CN111148996A - 用于检查点抑制剂的预测性外周血生物标志物 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一项发现：癌症患者中循环(即，外周血)中央记忆T细胞与循环效应T细胞的比率可预测肿瘤是否具有炎性环境。此外，由于具有炎性环境(“热肿瘤(hot tumor)”)是对检查点抑制剂(例如，PD‑1拮抗剂)响应的积极因素，所以这种对外周血的测定还可用于预测对检查点抑制剂的响应；检查点抑制剂的例子包括特异性结合程序性死亡‑1(PD‑1)受体并抑制PD‑1活性的抗体或其抗原结合部分，或特异性结合PD‑1配体1(PD‑L1)并抑制PD‑L1活性的抗体或其抗原结合部分。

Description

用于检查点抑制剂的预测性外周血生物标志物
在先提交的申请的引用
本申请要求2017年7月28日提交的美国临时申请号62/538,509、2017年11月6日提交的美国临时申请号62/582,166、2018年6月28日提交的美国临时申请号62/691,556的权益，各申请通过提述整体并入本文。
发明领域
此发明涉及用于治疗肿瘤的方法，该方法包括向受试者施用抗程序性死亡-1(PD-1)抗体或抗PD-1配体1(抗PD-L1)抗体。
发明背景
人类癌症具有许多遗传和表观遗传学改变，从而产生可能能够被免疫系统识别的新生抗原(Sjoblom等(2006)Science 314:268-74)。适应性免疫系统由T淋巴细胞和B淋巴细胞组成，具有强大的抗癌潜力，能够广泛地响应多种多样的肿瘤抗原，且其响应具有精细的特异性。而且，这种免疫系统显示出相当的可塑性，还显示出记忆性的组分。如果能善用适应性免疫系统的所有这些属性，将使得免疫疗法在所有癌症治疗模式中独树一帜。
程序性细胞死亡蛋白1(PD-1)是一种关键的免疫检查点受体，其由激活的T细胞和B细胞表达，且介导免疫抑制。PD-1是受体CD28家族(包括CD28、CTLA-4、ICOS、PD-1和BTLA)的成员。已经鉴定了PD-1的两种细胞表面糖蛋白配体——程序性死亡配体-1(PD-L1)和程序性死亡配体-2(PD-L2)，它们在抗原呈递细胞上以及许多人类癌症中表达，且已经证明它们与PD-1结合后下调T细胞活化和细胞因子分泌。
纳武单抗(Nivolumab，先前被称为5C4、BMS-936558、MDX-1106或ONO-4538)是一种全人IgG4(S228P)PD-1免疫检查点抑制剂抗体，其选择性地阻止与PD-1配体(PD-L1和PD-L2)的相互作用，从而阻断抗肿瘤T细胞功能的下调(美国专利号8,008,449；Wang等，2014Cancer Immunol Res.2(9):846-56)。
对于在一线或一线以上靶向疗法的基础上发生进展的患者有效的药剂存在明显的需求，对将生存延长至超出现有标准治疗的更长时间的疗法也存在明显的需求。涉及免疫疗法，尤其是免疫检查点(包括CTLA-4、PD-1和PD-L1抑制性途径)的阻断的更新的方法，近来已经显示出前景(Creelan等(2014)Cancer Control 21(1):80-89))。然而，仍然需要鉴定出可对免疫疗法更有响应的患者，特别是鉴定出更有可能对抗PD-1或抗PD-L1抗体疗法有响应的患者。
发明概述
本文描述了这样一项发现：循环T细胞亚群，更具体的是循环中央记忆T细胞与效应T细胞比率，与黑素瘤和非鳞状非小细胞肺癌中肿瘤部位处的免疫炎症签名具有相关性。
检查点抑制剂已经使得癌症疗法转型，尽管结果可能不一定。对抗PD1疗法的响应部分取决于肿瘤的类型和特性，尤其取决于其突变负荷以及现存的抗肿瘤免疫力。这些参数可构成几种免疫肿瘤学疗法的患者分层策略的基础。本文描述了在黑色素瘤和非鳞状非小细胞肺癌中肿瘤部位的局部免疫环境与外周免疫力之间的关系。
如实施例中所述的，观察到显著的循环T细胞成熟模式，这些模式可区分对照样品和属于患有所研究的肿瘤的患者的样品。在肿瘤中具有炎性环境(通过炎症签名得分确定)的黑素瘤和非鳞状肺癌患者具有与肿瘤部位处的局部炎症相关联的特定T细胞谱。
本文描述了对与肿瘤中的炎性免疫状态相关的外周免疫力的表征。描述了与肿瘤活检相比可及性更高的测量免疫响应的方法。
本公开提供一种确定患有癌症的人受试者的肿瘤中的炎性环境的存在的方法，其包括确定所述受试者中循环中央记忆T(“TCM”)细胞的水平和循环T效应记忆
(“Teff”)细胞的水平，其中相对于患有不具有炎性环境的肿瘤的人受试者中的循环TCM细胞与循环Teff细胞的比率(“TCM:Teff”)，所述受试者中更高的TCM:Teff表明肿瘤环境是炎性的。
还提供了一种确定患有癌症的人受试者的肿瘤中的炎性环境的存在的方法，其包括确定所述受试者中的循环TCM细胞的水平和循环Teff细胞的水平，其中循环TCM细胞与循环Teff细胞的比率(“TCM:Teff”)相似于或高于前90％(即，除较后10％外的任何值)的健康受试者(或对照)中的TCM:Teff，表明肿瘤环境是炎症性的。
本公开还提供一种确定患有癌症的人受试者对检查点抑制剂响应的可能性的方法，其包括确定所述受试者中的循环TCM细胞的水平和循环Teff细胞的水平，其中所述受试者中循环TCM细胞与循环Teff细胞的比率(“TCM:Teff”)相对于患有不具有炎性环境的肿瘤的人受试者中的TCM:Teff更高，表明所述受试者有可能对检查点抑制剂响应。
还提供了一种确定患有癌症的人受试者对检查点抑制剂响应的可能性的方法，其包括确定所述受试者中的循环TCM细胞的水平和循环Teff细胞的水平，其中循环TCM细胞与循环Teff细胞的比率(“TCM:Teff”)相似于或高于前90％的健康受试者中的TCM:Teff，表明所述受试者有可能对检查点抑制剂响应。
在以上公开的方法的一些方面中，所述TCM细胞和所述Teff细胞分别是CD4+ TCM和CD4+ Teff细胞。在一些方面中，所述TCM细胞和所述Teff细胞分别是CD8+ TCM和CD8+Teff细胞。在一些方面中，以上公开的方法包括确定循环CD4+ TCM细胞、循环CD8+ TCM、循环CD4+ Teff细胞和循环CD8+ Teff细胞的水平，其中，(i)CD4+ TCM细胞与循环CD4 Teff细胞的比率(“CD4+ TMC:CD4+ Teff”)和(ii)循环CD8+ TCM细胞与循环CD8 Teff细胞的比率(“CD8+ TMC:CD8+ Teff”)二者分别相对高于患有不具有炎性环境的肿瘤的人受试者中的CD4+ TMC:CD4+ Teff和CD8+ TMC:CD8+ Teff，表明肿瘤环境是炎症性的。
在一些方面中，本文公开的方法包括确定循环CD4+ TCM细胞、循环CD8+ TCM、循环CD4+ Teff细胞和循环CD8+ Teff细胞的水平，其中，(i)循环CD4+ TCM细胞与循环CD4 Teff细胞的比率(“CD4+ TMC:CD4+ Teff”)和(ii)循环CD8+ TCM细胞与循环CD8 Teff细胞的比率(“CD8+ TMC:CD8+ Teff”)二者分别相似于或高于前90％的健康受试者中的CD4+ TMC:CD4+ Teff和CD8+ TMC:CD8+ Teff，表明肿瘤环境是炎症性的。
在一些方面中，本文公开的方法包含确定循环CD4+ TCM细胞、循环CD8+ TCM、循环CD4+ Teff细胞和循环CD8+ Teff细胞的水平，其中(i)CD4+ TCM细胞与循环CD4 Teff细胞的比率(“CD4+ TMC:CD4+ Teff”)和(ii)循环CD8+ TCM细胞与循环CD8 Teff细胞的比率(“CD8+ TMC:CD8+ Teff”)二者分别相对高于患有不具有炎性环境的肿瘤的人受试者中的CD4+ TMC:CD4+ Teff和CD8+ TMC:CD8+ Teff表明所述受试者有可能对检查点抑制剂响应。
在一些方面中，本文公开的方法包含确定循环CD4+ TCM细胞、循环CD8+ TCM、循环CD4+ Teff细胞和循环CD8+ Teff细胞的水平，其中，(i)循环CD4+ TCM细胞与循环CD4 Teff细胞的比率(“CD4+ TMC:CD4+ Teff”)和(ii)循环CD8+ TCM细胞与循环CD8 Teff细胞的比率(“CD8+ TMC:CD8+ Teff”)二者分别相似于或高于前90％的健康受试者中的CD4+ TMC:CD4+ Teff和CD8+ TMC:CD8+ Teff，表明所述受试者有可能对检查点抑制剂响应。
在一些方面中，所述TCM细胞是CCR7+和CD45RA-。在一些方面中，所述Teff细胞是CCR7-和CD45RA+。在一些方面中，所述检查点抑制剂是PD-1/PD-L1轴拮抗剂。在一些方面中，所述检查点抑制剂是PD-1拮抗剂。在一些方面中，所述PD-1拮抗剂是PD-1抗体。在一些方面中，所述PD-1抗体是纳武单抗。在一些方面中，所述PD-1抗体是派姆单抗(pembrolizumab)、PDR001、REGN2810、AMP-514(MEDI0608)或BGB-A317。
在一些方面中，所述检查点抑制剂是PD-L1拮抗剂。在一些方面中，所述PD-L1拮抗剂是PD-L1抗体。在一些方面中，所述PD-L1抗体是阿特珠单抗、度伐单抗(durvalumab)或阿维鲁单抗(avelumab)。在一些方面中，所述检查点抑制剂是CTLA-4、LAG-3、TIM3、CEACAM-1、BTLA、CD69、TIGIT、CD113、GPR56、VISTA、2B4、CD48、GARP、CD73、PD1H、LAIR1、TIM-1、TIM-4、CD39、CSF-1R或IDO的拮抗剂。
本公开还提供了一种治疗患有癌症的受试者的方法，其包括向受试者施用检查点抑制剂，该受试者的循环TCM细胞与循环Teff细胞的比率(“TCM:Teff”)相对于患有不具有炎性环境的肿瘤的人受试者中TCM:Teff的更高，表明肿瘤环境是炎症性的。
还提供了一种治疗患有癌症的受试者的方法，其包括向受试者施用检查点抑制剂，该受试者的循环TCM细胞与循环Teff细胞的比率(“TCM:Teff”)相似于或高于前90％(即，除后10％外的任何值)的健康受试者中的TCM:Teff。本公开还提供了治疗患有癌症的受试者的方法，其包括(i)确定患有癌症的受试者中的循环TCM细胞的水平和循环Teff细胞的水平，和如果所述受试者的循环TCM细胞与循环Teff细胞的比率(“TCM:Teff”)相对于患有不具有炎性环境的肿瘤的人受试者中TCM:Teff更高，则(ii)向所述受试者施用检查点抑制剂。
还提供了一种治疗患有癌症的受试者的方法，其包括(i)确定所述受试者中的循环TCM细胞的水平和循环Teff细胞的水平，和如果所述受试者的循环TCM细胞与循环Teff细胞的比率(“TCM:Teff”)相似于或高于前90％(即，除较后10％外的任何值)的健康受试者中的TCM:Teff，则(ii)向所述受试者施用检查点抑制剂。在一些方面中，所述TCM细胞和所述Teff细胞分别是CD4+ TCM和CD4+ Teff细胞。在一些方面中，所述TCM细胞和所述Teff细胞分别是CD8+ TCM和CD8+ Teff细胞。
还提供了一种治疗患有癌症的受试者的方法，其包括向受试者施用检查点抑制剂，该受试者的(i)循环CD4+ TCM细胞与循环CD4 Teff细胞的比率(“CD4+ TMC:CD4+Teff”)和(ii)循环CD8+ TCM细胞与循环CD8 Teff细胞的比率(“CD8+ TMC:CD8+ Teff”)二者分别相对高于患有不具有炎性环境的肿瘤的人受试者中的CD4+ TMC:CD4+ Teff和CD8+TMC:CD8+ Teff。
本公开还提供了一种治疗患有癌症的受试者的方法，其包括向受试者施用检查点抑制剂，该受试者的(i)循环CD4+ TCM细胞与循环CD4 Teff细胞的比率(“CD4+ TMC:CD4+Teff”)和(ii)循环CD8+ TCM细胞与循环CD8 Teff细胞的比率(“CD8+ TMC:CD8+ Teff”)二者分别相似于或高于前90％的健康受试者中的(i)CD4+ TMC:CD4+ Teff和(ii)CD8+ TMC:CD8+ Teff。还提供了一种治疗患有癌症的受试者的方法，其包括(1)确定患有癌症的受试者中的循环CD4+ TCM细胞、循环CD8+ TCM、循环CD4+ Teff细胞和循环CD8+ Teff细胞的水平，和如果所述受试者的(i)循环CD4+ TCM细胞与循环CD4 Teff细胞的比率(“CD4+ TMC:CD4+ Teff”)和(ii)循环CD8+ TCM细胞与循环CD8 Teff细胞的比率(“CD8+ TMC:CD8+Teff”)二者分别相对高于患有不具有炎性环境的肿瘤的人受试者中的CD4+ TMC:CD4+Teff和CD8+ TMC:CD8+ Teff，则(2)向所述受试者施用检查点抑制剂。还提供了一种治疗患有癌症的受试者的方法，其包括(1)确定患有癌症的受试者中循环CD4+ TCM细胞、循环CD8+TCM、循环CD4+ Teff细胞和循环CD8+ Teff细胞的水平，和如果所述受试者的(i)循环CD4+TCM细胞与循环CD4 Teff细胞的比率(“CD4+ TMC:CD4+ Teff”)和(ii)循环CD8+ TCM细胞与循环CD8 Teff细胞的比率(“CD8+ TMC:CD8+ Teff”)分别相似于或高于前90％的健康受试者中的CD4+ TMC:CD4+ Teff和CD8+ TMC:CD8+ Teff141，则(2)向所述受试者施用检查点抑制剂。在一些方面中，所述TCM细胞是CCR7+和CD45RA-。在一些方面中，所述Teff细胞是CCR7-和CD45RA+。在一些方面中，所述检查点抑制剂是PD-1/PD-L1轴拮抗剂。在一些方面中，所述检查点抑制剂是PD-1拮抗剂。在一些方面中，所述PD-1拮抗剂是PD-1抗体。在一些方面中，所述PD-1抗体是纳武单抗。在一些方面中，所述PD-1抗体是派姆单抗、PDR001、REGN2810、AMP-514(MEDI0608)或BGB-A317。在一些方面中，所述检查点抑制剂是PD-L1拮抗剂。在一些方面中，所述PD-L1拮抗剂是PD-L1抗体。在一些方面中，所述PD-L1抗体是阿特珠单抗、度伐单抗或阿维鲁单抗。在一些方面中，所述检查点抑制剂是CTLA-4、LAG-3、TIM3、CEACAM-1、BTLA、CD69、TIGIT、CD113、GPR56、VISTA、2B4、CD48、GARP、CD73、PD1H、LAIR1、TIM-1、TIM-4、CD39、CSF-1R或IDO的拮抗剂。在一些方面中，所述癌症或肿瘤是黑色素瘤、肺癌或肾癌。在一些方面中，所述癌症是NSCLC。
在一些方面中，以上公开的方法进一步包括确定受试者的肿瘤中的肿瘤突变负荷(TMB)。在一些方面中，如果肿瘤突变负荷(TMB)高(≥10个突变/兆碱基)，则对受试者施用刺激免疫系统的免疫疗法，诸如检查点抑制剂。
本公开还提供了一种治疗患有癌症的受试者的方法，其包括向受试者施用检查点抑制剂，该受试者具有(i)相对于患有不具有炎性环境的肿瘤的人受试者中的循环TCM细胞与循环Teff细胞的比率(“TCM:Teff”)更高的TCM:Teff；和(ii)高TMB。还提供了一种治疗患有癌症的受试者的方法，其包括向受试者施用检查点抑制剂，该受试者具有(i)相似于或高于前90％(即，除后10％外的任何值)的健康受试者中的循环TCM细胞与循环Teff细胞的比率(TCM:Teff)的TCM:Teff，和(ii)高TMB。还提供了一种治疗患有癌症的受试者的方法，其包括(i)确定患有癌症的受试者中循环TCM细胞的水平和循环Teff细胞的水平，且如果所述受试者具有相对于患有不具有炎性环境的肿瘤的人受试者中的循环TCM细胞与循环Teff细胞的比率(“TCM:Teff”)更高的循环TCM细胞与循环Teff细胞的比率(“TCM:Teff”)，则(ii)确定TMB，且如果TMB高，则向所述受试者施用检查点抑制剂。
还提供了一种治疗患有癌症的受试者的方法，其包括(i)确定所述受试者中循环TCM细胞的水平和循环Teff细胞的水平，且如果所述受试者具有相似于或高于前90％(即，除后10％外的任何值)的健康受试者中的循环TCM细胞与循环Teff细胞的比率(“TCM:Teff”)的TCM:Teff，则(ii)确定TMB，且如果TMB高，则向所述受试者施用检查点抑制剂。
在一些方面中，以上公开的方法进一步包括确定所述受试者的肿瘤中PD-L1的水平。在一些方面中，仅当PD-L1水平≥1％、≥5％或≥10％时，才向所述受试者施用免疫疗法(诸如用检查点抑制剂的免疫疗法)。例如，仅当所述受试者的肿瘤中PD-L1水平≥1％、≥5％或≥10％、且TCM:Teff比率高(如本文进一步所述的)时，才向所述受试者施用免疫疗法(诸如用检查点抑制剂的免疫疗法)。在一些实施方案中，仅当所述受试者的肿瘤中PD-L1水平≥1％、≥5％或≥10％，且TCM:Teff比率高(如本文进一步所述的)，以及TMB高时，才向所述受试者施用免疫疗法(诸如用检查点抑制剂的免疫疗法)。
本公开提供了一种确定患有癌症的人受试者的肿瘤中炎性环境的存在的方法，其包括确定所述受试者中的循环中央记忆T细胞的水平(“TCM水平”)和循环T效应记忆细胞的水平(“Teff水平”)，其中(a)所述受试者中循环TCM水平与Teff水平的比率(“TCM:Teff比率”)相对于患有不具有炎性环境的肿瘤的人受试者中的TCM:Teff比率更高；和/或，(b)所述受试者中的TCM:Teff比率高于或相似于前90％的健康受试者(或对照)的TCM:Teff比率，表明所述肿瘤环境是炎症性的。
本公开还提供了一种确定患有癌症的人受试者对检查点抑制剂响应的可能性的方法，其包括确定所述受试者中TCM水平和Teff水平，其中(i)所述受试者中TCM:Teff比率相对于患有不具有炎性环境的肿瘤的人受试者中的TCM:Teff比率更高；和/或，(ii)所述受试者中的TCM:Teff比率相似于或高于前90％的健康受试者中的TCM:Teff比率，表明所述受试者有可能对检查点抑制剂响应。
