JAMA观点 | 肿瘤突变负荷（TMB）：从希望到质疑 值得深思

在过去的数年，免疫检查点抑制剂在很大程度上改变了非小细胞肺癌（NSCLC）的治疗方式。通过免疫组化染色富集方法，人们发现PD-L1可作为初治难治非小细胞肺癌（NSCLC）的疗效预测生物标志物。尤其是当默沙东公司的Pembrolizumab在Keynote024临床试验中大获全胜，对于PD-L1高表达（≥50%）的患者显示出其疗效显著优于一线化疗时，人们开始惊呼免疫治疗时代已经到来。

而与此同时，肿瘤突变负荷（TMB）作为一个潜在的生物标志物而出现。在不同的癌症中体细胞突变的数量从0.01突变/Mb~超过400突变/Mb不等。而这些突变中有些会转录表达多肽抗原表位或肿瘤新抗原。早期关于TMB的研究都是采用全外显子（WES）测序方法对肿瘤DNA和对照的胚系DNA进行分析。

在一项关于晚期非小细胞肺癌（NSCLC）的研究2中，研究者对两个独立的接受Pembrolizumab治疗的NSCLC患者队列（患者数分为别16和18）进行了全外显子（WES）测序，结果发现非同义突变负荷与客观反应率改善和6个月或更长无进展期相关。

最近，在另一项研究3中，Spigel等人结合NGS测序结果，分析了64位仅接受免疫检查点抑制剂单药治疗的晚期NSCLC患者的临床数据，发现在阈值为15突变/Mb时，TMB与免疫检查点抑制剂疗效有相关性。高TMB患者（＞15突变/Mb）相比低TMB患者(＜15突变/Mb)，免疫检查点抑制剂的有效治疗时间更长，分别为64周和17周，P=0.01。

在另一项研究4中，研究者采用目标区域测序的方法来计算治疗前肿瘤样本的TMB，这些样本取自3个II期Atezolizumab单药临床试验中102位初治和465位经治疗的晚期NSCLC患者。相比多西他赛，Atezolizumab单药治疗时，TMB高的患者PFS有改善，但是OS并无改善。

同时，还有一个研究团队5最近对CheckMate-026研究6中的部分患者通过WES的方法计算了TMB评分，CheckMate-026是一项随机III期临床试验，目的是比较nivolumab vs.含铂两药化疗作为一线治疗方案对PD-L1表达＞5%的初治NSCLC患者的治疗效果。TMB高（定义为≥243错义突变）的患者PFS延长（中位PFS为9.7个月 vs 5.8个月；风险比[HR]）为0.62；95%CI，0.38-1.00），且有更高的客观反应率（46.8%vs28.3%），但nivolumab相比化疗在OS方面并无显著差异。

欧洲临床肿瘤学会（ESMO）和ESMO亚洲已经在指南中纳入了TMB作为可能的生物标志物，对于TMB高（＞10突变/Mb）的患者，建议将ipilimumab联合nivolumab作为一线治疗方案。该指南建议主要证据源自CheckMate-227,该临床试验主要研究ipilimumab联合nivolumab对比含铂两药化疗作为一线治疗方案的疗效7。在CheckMate-227中，结果显示PD-L1阳性（HR, 0.62; 95% CI: 0.27-0.85）和阴性（HR, 0.48; 95% CI: 0.44-0.88）患者的PFS均有改善。而截止研究结果发表时，OS数据未达该临床试验的预期终点而无法进行分析。最初，该临床试验并未设计用于评估TMB。

为了前瞻性验证TMB的阈值设置为10突变/Mb的意义，研究者设计了CheckMate-568，这是一项大型、单臂、II期临床试验，在该研究中ipilimumab联合nivolumab作为NSCLC的一线治疗方案8。在2018 AACR大会上，研究者公布了实验数据以和CheckMate-227进行对比。当时，OS数据尚不成熟。两项临床试验都因为肿瘤样本量过大而无法单独分析TMB结果，因为肿瘤组织样本的数量和质量不可控。CheckMate-227中无法获得TMB评分的比例为42%左右，而CheckMate-568则为34%左右。此外，获取TMB评分的周期平均为2-3周，这已经超过了美国病理家学会推荐的肺癌研究临床决策时间。

在评估OS方面，TMB尚未有足够的证据以支撑其作为可靠的生物标志物。在突变发现方面也还没有相应的标准。在不同肿瘤类型或免疫疗法中分析方法和TMB阈值的差异，也让该生物标志物变得扑朔迷离。其实，除了建议将TMB阈值提高到16.2突变/Mb或15突变/Mb，阈值的可重复性也应该纳入考虑。在一个1.1Mb的测序方法中，Chalmers等人9观察到TMB有中位偏移，阈值为10突变/Mb时是20%（90%CI大约是5%-55%），而阈值为20突变/Mb时是18%（90%CI大约是5%-35%）。

