要点速读：肿瘤突变负荷（TumorMutation Burden，TMB）是预测免疫治疗有效性的一个重要的生物标志物。
传统的检测技术是通过患者的肿瘤组织（tTMB）来分析患者的TMB，目前也可以通过血液（bTMB）检测来分析，其准确性不亚于组织检测，而且相比于组织检测，更加方便、快捷，同时非侵入式的操作方式也避免了患者遭受更多的痛苦。
近期《ClinicalCancer Research》发表了一项bTMB在预测pembrolizumab单药和pembrolizumab联合治疗的相关研究。
研究显示bTMB不仅可以预测免疫单药的疗效，并且也能够作为联合用药的生物标志物（TMB<16 mut/Mb的患者，使用pembrolizumab联合化疗较pembrolizumab单药治疗更能获益）。
研究还发现ERBB2exon 20，STK11，KEAP1，PTEN突变可能与免疫抑制剂敏感性下降有关。
近日，宾夕法尼亚大学研究团队首次证实血浆中肿瘤突变负荷（bTMB）可以作为转移性非小细胞肺癌（mNSCLC）患者一线使用pembrolizumab单药或者pembrolizumab联合化疗的生物标志物。
研究成果发表在《Clinical CancerResearch》上[1]。
背景根据NCCN指南推荐，PD-L1 TPS≥50%的NSCLC患者可考虑pembrolizumab单药治疗，而PD-L1 TPS＜50%的患者则可考虑pembrolizumab联合铂类治疗。
但越来越多的研究显示，联合治疗的效果在PD-L1不同水平患者中的获益并没有明显不同，这使得PD-L1备受质疑。
随着TMB的出现，并屡立战功，人们也将希望寄托在了TMB上。
POPLAR和OAK研究的回顾性分析显示，血液TMB（bTMB）可以作为一个独立的biomarker预测NSCLC患者使用Atezolizumab的临床获益：bTMB≥16 mut/Mb的患者使用Atezolizumab的临床获益显著优于化疗。
那么TMB在免疫联合治疗的预测效果又如何呢？2019AACR会上，报道了MYSTIC研究血液TMB作为免疫治疗预测生物标志物的结果。
研究结果显示bTMB≥16mut/Mb或20mut/Mb的患者用Imfinz +tremelimumab的中位OS明显优于Imfinz单药组及化疗组，当中Imfinz单药组OS比化疗组更长，而bTMB＜16mut/Mb或20mut/Mb的三组OS无差异。
说明bTMB不仅可以预测免疫抑制剂单药的疗效，也可作为联合用药的生物标志物。
但之前尚无bTMB在预测pembrolizumab单药和pembrolizumab联合治疗上的相关研究。
那我们来看看宾夕法尼亚大学的这个最新研究成果吧。
研究方法研究共纳入66例mNSCLC患者，其中31例（47%）患者一线使用pembrolizumab单药治疗，35例（53%）患者一线使用pembrolizumab+培美曲塞+铂类化疗（NCT03047616）联合治疗。
研究人员使用包含500个基因的NGS panel分析患者的bTMB情况，并对6个月持续临床获益（DCB），无进展生存期（PFS），总生存期（OS）进行了关联性分析。
研究结果1.持续临床获益组的中位bTMB高于无持续获益组研究人员发现52例可进行bTMB评估患者的中位bTMB值为16.8mut/Mb（range 1.9-52.5）。
持续临床获益（DCB）人群的中位bTMB显著高于无持续获益（NDB）人群（21.3 mut/Mb vs. 12.4mut/Mb, P=0.003）。
亚组分析发现Pembrolizumab单药组（26人）：DCB人群的中位bTMB为21.1 mut/Mb (range 9.6–45.9)，而NDB人群的中位bTMB为13.4 mut/Mb (range 4.8 – 24.9) (P=0.032)。
Pembrolizumab联合用药组（26人）：DCB人群的中位bTMB为22.0 mut/Mb(range 7.7 – 52.5)，而NDB人群的中位bTMB为11.9 mut/Mb (range 1.9 – 30.9) (P=0.057)。
