西班牙Hawk的蛋白相互作用功能定量分析平台 QF-Pro，树立非小细胞肺癌 PD-1/PD-L1 肿瘤免疫治疗的精准预测新标杆

2026-03-02 10:06:38, 环亚生物环亚生物科技有限公司

近年来，以 PD-1/PD-L1 抑制剂为代表的免疫治疗已成为非小细胞肺癌（NSCLC）治疗的主要方案，显著改善了部分患者的预后。然而，临床数据显示，约 60% 的 NSCLC 患者对这类免疫检查点抑制剂的治疗无响应，即便 PD-L1 表达水平达标的患者，也存在较高的治疗抵抗率。

当前临床采用的 PD-L1 表达（肿瘤比例评分 TPS）作为预测生物标志物，存在明显局限性：既无法精准识别治疗获益的真正患者，也难以避免无效治疗带来的医疗资源浪费、免疫相关不良风险和高额经济压力。因此，开发更可靠、更精准的预测指标，优化患者分层策略，成为提升 NSCLC 免疫治疗疗效的关键需求。

西班牙HAWK Biosystems团队于2023年2月在临床医学顶级杂志《Journal of Clinical Oncology》（24-25年度，IF43.4），发表了文章《Functional Engagement of the PD-1/PD-L1 Complex But Not PD-L1 Expression Is Highly Predictive of Patient Response to Immunotherapy in Non–Small-Cell Lung Cancer》。在该研究中，创造性地使用了一种新的NSCLC患者评估指标，极大地提高了NSCLC患者的免疫治疗效果。

实验步骤：

1. 研究队列与样本收集

纳入188 例接受 PD-1/PD-L1 抑制剂治疗（单药或联合化疗）的 NSCLC 患者，样本来自西班牙、法国、荷兰多中心医院及生物样本库。
收集患者肿瘤组织的福尔马林固定石蜡包埋（FFPE）样本，同时整理临床数据（性别、年龄、治疗线数、活检部位等）。
对 135 例患者样本进行 PD-L1 表达评分（TPS），分为高表达（≥50%）和低表达（<50%）。

2.核心技术：用QF-Pro 平台检测 PD-1/PD-L1 功能结合状态

这是本研究的核心技术，QF-Pro是由 HAWK Biosystems公司自主研发的蛋白相互作用功能定量分析平台。基于共振能量转移（FRET）与荧光寿命成像显微镜（FLIM）技术，可精准量化细胞间 PD-1/PD-L1 的实际结合水平。具体流程如下：

样本处理：取患者FFPE样本的 3 张连续切片，1 张用于 HE 染色（病理医生识别肿瘤靶区），另外 2 张分别标记为 “供体单独组” 和 “供体 - 受体组”。
抗体标记：采用两种特异性单克隆抗体，分别识别 PD-1 和 PD-L1；PD-1 抗体偶联供体发色团 ATTO488，PD-L1 抗体偶联辣根过氧化物酶（HRP），再通过酪酰胺信号放大技术将受体发色团 Alexa-594 标记至 HRP。
信号检测：使用 488nm 调制激光激发供体，通过CMOS 探测器记录供体荧光寿命；当 PD-1 与 PD-L1 结合（距离 1-10nm）时，供体荧光寿命缩短，通过该变化量化结合效率（FRET 效率）。
数据采集：对病理医生标注的肿瘤区域，采集所有感兴趣区域（ROI）数据；无明确标注时，至少分析 50 个 ROI 或整个组织，以规避肿瘤异质性影响。

3. 统计分析

采用 Shapiro-Wilks 检验对数据正态性验证。
运用 Cox 回归分析评估各因素（PD-1/PD-L1 结合状态、PD-L1 表达、性别、年龄等）对总生存期（OS）的影响。
使用 Cutoff Finder 工具确定 FRET 效率临界值，将患者分为高结合组（前 40%）和低结合组（后 60%），通过 log-rank 检验比较两组生存差异。

图 1 QF-Pro 检测到 PD-1/PD-L1 相互作用存在高度的肿瘤间和肿瘤内异质性。（A）QF-Pro 平台示意图。QF-Pro 是一种基于共振能量转移 / 荧光寿命成像显微镜（FRET/FLIM）的平台，能够量化距离在 1-10 纳米范围内的 PD-1/PD-L1 相互作用。（B）QF-Pro 检测原理。该检测采用细胞间兼容的放大 FRET 方法，通过 FRET/FLIM 技术实现检测，属于双位点检测法，可测定细胞间免疫检查点配体与受体的结合互作状态。受体（PD-1）和配体（PD-L1）分别用不同种属的一抗标记：其中一种一抗偶联结合供体发色团 ATTO488 的 F (ab'')₂片段，另一种一抗偶联结合辣根过氧化物酶（HRP）的 F (ab'')₂片段；借助酪酰胺信号放大技术，辣根过氧化物酶可将受体发色团 Alexa594 标记到样本上。

研究结论

1.PD-1/PD-L1 功能结合状态与 PD-L1 表达无相关性：研究证实，PD-L1 TPS 评分与 PD-1/PD-L1 实际结合效率（FRET 值）无统计学关联（r=0.05，P=0.55），说明单纯的 PD-L1 表达水平无法反映其与 PD-1 的功能结合状态。

2.功能结合状态是免疫治疗响应的强效预测指标：高 PD-1/PD-L1 结合效率的患者，OS 和无进展生存期（PFS）显著更长，即135 例患者队列中，高结合组中位 OS 达 31 个月，低结合组仅 10 个月（P<0.0001）；中位 PFS 分别为 17 个月和 7 个月（P<0.0001），而 PD-L1 高 / 低表达组的 OS、PFS 无显著差异。

3.优化患者分层，扩大获益人群：24% 的患者虽 PD-L1 低表达，但 PD-1/PD-L1 高结合，这类患者对免疫治疗响应良好；同时可排除 PD-L1 高表达但结合水平低的无效治疗人群，减少副作用风险。

4.一线治疗优势显著：高结合状态患者接受一线免疫治疗时，获益更突出，即中位 OS 超 50个月，远高于二线治疗的 18个月，提示应优先为这类患者安排一线免疫治疗。

该研究说明QF-Pro技术作为一种研究蛋白质功能的新技术，在科研和临床诊断中都具有显著价值。同时，也明确 PD-1/PD-L1 功能结合状态可以作为 NSCLC 免疫治疗的精准预测生物标志物，为临床实现 “精准筛选、个体化治疗” 提供了全新解决方案，有望大幅提升免疫治疗的响应率与临床获益。

原文链接：

https://doi.org/10.1200/JCO.22.01748

HAWK Biosystems是一家源自西班牙的创新型生物科技企业，聚焦空间功能蛋白质组学领域，其核心技术 QF-Pro® 平台基于 FRET/FLIM（荧光共振能量转移 / 荧光寿命成像显微镜）原理，具有超高分辨率、高特异性与灵敏度。

该系统以双抗体双位点捕获目标蛋白，以 10 nm 分辨率原位量化功能蛋白的空间图谱，精准量化组织中蛋白质的相互作用与功能状态，突破了传统技术仅能检测蛋白质表达的局限。适用于如石蜡包埋的切片、固定的组织切片、固定的孔板内细胞等；广泛用于蛋白-蛋白相互作用，蛋白翻译后修饰，免疫治疗有效性评估、肿瘤微环境信号解析、药物靶点原位验证等方向。

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