此外，不同的算法也会影响TMB的预测值，因为算法在不同的基因检测panel中差异非常大，并且用于评估TMB的突变类型在各种检测方法中也有所差异。在很多采用WES的分析中，TMB只包含错义突变，而没有纳入其他突变类型。特别是，在福尔马林固定石蜡包埋样品处理方法的不同也能够很大程度上影响TMB的值10。

TMB真的准备好了在临床中用于NSCLC的辅助诊断吗？基于现有的证据（如Figure所示），显然是不行的。在正式将TMB作为可靠的生物标志物之前，还有工作需要做。其中包括不同方法之间的标准化(TMB Harmonization Project)，以及设计前瞻性研究验证一个能够预测OS改善的TMB阈值。

尽管如此，似乎有一股强大的力量在推动FDA批准TMB并广泛应用于临床。这将会导致以下几种后果：（1）增加因毒副作用产生的医疗费用；（2）增加至少10-15个工作日的检测时间；（3）提高样品出结果失败的风险；（4）错过更好地定义肿瘤新抗原以及评估新抗原在NSCLC及其他肿瘤中的作用的机会。

总之，TMB是一个在临床实践中尚存争议的一个生物标志物。在评估OS方面，TMB可能还不如PD-L1和微卫星不稳定（MSI）。科学界应该倡议进一步通过前瞻性临床试验验证OS作为衡量基点而非OR或PFS，并设计系统疗法和已知能改善OS的一线治疗方案进行比较。

1. Reck M, Rodríguez-Abreu D, Robinson AG, et al; KEYNOTE-024 Investigators. Pembrolizumab versus chemotherapy for PD-L1–positive 

non–small-cell lung cancer. N Engl J Med. 2016;375 (19):1823-1833. doi:10.1056/NEJMoa1606774 

2. Rizvi NA, Hellmann MD, Snyder A, et al. Cancer immunology. Mutational landscape determines sensitivity to PD-1 blockade in non-small cell lung 

cancer. Science. 2015;348(6230):124-128. doi:10. 1126/science.aaa1348 

3. Spigel DR, Schrock AB, Fabrizio D, et al Total mutation burden (TMB) in lung cancer (LC) and relationship with response to PD-1/PD-L1 targeted 

therapies.J Clin Oncol. 2016;34(15_suppl):9017-9017.  doi:10.1200/JCO.2016.34.15_suppl.9017 

4. Kowanetz M, Zou W, Shames D, et al. OA20.01 Tumor mutation burden (TMB) is associated with improved efficacy of atezolizumab in 1L and 2L+ 

NSCLC patients.J Thorac Oncol. 2017;12(1):S321-S322.  doi:10.1016/j.jtho.2016.11.343 

5. Peters S, Creelan B, Hellmann MD, et al Impact of tumor mutation burden on the efficacy of first-line nivolumab in stage iv or recurrent non-small cell 

lung cancer: an exploratory analysis of CheckMate 026 [abstract CTO82]. Cancer Res. 2017;77(13) (suppl):ct082. doi:10.1158/1538-7445.AM2017-CT082 

6. Carbone DP, Reck M, Paz-Ares L, et al; CheckMate 026 Investigators. First-line nivolumab in stage IV or recurrent non–small-cell lung cancer. 

N Engl J Med. 2017;376(25):2415-2426. doi:10. 1056/NEJMoa1613493 

7. Hellmann MD, Ciuleanu TE, Pluzanski A, et al. Nivolumab plus ipilimumab in lung cancer with a high tumor mutational burden. N Engl J Med. 2018; 

378(22):2093-2104. doi:10.1056/NEJMoa1801946 

8. Ramalingam SS, Hellmann MD, Awad MM, et al. Tumor mutational burden (TMB) as a biomarker for clinical benefit from dual immune checkpoint 

blockade with nivolumab (nivo) + ipilimumab (ipi) in first-line (1L) non-small cell lung cancer (NSCLC): identification of TMB cutoff from CheckMate 568 

[abstract CT078]. Cancer Res. 2018;78(13)(suppl): ct078. doi:10.1158/1538-7445.AM2018-CT078 

9. Chalmers ZR, Connelly CF, Fabrizio D, et al. Analysis of 100,000 human cancer genomes reveals the landscape of tumor mutational burden. 

Genome Med. 2017;9(1):34. doi:10.1186/s13073-017- 0424-2 

 10. Chen S, Liu M, Zhou Y, Xu M, Melançon CE, Edwards J. The impact of sample storage time on calculating tumor mutation burden (TMB).J Clin Oncol.2018;36(15)(suppl):e24022.doi:10.1200/JCO.  2018.36.15_suppl.e24022  

作者：本文为MLC原创编译，原文《Tumor Mutation Burden—From Hopes to Doubts》刊载于JAMA Ocology

编辑：Julia

审核：Rocky Liao

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