还提供了一种治疗患有癌症的受试者的方法，其包括向受试者施用检查点抑制剂，该受试者(a)(i)TCM:Teff比率相对高于患有不具有炎性环境的肿瘤的人受试者中的TCM:Teff比率；和/或，(ii)TCM:Teff比率相似于或高于前90％的健康受试者中的TCM:Teff比率；或，(b)(i)循环CD4+ TCM细胞与循环CD4 Teff细胞的比率(“CD4+ TMC:CD4+ Teff”)和(ii)循环CD8+ TCM细胞与循环CD8 Teff细胞的比率(“CD8+ TMC:CD8+ Teff”)二者分别相对高于患有不具有炎性环境的肿瘤的人受试者中的CD4+ TMC:CD4+ Teff和CD8+ TMC:CD8+ Teff；或，(c)(i)CD4+ TMC:CD4+ Teff和(ii)CD8+ TMC:CD8+ Teff分别相似于或高于前90％的健康受试者中的CD4+ TMC:CD4+ Teff和CD8+ TMC:CD8+ Teff；或，(d)(i)TCM:Teff比率相对高于患有不具有炎性环境的肿瘤的人受试者中的TCM:Teff比率；且(ii)肿瘤突变负荷(“TMB”)≥10个突变/兆碱基；或，(e)(i)TCM:Teff比率相似于或高于前90％的健康受试者中的TCM:Teff比率的所述受试中的TCM:Teff比率，且(ii)TMB≥10个突变/兆碱基。
还提供了一种治疗患有癌症的受试者的方法，其包括，
(a)(i)确定所述受试者中的TCM和Teff水平，和(ii)如果所述受试者的TCM:Teff比率相对高于患有不具有炎性环境的肿瘤的人受试者中的TCM:Teff比率，则向所述受试者施用检查点抑制剂；或，
(b)(i)确定所述受试者中TCM水平和Teff水平，和(ii)如果该受试者的TCM:Teff比率相似于或高于前90％的健康受试者中的TCM:Teff比率，则向所述受试者施用检查点抑制剂；或，
(c)(i)确定所述受试者中的CD4+和CD8+ TCM水平，以及CD4+和CD8+ Teff水平，和(ii)如果所述受试者的(A)CD4+ TMC:CD4+ Teff和(B)CD8+ TMC:CD8+ Teff二者分别相对高于患有不具有炎性环境的肿瘤的人受试者中的CD4+ TMC:CD4+ Teff和CD8+ TMC:CD8+ Teff，则向所述受试者施用检查点抑制剂；或，
(d)(i)确定所述受试者中的CD4+和CD8+ TCM水平，以及CD4+和CD8+ Teff水平，和(ii)如果CD4+ TMC:CD4+ Teff和CD8+ TMC:CD8+ Teff分别相似于或高于前90％的健康受试者中的CD4+ TMC:CD4+ Teff和CD8+ TMC:CD8+ Teff，则向所述受试者施用检查点抑制剂；或，
(e)(i)确定所述受试者中的TCM和Teff水平，(ii)确定TMB，和(iii)如果(A)所述受试者的TCM:Teff高于患有不具有炎性环境的肿瘤的人受试者中的TCM:Teff，且(B)TMB≥10个突变/兆碱基，则向所述受试者施用检查点抑制剂；或，
(f)(i)确定所述受试者中的TCM和Teff水平，(ii)确定TMB，和(iii)如果(A)所述受试者TCM:Teff相似于或高于前90％的健康受试者中的TCM:Teff，且(B)TMB≥10个突变/兆碱基，则向所述受试者施用检查点抑制剂。
在一些方面中，本文提供的方法进一步包含确定受试者的肿瘤中PD-L1的水平。在一些方面中，如果PD-L1水平≥1％或≥5％，则向所述受试者仅施用检查点抑制剂。在一些方面中，(i)所述TCM细胞是CD4+ TCM细胞且所述Teff细胞是CD4+ Teff细胞；或(ii)所述TCM细胞是CD8+ TCM细胞且所述Teff细胞是CD8+ Teff细胞；或，(iii)所述TCM细胞是CD4+TCM细胞和CD8+ TCM细胞，且所述Teff细胞是CD4+ Teff细胞和CD8+ Teff细胞。在一些方面中，所述TCM细胞是CCR7+和CD45RA-。在一些方面中，所述Teff细胞是CCR7-和CD45RA+。在一些方面中，所述检查点抑制剂包含PD-1抗体。在一些方面中，所述PD-1抗体选自纳武单抗、派姆单抗、PDR001、REGN2810、AMP-514(MEDI0608)和BGB-A317。在一些方面中，所述检查点抑制剂包含PD-L1抗体。在一些方面中，所述PD-L1抗体选自阿特珠单抗、度伐单抗和阿维鲁单抗。在一些方面中，所述检查点抑制剂包含CTLA-4、LAG-3、TIM3、CEACAM-1、BTLA、CD69、TIGIT、CD113、GPR56、VISTA、2B4、CD48、GARP、CD73、PD1H、LAIR1、TIM-1、TIM-4、CD39、CSF-1R或IDO的拮抗剂。在一些方面中，所述癌症或肿瘤是黑色素瘤、肺癌(诸如NSCLC)或肾癌。
本公开还提供一种确定患有癌症的人受试者的肿瘤中炎性环境的存在的体外方法，其包括确定从所述受试者获得的样品中的循环中央记忆T细胞(“TCM水平”)的水平和循环T效应记忆细胞的水平(“Teff水平”)，其中
(a)所述受试者中的循环TCM水平与Teff水平的比率(“TCM:Teff比率”)相对于患有不具有炎性环境的肿瘤的人受试者中的TCM:Teff比率更高；和/或，
(b)所述受试者中的TCM:Teff比率高于或相似于前90％的健康受试者(或对照)中的TCM:Teff比率，
表明所述肿瘤环境是炎症性的。
还提供一种确定患有癌症的人受试者对检查点抑制剂响应的可能性的体外方法，其包括确定从所述受试者获得的样品中的TCM水平和Teff水平，其中
(i)所述受试者中的TCM:Teff比率相对高于患有不具有炎性环境的肿瘤的人受试者中TCM:Teff比率；和/或，
(ii)所述受试者中的TCM:Teff比率相似于或高于前90％的健康受试者中的TCM:Teff比率，
表明所述受试者有可能对检查点抑制剂响应。
还提供了供在治疗患有癌症的受试者中使用的检查点抑制剂，其中所述受试者
(a)(i)TCM:Teff比率相对高于患有不具有炎性环境的肿瘤的人受试者中的TCM:Teff比率；和/或，(ii)TCM:Teff比率相似于或高于前90％的健康受试者中的TCM:Teff比率；或，
(b)(i)循环CD4+ TCM细胞与循环CD4 Teff细胞的比率(“CD4+ TMC:CD4+ Teff”)和/或(ii)循环CD8+ TCM细胞与循环CD8 Teff细胞的比率(“CD8+ TMC:CD8+ Teff”)分别相对高于患有不具有炎性环境的肿瘤的人受试者中的CD4+ TMC:CD4+ Teff和CD8+ TMC:CD8+Teff；或，
(c)(i)CD4+ TMC:CD4+ Teff和/或(ii)CD8+ TMC:CD8+ Teff分别相似于或高于前90％的健康受试者中的CD4+ TMC:CD4+ Teff和CD8+ TMC:CD8+Teff；或，
(d)(i)相对于患有不具有炎性环境的肿瘤的人受试者中的TCM:Teff比率更高的所述受试者中TCM:Teff比率；和(ii)≥10个突变/兆碱基的肿瘤突变负荷(“TMB”)；或，
(e)(i)TCM:Teff比率相似于或高于前90％的健康受试者中的TCM:Teff比率，和(ii)TMB≥10个突变/兆碱基。
本公开还提供了供在治疗患有癌症的受试者中使用的检查点抑制剂，其中所述治疗包括，
(a)(i)确定所述受试者中的TCM和Teff水平，和(ii)如果所述受试者具有相对于患有不具有炎性环境的肿瘤的人受试者中的TCM:Teff比率更高的TCM:Teff比率，则向所述受试者施用检查点抑制剂；或，
(b)(i)确定所述受试者中的TCM水平和Teff水平，和(ii)如果所述受试者具有类似于或高于前90％的健康受试者中的TCM:Teff比率的TCM:Teff比率，则向所述受试者施用检查点抑制剂；或，
(c)(i)确定所述受试者中的CD4+和CD8+ TCM水平，以及CD4+和CD8+ Teff水平，和(ii)如果所述受试者的(A)CD4+ TMC:CD4+ Teff和(B)CD8+ TMC:CD8+ Teff分别相对高于患有不具有炎性环境的肿瘤的人受试者中的CD4+ TMC:CD4+ Teff和CD8+ TMC:CD8+ Teff，则向所述受试者施用检查点抑制剂；或，
(d)(i)确定所述受试者中的CD4+和CD8+ TCM水平，以及CD4+和CD8+ Teff水平，和(ii)如果CD4+ TMC:CD4+ Teff和CD8+ TMC:CD8+ Teff二者分别相似于或高于前90％的健康受试者中CD4+ TMC:CD4+ Teff和CD8+ TMC:CD8+ Teff二者，则向所述受试者施用检查点抑制剂；或，
(e)(i)确定所述受试者中的TCM和Teff水平，(ii)确定TMB，和(iii)如果(A)所述受试者具有患有不具有炎性环境的肿瘤的人受试者中的TCM:Teff更高的TCM:Teff，且(B)TMB≥10个突变/兆碱基，则向所述受试者施用检查点抑制剂；或，
(f)(i)确定所述受试者中的TCM和Teff水平，(ii)确定TMB，和(iii)如果(A)所述受试者具有相似于或高于前90％的健康受试者中的TCM:Teff的TCM:Teff，且(B)TMB≥10个突变/兆碱基，则向所述受试者施用检查点抑制剂。
在本文公开的体外方法或供在治疗患有癌症的受试者中使用的检查点抑制剂的一些方面中，所述方法或所述治疗进一步包括在体外确定从所述受试者的肿瘤获得的样品中的PD-L1的水平。在一些方面中，仅当PD-L1水平≥1％或≥5％时，才将所述检查点抑制剂施用于所述受试者。
在本文公开的体外方法或供在治疗患有癌症的受试者中使用的检查点抑制剂的一些方面中，
(i)所述TCM细胞是CD4+ TCM细胞，且所述Teff细胞是CD4+ Teff细胞；或
(ii)所述TCM细胞是CD8+ TCM细胞，且所述Teff细胞是CD8+ Teff细胞；或，
(iii)所述TCM细胞是CD4+ TCM细胞和CD8+ TCM细胞，且所述Teff细胞是CD4+ Teff细胞和CD8+ Teff细胞。
在本文公开的体外方法或供在治疗患有癌症的受试者中使用的检查点抑制剂的一些方面中，所述TCM细胞是CCR7+和CD45RA-。在上述公开的体外方法或检查点抑制剂的一些方面中，所述Teff细胞是CCR7-和CD45RA+。
在本文公开的体外方法或供在治疗患有癌症的受试者中使用的检查点抑制剂的一些方面中，所述检查点抑制剂包含PD-1抗体。在本文公开的体外方法或供在治疗患有癌症的受试者中使用的检查点抑制剂的一些方面中，所述PD-1抗体选自纳武单抗、派姆单抗、PDR001、REGN2810、AMP-514(MEDI0608)和BGB-A317。
在本文公开的体外方法或供在治疗患有癌症的受试者中使用的检查点抑制剂的一些方面中，所述检查点抑制剂包含PD-L1抗体。在体外方法或本文公开的供在治疗患有癌症的受试者中使用的检查点抑制剂的一些方面中，所述PD-L1抗体选自阿特珠单抗、度伐单抗和阿维鲁单抗。
在本文公开的体外方法或供在治疗患有癌症的受试者中使用的检查点抑制剂的一些方面中，所述检查点抑制剂包含CTLA-4、LAG-3、TIM3、CEACAM-1、BTLA、CD69、TIGIT、CD113、GPR56、VISTA、2B4、CD48、GARP、CD73、PD1H、LAIR1、TIM-1、TIM-4、CD39、CSF-1R或IDO的拮抗剂。在体外方法或本文公开的供在治疗患有癌症的受试者中使用的检查点抑制剂的一些方面中，所述癌症或肿瘤是黑色素瘤、肺癌(诸如NSCLC)或肾癌。
附图简述
图1显示CD4+和CD8+ T细胞占总CD3细胞的百分比，其表明相对于健康受试者，大多数癌症患者中CD8+T细胞百分比扩大。在每个CD4和CD8图中，从左到右分别是健康受试者(“对照”)、黑素瘤患者(“黑色素瘤”)、结肠癌患者(“结肠”)、非鳞状肺癌患者(“肺非鳞状”)和鳞状肺癌患者(“肺鳞状”)中的细胞数目。
图2A显示定义外周血细胞单个核细胞(PBMC)中的CD4+和CD8+T细胞亚群的门控策略。显示了CD3+细胞、CD4+ Treg细胞、非Treg CD4+细胞、中央记忆CD4+ T细胞、幼稚CD4+ T细胞、效应记忆CD4+ T细胞和效应CD4+ T细胞、中央记忆CD8+ T细胞、幼稚CD8+ T细胞、效应记忆CD8+ T细胞和效应CD8+ T细胞的群。FSC-H＝前向散射高度；SSC-A＝侧向散射面积，CD4+ Treg和CD4+非Treg细胞分别显示在顶部CD25/CD127图的上边和下边的细胞群中。中央记忆T细胞、幼稚T细胞、效应记忆T细胞和效应T细胞分别显示在CCR7/CD45RA图的左上象限、右上象限、左下象限和右下象限。
图2B显示健康受试者(“对照”)、黑色素瘤患者(“黑色素瘤”)、结肠癌症患者(“结肠”)，非鳞状(NSNSCLC)肺癌患者(“肺非鳞状”)和鳞状肺癌患者(“肺鳞状”)中总CD4+(上部)和CD8+(下部)T细胞的幼稚T细胞、中央记忆T(“TCM”)细胞、效应记忆T(“TeffM”)细胞和效应T(“Teff”)细胞的百分比，其显示相对于健康受试者，癌症患者具有扩增的效应T细胞群。
图3A和3B分别显示了健康受试者(“对照”；第一泳道)中或黑素瘤患者(图3A中的泳道2和3，图3B中的泳道2-4)中循环CD4+ TCM细胞的百分比作为癌症阶段的函数(图3A)和作为肿瘤炎症状态(即，非炎症性、过渡炎症性和炎症性；图3B)的函数，表明循环CD4+中央记忆T细胞随着黑色素瘤患者的炎症得分增加。
图4A显示两个黑素瘤样品的密度归一化事件生成树级数分析(SPADE)生成的CD8+T细胞的成熟谱。
图4B显示黑色素瘤患者的CD4和CD8群中的中央记忆T细胞(“中央记忆”)和Teff细胞(“效应”)水平之间的反比关系。
图4C显示循环CM CD4+细胞与用S.Spranger，R.Bao，T.F.Gajewski,Melanoma-intrinsic beta-catenin signalling prevents anti-tumour immunity.Nature 523,231-235(2015)中报道的基因表达签名定量的局部免疫响应之间的关联。从左至右：对照；非炎症性黑色素瘤；过渡黑色素瘤和炎症性黑色素瘤。
图4D显示在具有炎症性(实心圆)或非炎症性(空心圆)肿瘤的黑色素瘤和非鳞状非小细胞肺癌患者(每个点代表一名特定患者)中CD8+中央记忆(“CM”)T细胞与效应T细胞的比率作为CD4+中央记忆(“CM”)T细胞与效应T细胞的比率的函数，表明血液中CD4和CD8细胞的成熟谱与肿瘤部位处的炎症签名相关联。
图5A显示健康受试者(“对照”；左侧群体)、黑色素瘤癌症患者(“黑色素瘤”)、肺癌患者(“肺”)和肾癌(“肾”)患者的CD4+ T细胞(顶部)和CD8+ T细胞(下部)中的幼稚T细胞、中央记忆T细胞、效应记忆T细胞和效应T细胞的百分比，从左至右显示。
图5B显示癌症患者的CD8+ T细胞中CM/Teff T细胞的比率作为CD4+细胞中CM/Teff T细胞的比率的函数(每个点代表一名特定癌症患者中的比率)。叉号代表在用抗PD-1药剂治疗的第8周时进展的患者，“-”表示在8周时无可用数据的患者。
图6A和6B显示，外周T细胞亚群给出癌症患者中正在进行的免疫响应的证据。图6A显示用于定义PBMC中的T细胞亚群的门控策略。图6B显示来自对照、黑色素瘤和NSCLC患者的PBMC中的CD4+和CD8+ T细胞亚群(每个类型的细胞从左至右显示)。(对照n＝27，黑色素瘤n＝43，NSCLC n＝40；Bonferroni-校正的p值:*<0.001)。线标示中值。
图7A、7B和7C显示黑色素瘤和NSCLC中的局部免疫响应与循环CM/Eff T细胞比率相关联。图7A显示两个黑素瘤样品的CD8+ T细胞的SPADE生成的成熟谱，显示了T细胞亚群的趋异模式。两者的幼稚CD8+ T细胞均减少，但在CM(实心箭头)或Eff(空心箭头)区室中均显示扩增。eEM：早期效应记忆；EM：效应记忆。图7B显示循环CM和Eff CD4+和CD8+ T细胞与肿瘤炎症状态(*p<0.05)之间的相关性(在每种类型的细胞下，左侧和右侧分别显示了非炎症性和炎症性细胞的百分比)。图7C显示黑色素瘤和NSCLC中炎症状态与CM/Eff T细胞比率之间的相关性。费希尔(Fisher’s)精确检验p值为0.05显著水平。基于对照的第90个百分位数生成分界线。
图8A、8B、8C和8D显示高CM/Eff T细胞比率与NSCLC中响应于纳武单抗治疗的更长的PFS关联。图8A显示另一队列的NSCLC和对照样品中的外周T细胞谱(Bonferroni校正的p值s:*<0.001，**<0.0001，线标识亚群的中值；对照和非小细胞肺群分别显示在每种类型细胞的左侧和右侧)。图8B显示PDL1肿瘤比例得分的分布(TPS)(n＝23，水平线标记反众数处的截断：25％TPS)。图8C显示由PDL1 TPS编号的NSCLC队列中的CM/Eff T细胞比率(空心圆：未评估的PDL1表达)。使用对照样品的第90个百分位数绘制CM/Eff T细胞比率高低分界线。费希尔p值<0.025。图8D显示纳武单抗治疗后的PFS(n＝22)。(p值<0.05，按CM/Eff比率区分的中值生存：低，91天；高，215天)。
图9显示M2GEN队列中每个T细胞亚群的PD1+细胞的百分比。水平线标记每个亚群的中值。分别从左至右显示了对照、黑色素瘤和NSCLC群的每种类型细胞的百分比。
图10显示在两个对照样品中沿分化方向的各CD8 T细胞亚群的干扰素生成。在布雷菲德菌素A(Brefeldin，5μg/ml)(Cell Activation Cocktail；BioLegend)存在下，在37℃下用佛波醇-12-肉豆蔻酸酯13-乙酸酯(81nM)，离子霉素(ionomycin，1.33μM)刺激PBMC5小时。然后针对CD3(克隆SK7，BV395)、CD4(SK3，BV496)、CD8(RPA-T8，APC-R700)、CD45RO(UCHL1，BV786)和CCR7(G043H7)染色样品。按照制造商的说明书，用细胞内固定和通透试剂盒(BioLegend)处理样品，以染色IFN-γ(4S.B3，AX488)或同种型对照(MOPC-21，AX488)。
图11A显示按照肿瘤分期(II对III、IV)分开的NSCLC中的CD4和CD8 T细胞亚群的百分比。连续的水平线标示每个亚群的中值，虚线标示每个亚组的中值。
图11B显示由肿瘤分期(II vs III&IV)评估的CM/Eff T细胞比率，如文字所述的。卡方ns.
