以下內容將重點討論TMB 在腫瘤臨床中的應用，包括目前仍然存在的需要警惕的不足（Caveats），為了將這項基於高通量測序技術的精準免疫決策流程應用於腫瘤免疫實踐，仍然需要不斷努力的方向。
在我的理解中（Timothy A Chan）免疫是系統的腫瘤治療戰術，它所引起的腫瘤應答的方式，有效性和耐藥的方式都大大有別於我們過去所熟悉的治療策略。
有別於過去5-10年，我們用基因組學的方法(單靶點或高通量測序）來確定癌細胞中的1-2個致命的突變並且錨定特殊的靶點（Achilles Heels）來治療腫瘤，但是免疫治療則採用了截然不同的方式，需要我們充分動員 機體適應性免疫 和天然免疫(adaptive and innate )的功能.
複雜問題簡單化，我們把T細胞當做整個適應性免疫的核心。 免疫系統進化出辨別自我和非我的能力（self vs non-self）這就是我們所需求的治療窗（therapeutic window）,自我與非我的差異程度，它不是一個單一的突變。免疫系統不關心某個名叫p53，p10，BRAF，ras基因的異常。 但實際上，這些都是基於結構和序列的標識符。 如果這組標識符識別出某些東西為“外來物”，例如細菌或病毒，或者在某些情況下識別癌症，那麼免疫系統可以重新參與攻擊這些腫瘤細胞。
而且腫瘤部分是”非我“的”，所以這是許多不同類型的免疫治療如免疫檢查點阻斷能夠起作用的基礎。
更重要的是，與針對特定突變的小分子不同，免疫系統確實具有持久性和記憶力的。 這也影響了整個社區對療效標準的判斷。
腫瘤免疫治療的實踐的確帶來了令人印象深刻的臨床療效，在一部分晚期病人中，我們看到了令人驚喜的持久的療效。但是當我們關注到，沒有腫瘤應答的患者的比例，我們會知道，還有很長的路需要探索，有有效應答的人群尚不到50%, 更重要和顯而易見的是，我們能看到最近很多的陰性的臨床結果， MYSTIC，IMvigor211 ，還有最近的IDO
對於免疫治療生物標誌物的認識在不斷的進化當中，我們知道了 突變負荷（mutation burden），PD-L1表達（免疫組化染色和定量），新抗原負荷（neoantigen burden）,以及一些已知的具有免疫原性的驅動突變或耐藥突變。我們聽到了形形色色的有關於biomarker的演講，甚至還包括微生物對腫瘤微環境的影響，免疫系統的複雜程度遠遠超過我們所能認識到的。接下來我們將集中討論 基因組學在其中將扮演什麼樣的角色，我們如何應用NGS 檢測平臺，並且對免疫治療產生影響。
DNA或基因組決定表型，那麼通過對DNA的觀察鑑定能夠發現參與決定某種免疫表型的機制，這是現代molecular biology 的基礎。這是許多假設的基礎。基於這個假設，我們來看看TMB是怎麼回事。
早期的報道TMB與療效相關性的數據羅列如下：
這是發表於數年前的Keynote001的拘束，初始治療失敗的NSCLC接受pembrolizumab進行治療。檢測的assay為WGS(whole genome sequence),檢測的方法很簡單，就是對整個基因組或者外顯子組中錯義突變的數量進行計數。從左圖中可以看到，當我們以6個月的持續應答為評價指標，能夠將2群病人比較明顯的區分開，疾病有效的患者往往TMB較高。當我們用新抗原負荷進行評價時，觀察到的現象也一致。
在這裡我們看到高突變負荷的病人從Ipilimumab中獲得了非常持久的療效，durability,有些患者疾病控制長達數年。
腫瘤突變負荷確實是替代標誌符，代表了由突變產生的免疫原性肽的數量。 這些由體細胞突變產生的肽經過後續處理，被放到MHC class 1和2細胞上，它們部分影響腫瘤微環境的組成。這就是免疫系統（T細胞）會攻擊的對象。也就是免疫檢查點抑制劑（checkpoint inhibitor CPI）將T細胞“再次動員”後，T細胞攻擊的對象。
進一步研究下這個假設，我們能從這張複雜的幻燈中看到有趣的“信號”，這是34例KEYNOTE001的患者分析。Y軸的高度代表了總的突變負荷的數量，綠色的柱子代表有response的患者，紅色則代表沒有response。我們可以顯而易見的看到，那些有response的患者往往具有更多的DNA損傷修復突變。所以高腫瘤突變負荷是從哪裡來的？在圖中我們可以看到POLE 突變，POLD突變，BRCA突變，MSH-2突變，後續啟動了多項針對這些突變的臨床研究。
