TMB-肿瘤突变负荷：能够预测免疫治疗效果的又一标志物

纳兰烙烙

TMB-肿瘤突变负荷：能够预测免疫治疗效果的又一标志物

张小顾

肿瘤免疫治疗近年来发展迅猛、热点频出，给肿瘤的治疗带来了很多新的希望。目前已经获批的PD-1/PD-L1抗体包括百时美施贵宝的PD-1抗体Nivolumab（O药）、默沙东的PD-1抗体Pembrolizumab（K药）以及罗氏的PD-L1抗体Atezolizumab（T药）。但是，截至目前，只有20%-40%的肿瘤病人对免疫治疗有反应。如何在患者用药之前就提前判断PD-1抗体是否有效，是全世界科学家、临床医生和患者都在关注的问题。目前，我们比较熟悉的预测指标主要包括PD-L1表达的高低、MSI存在状态以及一些基因的突变状态。根据已经发表的临床数据：PD-L1阳性或者MSI-H类型的肿瘤患者使用PD-1抗体的有效率比较高。不过，PD-L1阴性的患者也有可能获益，只是概率低些。

当然，免疫治疗受到大家高度关注的同时，针对免疫治疗效果的预测指标也在不断更新。

近期，随着BMS公布CheckMate -032的试验结果，肿瘤突变负荷（TMB）又重新引起大家的关注。这是一项纳入401名一线治疗失败的晚期小细胞肺癌的I/II期临床试验，分成两组：一组接受PD-1抗体O药治疗，一组接受PD-1抗体O药和CTLA-4抗体I药治疗。在整体意向治疗患者（n=401）中，Opdivo 单药治疗的客观缓解率为 11%，联合用药组的数据为 22%，结果差强人意。

但是在亚组分析中，211 名患者得到了可评估的肿瘤突变负荷数据并分拆成了高、中、低三个肿瘤突变负荷水平。结果显示：高TMB组相对于中低TMB组的ORR都是直接翻倍的节奏，高TMB患者接受双药联合治疗后，ORR为 46%，而中低TMB的患者治疗后的ORR率分别为 16%、22%。接受 Opdivo 单药治疗的肿瘤突变高、中、低负荷的患者的ORR分别为 21%、7%、5%。更令人惊喜的数据是高TMB患者接受双药联合治疗，达到一年生存期的患者比例为 62%，而中低水平患者则分别为 20%、23%。接受单药治疗的高突变患者，达到一年生存期的比例为35%，中低水平患者则分别为 26%、22%。

由此研究可以看出TMB是可以预测免疫药物的疗效的。那么，什么是TMB呢？

因为我不希望以后再遇到这个词的时候继续呈现懵逼脸，所以就查找各路文献，拜读各路大神的文章，也因此对TMB的了解有了质的飞越。So，我也要详细给大家讲解一下。

TMB背景知识介绍分界线

TMB，即tumor mutation burden，要理解这个概念，我们需要温习一下long long ago的知识。首先，基因突变包括胚系突变（germline mutation）和体系突变（somatic mutation），胚系突变又叫生殖细胞突变，是来源于精子或卵子这些生殖细胞的突变，可以遗传，并且通常身上所有细胞都带有突变；体细胞突变又叫获得性突变，是在生长发育过程中或者环境因素影响下后天获得的突变，通常身上只有部分细胞带有突变。看下面这个图：

我们今天说的TMB就是跟体细胞突变有关的，TMB即肿瘤基因组去除胚系突变后的体细胞突变数量，通俗的讲，就是肿瘤基因的突变密度，也就是肿瘤基因组中平均有多少体细胞突变。

那么TMB是如何起作用的呢？

先来了解一下产生新抗原及产生免疫反应的过程：体细胞在诱变剂（吸烟，紫外线照射等）的影响下发生突变，可表现在RNA和蛋白水平，产生的新抗原、蛋白片段、肽段等被自身免疫系统识别为非自我（non-self）抗原，激活T细胞，引起免疫反应。