图12显示纳武单抗治疗起始后三个月时CM/Eff T细胞比率的变化。患者根据第二次抽血时评估的医生报告的对治疗的响应区分开。
发明详述
本公开涉及确定患有癌症的人受试者的肿瘤中炎性环境的存在的方法，其包括确定所述受试者中的循环中央记忆T(“TCM”)细胞的水平和循环T效应记忆记忆(“Teff”)细胞的水平。本公开还提供一种基于炎性环境的有无来确定患有癌症的人受试者对检查点抑制剂响应的可能性的方法，其中不具有炎性环境的肿瘤表明所述受试者不大可能对检查点抑制剂响应。本公开还提供一种治疗患有癌症的受试者的方法，其包括向这样的受试者施用检查点抑制剂，该受试者的循环TCM细胞与循环Teff细胞的比率(“TCM:Teff”)相对高于患有不具有炎性环境的肿瘤的人受试者中的TCM:Teff。
术语
为了可以更容易地理解本公开，首先定义了某些术语。如本申请所用的，除非本文另有明确提供，否则以下每个术语应具有以下阐述的含义。更多定义在申请中全文中阐述。
“施用”是指使用本领域技术人员已知的多种方法和递送系统中的任何一种将包含治疗剂的组合物物理引入至受试者。施用PD-1/PD-L1拮抗剂(例如，抗PD-1抗体和/或抗PD-L1抗体)的途径包括静脉内、肌肉内、皮下、腹膜内、脊柱或其它肠胃外施用途径，例如通过注射或输注。如本文所用的词组“肠胃外施用”意指除肠内和局部施用以外的施用方式，通常通过注射，且包括，但不限于，静脉内、肌肉内、动脉内、鞘内、淋巴管内、病灶内、囊内、眶内、心脏内、皮内、腹膜内、经气管、皮下、表皮下、关节内、囊下、蛛网膜下腔、脊柱内、硬膜外和胸骨内注射和输注以及体内电穿孔。在一些方面中，经由非肠胃外途径施用组合，在一些方面中，其为口服。其它非肠胃外途径包括外用、表皮或粘膜施用途径，例如，鼻内、阴道、直肠、舌下或外用。也可以例如一次、多次和/或在一个或多个长时期内进行施用。
“抗体”(Ab)应包括，但不限于，特异性结合抗原且包含通过二硫键相互连接的至少两条重(H)链和两条轻(L)链的糖蛋白免疫球蛋白或其抗原结合部分。每条H链包含重链可变区(在本文中缩写为VH)和重链恒定区。重链恒定区包含三个恒定域，CH1、CH2和CH3。每条轻链包含轻链可变区(在本文中缩写为VL)和轻链恒定区。轻链恒定区包含一个恒定域，CL。VH和VL区可被进一步细分为高可变区(其被称为互补决定区(CDR))，其间散布着更为保守的区(其被称为框架区(FR))。每个VH和VL包含三个CDR和四个FR，其从氨基端到羧基端按以下顺序排列：FR1、CDR1、FR2、CDR2、FR3、CDR3、FR4。重链和轻链的可变区含有与抗原相互作用的结合域。Ab的恒定区可介导免疫球蛋白与宿主组织或因子的结合，所述宿主组织或因子包括免疫系统的多种细胞(例如，效应细胞)和经典补体系统的第一补体(C1q)。
免疫球蛋白可源自任何通常已知的同种型，包括但不限于IgA、分泌性IgA、IgG和IgM。IgG亚类也是本领域技术人员熟知的，且包括但不限于人IgG1、IgG2、IgG3和IgG4。“同种型”是指由重链恒定区基因编码的抗体类别或亚类(例如，IgM或IgG1)。术语“抗体”包括，例如，天然存在的和非天然存在的Ab二者；单克隆和多克隆Ab；嵌合和人源化Ab；人或非人Ab；全合成Ab；和单链Ab。可通过重组方法将非人抗体人源化，以降低其在人体中的免疫原性。在没有明确说明的情况下，除非上下文另有指示，否则术语“抗体”还包括任何上述免疫球蛋白的抗原结合片段或抗原结合部分，且包括单价和二价片段或部分，以及单链抗体。
术语“单克隆抗体”(“mAb”)是指具有单一分子组成的多个抗体分子(即，一级序列基本相同，且对特定表位表现出单一的结合特异性和亲和力的多个抗体分子)的非天然存在的制备物。mAb是分离的抗体的实例。可通过杂交瘤、重组、转基因或本领域技术人员已知的其它技术生成MAb。
“人”抗体(HuMAb)是指可变区的框架区和CDR区均衍生自人种系免疫球蛋白序列的抗体。而且，如果该抗体含有恒定区，则恒定区也衍生自人种系免疫球蛋白序列。本发明的人Ab可包括不为人种系免疫球蛋白序列编码的氨基酸残基(例如，例如，通过体外随机或位点特异性诱变引入、或通过体内体细胞突变引入的突变)。然而，如本文所用的，术语“人抗体”不意图包括这样的Ab，其中衍生自另一哺乳动物物种(诸如小鼠)的种系的CDR序列已被嫁接到人框架序列上。术语“人”Ab和“全人”Ab可同义地使用。
“人源化抗体”是指其中非人抗体的CDR结构域之外的一些、大部分或所有氨基酸被衍生自人免疫球蛋白的相应氨基酸替代的抗体。在人源化形式的抗体的一个方面中，CDR域之外的一些、大部分或所有氨基酸已被来自人免疫球蛋白的氨基酸替代，而一个或多个CDR区内的一些、大部分或所有氨基酸均未改变。氨基酸的少量添加、缺失、插入、取代或修饰是允许的，只要它们不消除抗体结合特定抗原的能力即可。“人源化”抗体保留与原始抗体类似的抗原特异性。
“嵌合抗体”是指其中可变区衍生自一个物种且恒定区衍生自另一物种的抗体，诸如其中可变区衍生自小鼠抗体且恒定区衍生自人Ab的抗体。
“抗抗原”抗体是指特异性结合所述抗原的抗体。例如，抗PD-1抗体特异性结合PD-1。
抗体的“抗原结合部分”(也称作“抗原结合片段”)是指抗体的一个或多个保留特异性结合由完整Ab结合的抗原的能力的片段。
“癌症”是指以体内异常细胞的不受控制的生长为特征的各种疾病。“癌”或“癌组织”可包括肿瘤。不受调控的细胞分裂和生长导致恶性肿瘤的形成，该恶性肿瘤侵袭邻近组织，且还可通过淋巴系统或血流转移到身体的远端部分。转移后，远端肿瘤可以说是“衍生自”原始的、转移前的肿瘤。例如，“肿瘤衍生自”NSCLC是指由转移的NSCLC导致的肿瘤。因为远端肿瘤衍生自转移前肿瘤，所以“衍生自”的肿瘤还可以包含转移前肿瘤，例如，衍生自NSCLC的肿瘤可包含NSCLC。
在一些方面中，癌症是结直肠癌、直肠癌、结肠癌、肺癌、黑素瘤、卵巢癌、头和颈癌或其任何组合。在某些方面中，肺癌是非小细胞肺癌(NSCLC)。在某些方面，NSCLC具有鳞状组织学。在其它方面中，NSCLC具有非鳞状组织学。
受试者的“治疗”或“疗法”是指对受试者进行的任何类型的干预或过程，或向受试者施用活性剂，目标是逆转、缓解、减轻、抑制症状、并发症或病况，或与疾病相关的生化标记，或减慢、预防症状、并发症或病况的发作、进展、发展、严重性或复发。“治疗患有癌症的受试者”应理解为意指“治疗患有癌症的受试者中的癌症”。
“免疫疗法”是指刺激免疫系统例如以排斥肿瘤的疗法。
“程序性死亡-1(PD-1)”是指一种属于CD28家族的免疫抑制性受体。PD-1在体内主要在先前激活的T细胞上表达，并与两种配体(PD-L1和PD-L2)结合。如本文所用的术语“PD-1”包括人PD-1(hPD-1)、hPD-1的变体、同种型和物种同系物，以及与hPD-1具有至少一个共同表位的类似物。完整的hPD-1序列可在GenBank登记号U64863下找到。
“程序性死亡配体-1(PD-L1)”是PD-1的两种细胞表面糖蛋白配体之一(另一种是PD-L2)，其在结合PD-1后下调T细胞激活和细胞因子分泌。如本文所用的术语“PD-L1”包括人PD-L1(hPD-L1)、hPD-L1的变体、同种型和物种同系物，以及与hPD-1具有至少一个共同表位的类似物。完整的hPD-L1序列可在GenBank登记号Q9NZQ7下找到。
“受试者”包括任何人类动物或非人类动物。术语“非人类动物”包括，但不限于，脊椎动物(诸如非人类灵长类动物、绵羊、狗)和啮齿类动物(诸如小鼠、大鼠和豚鼠)。在一些方面中，受试者是人。术语“受试者”和“患者”在本文中可互换地使用。
药物或治疗剂的“治疗有效量”或“治疗有效剂量”是当药物单独或与另一治疗剂组合使用时保护受试者免于疾病的发作或促进由疾病症状的严重性降低证明的疾病消退，无疾病症状期的频率和持续时间的增加，或预防由于疾病痛苦造成的损伤或残疾的任何量。可以使用本领域技术人员已知的多种方法，诸如在临床试验期间的人受试者中，在预测在人中功效的动物模型系统中，或通过在体外测定中测定药剂的活性来评估治疗剂促进疾病消退的能力。
替代物(例如，“或”)的使用应理解为是指替代物之一、两者或其任何组合。如本文所用的，不定冠词“一(a、an)”应理解为是指任何列举或列举的组成中的“一个或多个”。
术语“约”或“基本包含”是指在如本领域普通技术人员所确定的特定值或组成的可接受误差范围内的值或组成，其将部分取决于如何测量或确定值或组成，即测量系统限制。例如，根据本领域的实践，“约”或“基本包含”可意指在1个或大于1个标准偏差之内。可替换地，“约”或“基本包含”可意指多达10％或20％(即，±10％或±20％)的范围。例如，“约3mg”可包括2.7mg和3.3mg之间(对于10％)的任何数值或2.4mg和3.6mg之间(对于20％)的任何值。而且，尤其是就生物系统或过程而言，这些术语可意指多达一个数量级或多达某个值的5倍。当在本申请和权利要求书中提供特定值或组成时，除非另有说明，否则应假定“约”或“基本包含”的含义在该特定值或组成的可接受误差范围内。
如本文所述的，除非另有指示，否则任何浓度范围、百分比范围、比率范围或整数范围应被理解为包括所列举范围内的任何整数的值，且在适当时包括其分数(诸如整数的十分之一和百分之一)。
在以下部分中将进一步详细地描述本发明的各个方面。
本发明的方法
本文提供了用于确定患有肿瘤的受试者的免疫系统是否正在对该受试者中的肿瘤反应或有可能对该受试者中的肿瘤反应的方法，其包括确定受试者的血液中某些类型的T细胞的水平。特别地，本公开提供了确定患有癌症(例如，黑色素瘤、肺癌或肾癌)的人受试者的肿瘤中的炎性环境的存在的方法，其包括确定受试者中循环中央记忆T(“TCM”)细胞的水平和循环T效应记忆(“Teff”)细胞的水平，其中该受试者中的循环TCM细胞与循环Teff细胞的比率(“TCM:Teff”)相对高于患有不具有炎性环境的肿瘤的人受试者中的TCM:Teff表明肿瘤环境是炎症性的。循环TCM细胞与循环Teff细胞的比率(“TCM:Teff”)相似于或高于，例如，前90％(事实上，除后10％外的任何值)的健康受试者(或对照)中的TCM:Teff表明肿瘤环境是炎症性的。
在某些方面中，测量从受试者中获得的样品(例如，血液样品)中的CD4+和/或CD8+中央记忆T细胞的水平。因此，在某些方面中，测量CD4+中央记忆T细胞和CD4+效应T细胞(例如，受试者的血液中)的水平。在某些方面中，测量CD8+中央记忆T细胞和CD8+效应T细胞(例如，受试者的血液中)的水平。在某些方面中，测量CD4+中央记忆T细胞、CD4+效应T细胞、CD8+中央记忆T细胞和CD8+效应T细胞(例如，受试者的血液中)的水平。在某些方面中，确定循环(即，存在于血液或外周血中)CD4+中央记忆T细胞与循环CD4+效应T细胞的比率。在某些方面中，确定循环CD8+中央记忆T细胞与循环CD8+效应T细胞的比率。在某些方面中，确定循环CD4+中央记忆T细胞与循环CD4+效应T细胞的比率，且确定循环CD8+中央记忆T细胞与循环CD8+效应T细胞的比率。
如本文进一步所示的，患有肿瘤(癌症)的人受试者中的循环中央记忆T细胞的水平与肿瘤中的炎性环境的存在相关联，且还与受试者对检查点抑制剂的响应相关联。因此，确定患有肿瘤(癌症)的受试者中循环CD4+和/或CD8+中央记忆T细胞的水平可用于预测或确定受试者是否在肿瘤中具有炎性环境以及受试者是否有可能对用检查点抑制剂的疗法响应。因此，本公开提供确定患有癌症的人受试者对检查点抑制剂响应的可能性的方法，其包括确定受试者中的循环中央记忆T细胞的水平和循环Teff细胞的水平，其中受试者中循环TCM细胞与循环Teff细胞的比率(“TCM:Teff”)相对高于患有不具有炎性环境的肿瘤的人受试者中的TCM:Teff表明受试者有可能对检查点抑制剂响应。在一些方面中，检查点抑制剂是下述者的拮抗剂：CTLA-4、LAG-3、TIM3、CEACAM-1、BTLA、CD69、TIGIT、CD113、GPR56、VISTA、2B4、CD48、GARP、CD73、PD1H、LAIR1、TIM-1、TIM-4、CD39、CSF-1R或IDO，或其它抑制免疫系统的蛋白质。
在某些方面中，确定患有肿瘤(癌症)的受试者中的循环CD4+中央记忆T细胞和循环CD4+效应T细胞的水平和/或循环CD8+中央记忆T细胞和循环CD8+效应T细胞的水平可用于预测或确定受试者是否在肿瘤中具有炎性环境，以及受试者是否有可能对用检查点抑制剂的疗法响应。因此，本公开还提供确定患有癌症的人受试者对检查点抑制剂响应的可能性的方法，其包括确定受试者中的循环中央记忆T细胞的水平和循环Teff细胞的水平，其中相似于或高于前90％的健康受试者中循环中央记忆T细胞与循环Teff细胞的比率(“TCM:Teff”)的TCM:Teff表明受试者有可能对检查点抑制剂响应。
在某些方面中，确定患有肿瘤(癌症)的受试者中的循环CD4+中央记忆T细胞与循环CD4+效应T细胞的比率(“CD4+中央记忆T细胞:效应T细胞”)和/或循环CD8+中央记忆T细胞与循环CD8+效应T细胞的比率(“CD8+中央记忆T细胞:效应T细胞”)可用于预测或确定受试者是否在肿瘤中具有炎性环境，以及受试者是否有可能对用检查点抑制剂的疗法响应。在某些方面中，确定患有肿瘤(癌症)的受试者中的循环CD4+中央记忆T细胞与循环CD4+效应T细胞的比率(“CD4+中央记忆T细胞:效应T细胞”)和循环CD8+中央记忆T细胞与循环CD8+效应T细胞的比率(“CD8+中央记忆T细胞:效应T细胞”)可用于预测或确定受试者是否在肿瘤中具有炎性环境，以及受试者是否有可能对检查点抑制剂的疗法响应。
如本文进一步所示的，患有肿瘤(癌症)的受试者中高的循环CD4+和/或CD8+中央记忆T细胞的水平与受试者的肿瘤中的炎性环境的存在和受试者对用检查点抑制剂(例如，PD-1拮抗剂)的疗法的响应相关联。在某些方面中，相对于不具有炎性环境的肿瘤的受试者中循环CD4+和CD8+中央记忆T细胞水平，患有肿瘤(癌症)的受试者中的高水平的循环CD4+和/或CD8+中央记忆T细胞的存在预测受试者的肿瘤中炎性环境的存在以及受试者对用检查点抑制剂(例如，PD-1拮抗剂)的疗法的响应。在某些方面中，分别相对于不具有炎性环境的肿瘤的受试者中的循环CD4+和CD8+中央记忆T细胞的水平，患有肿瘤(癌症)的受试者中高水平的循环CD4+和/或CD8+中央记忆T细胞的存在和低水平的循环CD4+和/或CD8+效应T细胞的存在预测受试者的肿瘤中的炎性环境的存在以及受试者对用检查点抑制剂(例如，PD-1拮抗剂)的疗法的响应。
“高水平”可相对于(i)某个患有不具有炎性环境的肿瘤的受试者中存在的水平；(ii)一组患有不具有炎性环境的肿瘤的受试者的平均水平，且差异在统计学上显著，或(iii)前90％、80％、70％、60％、50％、40％、30％、20％或10％的健康受试者(即，具有正常强度免疫系统的受试者)的水平。
在某些方面中，相对于患有不具有炎性环境的肿瘤的受试者(或受试者组)中的循环CD4+中央记忆T细胞的水平与循环CD4+效应T细胞的水平的比率，患有肿瘤(癌症)的受试者中的循环CD4+中央记忆T细胞的水平与循环CD4+效应T细胞的水平的相似或更高的比率的存在，预示受试者的肿瘤中炎性环境的存在以及受试者对用检查点抑制剂(例如，PD-1拮抗剂)的疗法的响应。在某些方面中，相对于患有不具有炎性环境的肿瘤的受试者(或受试者组)中的循环CD8+中央记忆T细胞的水平与循环CD8+效应T细胞的水平的比率，患有肿瘤(癌症)的受试者中的循环CD8+中央记忆T细胞的水平与循环CD8+效应T细胞的水平的相似或更高的比率的存在，预示受试者的肿瘤中的炎性环境的存在以及受试者对用检查点抑制剂(例如，PD-1拮抗剂)的疗法的响应。
