析发现57%的患者(8 / 14)有致病基因组改变；所有的变化都与林奇综合症有关。MSH2改变最常见，8例患者中有4例发生MSH2改变，MSH6、MLH1和PMS2的致病改变也存在(表2)。
表2 各个病人数据
*CR表示完全应答、CRT放化疗、FDG-PET 18F-氟脱氧葡萄糖-正电子发射断层扫描、IHC免疫组织化学、NA不可用、NE无法评估、PD-L1程序性死亡配体1和TIL肿瘤浸润淋巴细胞。
† 所有确定的改变均与Lynch综合征相关。
‡每个megabas报告的单位突变数
疗 效
新辅助多塔利单抗治疗伴或不伴放化疗的总体反应的主要终点的标准已经满足。在连续12例完成6个月治疗的患者中，临床完全缓解患者的百分比为100%(95%可信区间[CI]， 74 - 100)(图1、表2和图S2)。治疗结束6个月后，直肠MRI检查的中位时间为16天(范围8 ~ 26)，内镜检查的中位时间为20天(范围14 ~ 28)。
中位随访时间为12个月，无患者接受放化疗，无患者接受手术切除。因为12例完成6个月多塔利单抗治疗的患者中没有一个接受过手术，因此病理完全缓解的评估将是不可能的。没有患者出现疾病进展或复发，所有16例入组患者均存活(表2和表S2)。
图1（对页）。具有代表性的患者用多塔利单抗治疗后内镜及影像学变化如图所示为2名具有代表性的患者基线水平及治疗3个月，6个月时内镜，直肠T2加权MRI和18FFluorodoxyGlucose–正电子发射断层扫描（FDG-PET）评估结果.图A（患者2）显示治疗3个月时内窥镜下临床完全缓解和T2加权MR接近完全缓解以及6个月时候完全缓解。图B（患者9）显示治疗3个月内窥镜下完全缓解及影像学完全缓解。箭头表示每个时间点的肿瘤。这两名患者直肠弥散加权图像补充附录中的图S2。
主要终点涉及缓解的持久性(12个月的持续临床完全缓解)没有报道其最终结论。迄今为止，4例患者在单独使用多塔利单抗后1年持续的临床完全缓解(表S2)。
治疗反应迅速，81%的患者在开始使用多塔利单抗后9周内症状消退。在3个月评估时，5例患者内镜完全缓解，但只有2例患者影像学完全缓解(图S3和表S1和S2)。
安 全 性
16例患者中有12例出现不同程度副反应(75%;95% CI, 48 ~ 92)。无3级或3级以上的不良反应。1或2级最常见的不良事件包括皮疹或皮炎(31%的患者)、瘙痒(25%的患者)、疲劳(25%的患者)和恶心(19%的患者)。甲状腺功能异常1例(6%)(表S3)。
纵向反应的生物标志物
分别在基线和第6周、第3个月、第6个月及之后每4个月目视检查肿瘤反应时进行内镜活检。在多塔利单抗治疗6个月后临床完全缓解且组织可以评估的患者在内镜活检中也没有肿瘤的证据，大多数患者早在治疗开始6周后就没有存活肿瘤的证据(图2)。图S4描述了每位患者的纵向内镜、病理和影像学数据。
图2：PD-1阻断治疗前后直肠活检标本及活瘤细胞含量。基线检查时获得的代表性活检标本的苏木精和伊红染色（A组和B组）显示了活性肿瘤细胞（A组，星号）被坏死（A组，箭头）包围的例子，以及活性肿瘤细胞稀少的广泛坏死和炎症（B组）。治疗开始后3个月获得的代表性活检标本的染色显示存在无细胞残余粘蛋白池（箭头）。还显示了（图D）10名患者在治疗前（基线）、治疗期间（6周至6个月）和随访期间获得的标本病理检查中估计的活瘤细胞百分比。PD-1表示程序性死亡1。
