TMB、PD-L1表达、微卫星稳定状态为时下研究最广泛的预测免疫治疗疗效的标志物。然而TMB的预测作用自从2014年以来一直起起伏伏，始终被人质疑。2021年，发表在annals of oncology 的一篇文章再次对TMB在多个瘤种的免疫预测价值提出挑战。到底TMB该何去何从？本文梳理了TMB一路走来跌宕起伏的历程，共同思考。
中国人民解放军总医院 肿瘤医学部肿瘤内科 主任
第五届中央保健委员会会诊专家
第三届中央军委保健委员会会诊专家
中国研究型医院学会精准医学与肿瘤MDT专业委员会主任委员
中国康复技术转化及发展促进会精准医学与肿瘤康复专业委员会主任委员
中国医师协会结直肠肿瘤专委会MDT专业委员会主任委员
中华医学会肿瘤学分会结直肠肿瘤学组 副组长
中国临床肿瘤学会（CSCO）胆系肿瘤专委会副主任委员
中国抗癌协会靶向药物、胃癌、胰腺癌、纳米肿瘤学专委会委员
军队肿瘤学专业委员会 委员、军队微血管专业委员会常务委员
CSCO理事，胰腺癌、胃癌、智慧医学专家委员会常委
食管癌、大肠癌专家委员会 委员
中国人民解放军总医院肿瘤医学部 肿瘤内科
导师：戴广海
中国研究型医院学会精准医学与肿瘤MDT专委青年委员
中国医师协会结直肠肿瘤MDT专委会青年委员
主要研究方向：消化道肿瘤综合治疗为主
最早提到肿瘤突变负荷（TMB）这个概念，是在2014年，为什么会提出TMB这个概念？这还要回归到免疫治疗的本身。在2008年关于乳腺癌和肠癌抗原表位的研究中发现，肿瘤会发生基因突变，并表达于肿瘤的表面作为肿瘤候选抗原。通过对1,152个乳腺癌和结肠癌患者进行表位分析发现平均每个肿瘤包括17-10个新的独特的HLA-A*0201表位。这就意味着基因突变会导致新抗原表位，同时可以作为新的抗原[1]。随着免疫检查点抑制剂在黑色素瘤里看到良好的抗癌效果，2014年在基因测序技术的推动下，一篇关于TMB和新抗原与黑色素瘤CTLA-4抑制剂疗效分析的文章首次提出了突变负荷（TMB）与临床获益程度相关，但是不能单独预测获益，同时提出新抗原能在伊匹木单抗治疗患者激活T细胞[2]。
从此TMB开始进入大家的视线，在各种临床试验和研究里作为预测疗效的因子去剖析。2015年发表在Science上，通过对帕博利珠单抗治疗的非小细胞肺癌的患者全外显子组测序，在两个独立的队列中发现更高非同义突变负荷与客观反应改善、临床获益持久、无进展生存期相关。疗效还与分子特征、较高的新抗原负荷和 DNA 修复途径突变相关；这每个因素也与突变负荷有关[3]。在2017年Genomic Medicine上通过Comprehensive genomic profiling（CGP），而不是全外显子测序方法揭示了100,000肿瘤患者突变负荷状况。研究发现通过CGP检测可以反映整个外显子组测序的检测，一部分患者包括罕见的肿瘤类型中都表现出高 TMB和微卫星不稳定性状态之间存在关系，发现 TMB 随着年龄的增长而显着增加，在 10 岁 和 90 岁之间显示出 2.4 倍的差异，也明确了基因突变和TMB相关[4]。这项研究也解决了WES法费时、昂贵的缺点，推出了FoundationOne CDx计算TMB的方法。也就是在同年11月份，NEJM发表了Elizabeth M. Jaffee教授团队的研究[5]，再一次证实了肿瘤突变负荷与27个癌种当中PD-1抑制剂的肿瘤缓解率成正相关（P ＜ 0.001）。55%的ORR差异可以用TMB来解释。
无独有偶，同一时间来自美国的Gregory A. Daniels和Razelle Kurzrock教授们对1,638例癌症患者进行了GCP检测并进行了 TMB 评估，对接受免疫疗法治疗患者 (N = 151) 进行了反应率 (RR)、无进展和总体分析生存（PFS，OS）分析。结果发现TMB与临床疗效指标呈线性关系，TMB在不同的癌种当中体现出良好的预测作用[6]。2018年1月份JCO上发表的关于分子标志物和PD-1或PD-L1抑制剂治疗非小细胞肺癌研究中再次证实通过FoundationOne CDx计算TMB的方法在与WES 相关性良好，持续缓解组的TMB高于非持续缓解组，TMB以50%为界，TMB高于50%临界值的患者无进展生存期更长（P = 0.024）。