在某些方面中，分别相对于患有不具有炎性环境的肿瘤的受试者(或受试者组)中的循环CD4+中央记忆T细胞的水平与循环CD4+效应T细胞的水平的比率，患有肿瘤(癌症)的受试者中的循环CD4+中央记忆T细胞的水平与循环CD4+效应T细胞的水平的相似或更高的比率的存在，以及循环CD8+中央记忆T细胞的水平与循环CD8+效应T细胞的水平的更高比率的存在，预示受试者的肿瘤中的炎性环境的存在以及受试者对用检查点抑制剂(例如，PD-1拮抗剂)的疗法的响应。当与受试者组的值比较时，比较可针对受试者组的平均值或中值，其中差异在统计学上显著。更高比率可以是50％、100％(2倍)、3倍，4倍、5倍或更多。
在某些方面中，相对于健康受试者(具有健康免疫系统)中的循环CD4+中央记忆T细胞水平与循环CD4+效应T细胞水平的比率，患有肿瘤(癌症)的受试者中的循环CD4+中央记忆T细胞水平与循环CD4+效应T细胞水平的相似或更高比率的存在，预示受试者的肿瘤中的炎性环境的存在以及受试者对用检查点抑制剂(例如，PD-1拮抗剂)的疗法的响应。在某些方面中，相对于健康受试者(具有健康免疫系统)中的循环CD8+中央记忆T细胞水平与循环CD8+效应T细胞水平的比率，患有肿瘤(癌症)的受试者中的循环CD8+中央记忆T细胞水平与循环CD8+效应T细胞水平的相似或更高比率的存在，预示受试者的肿瘤中的炎性环境的存在以及受试者对用检查点抑制剂(例如，PD-1拮抗剂)的疗法的响应。
在某些方面中，分别相对于健康受试者(具有健康免疫系统)中的循环CD4+中央记忆T细胞水平与循环CD4+效应T细胞水平的比率以及循环CD8+中央记忆T细胞水平与循环CD8+效应T细胞水平的比率，患有肿瘤(癌症)的受试者中的循环CD4+中央记忆T细胞水平与循环CD4+效应T细胞水平的相似或更高比率，以及循环CD8+中央记忆T细胞水平与循环CD8+效应T细胞水平的更高比率的存在，预示受试者的肿瘤中的炎性环境的存在以及受试者对用检查点抑制剂(例如，PD-1拮抗剂)的疗法的响应。当与健康受试者组的值比较时，比较可针对健康受试者组的平均值或中值，其中差异在统计学上是显著的。
在某些方面中，相对于前90％、80％、70％、60％、50％、40％、30％、20％或10％的健康受试者中的循环CD4+中央记忆T细胞水平与循环CD4+效应T细胞水平的比率，患有肿瘤(癌症)的受试者中的循环CD4+中央记忆T细胞水平与循环CD4+效应T细胞水平的相似或更高比率的存在，预示受试者的肿瘤中的炎性环境的存在以及受试者对用检查点抑制剂(例如，PD-1拮抗剂)的疗法的响应。在某些方面中，相对于前90％、80％、70％、60％、50％、40％、30％、20％或10％的健康受试者中的循环CD8+中央记忆T细胞水平与循环CD8+效应T细胞水平比率，患有肿瘤(癌症)的受试者中的循环CD8+中央记忆T细胞水平与循环CD8+效应T细胞水平的相似或更高比率的存在预测受试者的肿瘤中的炎性环境的存在以及受试者对用检查点抑制剂(例如，PD-1拮抗剂)的疗法的响应。在某些方面中，分别相对于前90％、80％、70％、60％、50％、40％、30％、20％或10％的健康受试者中的循环CD4+中央记忆T细胞水平与循环CD4+效应T细胞水平的比率以及循环CD8+中央记忆T细胞水平与循环CD8+效应T细胞水平的比率，患有肿瘤(癌症)的受试者中的循环CD4+中央记忆T细胞水平与循环CD4+效应T细胞水平的相似或更高比率以及循环CD8+中央记忆T细胞水平与循环CD8+效应T细胞水平的更高比率的存在，预示受试者的肿瘤中的炎性环境的存在以及受试者对用检查点抑制剂(例如，PD-1拮抗剂)的疗法的响应。
当与受试者组的值比较时，比较可针对受试者组的平均值或中值，其中差异在统计学上是显著的。前90％的健康受试者中的某些T细胞的水平或某些T细胞的比率，是指健康受试者(除所有健康受试者中水平或比率最低的后10％受试者外)中发现的平均或中值水平或比率。
在一些方面中，受试者是人类患者。在某些方面中，受试者是化疗初治患者(例如，先前未接受过任何化疗的患者)。在其它方面中，接受现有组合疗法的受试者已经接受了另一癌症疗法(例如，化疗)，但是对此另一癌症疗法有抵抗或难治性。
在某些方面中，本公开的方法有效地增加受试者的生存持续时间，例如，受试者的整体生存。在一些方面中，本公开的方法增加受试者的无进展生存。在某些方面中，与标准治疗疗法相比，本公开的方法增加受试者的无进展生存。
在一些方面中，癌症是结直肠、直肠、结癌、肺癌、黑素瘤、卵巢癌、头颈癌或其任何组合。在某些方面中，受试者已经接受了一种、两种、三种、四种、五种或更多种既往癌症治疗。在其它方面中，受试者是未经治疗的。在一些方面中，受试者在其他癌症治疗的基础上已经进展了。在某些方面中，癌症已经复发。在一些方面中，癌症是转移的。在其它方面中，癌症不是转移的。
在某些方面中，肺癌是非小细胞肺癌(NSCLC)。在某些方面中，NSCLC具有鳞状组织学。在其它方面中，NSCLC具有非鳞状组织学。在另一其它方面中，NSCLC具有鳞状腺鳞组织学。在进一步方面中，NSCLC具有非明确的组织学。在某些方面中，恶性肿瘤是不可切除的。在一些方面中，NSCLC是EGFR突变的。
在一些方面中，头和颈癌是复发性或转移性或复发性SCCHN(口腔、咽、喉)。在某些方面中，头和颈癌是第III/IV阶段。在一些方面中，在最后一剂量的铂疗法的六个月内，癌症已经进展或复发。在某些方面中，癌症是疗法难治的。
在某些方面中，卵巢癌是复发性或持续性上皮卵巢癌、输卵管癌或原发性腹膜癌。在某些方面中，受试者接受了基于铂-紫杉烷的化疗方案作为其卵巢癌的一线疗法。
在一些方面中，结直肠癌是经组织学确认的。在某些方面中，结直肠癌是转移的或复发的。在某些方面中，在施用最后一次标准疗法期间、之后，受试者已经进展，或者在施用标准疗法之后，受试者无法忍受。在某些方面中，受试者具有微卫星不稳定性。在其它方面中，结直肠癌具有低微卫星不稳定性(MSI-L)。
在某些方面中，黑色素瘤是晚期疾病(既往治疗的，疗法难治的或复发的第III期(不可切除的)或第IV期)。在某些方面中，患有黑色素瘤的患者具有已知的BRAF V600突变。在某些方面中，患者患有不再受手术、化学疗法或放射疗法的控制的黑色素瘤。在某些方面中，患者患有难治的或手术后复发的黑色素瘤。在其它方面中，患者是未经治疗的。
本公开进一步涉及确定受试者的肿瘤中的肿瘤突变负荷(TMB)状态。本公开基于以下事实：不同的肿瘤类型表现出不同的免疫原性水平，且肿瘤的免疫原性与TMB和/或新生抗原负荷直接相关。
随着肿瘤生长，它会积累种系DNA中不存在的体细胞突变。肿瘤突变负荷(TMB)是指肿瘤基因组中的体细胞突变的数目和/或每个肿瘤基因组(考虑种系变体DNA后)的体细胞突变的数目。体细胞突变的获得，以及由此导致的更高的TMB，可受不同机制的影响，诸如外源诱变剂暴露(例如，吸烟或紫外线暴露)和DNA错配修复突变(例如，结直肠癌和食道癌中的MSI)。在实体肿瘤中，约95％的突变是单个碱基取代。(Vogelstein等，Science(2013)339:1546-1558.)本文中的“非同义突变”是指改变蛋白质的氨基酸序列的核苷酸突变。错义突变和无义突变可以均是非同义突变。本文中的“错义突变”是指单个核苷酸改变导致密码子编码不同氨基酸的非同义点突变。本文中的“无义突变”是指密码子改变为提前的终止密码子，从而导致所得的蛋白质截短的非同义点突变。
在一些实施方案中，体细胞突变可在RNA和/或蛋白质水平表达，从而产生新生抗原(也称为新生表位(neoepitope))。新生抗原可影响免疫介导的抗肿瘤响应。例如，新生抗原识别可促进T细胞激活、克隆扩增，分化为效应细胞和记忆T细胞。
随着肿瘤发展，早期的克隆突变(或称“主干突变(trunk mutation)”)可被大多数或所有肿瘤细胞所携带，而晚期的突变(或称“分支突变”)可能仅发生在一部分肿瘤细胞或区域中。(Yap等，Sci Tranl Med(2012)4:1-5；Jamai-Hanjani等，(2015)Clin Cancer Res21:1258-1266.)。因此，衍生自克隆“主干”突变的新生抗原在肿瘤基因组中比“分支”突变更广泛，因此，可导致大量的对克隆新生抗原具有反应性的T细胞。(McGranahan等，(2016)351:1463-1469.)通常，具有高TMB的肿瘤可能也具有高新生抗原负荷，这可导致高肿瘤免疫原性和增加的T细胞反应性和抗肿瘤响应。同样地，具有高TMB的癌症可对免疫疗法(例如，抗PD-1抗体或抗PD-L1抗体)的治疗响应良好。
测序技术的进展为评估肿瘤的基因组突变概况提供了可能。可以使用本领域技术人员已知的任何测序方法来测序来自肿瘤基因组(例如，从患有肿瘤的受试者获得的生物样品)的核酸。在一个实施方案中，PCR或qPCR方法、桑格(Sanger)测序方法或下一代测序(“NGS”)方法(诸如基因组谱分析、外显子组测序或基因组测序)可用于测量TMB。在一些实施方案中，使用基因组谱分析测量TMB状态。基因组谱分析涉及分析来自肿瘤样品的核酸，包括编码和非编码区，且可使用具有集成优化核酸选择、读段比对和突变判读的方法来进行。在一些实施方案中，基因谱分析提供针对肿瘤的基于下一代测序(NGS)的分析，此类分析可以针对具体癌症、具体基因和/或具体位点进行优化。基因组谱分析可整合使用多种单独调适的比对方法或算法，以优化其在测序方法中，特别是在依赖于对大量不同基因中的大量不同遗传事件的大规模平行测序方法中的性能。基因组谱分析为具有临床等级质量的受试者癌症基因组的综合分析提供了条件，并且遗传分析的输出可以与相关的科学和医学知识背景结合起来，以增加癌症疗法的质量和效能。
基因组谱分析涉及一组预定义的基因集，其包含少至五个基因或多达1000个基因、约25个基因至约750个基因、约100个基因至约800个基因、约150个基因至约500个基因，约200个基因至约400个基因、约250个基因至约350个基因。在一个实施方案中，基因组谱包含至少300个基因、至少305个基因、至少310个基因、至少315个基因、至少320个基因、至少325个基因、至少330个基因、至少335个基因、至少340个基因、至少345个基因、至少350个基因、至少355个基因、至少360个基因、至少365个基因、至少370个基因、至少375个基因、至少380个基因、至少385个基因、至少390个基因、至少395个基因或至少400个基因。在另一个实施方案中，基因组谱包含至少325个基因。在特定的实施方案中，基因组谱包含至少315个癌症相关基因和28个基因中的内含子
Figure BDA0002428974160000261
或406个基因的完整DNA编码序列、31个具有重排的基因的内含子，和265个基因的RNA序列(cDNA)(
Figure BDA0002428974160000262
Hem)。在另一个实施方案中，基因组谱包含26个基因和1000个相关的突变(
Figure BDA0002428974160000263
Solid Tumor)。在又另一实施方案中，基因组谱包含76个基因(Guardant360)。在又另一实施方案中，基因组谱包含73个基因(Guardant360)。在另一个实施方案中，基因组谱包含354个基因和28个基因中用于重排的内含子(
Figure BDA0002428974160000264
CDXTM)。在某些实施方案中，基因组谱是
Figure BDA0002428974160000265
F1CDx。在另一个实施方案中，基因组谱包含468个基因(MSK-IMPACTTM)。随着更多的基因被鉴定为与肿瘤学相关，可将一个或多个基因添加至基因组图谱。
Figure BDA0002428974160000266
测定法是针对实体肿瘤的综合基因组谱分析测定法，所述实体肿瘤包括但不限于肺癌、结肠癌和乳腺癌、黑色素瘤和卵巢癌的实体肿瘤。
Figure BDA0002428974160000267
测定法使用杂交捕获、下一代测序测试来鉴定基因组改变(碱基取代、插入和缺失、拷贝数目改变和重排)并选择基因组签名(例如，TMB和微卫星不稳定性)。该测定法涵盖322个独特基因，其包括315个与癌症相关的基因的完整编码区，以及从28个基因中选择的内含子。表2和表3提供了
Figure BDA0002428974160000268
测定基因的完整列表。参见FOUNDATIONONE:Technical Specifications，Foundation Medicine，Inc.，其可在FoundationMedicine.com上获得，最后访问时间为2018年3月16日，其通过提述以其整体并入本文。
在一些实施方案中，可用现有方法(例如，免疫疗法，例如，检查点抑制剂疗法)治疗的受试者具有高(≥10个突变/兆碱基)肿瘤突变负荷(TMB)。在一些实施方案中，测量TMB的测定法是FOUNDATIONONE测定法。在其它实施方案中，可用现有方法治疗的受试者具有(i)相对于患有不具有炎性环境的肿瘤的人受试者中循环TCM细胞与循环Teff细胞比率(“TCM:Teff”)更高的TCM:Teff；和(ii)高TMB(≥10个突变/兆碱基)。在一些实施方案中，可用现有方法治疗的受试者具有(i)相似于或高于前90％(即，除后10％外的任何值)的健康受试者中循环TCM细胞与循环Teff细胞比率(“TCM:Teff”)的TCM:Teff(ii)高TMB(≥10个突变/兆碱基)。
在一些实施方案中，本公开包括治疗受试者患有癌症的方法，其包括(i)确定患有癌症的受试者中循环TCM细胞的水平和循环Teff细胞的水平，且如果受试者的循环TCM细胞与循环Teff细胞比率(“TCM:Teff”)相对高于患有不具有炎性环境的肿瘤的人受试者中的TCM:Teff，则(ii)确定TMB，且如果TMB高，则(iii)向受试者施用检查点抑制剂。在一些实施方案中，本公开涉及治疗受试者患有癌症的方法，包括(i)确定受试者中循环TCM细胞的水平和循环Teff细胞的水平，且如果受试者的循环TCM细胞与循环Teff细胞的比率(“TCM:Teff”)相似于或高于前90％(即，除后10％外的任何值)的健康受试者中的TCM:Teff，则(ii)确定TMB，且如果TMB高，则(iii)向受试者施用检查点抑制剂。
在一些实施方案中，本公开包括一种治疗患有癌症的受试者的方法，其包括(i)确定患有癌症的受试者中循环TCM细胞的水平和循环Teff细胞的水平，且如果受试者的循环TCM细胞与循环Teff细胞的比率(“TCM:Teff”)相对高于患有不具有炎性环境的肿瘤的人受试者中的TCM:Teff，则(ii)确定肿瘤中TMB和/或PD-L1的水平，且如果TMB高和/或如果PD-L1水平≥1％或≥5％，则向受试者施用检查点抑制剂。在一些实施方案中，本公开涉及一种治疗患有癌症的受试者的方法，其包括(i)确定受试者中循环TCM细胞的水平和循环Teff细胞的水平，且如果受试者循环TCM细胞与循环Teff细胞的比率(“TCM:Teff”)相似于或高于前90％(即，除后10％外的任何值)的健康受试者中的TCM:Teff，则(ii)确定受试者的肿瘤中的TMB和/或PD-L1的水平，且如果TMB高和/或如果PD-L1水平≥1％或≥5％，则(iii)向受试者施用检查点抑制剂。
在本文所述的方法中，检查点抑制剂的施用可以替换为检查点刺激剂，例如，刺激免疫系统的蛋白质(例如，GITR、OX40、CD147、ICOS、CD27、HVEM、NKG2D或其结合伴侣)的激动剂。
有用于本发明的抗PD-1抗体或抗PD-L1抗体