通过多重全免疫荧光分析评估的肿瘤样本显示，细胞角蛋白阴性的基质细胞中PD-L1蛋白表达水平高于细胞角蛋白表达的癌细胞，表达CD8或CD20的细胞富集淋巴细胞浸润。基线时PD-L1蛋白和CD8 T淋巴细胞存在；在给药6周后，两者在肿瘤、正常上皮组织腔室和间质组织腔室中的水平均有所上升，但在治疗3至6个月期间短暂下降，6个月后在无肿瘤的直肠粘膜中恢复到较高水平。CD20 B淋巴细胞形成结节性聚集，主要分布在间质区，与三级淋巴组织结构一致。这些聚集物的水平在治疗6周后逐渐增加，在多塔利单抗治疗完成6个月后达到基线水平的6 - 10倍(图3)。
图3（对页）。直肠肿瘤和粘膜PD-1阻断后免疫环境的变化。
典型的多色荧光图像（图A）显示，在基线检查时以及PD1阻断治疗6周、3个月和6个月后获得的直肠活检样本中，肿瘤和正常上皮细胞的细胞角蛋白、程序性死亡配体1（PD-L1）蛋白、CD8 T淋巴细胞和CD20 B淋巴细胞呈阳性。在总组织区域、细胞角蛋白阳性肿瘤和正常上皮细胞区域（标记为“上皮”）选择性测量的PD-L1蛋白（B组）、CD8 T淋巴细胞（C组）和CD20 B淋巴细胞（D组）水平的变化，在细胞角蛋白阴性的基质组织区域中，在治疗开始前后的多个活检时间点显示。还显示了每个可评估组织样本的患者中每个标记相对于基线水平的平均因子变化±SE（I条）。此外，在基线、治疗期间(第6周至第6个月)和治疗后，在活检标本中的肿瘤和正常上皮细胞和基质细胞中，选择性测量PD - L1蛋白(图B)、CD8 T淋巴细胞(图C)和CD20 B淋巴细胞(图D)的PD - L1蛋白(图B)、CD8 T淋巴细胞(图C)和CD20 B淋巴细胞(图D)的平均±SE (T条)定量免疫荧光(QIF)评分。每组中包含的单个样品数量显示在每个条形图上方。使用Mann–Whitney检验计算P值。DAPI表示4′，6-二氨基-2-苯基吲哚
分别在基线、3个月、6个月和每4个月进行FDG-PET扫描，进一步评估PD-1阻断对肿瘤的反应，结果显示肿瘤根除的进展与病理检查和基因组分析中看到的相似。在开始多塔利单抗治疗3个月后，所有患者的最大标准化摄取值降低到背景水平。所有完成6个月治疗的患者FDG-PET检查均有完全缓解(图S5)。
讨 论
在这项研究主要涉及错配修复缺陷的的局部进展期的12名直肠癌患者，使用PD-1阻断剂进行新辅助治疗，通过直肠MRI、可视内镜检查和直肠指检的联合评估，对所有患者进行至少6个月的随访，获得了临床完全缓解。这些反应的完整性进一步得到了内镜连续活检无肿瘤残余和PET扫描FDG摄取率的支持。
在我们的研究中，PD-1阻断治疗6个月后肿瘤的消除使我们可以豁免放化疗和手术，并继续单独进行观察。手术和放疗可以对生育能力、性功能、肠道和膀胱功能产生永久性的影响4-7,21。这对生活质量的影响是很大，特别是在那些标准治疗将会影响生育能力的患者。考虑到育龄青年中直肠癌的发病率正在上升，使用PD-1阻断治疗来免除放化疗和手术的需要可能会给该年龄组带来特别的获益22。
新辅助免疫治疗已经在几种实体肿瘤中进行了尝试23-26，包括那些已知的对免疫检查点抑制剂敏感的患者，如非小细胞肺癌(NSCLC)、尿路上皮癌和黑色素瘤。这些肿瘤类型的活性水平程度并没有我们在错配修复缺陷的直肠癌患者中观察到的那么高。一个影响因素可能是我们进行了6个月的免疫治疗，而其他研究使用免疫检查点抑制剂的时间较短。在错配修复缺陷肿瘤中，免疫治疗的反应需要几个月而不是几周的时间27。然而，在我们的研究中，我们观察到许多患者在仅3个月治疗后至少达到接近完全缓解。一项NSCLC有关的研究，两个周期PD-1阻断剂获得10%的应答率，而在一项有关黑色素瘤的研究中，52%患者对单独免疫治疗有反应24,28。在一项错配修复缺陷的结肠癌患者术前接受单剂量伊匹木单抗和两个剂量纳武利尤单抗治疗的初步研究中， 50%的患者有治疗反应29。在一项研究中，早期难治性错配修复缺陷结直肠癌的患者接受了3个月的特瑞普利单抗(一种pd-1阻断抗体)加塞来昔布或特瑞普利单抗单药治疗，大约55%的患者出现了影像学的缓解30。然而，在所有这些研究中，所有患者均行手术切除， 从而导致了长期的手术相关的并发症。