2.bTMB-H组的mPFS和mOS均高于bTMB-L组本研究选取16mut/Mb作为TMB的Cut-off值，结果发现，TMB >16 mut/Mb的28例（53.8%）患者中位PFS为14.1个月，而bTMB<16 mut/Mb患者中位PFS仅为4.7个月（HR 0.30 [0.16-0.60]，P<0.001）。
bTMB>16 mut/Mb患者的中位OS未达到，而bTMB<16 mut/Mb患者的中位OS为8.8个月（HR 0.48 [0.22-1.03]，P=0.061）。
进一步的亚组分析发现（图1）Pembrolizumab单药组：TMB >16 mut/Mb和<16 mut/Mb的mPFS分别为14.1个月 vs. 2.2个月（HR=0.24, 95%CI: 0.09-0.66, P=0.005）。
Pembrolizumab联合用药组：TMB >16 mut/Mb和<16 mut/Mb的mPFS分别为13.8个月 vs. 5.0个月（HR=0.39, 95%CI: 0.15-1.01, P=0.053）。
然而，mOS在TMB >16 mut/Mb和<16 mut/Mb组却无显著差异（NR vs 19.2 个月, HR=0.50 [0.16-1.54]); P=0.228）。
因此，对于TMB-H的患者，无论使用单药治疗还是联合治疗都能显著获益，然而对于TMB-L的患者，则需要采用联合的治疗方法。
图1 总人群，Pembro单药组和联合治疗组PFS和OS3.特定突变与pembrolizumab疗效的探索研究研究发现，bTMB-H组中有6例患者没有达到DCB，这是为什么呢？根据之前报道，PD-L1的耐药可能是由于JAK1和JAK2导致的[2]，这里会不会有类似的情况呢？研究人员进一步分析了与免疫抑制剂敏感性下降的STK11，KEAP1，PTEN突变和ERBB2 exon 20，以及免疫抑制剂敏感性增强的KRAS和PIK3CA突变，研究结果发现ERBB2 exon 20，STK11，KEAP1，PTEN突变在无DCB组更常见。
结论免疫联合治疗以免疫治疗为基础，通过免疫联合放化疗和靶向治疗等方式，对免疫反应中多个过程进行干预和调控，实现促进抗肿瘤免疫反应并降低耐药风险的目的，近年来不断受到追捧。
但是不可回避的是联合治疗会增加治疗相关的毒副反应，并且会加重患者的经济负担。
在临床上，我们到底应该选择免疫单药，还是联合治疗呢？近期，《Clinical Cancer Research》上发表了一项研究显示，当bTMB<16 mut/Mb时，免疫联合治疗较单药治疗更能使患者获益。
bTMB不仅能预测免疫单药的疗效，而且也可以作为免疫联合用药的生物标志物，其在免疫治疗中发挥着越来越广泛的用途。
参考阅读1.免疫标志物“黑马”之 TMBKeynote 024是首个把免疫治疗用于一线的III期临床试验，入组的都是PD-L1高表达（＞50%肿瘤细胞）的晚期NSCLC患者。
其研究结果显示，一线使用Pembrolizumab相比化疗，PFS延长了4.3个月（10.3个月 vs. 6.0个月，HR=0.50，P＜0.001）。
该研究撼动了近50年在晚期肺癌治疗中居于霸主地位的化疗，也彻底颠覆了几十年来对进展期NSCLC患者治疗模式和疗效的认识。
PD-L1检测也被写进了肺癌的NCCN指南，但是随着临床数据的不断累积，PD-L1表达出现弊端。
CheckMate 026初期试验结果显示，一线使用Nivolumab单抗比对化疗，在PD-L1高表达（>5%）的NSCLC患者中，无论是PFS（4.2个月 vs. 5.9个月）还是OS（14.4个月 vs. 13.2个月）均没有显著提高。
即使研究人员将入组条件设置成PD-L1高表达（≥50%），Nivolumab的疗效也没有显示出明显优势。
然而当研究人员使用TMB作为标志物对CheckMate 026进行回顾性分析时，结果显示，相比PD-L1，选择TMB作为Nivolumab治疗NSCLC的Biomarker，能更好地区分获益人群（图2）。
在TMB高表达的病人中，采用Nivolumab进行治疗后，ORR（47% vs. 28%）和PFS（9.7月 vs. 5.8月）结果显著优于化疗。
TMB成功使BMS的Nivolumab逆袭成功！图2 高TMB表达与PFS显著相关，且优于化疗对照组2.TMB到底为何物？TMB，全称是“肿瘤基因突变负荷”（TumorMutational Burden）。