本公开的某些方面包括向有需要的受试者施用治疗有效量的抗PD-1抗体或其抗原结合部分。已在美国专利号8,008,449中公开了以高亲和力特异性结合PD-1的HuMAb。其它抗PD-1mAb在例如美国专利号6,808,710、7,488,802、8,168,757和8,354,509，和PCT公开号WO 2012/145493中已经描述。美国专利号8,008,449中公开的每种抗PD-1HuMAb已经证明可表现出一种或多种下列特性：(a)以1x 10-7M或更低的KD(如通过使用Biacore生物传感器系统的表面等离子共振测定的)结合人PD-1；(b)基本上不结合人CD28、CTLA-4或ICOS；(c)在混合的淋巴细胞反应(MLR)测定中增加T细胞增殖；(d)在MLR测定中增加干扰素-γ生成；(e)在MLR测定中增加IL-2分泌；(f)结合人PD-1和食蟹猴PD-1；(g)抑制PD-L1和/或PD-L2对PD-1的结合；(h)刺激抗原特异性记忆响应；(i)刺激抗体响应；和(j)抑制肿瘤细胞体内生长。可用于本发明的抗PD-1Ab包括特异性结合人PD-1并表现出前述特性中的至少一种(在一些方面中，为至少五种)的mAb。在一些方面中，抗PD-1抗体是纳武单抗。在一个方面中，抗PD-1抗体是派姆单抗。
在一个方面中，抗PD-1抗体是纳武单抗。纳武单抗(也称为
Figure BDA0002428974160000281
曾用名5C4、BMS-936558、MDX-1106或ONO-4538)是一种全人IgG4(S228P)PD-1免疫检查点抑制剂抗体，其选择性阻止与PD-1配体(PD-L1和PD-L2)的相互作用，从而阻断抗肿瘤T细胞功能的下调(美国专利号8,008,449；Wang等，2014Cancer Immunol Res.2(9):846-56)。
在另一方面中，抗PD-1抗体是派姆单抗。派姆单抗(也称为
Figure BDA0002428974160000282
lambrolizumab和MK-3475)是针对人细胞表面受体PD-1(程序性死亡-1或程序性细胞死亡-1)的人源化单克隆IgG4抗体。派姆单抗在例如，美国专利号8,354,509和8,900,587中有描述；还参见www.cancer.gov/drugdictionary？cdrid＝695789(最后一次访问时间：2014年12月14日)。派姆单抗已经被FDA批准用于治疗复发性或难治性黑色素瘤。
在其它方面中，抗PD-1抗体与MEDI0608交叉竞争。在又一其它方面中，抗PD-1抗体结合与MEDI0608相同的表位。在某些方面中，抗PD-1抗体具有与MEDI0608相同的CDR。在其它方面中，抗PD-1抗体是MEDI0608(先前称为AMP-514)，其是单克隆抗体。MEDI0608在例如美国专利号8,609,089B2中有描述。
在某些方面中，免疫检查点抑制剂是AMP-224，其是B7-DC Fc融合蛋白。在美国公开号2013/0017199或在www.cancer.gov/publications/dictionaries/cancer-drug？cdrid＝700595(最后一次访问时间：2015年7月8日)中讨论了AMP-224。
在某些方面中，抗PD-1抗体是BGB-A317，其是人源化单克隆抗体。在美国公开号2015/0079109中描述了BGB-A317。
在某些实施方案中，抗PD-1抗体是PDR-001(诺华(Novartis))。
可用于公开的方法中的抗PD-1抗体还包括特异性结合人PD-1并与纳武单抗交叉竞争结合人PD-1的分离的Ab(参见，例如，美国专利号8,008,449和8,779,105；WO 2013/173223)。Ab交叉竞争结合抗原的能力表明这些Ab结合抗原的相同表位区，并且在空间上阻碍了其他交叉竞争的Abs与该特定表位区的结合。预期这些交叉竞争的抗体由于结合PD-1的相同表位区而具有与纳武单抗非常相似的功能特性。交叉竞争的Ab可以在标准PD-1结合测定(诸如Biacore分析、ELISA测定或流式细胞术)中基于与纳武单抗交叉竞争的能力而容易地加以鉴定(参见，例如，WO 2013/173223)。
在某些方面中，与纳武单抗竞争结合人PD-1、或者与纳武单抗结合人PD-1的相同表位区的抗体是单克隆抗体。为了施用至人受试者，这些交叉竞争的抗体是嵌合抗体，或人源化或人Ab。此类嵌合、人源化或人单克隆抗体可通过本领域熟知的方法制备并分离。
可用于公开的发明的方法中的抗PD-1Ab还包括上述抗体的抗原结合部分。已经充分证明了抗体的抗原结合功能可以由全长抗体的片段来执行。抗体的“抗原结合部分”这一术语所涵盖的结合片段的实例包括(i)Fab片段，这是一种由VL、VH、CL和CH1域组成的单价片段；(ii)F(ab’)2片段，这是一种包括两个在铰链区通过二硫键连接的Fab片段的二价片段；(iii)Fd片段，其由VH和CH1域组成；和(iv)Fv片段，其由抗体的单个臂的VL和VH域组成。
适用于公开的方法和组合物的抗PD-1抗体是以高特异性和亲和力结合PD-1，阻断PD-L1和或PD-L2的结合，并抑制PD-1信号传导途径的免疫抑制作用的抗体。在任何本文公开的组合物或方法中，抗PD-1“抗体”包括这样的抗原结合部分或片段，其结合PD-1受体，并在抑制配体结合和上调免疫系统方面表现出与完整抗体相似的功能性质。在某些方面中，抗PD-1抗体或其抗原结合部分与纳武单抗交叉竞争结合人PD-1。在其它方面中，抗PD-1抗体或其抗原结合部分是嵌合、人源化或人单克隆抗体或其部分。在某些方面中，抗体是人源化抗体。在其它方面中，抗体是人抗体。可使用IgG1、IgG2、IgG3或IgG4同种型的Ab。
在某些方面中，抗PD-1抗体或其抗原结合部分包含属于人IgG1或IgG4同种型的重链恒定区。在某些其它方面中，抗PD-1抗体或其抗原结合部分的IgG4重链恒定区的序列含有S228P突变，该突变用通常在IgG1同种型抗体中相应位置上发现的脯氨酸残基取代铰链区的丝氨酸残基。此突变存在于纳武单抗中，可防止Fab臂与内源性IgG4抗体交换，同时保留与野生型IgG4抗体的关联激活性Fc受体的低亲和力(Wang等，2014 Cancer ImmunolRes.2(9):846-56)。在又一其它方面中，抗体包含轻链恒定区，其是人κ或λ恒定区。在其它方面中，抗PD-1抗体或其抗原结合部分是mAb或其抗原结合部分。在本文所述的任何包括施用抗PD-1抗体的治疗方法的某些方面中，抗PD-1抗体是纳武单抗。在其它方面中，抗PD-1抗体是派姆单抗。在其它方面中，抗PD-1抗体选自美国专利号8,008,449中所述的人抗体17D8、2D3、4H1、4A11、7D3和5F4。在又一其它方面中，抗PD-1抗体是MEDI0608(先前是AMP-514)、AMP-224或BGB-A317。
在某些方面中，该方法中所用的抗PD-1抗体可用另一PD-1或抗PD-L1拮抗剂替代。例如，因为抗PD-L1抗体可阻止PD-1和PD-L1之间的相互作用，从而对PD-1的信号传导途径施加类似的作用，所以抗PD-L1抗体可以取代本文公开的方法中抗PD-1抗体的使用。因此，本公开的某些方面包括向有需要的受试者施用治疗有效量的抗PD-L1抗体或其抗原结合部分。在某些方面中，可用于该方法的抗PD-L1抗体是BMS-936559(先前是12A4或MDX-1105)(参见，例如，美国专利号7,943,743；WO 2013/173223)。在其它方面中，抗PD-L1抗体是MPDL3280A(也称作阿特珠单抗(TECENTRIQ)和RG7446)(参见，例如，Herbst等(2013)J ClinOncol 31(suppl):3000.摘要；美国专利号8,217,149)、MEDI4736(也称作度伐单抗(IMFINZI)；Khleif(2013)，收录于2013欧洲癌症会议(European Cancer Congress)的报告；2013年9月27日-10月1日；荷兰，阿姆斯特丹)或阿维鲁单抗(BAVENCIO；MSB0010718C)。在一些方面中，抗PD-L1单克隆抗体选自28-8、28-1、28-12、29-8、5H1及其任何组合。在某些方面中，与以上提及的PD-L1抗体交叉竞争结合人PD-L1或与以上提及的PD-L1抗体结合相同的人PD-L1的表位区的抗体是mAb。在某些方面中，抗PD-L1抗体或其抗原结合部分与BMS-936559、MPDL3280A、MEDI4736或MSB0010718C竞争结合人PD-L1。为了施用于人受试者，这些交叉竞争的抗体可以是嵌合抗体，或可以是人源化抗体或人抗体。此类嵌合、人源化或人mAb可通过本领域熟知的方法来制备和分离。参见美国专利号8,779,108或US 2014/0356353，其在2014年5月6日提交)，或MSB0010718C(也称作阿维鲁单抗；参见US 2014/0341917)。在某些方面中，抗PD-L1抗体或其抗原结合部分包含属于人IgG1或IgG4同种型的重链恒定区。在一些方面中，抗PD-L1抗体是BMS-936559。在一些方面中，抗PD-L1抗体是MPDL3280A。在一些方面中，抗PD-L1抗体是MEDI4736。在一些方面中，抗PD-L1抗体是MSB0010718C。
药物组合物和剂量
本发明的治疗剂可以构成为组合物，例如，含有一种或多种Ab和药学上可接受的载体的药物组合物。如本文所用的，“药学上可接受的载体”包括生理上相容的任何和所有溶剂、分散介质、包衣、抗细菌和抗真菌剂、等渗剂和吸收延迟剂等。在一个方面中，用于含有抗体的组合物的载剂适用于静脉内、肌肉内、皮下、肠胃外、脊柱或表皮施用(例如，通过注射或输注)。本发明的药物组合物可包括一种或多种药学上可接受的盐、抗氧化剂、水性和非水性载剂和/或佐剂，例如防腐剂、湿润剂、乳化剂和分散剂。
本公开提供了可以提供期望的响应(例如最大的治疗响应和/或最小的副作用)的剂量方案。对于抗PD-1抗体(或抗PD-L1抗体)的施用，剂量的范围可以为约0.01至约10mg/kg、约1至约9mg/kg、约2至约8mg/kg、约3至约7mg/kg、约3至约6mg/kg，0.01至约5mg/kg，或约1至约3mg/kg受试者体重。例如，剂量可以是约0.1、约0.3、约1、约2、约3、约4、约5、约6、约7、约8、约9或约10mg/kg体重。给药方案通常基于抗体的典型药代动力学特性，以实现可导致持续受体占有(RO)的暴露为目的来设计。示例性的治疗方案涉及约每1周一次、约每2周一次、约每3周一次、约每4周一次、约每月一次、约每3-6个月或更长时间一次施用。在某些方面中，约每2周一次向受试者施用抗PD-1抗体诸如纳武单抗。可以以至少两个剂量来施用抗PD-1抗体，每个剂量为约0.01mg/kg至约5mg/kg的量(例如，3mg/kg)，两个剂量之间的间隔为每两周一次。在一些方面中，以至少三个、四个、五个、六个或七个剂量(即，多剂量)来施用抗PD-1(或抗PD-L1抗体)抗体，每个剂量为约0.01mg/kg至约10mg/kg(例如，1mg/kg、3mg/kg或6mg/kg)的量，给药间隔为两个相邻的给药剂量之间两周。剂量和时间表可以在治疗过程中改变。在一个方面中，本公开的抗PD-1抗体(或抗PD-L1抗体)的剂量方案包含经由静脉内施用约0.1至约5mg/kg体重、约1至约5mg/kg体重或约1至约3mg/kg体重，抗体在至多约6周或约12周的周期中每约14-21天给药，直至完全缓解或确认疾病进展。在一些方面中，本文公开的抗体治疗或任何组合治疗持续至少约1个月、至少约3个月、至少约6个月、至少约9个月、至少约1年、至少约18个月、至少约24个月、至少约3年、至少约5年或至少约10年。在一个方面中，以至少约0.1～至少约10.0mg/kg体重的剂量范围，每约2、约3或约4周一次施用抗PD-1抗体或其抗原结合部分或者抗PD-L1抗体或其抗原结合部分。在一个特定的方面中，以至少约3mg/kg体重的剂量，约每2周一次施用抗PD-1抗体或其抗原结合部分或者抗PD-L1抗体或其抗原结合部分。
当与其他疗法(例如，其它免疫疗法)组合使用时，抗PD-1抗体(或抗PD-L1抗体)的剂量与单一疗法的剂量相比可以是降低的。纳武单抗低于典型的3mg/kg、但不少于0.001mg/kg的剂量是亚治疗剂量。用于本文中的方法中的抗PD-1抗体的亚治疗剂量高于0.001mg/kg且低于3mg/kg。在一些方面中，亚治疗剂量为约0.001mg/kg-约1mg/kg、约0.01mg/kg-约1mg/kg、约0.1mg/kg-约1mg/kg，或约0.001mg/kg-约0.1mg/kg体重。在一些方面中，亚治疗剂量为至少约0.001mg/kg、至少约0.005mg/kg、至少约0.01mg/kg、至少约0.05mg/kg、至少约0.1mg/kg、至少约0.5mg/kg或至少约1.0mg/kg体重。来自15名接受0.3mg/kg至10mg/kg的纳武单抗剂量的受试者的受体占据数据表明，在此剂量范围内，PD-1的占据似乎是剂量不依赖的。在所有剂量下，平均占据率为85％(范围为70％至97％)，平均平台占据率为72％(范围为59％至81％)(Brahmer等(2010)J Clin Oncol 28:3167-75)。由此可见，给药0.3mg/kg可允许足够的暴露，以引起最大的生物活性。
在本发明的一些方面中，抗PD-1抗体或抗PD-L1抗体以3mg/kg的剂量施用。在本发明的其它方面中，抗PD-1抗体或抗PD-L1抗体以1mg/kg的剂量施用。
在某些方面中，抗PD-1抗体(或抗PD-L1抗体)的剂量在药物组合物中是固定的剂量。在其它方面中，本发明的方法可以以固定剂量(无论患者的体重如何而给予患者的剂量)使用。在某些方面中，抗PD-1抗体或其抗原结合部分的固定剂量为至少约100mg、120mg、140mg、160mg、180mg、200mg、220mg、240mg、260mg、280mg、300mg、400mg、420mg、440mg、460mg、480mg、500mg、520mg、540mg、560mg或600mg。例如，纳武单抗的固定剂量可以是约240mg。例如，派姆单抗的固定剂量可以是约200mg。在某些方面中，以约240mg的剂量施用抗PD-1抗体或其抗原结合部分。在某些方面中，以约360mg的剂量施用抗PD-1抗体或其抗原结合部分。在某些方面中，以约480mg的剂量施抗PD-1抗体或其抗原结合部分。在某些方面中，约每周一次、每两周一次、每三周一次、每四周一次、每五周一次或每六周一次施用固定剂量的抗PD-1抗体或其抗原结合部分。在一个方面中，每3周一次施用360mg的抗PD-1抗体。在另一方面中，每4周一次施用480mg的抗PD-1抗体。
剂量和频率根据抗体在受试者中的半衰期而变化。通常，人Ab显示的半衰期最长，随后依次是人源化Ab、嵌合Ab和非人Ab。施用的剂量和频率可以根据治疗是预防性还是治疗性而变化。在预防性应用中，通常在长时间周期内以相对不频繁的间隔施用相对低的剂量。一些患者在余生内继续接受治疗。在治疗性应用中，有时需要相对短的间隔下相对高的剂量，直至疾病的进展减少或终止，或者直至患者显示出疾病症状的部分或完全缓解。此后，可对患者施用预防性方案。
本发明药物组合物中活性成分的实际剂量水平可以改变，以便获得有效实现对特定患者、组合物和给药方式而言期望的治疗效应的活性成分的量，而不会对患者有过度的毒性。选择的剂量水平将取决于多种药代动力学因素，包括所采用的本发明的特定组合物的活性、施用途径、施用时间、正在采用的特定化合物的排泄速率、治疗持续时间、与采用的特定组合物结合使用的其他药物、化合物和/或材料、正在治疗的患者的年龄、性别、体重、病况、一般健康和既往病史，以及医学领域中熟知的类似因素。可以使用本领域熟知的多种方法中的一种或多种经由一种或多种施用途径来施用本发明的组合物。如本领域技术人员将理解的，施用途径和/或方式将根据期望的结果而变化。
实施方案
实施方案1.一种确定患有癌症的人受试者的肿瘤中炎性环境的存在的方法，其包括确定所述受试者中循环中央记忆T(“TCM”)细胞的水平和循环T效应记忆(“Teff”)细胞的水平，其中所述受试者的循环TCM细胞与循环Teff细胞的比率(“TCM:Teff”)相对于患有不具有炎性环境的肿瘤的人受试者中的TCM:Teff更高，表明所述肿瘤环境是炎症性的。