大概流程：1.体细胞突变→2.转录成突变mRNA→3. 蛋白酶加工突变蛋白→4. TAP介导的肽段转运进入内质网腔→5.与MHC I类复合物结合（即主要组织相容性复合体：位于细胞表面，主要功能是绑定由病原体衍生的肽链，在细胞表面显示出病原体，以便于T-细胞的识别并执行一系列免疫功能）→6. T细胞识别细胞表面新抗原。

TMB一般以非同义突变（导至氨基酸改变的核苷酸变异）总数量或每1Mb（1兆碱基）的突变数量来表示，10/1Mb的突变相当于肿瘤基因组编码区含有150个非同义突变。然而，其中只有10%的非同义突变可以产生与MHC高亲和力结合的突变肽段。而能够与MHC高亲和力结合的肽段又只有1%能够被肿瘤患者体内的T细胞识别。也就是说150个非同义突变，最终可能也只产生1-2个新抗原。因此理论上TMB越高，最后能够被T细胞识别的新抗原产生也越多。

我们的免疫系统就是志在清除异已，而肿瘤免疫治疗的精髓就是通过各种方法唤起、加强机体的免疫系统对肿瘤的杀伤。这种情况下，肿瘤突变负荷越大，即TMB越高，肿瘤细胞与正常细胞差别越大，越容易成为肿瘤免疫的靶子，从而理论上讲越有可能对免疫治疗有效。那么，CheckMate -032的结果也就不难解释了，TMB高的患者接受免疫治疗的效果要优于TMB低的患者。

TMB与免疫治疗分界线

除了CheckMate -032的研究结果，之前也有相关研究显示：高TMB可以帮助预测肿瘤免疫治疗在肺癌、膀胱癌、黑色素瘤病人中的疗效。PD-1/PD-L1抗体在有高TMB的肺癌中疗效显著优于低TMB的肺癌，前者的无进展生存时间是后者的4倍多；高TMB的膀胱癌患者，对PD-1/PD-L1抗体的反应更好。在接受CTLA-4抗体免疫治疗的黑色素瘤的病人中，高TMB的病人和低TMB病人相比，总生存时间延长3.5年。

TMB也是今年ASCO大会的讨论热点。

韩宝惠教授表示：TMB是在预测肿瘤疗效及筛选获益人群方面的新尝试，与传统免疫治疗以及PD-L1的检测是互补的关系。但是我们要把TMB与驱动基因的概念区分开来：针对突变型患者，驱动基因用来预测靶向药物疗效是有效的，而我们之所以讨论TMB，其原因在于其对于野生型驱动基因的患者指导免疫治疗具有重要作用。

另外，Foundation Medicine的Siraj Ali教授指出：目前的研究显示，TMB高的患者通常没有经典的驱动基因突变。而TMB低的患者通常都合并有驱动突变，包括我们所熟知的EGFR突变，EML4-ALK融合，还有其他的罕见驱动基因如ROS1融合，BRAF融合，RET融合等。这一点对于指导我们后续的临床治疗非常有意义。所以，随着越来越多的免疫治疗相关临床研究的进行，在选择入组人群时，除了要排除EGFR突变和ALK融合的患者外，ROS1融合，BRAF融合，RET融合的患者也应该排除，因为这类有驱动基因变异的患者更应该接受酪氨酸激酶抑制剂。并且指出：绝大部分MSI-H的样本，TMB也较高，但反之不成立，因为MSI-H其实是高肿瘤突变负荷的一个亚组。

TMB高低的界定及检测方法

目前，我们可以采用Foundation Medicine 开发的CGP(全面基因组测序)来检测不同瘤种中的TMB。在这一检测中定义了统一的判读标准，即将<6 mutations/Mb定义为TMB低，>=20mutations/Mb定义为TMB高。但是因为是新兴的预测指标，目前在检测方法及高低定义上还没有统一的方式。并且临床研究显示不同大小的测序Panel会影响TMB准确度。因此，未来需要我们加强检测公司和临床数据的交流和共享，帮助我们明确TMB高低的定论以及对于不同瘤种的讨论。

当下，我们知道TMB非常重要；未来，TMB是非常有前景的一个标志物，当然如何合理应用也是非常复杂的。在探索TMB的应用的同时，也需要发展更多有前景的标志物。

来源：山东省脑瘤