一个重要的问题是，为什么这些局部的错配修复缺陷的直肠肿瘤比转移性直肠肿瘤反应更强。在一项涉及先前未接受任何治疗的转移性疾病患者的研究中，尽管基线时存在与我们研究中评估的肿瘤相似的分子特征，但基于影像学的错配修复缺陷型结直肠肿瘤的完全反应率为11.1%15。对于胃肠道肿瘤的一种解释是肠道微生物的潜在影响。越来越多的文献支持某些细菌在增强检查点抑制剂抗肿瘤免疫反应中的免疫调节作用31-33。一项对非小细胞肺癌新辅助免疫治疗的研究表明，大量的肠道瘤胃球菌和阿克曼菌与明显的病理反应相关34。有核梭杆菌被发现与错配修复缺陷肿瘤中的免疫反应肿瘤微环境相关35。我们推测，除了肿瘤细胞——驱动PD-1阻断反应的内在因素（即与错配修复缺陷相关的极高肿瘤突变负荷）之外，肿瘤细胞外在因素，如微生物，可能也在驱动这种非常好的反应。肿瘤细胞超出肿瘤突变负荷的固有特征——如克隆性、非整倍体和突变类别36-38，已被证明会影响免疫治疗的反应—可能会影响局部和转移性疾病之间的反应差异。
局部免疫反应的演变表明，PD-L1阳性和CD8 T淋巴细胞最初大量扩增，随后在获得完全反应的同一时间段内降至治疗前水平以下。治疗完成后，发现PD-L1阳性细胞重新聚集，主要在基质中，伴随着CD8 T淋巴细胞的扩增和三级淋巴结构中CD20 B淋巴细胞的显著增加（数据未显示）。在黑色素瘤中，CD8 T淋巴细胞和CD20 B淋巴细胞的共存以及三级淋巴结构的发展与改善检查点抑制剂改临床疗效相关39。
虽然我们的研究结果很有前景的，特别是考虑到连续12名患者都获得临床完全缓解，但该研究规模较小，代表了单中心的经验。这些发现必须在一个更大的前瞻性队列中复制，以平衡学术和社区实践，并确保来自不同种族和民族背景的患者的参与。
一旦可行，关于完全缓解持续时间的数据（这项研究的另一个主要终点）将解决这样一个问题：从长远来看，这种方法是否可以避免所有或大多数患者接受手术切除。迄今为止，在需要满足我们预先规定的终点反应持续时间标准的13名患者中，有4名患者在完成多塔利单抗治疗后，临床完全反应持续超过1年。在一项涉及转移性错配修复缺陷型肿瘤患者的研究中，这些患者在单药PD-1阻断剂治疗后有客观反应，在30个月时，75%有持久的反应性40；这些结果使我们乐观地认为，在新辅助治疗后，疾病缓解将是持久的。随着这些数据的成熟，我们设想在新辅助治疗后，PD-1阻断治疗将在其他错配修复缺陷肿瘤中得到印证，如局限性胰腺癌、胃癌和前列腺癌；这可能为免疫治疗方法打开大门，该方法涉及多种肿瘤类型，类似于转移性疾病患者的错配修复缺陷。如果观察到局部或远处复发，除了检查点抑制剂，联合化疗和放疗可能是必要的。
在我们的研究中，单药多塔利单抗对错配修复缺陷型局部进展期直肠癌非常有效，迄今为止已完成治疗的所有12名患者达到了临床完全缓解。该研究还为评估新辅助治疗背景下的高效抗癌疗法提供了一个框架，其中的患者可能有望豁免放化疗和手术，而他们的肿瘤在最有可能出现治疗反应的时候，即在应用其他可能耐药的药物之前，进行治疗。
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