实施方案2.一种确定患有癌症的人受试者的肿瘤中炎性环境的存在的方法，其包括确定所述受试者中循环TCM细胞的水平和循环Teff细胞的水平，其中循环TCM细胞与循环Teff细胞的比率(“TCM:Teff”)相似于或高于前90％(即，除后10％外的任何值)的健康受试者(或对照)中的TCM:Teff，表明所述肿瘤环境是炎症性的。
实施方案3.一种确定患有癌症的人受试者对检查点抑制剂响应的可能性的方法，其包括确定所述受试者中循环TCM细胞的水平和循环Teff细胞的水平，其中所述受试者中循环TCM细胞与循环Teff细胞的比率(“TCM:Teff”)相对于患有不具有炎性环境的肿瘤的人受试者中的TCM:Teff更高，表明所述受试者有可能对检查点抑制剂响应。
实施方案4.一种确定患有癌症的人受试者对检查点抑制剂响应的可能性的方法，其包括确定所述受试者中循环TCM细胞的水平和循环Teff细胞的水平，其中循环TCM细胞与循环Teff细胞的比率(“TCM:Teff”)相似于或高于前90％的健康受试者中的TCM:Teff，表明所述受试者有可能对检查点抑制剂响应。
实施方案5.根据实施方案1-4中任一项所述的方法，其中所述TCM细胞和所述Teff细胞分别是CD4+ TCM和CD4+ Teff细胞。
实施方案6.根据实施方案1-4中任一项所述的方法，其中所述TCM细胞和所述Teff细胞分别是CD8+ TCM和CD8+ Teff细胞。
实施方案7.根据实施方案1所述的方法，其包括确定循环CD4+ TCM细胞、循环CD8+TCM、循环CD4+ Teff细胞和循环CD8+ Teff细胞的水平，其中(i)循环CD4+ TCM细胞与循环CD4 Teff细胞的比率(“CD4+ TMC:CD4+ Teff”)和(ii)环CD8+ TCM细胞与循环CD8 Teff细胞的比率(“CD8+ TMC:CD8+ Teff”)分别相对高于患有不具有炎性环境的肿瘤的人受试者中的的CD4+ TMC:CD4+ Teff和CD8+ TMC:CD8+ Teff，表明所述肿瘤环境是炎症性的。
实施方案8.根据实施方案2所述的方法，其包括确定循环CD4+ TCM细胞、循环CD8+TCM、循环CD4+ Teff细胞和循环CD8+ Teff细胞的水平，其中(i)循环CD4+ TCM细胞与循环CD4 Teff细胞的比率(“CD4+ TMC:CD4+ Teff”)和(ii)循环CD8+ TCM细胞与循环CD8 Teff细胞的比率(“CD8+ TMC:CD8+ Teff”)二者分别相似于或高于前90％的健康受试者中的CD4+ TMC:CD4+ Teff和CD8+ TMC:CD8+ Teff，表明所述肿瘤环境是炎症性的。
实施方案9.根据实施方案3所述的方法，包括确定循环CD4+ TCM细胞、循环CD8+TCM、循环CD4+ Teff细胞和循环CD8+ Teff细胞的水平，其中(i)循环CD4+ TCM细胞与循环CD4 Teff细胞的比率(“CD4+ TMC:CD4+ Teff”)和(ii)循环CD8+ TCM细胞与循环CD8 Teff细胞的比率(“CD8+ TMC:CD8+ Teff”)分别相对高于患有不具有炎性环境的肿瘤的人受试者中的CD4+ TMC:CD4+ Teff和CD8+ TMC:CD8+ Teff，表明所述受试者有可能对检查点抑制剂响应。
实施方案10.根据实施方案4所述的方法，包括确定循环CD4+ TCM细胞、循环CD8+TCM、循环CD4+ Teff细胞和循环CD8+ Teff细胞的水平，其中(i)循环CD4+ TCM细胞与循环CD4 Teff细胞的比率(“CD4+ TMC:CD4+ Teff”)和(ii)循环CD8+ TCM细胞与循环CD8 Teff细胞的比率(“CD8+ TMC:CD8+ Teff”)分别相似于或高于前90％的健康受试者中的CD4+TMC:CD4+ Teff和CD8+ TMC:CD8+ Teff，表明所述受试者有可能对检查点抑制剂响应。
实施方案11.实施方案1-10中任一项所述的方法，其中所述TCM细胞是CCR7+和CD45RA-。
实施方案12.实施方案1-10中任一项所述的方法，其中所述Teff细胞是CCR7-和CD45RA+。
实施方案13.实施方案3、4、9和10中任一项所述的方法，其中所述检查点抑制剂是PD-1/PD-L1轴拮抗剂。
实施方案14.实施方案13所述的方法，其中所述检查点抑制剂是PD-1拮抗剂。
实施方案15.实施方案14所述的方法，其中所述PD-1拮抗剂是PD-1抗体。
实施方案16.实施方案15所述的方法，其中所述PD-1抗体是纳武单抗。
实施方案17.实施方案15所述的方法，其中所述PD-1抗体是派姆单抗、PDR001、REGN2810、AMP-514(MEDI0608)或BGB-A317。
实施方案18.实施方案13所述的方法，其中所述检查点抑制剂是PD-L1拮抗剂。
实施方案19.实施方案18所述的方法，其中所述PD-L1拮抗剂是PD-L1抗体。
实施方案20.实施方案19所述的方法，其中所述PD-L1抗体是阿特珠单抗、度伐单抗或阿维鲁单抗。
实施方案21.实施方案3、4、9和10中任一项所述的方法，其中所述检查点抑制剂是CTLA-4、LAG-3、TIM3、CEACAM-1、BTLA、CD69、TIGIT、CD113、GPR56、VISTA、2B4、CD48、GARP、CD73、PD1H、LAIR1、TIM-1、TIM-4、CD39、CSF-1R或IDO的拮抗剂。
实施方案22.一种治疗患有癌症的受试者的方法，其包括向这样的受试者施用检查点抑制剂，该受试者循环TCM细胞与循环Teff细胞的比率(“TCM:Teff”)相对于患有不具有炎性环境的肿瘤的人受试者中的TCM:Teff更高，其表明所述肿瘤环境是炎症性的。
实施方案23.一种治疗患有癌症的受试者的方法，其包括向受试者施用检查点抑制剂，该受试者具有相似于或高于前90％(即，除较后10％外的任何值)的健康受试者中循环TCM细胞与循环Teff细胞的比率(“TCM:Teff”)的TCM:Teff。
实施方案24.一种治疗患有癌症的受试者的方法，其包括
-确定患有癌症的受试者中循环TCM细胞的水平和循环Teff细胞的水平，且如果所述受试者的循环TCM细胞与循环Teff细胞的比率(“TCM:Teff”)相对于患有不具有炎性环境的肿瘤的人受试者中的TCM:Teff更高，
-则向所述受试者施用检查点抑制剂。
实施方案25.一种治疗患有癌症的受试者的方法，其包括
-确定所述受试者中循环TCM细胞的水平和循环Teff细胞的水平，且如果所述受试者的循环TCM细胞与循环Teff细胞的比率(“TCM:Teff”)相似于或高于前90％(即，除后10％外的任何值)的健康受试者中的TCM:Teff，
-则向所述受试者施用检查点抑制剂。
实施方案26.实施方案22-25中任一项所述的方法，其中所述TCM细胞和所述Teff细胞分别是CD4+ TCM和CD4+ Teff细胞。
实施方案27.实施方案22-25中任一项所述的方法，其中所述TCM细胞和所述Teff细胞分别是CD8+ TCM和CD8+ Teff细胞。
实施方案28.一种治疗患有癌症的受试者的方法，其包括向这样的受试者施用检查点抑制剂，该受试者的(i)循环CD4+ TCM细胞与循环CD4 Teff细胞的比率(“CD4+ TMC:CD4+ Teff”)和(ii)循环CD8+ TCM细胞与循环CD8 Teff细胞的比率(“CD8+ TMC:CD8+Teff”)分别相对高于患有不具有炎性环境的肿瘤的人受试者中的CD4+ TMC:CD4+ Teff和CD8+ TMC:CD8+ Teff。
实施方案29.一种治疗患有癌症的受试者的方法，其包括向这样的受试者施用检查点抑制剂，该受试者的(i)循环CD4+ TCM细胞与循环CD4 Teff细胞的比率(“CD4+ TMC:CD4+ Teff”)和(ii)循环CD8+ TCM细胞与循环CD8 Teff细胞的比率(“CD8+ TMC:CD8+Teff”)分别相似于或高于前90％的健康受试者中的CD4+ TMC:CD4+ Teff和CD8+ TMC:CD8+Teff。
实施方案30.一种治疗患有癌症的受试者的方法，其包括
-确定患有癌症的受试者中循环CD4+ TCM细胞、循环CD8+ TCM、循环CD4+ Teff细胞和循环CD8+ Teff细胞的水平，且如果所述受试者的(i)循环CD4+ TCM细胞与循环CD4 Teff细胞的比率(“CD4+ TMC:CD4+ Teff”)和(ii)循环CD8+ TCM细胞与循环CD8 Teff细胞的比率(“CD8+ TMC:CD8+ Teff”)分别相对高于患有不具有炎性环境的肿瘤的人受试者中的CD4+TMC:CD4+ Teff和CD8+ TMC:CD8+ Teff，
-则向所述受试者施用检查点抑制剂。
实施方案31.一种治疗患有癌症的受试者的方法，其包括
-确定患有癌症的受试者中循环CD4+ TCM细胞、循环CD8+ TCM、循环CD4+ Teff细胞和循环CD8+ Teff细胞的水平，且如果所述受试者的(i)循环CD4+ TCM细胞与循环CD4 Teff细胞的比率(“CD4+ TMC:CD4+ Teff”)和(ii)循环CD8+ TCM细胞与循环CD8 Teff细胞的比率(“CD8+ TMC:CD8+ Teff”)分别相似于或高于前90％的健康受试者中的CD4+ TMC:CD4+Teff和CD8+ TMC:CD8+ Teff，
-则向所述受试者施用检查点抑制剂。
实施方案32.实施方案22-31中任一项所述的方法，其中所述TCM细胞是CCR7+和CD45RA-。
实施方案33.实施方案22-32中任一项所述的方法，其中所述Teff细胞是CCR7-和CD45RA+。
实施方案34.实施方案22-33中任一项所述的方法，其中所述检查点抑制剂是PD-1/PD-L1轴拮抗剂。
实施方案35.实施方案34所述的方法，其中所述检查点抑制剂是PD-1拮抗剂。
实施方案36.实施方案35所述的方法，其中所述PD-1拮抗剂是PD-1抗体。
实施方案37.实施方案36所述的方法，其中所述PD-1抗体是纳武单抗。
实施方案38.实施方案36所述的方法，其中所述PD-1抗体是派姆单抗、PDR001、REGN2810、AMP-514(MEDI0608)或BGB-A317。
实施方案39.实施方案34所述的方法，其中所述检查点抑制剂是PD-L1拮抗剂。
实施方案40.实施方案39所述的方法，其中所述PD-L1拮抗剂是PD-L1抗体。
实施方案41.实施方案40所述的方法，其中所述PD-L1抗体是阿特珠单抗、度伐单抗或阿维鲁单抗。
实施方案42.实施方案22-41中任一项所述的方法，其中所述检查点抑制剂是CTLA-4、LAG-3、TIM3、CEACAM-1、BTLA、CD69、TIGIT、CD113、GPR56、VISTA、2B4、CD48、GARP、CD73、PD1H、LAIR1、TIM-1、TIM-4、CD39、CSF-1R或IDO的拮抗剂。
实施方案43.实施方案1-42中任一项所述的方法，其中所述癌症或肿瘤是黑色素瘤、肺癌或肾癌。
实施方案44.实施方案1-43中任一项所述的方法，其中所述癌症是NSCLC。
实施方案45.实施方案1-44中任一项所述的方法，其进一步包括确定所述受试者的肿瘤中的肿瘤突变负荷(TMB)。
实施方案46.根据实施方案45所述的方法，其中，如果所述肿瘤突变负荷(TMB)高(≥10个突变/兆碱基)，则向所述受试者免疫疗法，诸如检查点抑制剂。
实施方案47.一种治疗患有癌症的受试者的方法，其包括向这样的受试者施用检查点抑制剂，该受试者(i)循环TCM细胞与循环Teff细胞的比率(“TCM:Teff”)相对高于患有不具有炎性环境的肿瘤的人受试者中的TCM:Teff；且(ii)TMB高。
实施方案48.一种治疗患有癌症的受试者的方法，其包括向这样的受试者施用检查点抑制剂，该受试者具有相似于或高于前90％(即，除较后10％外的任何值)的健康受试者中循环TCM细胞与循环Teff细胞的比率(“TCM:Teff”)的(i)TCM:Teff和(ii)高TMB。
实施方案49.一种治疗患有癌症的受试者的方法，其包括
-确定患有癌症的受试者中循环TCM细胞的水平和循环Teff细胞的水平，且如果所述受试者的循环TCM细胞与循环Teff细胞的比率(“TCM:Teff”)相对于患有不具有炎性环境的肿瘤的人受试者中的TCM:Teff更高，则
-确定TMB，且如果所述TMB高，则
-向所述受试者施用检查点抑制剂。
实施方案50.一种治疗患有癌症的受试者的方法，其包括
-确定所述受试者中循环TCM细胞的水平和循环Teff细胞的水平，且如果所述受试者的循环TCM细胞与循环Teff细胞的比率(“TCM:Teff”)相似于或高于前90％(即，除后10％外的任何值)的健康受试者中的TCM:Teff，则
-确定所述TMB，且如果所述TMB高，则
-向所述受试者施用检查点抑制剂。
实施方案51.根据实施方案1-50中任一项所述的方法，其进一步包括确定所述受试者的肿瘤中PD-L1的水平。
实施方案52.根据实施方案51所述的方法，其中仅当PD-L1水平≥1％或≥5％时，向所述受试者施用免疫疗法，诸如检查点抑制剂的免疫疗法。
通过以下实施例进一步说明本发明，但不应将其解释为进一步的限制。贯穿本申请引用的所有参考文献的内容通过提述而明确地并入本文。
实施例
实施例1
大部分癌症患者中扩增的CD8比例
测量患有黑色素瘤、结肠癌、非鳞状非小细胞肺癌(NSNSCLC)或鳞状肺癌的人患者中的外周CD8+ T细胞的数目。
新鲜冷冻的黑色素瘤(n＝42)和NSNSCLC(n＝40)FFPE肿瘤活检和外周血单核细胞(PBMC)由Moffitt癌症中心提供(表1)。这些患者均未接受过检查点抑制剂治疗。对于局部免疫响应，测量FFPE组织中的基因表达数据以计算肿瘤中的炎症签名得分(S.Spranger,R.Bao,T.F.Gajewski,Melanoma-intrinsic beta-catenin signaling prevents anti-tumor immunity.Nature 523,231-235(2015))。对于全身性响应，使用流式细胞术检测PBMC中的T细胞亚群(表2)。对照PBMC(n＝26)从一个献血项目中获得。
表1：患者特征和人口统计学
Figure BDA0002428974160000401
表2：流式细胞术组
Figure BDA0002428974160000402
Figure BDA0002428974160000411
如图1所示，这些癌症患者中的大多数相对于健康受试者的外周CD8 T细胞的比例具有更大比例的外周CD8 T细胞。
实施例2
癌症患者的效应T细胞扩增
分别测量健康受试者(对照)、黑色素瘤患者、结肠癌患者、NSNSC肺癌患者额鳞状肺癌患者中CD4+和CD8+ T细胞中的幼稚T细胞、中央记忆T细胞、效应记忆T细胞和效应T细胞的百分比，并分别以总CD4+和CD8+ T细胞的百分比绘图。
以下表面标志物用于鉴定这些细胞类型：CD3、CD4、CD8、CD45RA和CCR7，如由Appay等报道的(V.Appay等,Memory CD8+ T cells vary in differentiation phenotype indifferent persistent virus infections.Nature medicine 8,379-385(2002))。实施例1中列出了所使用的流式细胞术抗体组。有活力的CD3+单峰分为CD4+和CD8+亚群，且这些亚群随后根据其CD45RA和CCR7表达，按照分化阶段被定义为幼稚、中央记忆、效应记忆和效应。对于CD4+细胞，在进入根据分化阶段的门控之前，排除了调节性T细胞CD25hi和CD127neg。图2A中显示了所使用的门控策略。