在隨後的文章中，我們看到MSI（微衛星不穩定）陽性的患者（無論何種腫瘤類型）都對CPI 表現出較好的應答，而MSI+則是一種突出的高腫瘤突變負荷的狀態。從右圖看到，MSI-H病人腫瘤標誌物下降明顯（藍線），waterfall plot看到明顯的腫瘤縮小（藍）。
BMS進行了相似的研究，在CM142中同樣看到MSI-陽性患者表現出良好的腫瘤應答。
從這張時間表上可以看出，許許多多的試驗重複了這一發現，atezolizumab,nivolumab,pembrolizumab 在不同的臨床研究中均顯示 療效於高TMB存在的相關性。最近的一項3期臨床研究報道是Checkmate227，cutoff 是10. 更加值得關注的是，在可切除的NSCLC中，高TMB與更好的Nivolumab單藥新輔助治療腫瘤應答相關。
並且在CM026中，用WES檢測出的高TMB能夠提示nivolumab單藥較化療延長PFS HR0.62. Patients in the low, medium, and high TMB tertiles had 0-99, 100-242, and ≥243mutations, respectively.
同樣，在2018年公佈的TMB與Atezolizumab在不同腫瘤中療效相關性的分析提示，用FMI的Foundation one panel進行檢測，TMB大於16與Atezo 單藥更好的療效相關（mUC ，NSCLC）
對於MSI-H陽性的患者，FDA已經通過快速審批，批准CPI(pembrolizumab,Nivolumab ）跨瘤種的適應症。
大量的臨床研究正在尋找其他高TMB的可能解釋，顯而易見，POLE POLD突變是最好的low hanging fruit.
隨著NGS panel的獲批（FMI-F1，mskcc-impact，還有很多追隨者），TMB檢測也慢慢走近臨床實踐。
來自Flatiron 和Foundation發表的2000例NSCLC病人的回顧分析數據提示，即便在community 醫院，在all comer人群中（不看PD-L1表達狀態）高TMB分位仍然能夠提示更持久的臨床獲益。
關於檢測的panel，基本上，需要大於300,400,500 的panel能夠獲得比較精確的TMB的信息。
有一種方法是，我們可以看突變的質量，如果把特定數量突變的克隆性clonality納入考量的話，能夠明顯看到不同於單純突變數量的價值。如果腫瘤攜帶有更多數量的克隆性突變（克隆性新抗原），則會產生更好的腫瘤應答。從概念上，這很好理解，如果腫瘤更“單純”或者新抗原僅有一種克隆特徵，就更容易被T細胞追殺到。如果腫瘤產生了許許多多不同克隆的突變，那麼T細胞需要能夠識別不同的克隆，這會為達到最大的腫瘤緩解造成障礙。
另一個我們需要重點關注的領域是germline diversity.在過去，已經非常確定的是，患者的Class I/II等位基因的基因型在抵抗感染性疾病方面的重要預後意義。因此選擇HLA多樣性是進化選擇。 而且很多來自於T細胞抗腫瘤能力的多樣性不僅來自肽的多樣性，還來自種系中的同源MHC。
意味著，更高的HLA diversity往往意味著更好的臨床獲益
我想也許我們看到的很多信號都在這張幻燈片中，這並不意外。真正發揮作用的是我們一直在談論的foreignness，可能來自與紫外線或者菸草暴露
我認為，在某些方面，免疫治療的本質是識別基因組變異。 它的目標是擺脫那些不應該存在的東西，這就是你正在通過TMB測量的東西。
PD-L1表達和TMB似乎正視圖告訴我們不一樣的東西，如何將這兩者進行整合是值得探究的方向。
bTMB也是正逐漸被關注的方向。在POPLAR OAK的回顧性分析中發現，ctDNA中檢測TMB≥16能夠提示Atezolizumab更好的療效。
今年ASCO 公佈的一項II期前瞻性單臂臨床研究提示，bTMB≥能夠區分出Atezolizumab獲益更大的人群。
閱讀更多 良醫匯 的文章
