如何看懂基因检测报告之肿瘤突变负荷（TMB）？
作者 大乘
我们在看一份基因检测报告时，常常会看到有对肿瘤突变负荷（TMB）的描述。那么，什么是TMB？这个TMB检测有什么临床意义？
肿瘤突变负荷（Tumor Mutation Burden, TMB）通常指一份肿瘤样本中（肿瘤组织或外周血）全外显子测序或靶向测序所检测基因区域每兆碱基中发生的体细胞非同义突变或所有突变的数目（计算公式即：突变个数/检测的外显子Mb长度)。TMB计算的体细胞突变包括点突变和插入/缺失突变，去除驱动突变（与肿瘤治疗、诊断、预后密切相关的突变，包括热点突变、药物靶点突变、癌基因功能激活突变和抑癌基因功能失活突变）。由于TMB计算去除了可能影响免疫治疗效果的驱动突变，在极端情况下不排除出现 TMB=0 的可能。因而TMB = 0 仅表示检测样本在本产品的 TMB 分析方法的结果，并不等同于检测样本中没有突变。
TMB受多种因素的影响，包括外源性诱变因素，如吸烟、日光照射、接触容易导致基因变异的有毒有害物质/放射性物质等，以及内源性因素。高度微卫星不稳定性（MSI- H）、DNA 错配修复缺陷（dMMR）以及含有 POLE 和 POLD1 基因编码的 DNA聚合酶校正域突变的患者往往TMB高。与不吸烟的人相比，吸烟的肺癌患者有更高的TMB值。
TMB 在不同瘤种，生物特征和患者特征都有不同。最高见于皮肤鳞癌，黑色素瘤，NSCLC，最低见于葡萄膜肿瘤，胰腺癌；吸烟患者 TMB 常较高；不同种族和性别中 TMB 也不同。TMB与免疫治疗客观反应率(ORR)相关性的换算公式为ORR = 10.8 × ln(TMB)－0.7（上图中，横坐标为TMB，纵坐标为对应的预期ORR。
TMB 可以间接反映肿瘤产生新抗原的能力和程度，预测多种肿瘤的免疫治疗疗效
TMB 水平分为：TMB 低 (1-10mutations/MB)，TMB 中等(10-19 mutations/MB)，TMB 高 (≥ 20 mutations/MB)。外周血中的TMB值与组织中的TMB值存在一致性。
2014 年首次在黑色素瘤中发现了 TMB 和抗 CTLA-4 抗体的疗效具有相关性。（CTLA-4阻断黑色素瘤临床反应的遗传学基础 发表于2014年12月发表在 N Engl J Med，影响因子70.670）
CheckMate 026 研究发现 TMB-H（≥ 243 突变）的患者中，纳武利尤单抗对比化疗具有 PFS（9.7 月 vs 5.8 月）和客观反应率（ORR）的改善（46.8% vs 28.3%）。
CheckMate 227 研究发现对于 TMB ≥ 10 mut/Mb 的患者，双免疫对比化疗具有 PFS 的显著延长（7.2 月 vs 5.5 月）。但是随后的更新数据发现，TMB 无法预测 OS 获益。
一项基于基因组-临床数据研究，分析 4064 例非小细胞肺癌患者接受 PD-1/PDL1 免疫检查点抑制剂治疗，高 TMB（TMB≥20 Muts/Mb）患者比低 TMB（TMB＜20 Muts/Mb）患者的总生存期显著延长，中位总生存期（mOS）分别为 16.8个月和 8.5 个月。高 TMB 患者的治疗持续时间更长，临床获益率更高，分别为80.7%和 56.7%。在所有患者中， 1235 例患者接受 PD-L1 检测，其中 482 例接受免疫治疗，临床结果显示 PD-L1 表达水平与生存期、治疗持续时间以及 TMB 无关。
一项回顾性研究，对 1662 例接受免疫检查点抑制剂治疗和 5371 例接受非免疫检查点抑制剂治疗的晚期癌症患者进行分析，发现组织TMB（tTMB）排序最高的前20%患者总生存期更长；在大部分癌种中，高TMB与生存期延长有关。不同肿瘤类型“高”TMB 的阈值有所不同，难以使用一个通用阈值来预测所有癌症患者从免疫检查点抑制剂治疗获益的可能。
作为新的免疫治疗的跨瘤种并且可进行定量的Biomaker -TMB，目前行业内公认的TMB检测金标准就是WES测序。但是，鉴于WES测序的成本高昂，也有越来越多公司的大panel出来被证实几百个基因的panel可以达到与WES的高度相关性，基于基因数以及panel size均满足需求的情况下进行检测。
研究表明，高TMB与更好的OS相关，在大多数癌症中，TMB越高，对免疫检查点抑制的应答反应就越好。TMB可以作为潜在的泛癌生物标志物。
TMB指标也存在缺陷，因为存在一些高TMB的患者对免疫治疗并不响应。这是由于高TMB并不意味着一定存在高肿瘤新生抗原，因而科学家引入了TNB这个概念。肿瘤新生抗原负荷 (Tumor Neoantigen Burden，TNB)是反映肿瘤细胞中总的新生抗原数量的一个指标，通常以每百万碱基(Mb)的肿瘤基因组区域中包含的肿瘤新生抗原数量来表示，TNB指标基于肿瘤新生抗原预测软件流程结果给出，可作为TMB指标的一个辅助指标。Clonal TNB 水平高的肿瘤患者，代表其肿瘤细胞表面的肿瘤新生抗原数量越多，免疫细胞能对肿瘤细胞产生更有效的杀伤作用，预示着 TNB 水平高的肿瘤患者，能对免疫检查点抑制剂药物有更好的治疗响应。
肿瘤新抗原加工及呈递表达过程
研究表明非小细胞肺癌患者中新生抗原负荷 TNB 较高的患者对帕博利珠单抗有更好的临床获益。一项对 34 例非小细胞肺癌患者接受帕博利珠单抗治疗的回顾性研究表明，对帕博利珠单抗产生持续临床获益患者的中位新生抗原负荷 TNB 显著高于无持续临床获益患者的中位新生抗原负荷（203 vs 83），并且高新生抗原负荷的患者中位无疾病进展生存期 PFS 显著高于低新生抗原负荷的患者（14.5 个月 vs 3.5 个月）。
通常情况下，肿瘤TMB 越高，产生新抗原的可能性也越大，肿瘤细胞与正常细胞越不相同，越容易激活免疫反应。有研究显示，TMB 与肿瘤细胞表面 HLA 分子上递呈的TNB 高度相关新抗原的产生和特异性识别是肿瘤免疫的基石，多项临床研究证实 TNB 在预测接受免疫治疗的肿瘤患者 PFS 和 OS 中具有重要作用。TMB与TNB相结合，可以更好的预测免疫治疗的疗效。