结果(显示在图2B中)表明，癌症患者具有扩增的效应T细胞群，且存在癌症患者外周血中正在进行免疫响应的证据。
实施例3
循环CD4+中央记忆T细胞随着黑色素瘤中炎症得分而增加
测量健康受试者中和黑色素瘤患者中循环CD4+中央记忆T细胞的水平，并比较了处于不同阶段的黑色素瘤的患者以及在其肿瘤中具有不同阶段炎症的患者的循环CD4+中央记忆T细胞的水平。
肿瘤的炎症状态是通过评分炎症基因签名来确定的，即，测量FFPE组织中13个基因的表达水平，这些基因的表达水平先前已被与肿瘤中T细胞浸润的存在关联：CCL2、CCL3、CCL4、CD8A、CXCL10、CXCL9、CZMK、HLA-DMA、HLA-DMB、HLA-DOA、HLA-DOB、ICOS和IRF1(Spranger,等Nature 523，231-235(2015))。将每个基因的标准化RSEM值填充0.1，log2转换，并在所有样品中平均数中心化。计算转换后所有基因的平均值作为得分。
结果显示在图3中，表明循环CD4+中央记忆T细胞的水平随着黑色素瘤中炎症得分而增加。因此，CD4+中央记忆T细胞的水平可用作既存的对肿瘤的免疫响应的生物标志物，以及对抗PD1的临床响应的生物标志物。
实施例4
循环中央记忆与效应T细胞比率与黑色素瘤和非鳞状非小细胞肺癌中的肿瘤部位处的免疫炎症性签名相关联
测量黑色素瘤和非鳞状肺癌患者中循环CD4+和CD8+中央记忆T细胞和效应T细胞的水平，以及肿瘤环境中炎症的水平。
使用II期至IV期黑色素瘤(n＝42)和非鳞状非小细胞肺(n＝40)存档的福尔马林固定的、石蜡包埋(FFPE)的肿瘤活检和外周血单个核细胞(PBMC)。这些患者均未接受过检查点抑制剂的治疗。
如先前实施例中所述的，测量CD4+中央记忆T细胞的水平和炎症状态。如针对CD4+中央记忆T细胞所述的，确定CD8+中央记忆T细胞的水平，但使用CD8+标志物而非CD4+标志物来确定。通过由流式细胞术分别测量CD4+CCR7-CD45RA+T细胞和CD8+CCR7-CD45RA+ T细胞的数目来确定CD4+效应T细胞和CD8+效应T细胞(“TCM”或“CMT”)的水平。
图4A显示了两个黑素瘤样品的SPADE生成的CD8+T细胞的成熟谱图。
图4B显示了黑色素瘤患者中CD4+中央记忆T细胞和效应T细胞的水平与CD8+中央记忆T细胞和效应T细胞的水平之间的逆相关性。
测量对照、具有非炎症性肿瘤的黑色素瘤患者、具有过渡炎症性肿瘤的黑色素瘤患者、以及具有炎症性肿瘤的黑色素瘤患者中的CD4+中央记忆细胞的数目作为CD4+ T细胞的百分比。结果显示在图4C中。
确定了CD4+和CD8+细胞的中央记忆T细胞与效应T细胞数目的比率，并在图上绘制该比率，其中x轴代表CD4+中央记忆T细胞与CD4+效应T细胞的比率，y轴代表CD8+中央记忆T细胞与CD4+效应T细胞的比率。这是针对黑色素瘤患者和非鳞状肺癌患者进行的。这些图显示在图4D中，图中的每个点代表一个患者。当考虑到患者的肿瘤的炎症得分时可以看出，具有高炎症得分的患者大部分是具有高的CD4+中央记忆T细胞与效应T细胞比率和高的CD8+中央记忆T细胞与效应T细胞比率的患者。由此可见，在肿瘤中具有炎性环境(如通过炎症性签名得分确定的)的患有黑色素瘤和非鳞状肺癌的患者具有增加的循环中央记忆T细胞(CCR7+，CD45RA-)和降低的效应T细胞(CCR7-，CD45RA+)，而且，当计算中央记忆与效应(CM/Eff)比率时发现，可以以高灵敏度鉴定出基于转录的签名得分被定义为“炎症性”的肿瘤(黑色素瘤：92％，95％CI:66.13-99.8％；非鳞状非小细胞癌症(91％，95％CI:61.52-99.8％)。
这些结果显示，具有较高的肿瘤炎症得分的黑色素瘤和肺癌患者在CD4和CD8 T细胞中均显示出循环中央记忆细胞增加和效应细胞减少。由此可见，循环CD4+和/或CD8+ T细胞中的循环中央记忆T细胞与效应T细胞频率的比率可用作肿瘤内炎症得分的生物标志物，其优势是无需从患者获得肿瘤活检。
存在迥异的循环T细胞成熟模式，可区分对照样品和属于患有所研究的肿瘤的患者的样品。我们在肿瘤中具有炎性环境(通过炎症签名得分确定)的黑素瘤和非鳞状肺癌患者中检出了特定的循环T细胞谱。
这些发现是外周免疫力表征的一个进步，因为它涉及了肿瘤中的炎症免疫状态。这些结果还提供了在外周血中测量对癌症的免疫响应的有潜力的途径，相对于肿瘤活检而言，外周血更容易获得。
实施例5
显示对抗PD1药剂响应的患者中更高的CM/Eff比率
分析健康受试者和已经接受抗PD-1药剂治疗的癌症患者的样品的循环CD4+和CD8+幼稚T细胞、中央记忆T细胞、效应记忆T细胞和效应T细胞的水平。所述癌症患者具有黑色素瘤、肺癌或肾癌。
结果显示在图5A中。如实施例4中所述的，绘制中央记忆T细胞:效应T细胞的比率，其中指出了在8周时进展的那些患者。结果显示在图5B中，且表明了在8周的治疗后进展的患者是大多数具有较低的CD4+和CD8+中央记忆T细胞:效应T细胞的比率的患者。
结果显示，对抗PD1药剂响应的患者的CM/Eff T细胞比率更高。因此，循环中央记忆与效应T细胞比率可用作预测癌症患者对检查点抑制剂(例如，PD-1抑制剂)响应的生物标志物。
实施例6
循环T细胞亚群与非小细胞肺癌中的肿瘤部位处的免疫响应以及对PD1抑制的临床响应相关联
总结
靶向PD-1-PD-L1轴的药剂已经导致了癌症疗法的转型。影响对PD-1-PD-L1抑制剂的临床响应的因素包括肿瘤突变负荷、肿瘤的免疫浸润和局部PD-L1表达。为了鉴定不存在检查点阻断的条件下抗肿瘤免疫响应的外周关联因素，对黑色素瘤和非小细胞肺癌(NSCLC)患者中循环T细胞亚群和匹配的肿瘤基因表达进行了回顾性研究。肿瘤表现出炎症基因转录物增加的黑色素瘤患者和NSCLC患者均在血液中呈现出CD4+和CD8+中央记忆T细胞(CM)与效应T细胞(Eff)的高比率。因此，评估了另一NSCLC队列的CM/Eff T细胞比率。
数据显示，高CM/Eff T细胞比率与增加的肿瘤PD-L1表达相关联。而且，此NSCLC队列中接受纳武单抗的22位患者(其具有高CM/Eff T细胞比率)具有更长的无进展生存(PFS)(中值生存：91对比215天)。这些发现显示，外周T细胞亚群提供了一个面向免疫系统状态的窗口，可提供抗肿瘤免疫响应状态的信息，并且可鉴定出黑色素瘤和NSCLC中对检查点抑制剂的临床响应的潜在血液生物标志物。
引言
自2014年首次批准用于黑色素瘤治疗以来，抗PD1药剂已经转变了癌症疗法，将黑色素瘤(Hodi等The Lancet Oncology.2016；17(11):1558-68)和非小细胞肺癌(NSCLC)(Hui等Annals of Oncology.2017；28(4):874-81)平均总体生存率提高了一倍以上。显然，并非每个患者或癌症类型都可以从抗PD1药剂中受益。由于PD1/PDL1调节途径抑制T细胞的效应活性，抗PD1药剂的功效不仅取决于反配体的存在，更重要的是取决于可在治疗剂作用下释放活性的肿瘤特异性T细胞的可用性(Boutros等Nat Rev Clin Oncol.2016；13(8):473-86)。
鉴定将受益于疗法的癌症患者的探索包括对肿瘤活检进行的几种伴随和补充诊断测定。这些测定旨在鉴定肿瘤和肿瘤微环境中的PDL1表达(Herbst等Nature.2014；515(7528):563-7)，以及肿瘤突变负荷(TMB)作为新生抗原可用性的替代量度(Snyder等NewEngland Journal of Medicine.2014；371(23):2189-99)。在最近的发现中，活性免疫浸润的存在——其通过与CD8+ T细胞功能关联的转录物的表达来评估——与抗PD1药剂的积极临床结果高度关联(Spranger等Nature.2015；523(7559):231-5)。
确定患者对抗PD1/PDL1药剂响应的盖然性是治疗过程的关键参考，并且需要鉴定易于评定的生物标志物。尽管组织活检为了解肿瘤微环境中呈现的免疫响应提供了一个窗口，但肿瘤异质性和多个肿瘤部位的存在可导致对于抗肿瘤免疫响应量级的错误表征(Callea等Cancer Immunology Research.2015；3(10):1158-64)。
此外，此响应的程度取决于宿主免疫系统的状态。遗传背景、年龄、性别和疗法(诸如化学疗法和放射疗法)等因素会影响免疫系统(Chen等Immunity.2013；39(1):1-10)。由于这种异质性，需要改进对癌症患者的免疫系统的状况及其相关临床结果的评估。肿瘤响应于疗法的进化具有动态性，这意味着长期的临床响应需要免疫系统相应调整，以适应此变化的环境(Gatenby等Cold Spring Harbor perspectives in medicine.2017).
对肿瘤的有效免疫响应需要有新生抗原可用(Snyder等New England Journal ofMedicine.2014；371(23):2189-99)，还需要对向T细胞的呈递，随后需要暴露于抗原的激活的T细胞进入肿瘤。肿瘤则可通过表达PDL1来下调免疫响应，PDL1通过与PD1的相互作用激活T细胞中的调节机制(Boutros等Nat Rev Clin Oncol.2016；13(8):473-86)。
为了确定血液T细胞亚群是否反映了针对肿瘤的免疫响应，在检查点抑制剂成为标准治疗的一部分之前，对收集的黑色素瘤和NSCLC样品中的外周T细胞和匹配的肿瘤基因表达进行了横断面、回顾性分析。肿瘤中炎症转录物的表达程度与循环中央记忆(CM)和效应(Eff)CD4+和CD8+ T细胞的百分比之间的相关性，以独立的CD4+和CD8+CM/Eff T细胞比率表示。观察到高CM/Eff T细胞比率与炎症性肿瘤相关联。
考虑到肿瘤炎症与对检查点抑制剂的良好临床响应关联，因此在一个纳武单抗治疗的NSCLC患者的队列中测试了高CM/Eff T细胞比率是否与临床结果相关联。在此队列中，具有高CM/Eff T细胞比率的患者经历了更长的PFS。考虑到具有炎症性肿瘤的黑色素瘤患者和NSCLC患者，以及具有更长的PFS的NSCLC患者具有高CM/Eff T细胞比率。因此，这些比率在易于获取的外周血样品中的测量值，提供了一种方便的生物标志物来标识免疫系统的T细胞臂的状态。这些发现代表了外周免疫力、免疫状态及其与肿瘤的炎症状态的关系的表征方面的进展。
方法
组织和PBMC
库存的PBMC和来自黑色素瘤和NSCLC患者匹配的速冻肿瘤样品与M2GEN和Moffitt癌症中心(Tampa，FL)合作获得，并通过了它们的Total Cancer Care程序同意。对照PBMC从百时美施贵宝(Bristol-Myers Squibb)员工志愿献血计划(表3)中获得。
表3：患者特征和人口统计学
Figure BDA0002428974160000461
对于另一NSCLC队列，我们从来自商业供应商(MT组，CA)的57位具有NSCLC的患者获得了血液样品。这些样品的一部分(n＝22)在患者接受纳武单抗作为其临床护理一部分之前获得。在治疗开始后的8至12周内获得另一血液样品和临床评估。对照血样从BMS员工志愿血液计划中获得并同时处理。
流式细胞术
PBMC用近红外染料(Molecular Probes)染色以检验其活力，封闭，并在含有抗CD127-AF488(克隆A0195D5)、抗PD1-PE(克隆EH12)、抗CD8-APC-R700(RPA-T8)、抗CD28-BV650(CD28.2)、抗CCR7-BV421(GO43H7)、抗CD25-PECy7(M-A251)、抗PD-1-PE(EH12)、抗CD45RA-BUV395(HI100)、抗CD4-BUV495(SK3)和抗CD3 BUV737(SK7)的抗体合剂中孵育。
收集全血液样品并连夜送达。然后用近红外染料(Molecular Probes)染色全血以检验活力，随后洗涤并用含有以下抗体的抗体合剂表面染色：抗CD45-BV480(克隆HI30)、抗CD4-AF700(SK3)、抗CD8-BUV395(RPA-T8)、抗CD3-BUV496(UCHT1)、抗CCR7-BV711(GO43H7)、抗PD-1-APC(MIH4)和抗CD45RO-BV421(UCHL1)。在BD Fortessa仪器上读取所有样品，并用FlowJo分析。在Cytobank(www.cytobank.org)上实施密度归一化事件的生成树级数(SPADE)分析(Qiu等Nat Biotech.2011；29(10):886-91)。CD4+或CD8+ T细胞的独立聚类分析使用CD45RA、CCR7和CD28。圆圈和色阶均表示簇中的细胞的数目。
基因表达和炎症标签
按照制造商推荐的方案，使用AllPrep DNA/RNA/miRNA试剂盒(Qiagen，Valencia，CA)从冷冻的肿瘤中分离总RNA。在评定RNA质量后，使用TruSeq Stranded mRNA HT试剂盒(illumina，San Diego，CA)制备测序文库。在EA Genomics Services将文库在illuminaHiSeq 2500上运行。双端测序的FASTQ文件存储在AWS S3中，所有分析都在由StarCluster创建的AWS EC2 c3.8x大型实例上进行(Riley J.Star Cluster.http://star.mit.edu/cluster/.2018)。
使用RSEM(Li&Dewey BMC Bioinformatics.2011；12(1):323)v1.1.13和UCSChg19基因组注释计算基因和同种型表达。使用自定义Perl脚本执行一个额外的计算基因和同种型分位数归一化读段数的步骤。基于Spranger等(Nature.2015；523(7559):231-5)中所述的基因签名，通过计算log2平均、中心归一化的数据来计算炎症基因表达得分。所述签名中包含的基因包括CD8A、CCL2、CCL3、CCL4、CXCL9、CXCL10、ICOS、GZMK、IRF1、HLA-DMA、HLA-DMB、HLA-DOA、HLA-DOB。然后根据正态分布的分位数将得分划分为炎症性、过渡性和非炎症性。
统计和可视化
使用Student t检验进行T细胞亚群的比较。对于非正态分布，在t检验之前对数据进行对数转换。所有报告的p值均经过多重比较校正(图6A和图8A)。
利用费希尔精确检验按炎症状态和PDL1 TPS(分别)分析CM/Eff T细胞比率的2x2列联表。
对于经历纳武单抗治疗的患者的PFS分析，所有患者在首次剂量后均进行了至少90天的随访。PFS的计算是从纳武单抗输注的第一天起，至医师确认的疾病进展(临床或CT证实)止，由对患者的标志物特征盲目的科学家进行。将右截尾的数据用于获得Kaplan-Meier生存估计和威尔科克森(Wilcoxon)p值。所有统计分析均在JMP 13中进行。
结果
黑色素瘤和非鳞状NSCLC患者中的循环T细胞显示正在进行的免疫响应的证据：患有癌症的患者具有对肿瘤抗原特异的循环T细胞(Gros等Nat Med.2016；22(4):433-8)。因此，我们推测循环T细胞池将反映对黑色素瘤和NSCLC的免疫响应。为了在无检查点抑制剂的情况下评估此原理，对来自43位黑素瘤和40位NSCLC患者(全部为非鳞状NSCLC)的存档的PBMC中的T细胞亚群进行了横断面、回顾性研究。所有患者均可获得匹配的肿瘤组织，并且均未接受过检查点药剂的既往治疗(表3和图6A)。
细胞亚群的分析揭示，总体来讲，相较于对照样品，来自癌症患者的PBMC的CD4+和CD8+幼稚T细胞百分比均降低，伴随着EM和Eff CD4+和Eff CD8+ T细胞百分比增加(图6B)。这些发现与这些患者中正在进行的免疫响应(如在具有自身免疫的患者中观察到的)一致(Manjarrez-