肿瘤突变负荷（TMB）被定义为每百万碱基中被检测出的，体细胞基因编码错误、碱基替换、基因插入或缺失错误的总数。
简单说就是看看病人肿瘤组织中到底有多少个基因突变。
TMB用来反映肿瘤细胞中所含有的突变数目，是一种可定量生物标志物。
3.TMB作用原理要了解TMB是如何在免疫治疗中起作用的，我们要先看一下另外一个概念--新抗原（Neoantigen）。
肿瘤突变中的非同义突变会改变氨基酸编码序列，从而影响蛋白的表达，致使肿瘤细胞表达正常细胞所没有的异常蛋白，这些蛋白经过酶解之后形成的多肽片段，作为抗原经过DC细胞递呈给T细胞，可促使T细胞分辨并攻击肿瘤细胞，这种异常的蛋白就是我们所说的新抗原（Neoantigen）[3]。
TMB越高，意味着突变较多，最后能够被T细胞识别的新抗原产生也越多，更容易被免疫系统识别。
而TMB低的肿瘤患者，新抗原很少甚至没有，T细胞难以识别，也就很难从免疫检查点抑制剂的治疗中获益。
因此增强免疫系统抗肿瘤作用的免疫疗法对TMB高的患者疗效可能更好。
4.TMB适用范围越来越多的研究证明，TMB与多个癌种PD-1/PD-L1抑制剂疗效具有相关性。
约翰·霍普金斯大学的Elizabeth M. Jaffee教授在分析了多个临床研究数据之后，得出结论：MB对27种肿瘤类型的免疫治疗有显著的预测作⽤，TMB与ORR之间存在显著相关性（P＜0.001），相关系数为0.74，这凸显了TMB与抗PD-1治疗疗效之间存在较强的相关性（图3），研究成果发表在著名期刊《The New England Journal of Medicine》[4]。
图3 27种肿瘤类型中，PD-1/PD-L1治疗的TMB与客观反应率之间的相关性之后，《Nature》子刊发布了迄今为止规模最大的TMB预测免疫治疗效果的研究，研究分析了7033名癌症患者涉及10个癌种的数据，证实TMB高与接受免疫治疗患者更好的总体存活率相关（图4）[5]。
图4不同百分位数的TMB与总体生存率之间的关系5.TMB检测目前，TMB的检测主要是针对组织样本为主，文献报道的也多数为FFPE样本。
但是临床上组织样本有时候难以获取，血液肿瘤突变负荷检测凭借着无创、方便，样本易得等优点，受到越来越多的关注。
参考文献：[1] Aggarwal C, Thompson JC, Chien AL, et al. baseline plasma tumormutation burden predicts response to pembrolizumab-based therapy in patientswith metastatic non-small cell lung cancer [J] Clinical Cancer Research. 2020.[2] Zaretsky, J.M., et al., Mutations Associated with Acquired Resistanceto PD-1 Blockade in Melanoma. N Engl J Med, 2016. 375(9): p.819-29.[3] Arora S, Velichinskii R, Lesh RW, etal. Existing and Emerging Biomarkers for Immune Checkpoint Immunotherapy inSolid Tumors[J]. Advances in therapy. 2019;36(10):2638-2678.[4]Yarchoan M, Hopkins A, Jaffee EM Tumor MutationalBurden and Response Rate to PD-1 Inhibition[J]. The New England journal ofmedicine. 2017;377(25):2500-2501. [5] Samstein RM, Lee CH, Shoushtari AN,et al. Tumor mutational load predicts survival after immunotherapy acrossmultiple cancer types[J]. Nature genetics. 2019;51(2):202-206.