在临床试验中2017年CheckMate 026研究显示出阴性结果[7]：PD-L1表达≥5%患者共423例，纳武利尤单抗 vs 化疗中位PFS分别为4.2个月和5.9个月（HR = 1.15；95% CI 0.91 ~ 1.45，P = 0.25），中位OS分别为14.4个月和13.2个月（HR = 1.02；95% CI，0.80 ~ 1.30），统计学上无太大差异。后续探索性分析失败的原因，在纳入探索性分析的312例患者中，评估TMB对疗效的影响，发现高TMB 组纳武利尤单抗治疗有获益（ 纳武利尤单抗 vs 化疗，中位PFS分别为9.7个月和5.8个月，HR =0.62，95%CI 0.38 ~ 1.00），中低TMB获益低于化疗。2018年公布的双免疫联合治疗NSCLC的CheckMate 227研究[8]发现，对于TMB高于10 mt/MB的肺癌患者来说，一线治疗使用纳武利尤单抗联合伊匹木单抗比化疗效果更好，PFS有明显获益。
基于上述大量的高分杂志发表的研究和临床回顾和前瞻性结果，2018年FDA批准了FoundationOne CDx上市，成为首个泛瘤种伴随诊断产品。后续的几个研究使TMB走向了巅峰。2018年10月美国多个中心探索泛癌种biomaker时发现TMB 和炎症生物标志物（T 细胞发炎的 GEP 和 PD-L1 表达）可以共同对癌症患者帕博利珠单抗单药治疗不同临床反应分组[9]。2019年2月为了进一步扩大验证TMB预测免疫治疗的疗效，Samstein et al等人分析了 1662 名接受 ICI 治疗和5371 名非 ICI 治疗的晚期癌症患者的临床和基因组数据，发现在所有患者中，较高的体细胞 TMB与更好的 OS 相关（HR 0.52；P = 1.6 ×10-6）。但是没有通用的TMB cut-off值，每个癌种的TMB cut-off值不同。2019年ESMO上关于TMB与疗效前瞻性的研究KEYNOTE158研究公布[10]，该研究前瞻性的探讨了tssue TMB-H(≥10 mt/MB)在10种实体瘤特异队列中与帕博利珠单抗预后的关系，tTMB-H状态可以筛选出对帕博利珠单抗产生强烈肿瘤应答的亚组，其中在102例tTMB-H患者中观察到30例（29%；95%CI 21 ~ 39)客观缓解，包括4例完全缓解；在非tTMB-H组688例名患者中观察到43例（6%；95%CI 5 ~ 8）客观缓解，其中包括11例完全缓解，该结果在不同肿瘤队列中具有较高一致性。2019年后半年在食管癌中无论是国外[11]和国内的研究[12]都证实了TMB的预测免疫治疗的价值。2020年6月FDA批准了TMB作为帕博利珠单抗的伴随诊断标志物。
2019年6月也开始出现了对TMB质疑的声音。TMB对比PD-L1和MSI没有体现出理想的OS预测潜能，而且TMB增加了医疗成本，耗时耗力，并且混乱了新抗原及其在 NSCLC 和其他癌症中的作用[13]。KEYNOTE-158中该研究因研究的癌种大多数为罕见癌种， 帕博利珠单抗的单药的客观缓解率（对比非tTMB-H组）翻了4倍，但在PFS生存曲线达到24个月时，生存率仅有数值上的提高，总生存期获益并不显著。TMB cut-off值在各个癌种当中没有同一，TMB-H ≥ 10仅仅适用于非小细胞肺癌。而且随着癌症的治疗，有些低TMB的患者会转化为高TMB的患者[14]。同时就在FDA获批TMB作为帕博利珠单抗的伴随诊断标志物2个月后，V. Prasad等人在annals of oncology 上列举了12条否定的理由[15]。今年D. J. McGrail等人[16]再次提出尽管最近泛癌批准了 ICB 治疗九种肿瘤类型TMB-H 肿瘤，但该生物标志物的效用尚未在所有癌症中得到充分证明。在10000多个肿瘤患者TCGA数据库中比较TMB 与预测的新抗原负荷与 CD8 T 之间的相关性，以及TMB 与 ICB 治疗结果（客观反应率（ORR，N = 1551）和总生存期（OS，N = 1936））的关联。结果表明在 CD8 T 细胞水平与新抗原负荷呈正相关的癌症类型中，例如黑色素瘤、肺癌和膀胱癌，TMB-H 肿瘤对 ICB 的 ORR 为 39.8%，显着高于在低 TMB (TMB-L) 肿瘤中观察到的PRR(4.1)。但是在 CD8 T 细胞水平与新抗原之间没有关系的癌症类型中，如乳腺癌、前列腺癌和神经胶质瘤，TMB-H 肿瘤未能达到 20% ORR，相对于 TMB-L 肿瘤表现出显着较低的 ORR，但是两组没有统计学差异。如果把TMB作为联系变量也看到这种结果。所有TMB并不适用于所有的癌种用于预测免疫的疗效。
总结一下，关于TMB是否可以成为免疫预测标志物的说法目前仍没有结论，个人认为TMB本身检测费用昂贵，而且行业内并无统一的标准，TMB cut-off筛选在各个癌种当中并不相同，而且其他临床因素可能会对TMB的预后进行干扰，所以目前TMB只用于科研，并没有在临床实践中广泛应用。至于TMB的未来如何，尚无定论，只能再次细化瘤种和开展更多的前瞻性的临床试验去证实。
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