Figure BDA0002428974160000481
等ImmunoHorizons.2017；1(7):124-32)。
循环T细胞谱与黑色素瘤和非鳞状NSCLC中的局部免疫响应的关联：为了评定些患者中存在的T细胞分化模式，对流式细胞术数据进行了SPADE(参见“方法”)。使用分化标志物CD45RA、CCR7和CD28对CD4+或CD8+T细胞进行聚类分析显示，在癌症患者中，经历过循环抗原的T细胞呈现出早期CM效应记忆或Eff表型(图7A)，这也反映在CM和Eff亚群之间的反比关系上。
接下来，评估了循环T细胞亚群如何反映在肿瘤中观察到的局部免疫状态。使用匹配的冷冻肿瘤组织评估免疫相关基因的基因表达谱。基于炎症基因签名得分的分位数，将肿瘤界定为炎症性、过渡性和非炎症性。通过将炎症性肿瘤与非炎症性肿瘤对比的进一步分析，观察到肿瘤炎症与循环中央记忆T细胞和效应T细胞的百分比之间的关联，该关联虽然量级相似，但显示出不同的方向。
对于CD4+和CD8+ T细胞二者而言，与炎症性肿瘤呈正相关的外周血群体均不是效应T细胞亚群，而是CM(图7B)。
考虑到CM和Eff T细胞之间的反比关系，计算了CD4+和CD8+ T细胞二者的CM/Eff比率(图7C)。患有炎症性肿瘤(根据基因表达)的患者具有高CM/Eff比率的趋势(右上角)。
具有高炎症得分的患者的CM/Eff比率与此研究中使用的健康对照样品的CM/Eff比率相似。因此，用对照样品的第90个百分位数来区分低和高CM/Eff比率，观察到与非炎症性肿瘤相比，炎症性黑色素瘤和NSCLC肿瘤具有高的CM/Eff比率。
NSCLC中循环CM/Eff T细胞比率与响应于检查点抑制剂的更长的无进展生存关联：为了评估CM/Eff T细胞比率作为评估免疫系统的T细胞臂的状态的工具，从另一个队列的NSCLC患者收集血液(n＝57)。对这些的分析证实，在CD4+和CD8+ T细胞中，幼稚区室的减少和Eff T细胞亚群的扩增是可重复的结果(图8A)。
PDL1是干扰素γ诱导的基因(Garcia-Diaz等Cell reports.2017；19(6):1189-201)。因此，评估了抗肿瘤免疫响应期间产生的干扰素γ是否导致PDL1的上调。
在测量了PDL1表达的23位患者中，观察到PDL1肿瘤比例得分的百分比(％TPS)的双峰分布(图8B)。基于此模式，将患者以反众数(25％TPS)为界划分为PDL1阴/低和PDL1高。高CM/Eff T细胞比率——先前已发现与较高的炎症签名关联(图7C)——与肿瘤中的高PDL1表达相关联(图8C，费希尔精确p<0.025)。
这些NSCLC患者中的一部分继续接受纳武单抗作为其临床护理的一部分(n＝22)。这些在基线处具有高CM/Eff T细胞比率的患者与具有低CM/Eff T细胞比率的患者相比，具有延长的PFS(图8D，威尔科克森检验p<0.05，中值生存时间“低”比率：91天，“高”比率215天)。
在归类为“低”的患者中，在开始纳武单抗治疗后约三个月获得的第二个血液样品并未显示出CM/Eff T细胞比例的重大变化，这与归类为“高”的那些患者形成对比(图10)。最初的11位“低”患者中仅7位仍在纳武单抗治疗中，这与11位“高”患者中有10位形成对比。
讨论
呈现的数据表明，循环CM/Eff T细胞比率与黑色素瘤和NSCLC中的肿瘤炎症之间具有相关性，与对NSCLC响应于纳武单抗治疗的肿瘤处PDL1表达增加和更长的PFS也具有相关性。据我们所知，这是首次将循环T细胞亚群鉴定为NSCLC中对检查点抑制剂响应的预测性生物标志物。
更高频率的CM T细胞(CD4和CD8)与增加的肿瘤炎症谱之间的关联与CM T细胞是终生免疫原性经验的主要储存库的报道一致(Berger等The Journal of clinicalinvestigation.2008；118(1):294-305，Wherry等Nature immunology.2003；4(3):225-34)。然而，Eff T细胞在循环中的频率与肿瘤中炎症签名之间的反比关系是令人惊讶和出乎意料的，并且可反映出无法到达肿瘤的终末分化T细胞的存在。
我们提出这样一种假说：CM/Eff比率是评估免疫系统状态的一种途径，而非反映针对肿瘤的免疫响应。在此模型中，将通过CM/Eff比率评估的免疫状态与受试者对肿瘤作出免疫响应(检查点抑制剂可增强该免疫响应)的能力联系起来。与此模型相符的是，该分析能以高灵敏度检测出患有炎症性肿瘤的癌症患者(>90％，图7C)。然而，该分析的低特异性凸显了抗肿瘤响应的多因素性质，因为其它因素，如TMB，也在抗肿瘤响应中起作用(Goodman等Molecular Cancer therapeutics.2017；16(11):2598-608)。
这些发现为了解免疫系统状态如何影响肿瘤响应提供了一个窗口。对检查点抑制剂的延长的临床响应依赖于肿瘤特异性T细胞的存在以及免疫系统与肿瘤共同演化的能力。因此，随着主要抗原消失或突变而占主导地位的T细胞响应(Purroy等Cold SpringHarbor perspectives in medicine.2017；7(4))。在此模型下，对肿瘤的免疫压力增加(炎症签名增加)可驱动PDL1的上调，作为一种免疫抑制性肿瘤生存机制(Taube等Sciencetranslational medicine.2012；4(127):127ra37)，正如在高CM/Eff T细胞比率的患者中观察到的那样。
这些结果与先前在用伊匹单抗治疗的黑色素瘤患者中CD4和CD8+T细胞记忆的百分比与临床响应相关的报道相符(Tietze等European journal of cancer(Oxford，England:1990).2017；75:268-79，Subrahmanyam等Journal for immunotherapy ofcancer.2018；6(1):18)。而且，最近对四名黑色素瘤患者(两人疾病稳定，一人疾病进展，一人部分缓解)的分析显示，具有较长生存时间的两名患者的中央记忆CD4+ T细胞增加(Takeuchi等.International Immunology.2017:dxx073-dxx)。此数据与最近关于黑色素瘤中外周免疫细胞及其与对检查点抑制剂响应的相关性的报道一致，该报道还发现增加的CD8+ CM T细胞与临床响应之间的关联(Krieg等Nature medicine.2018)。然而，由于各群体的范围高度重叠，限制了它们用于鉴定对检查点抑制剂响应的可能性更高的患者的用途。我们的数据显示，CD4+和CD8+CM和效应T细胞如何可以预示对检查点抑制剂响应，这大概是因为它们均对抗肿瘤响应有贡献(Ahrends等Immunity.2017；47(5):848-61.e5，Klebanoff等Proc.Nat’l Acad Sci USA.2005；102(27):9571-6)。将T细胞状态的所有这些相关因素整合到一个简单的参数中，使我们能够更好地鉴定出那些最有可能从检查点抑制剂疗法中受益的NSCLC患者。
显然需要掌握对检查点抑制剂的原发性耐药和短暂临床响应背后的机制。我们的数据提示，用CM/Eff T细胞比率的相对频率度量的免疫系统的T细胞臂的状态可能是一个对此有贡献的机制。进一步地，为了提高可受益于免疫疗法的患者的数目，需要全面分析T细胞亚群对抗肿瘤响应的相对贡献。这项工作包括理解减少的幼稚T细胞库是否有助于功能性T细胞耗竭，以及CM T细胞补充T细胞库的能力(Klebanoff等Proc.Nat’l Acad SciUSA.2005；102(27):9571-6)。在功能水平上，黑色素瘤患者的PD1+CD11a+CD8+ T细胞中促凋亡分子Bim的高水平与抗PD1治疗后的较短生存关联，大概是因为Bim可诱导抗肿瘤特异性T细胞凋亡(Dronca等JCI Insight.2016；1(6))。抗PD1的与临床获益相关的早期药效学作用是PD1+ T细胞中增殖标志物ki67(Huang等Nature.2017；545:60，Kamphorst等Proc.Nat’lAcad Sci USA.2017；114(19):4993-8)或特定记忆亚型(Yan等JCI Insight.2018；3(8))的表达程度。这些T细胞亚群及其相互之间的关系的综合分析将提供对抗PD1疗法的原发性耐药背后机制的更好理解。沿着这条思路，在检查点疗法期间对患者的TCR库连同基因表达进行全面分析将阐明这一特定问题。尽管这种评估免疫系统的方法提出了诸多问题，其仍然为已经包含TMB和PDL1在内的综合评估增加了一种易于获取的循环生物标志物。总之，这些测定法可能够更好地预测哪些患者对检查点抑制剂响应，以及哪些患者可更多获益于其它药剂。

Claims (15)

1.一种确定患有癌症的人受试者的肿瘤中的炎性环境的存在的体外方法，其包括确定从所述受试者获得的样品中循环中央记忆T细胞的水平(“TCM水平”)和循环T效应记忆细胞的水平(“Teff水平”)，其中
(a)所述受试者中循环TCM水平与Teff水平的比率(“TCM:Teff比率”)相对于患有不具有炎性环境的肿瘤的人受试者中的TCM:Teff比率更高；和/或，
(b)所述受试者中TCM:Teff比率高于或相似于前90％的健康受试者(或对照)中的TCM:Teff比率，
表明所述肿瘤环境是炎症性的。
2.一种确定患有癌症的人受试者对检查点抑制剂响应的可能性的体外方法，其包括确定从所述受试者获得的样品中的TCM水平和Teff水平，其中
(i)所述受试者中的TCM:Teff比率相对于患有不具有炎性环境的肿瘤的人受试者中的TCM:Teff比率更高；和/或，
(ii)所述受试者中TCM:Teff比率相似于或高于前90％的健康受试者中的TCM:Teff比率，
表明所述受试者有可能对检查点抑制剂响应。
3.一种供在治疗患有癌症的受试者中使用的检查点抑制剂，其中所述受试者具有
(a)(i)相对于患有不具有炎症环境的肿瘤的人受试者中的TCM:Teff比率更高的TCM:Teff比率；和/或，(ii)类似于或高于前90％的健康受试者中的TCM:Teff比率的TCM:Teff比率；或
(b)分别相对于患有不具有炎症环境的肿瘤的人受试者中的循环CD4+TCM细胞与循环CD4 Teff细胞的比率(“CD4+TMC:CD4+Teff”)和循环CD8+TCM细胞与循环CD8 Teff细胞的比率(“CD8+TMC:CD8+Teff”)(i)更高的CD4+TMC:CD4+Teff和/或(ii)更高的CD8+TMC:CD8+Teff；或，
(c)分别类似于或高于前90％的健康受试者中的CD4+TMC:CD4+Teff或CD8+TMC:CD8+Teff的(i)CD4+TMC:CD4+Teff和/或(ii)CD8+TMC:CD8+Teff；或，
(d)(i)所述受试者中的相对于患有不具有炎症环境的肿瘤的人受试者中的TCM:Teff比率更高的TCM:Teff比率；和(ii)≥10个突变/兆碱基的肿瘤突变负荷(“TMB”)；或，
(e)(i)所述受试者中的类似于或高于前90％的健康受试者中的TCM:Teff比率的TCM:Teff比率，和(ii)≥10个突变/兆碱基的TMB。
4.一种供在治疗患有癌症的受试者中使用的检查点抑制剂，其中所述治疗包括，
(a)(i)确定所述受试者中的TCM和Teff水平，和(ii)如果所述受试者具有相对于患有不具有炎性环境的肿瘤的人受试者中的TCM:Teff比率更高的TCM:Teff比率，则向所述受试者施用所述检查点抑制剂；或
(b)(i)确定所述受试者中的TCM水平和Teff水平，和(ii)如果所述受试者具有相似于或高于前90％的健康受试者中的TCM:Teff比率的TCM:Teff比率，则向所述受试者施用所述检查点抑制剂；或，
(c)(i)确定所述受试者中的CD4+和CD8+TCM水平，以及CD4+和CD8+Teff水平，和(ii)如果所述受试者具有分别相对于患有不具有炎性环境的肿瘤的人受试者中的CD4+TMC:CD4+Teff和CD8+TMC:CD8+Teff的(A)更高的CD4+TMC:CD4+Teff和(B)更高的CD8+TMC:CD8+Teff二者，则向所述受试者施用所述检查点抑制剂；或，
(d)(i)确定所述受试者中的CD4+和CD8+TCM水平，以及CD4+和CD8+Teff水平，和(ii)如果CD4+TMC:CD4+Teff和CD8+TMC:CD8+Teff二者分别相似于或高于前90％的健康受试者中的CD4+TMC:CD4+Teff和CD8+TMC:CD8+Teff，则向所述受试者施用所述检查点抑制剂；或，
(e)(i)确定所述受试者中的TCM和Teff水平，(ii)确定TMB，和(iii)如果(A)所述受试者具有高于患有不具有炎性环境的肿瘤的人受试者中的TCM:Teff的TCM:Teff，且(B)所述TMB≥10个突变/兆碱基，则向所述受试者施用所述检查点抑制剂；或，
(f)(i)确定所述受试者中的TCM和Teff水平，(ii)确定TMB，和(iii)如果(A)所述受试者具有相似于或高于前90％的健康受试者中的TCM:Teff的TCM:Teff，且(B)所述TMB≥10个突变/兆碱基，则向所述受试者施用所述检查点抑制剂。
5.根据权利要求1或2任一项所述的体外方法，或根据权利要求3至4任一项所述的检查点抑制剂，其中所述方法或所述治疗进一步包括在体外确定从所述受试者的肿瘤获得的样品中的PD-L1水平。
6.根据权利要求3至5任一项的检查点抑制剂，其中仅当PD-L1水平≥1％或≥5％时，向所述受试者施用所述检查点抑制剂。
7.根据权利要求1、2或5任一项所述的体外方法，或根据权利要求3至6任一项所述的检查点抑制剂，其中
(i)所述TCM细胞是CD4+TCM细胞，且所述Teff细胞是CD4+Teff细胞；或
(ii)所述TCM细胞是CD8+TCM细胞，且所述Teff细胞是CD8+Teff细胞；或，
(iii)所述TCM细胞是CD4+TCM细胞和CD8+TCM细胞，且所述Teff细胞是CD4+Teff细胞和CD8+Teff细胞。
8.根据权利要求1、2、5或7任一项所述的体外方法，或根据权利要求3至7任一项所述的检查点抑制剂，其中所述TCM细胞是CCR7+和CD45RA-。
9.根据权利要求1、2、5、7或8任一项所述的体外方法，或根据权利要求3至8任一项所述的检查点抑制剂，其中所述Teff细胞是CCR7-和CD45RA+。
10.根据权利要求2、5或7-9任一项所述的体外方法，或根据权利要求3至9任一项所述的检查点抑制剂，其中所述检查点抑制剂包含PD-1抗体。
11.根据权利要求10所述的体外方法或检查点抑制剂，其中所述PD-1抗体选自纳武单抗、派姆单抗、PDR001、REGN2810、AMP-514(MEDI0608)和BGB-A317。
12.根据权利要求2至11任一项所述的体外方法或检查点抑制剂，其中所述检查点抑制剂包含PD-L1抗体。
13.根据权利要求12所述的体外方法或检查点抑制剂，其中所述PD-L1抗体选自阿特珠单抗、度伐单抗和阿维鲁单抗。
14.根据权利要求2至13任一项所述的体外方法或检查点抑制剂，其中所述检查点抑制剂包含CTLA-4、LAG-3、TIM3、CEACAM-1、BTLA、CD69、TIGIT、CD113、GPR56、VISTA、2B4、CD48、GARP、CD73、PD1H、LAIR1、TIM-1、TIM-4、CD39、CSF-1R或IDO的拮抗剂。
15.根据权利要求1至14任一项所述的体外方法或检查点抑制剂，其中所述癌症或肿瘤是黑色素瘤、肺癌诸如NSCLC，或肾癌。
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