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PublishedOnlineFirstMarch15,
高肿瘤突变负荷无法预测所有癌症对免疫检查点抑制剂的疗效
研究背景
高肿瘤突变负荷（TMB-H）可作为预测免疫检查点抑制剂（ICB）疗效的生物标志物，这主要是由于肿瘤突变可能产生免疫原性肿瘤新抗原。通过靶向FoundationOneCDx检测对九类肿瘤进行评估，近期ICB泛癌种获批用于治疗任意TMB-H肿瘤，但该生物标志物的实用性并未在所有癌症中得到充分证实。
患者和研究方法
应用癌症基因组图谱中包含的多例患者肿瘤的数据，对检测TMB的方法进行比较，并确定预测的新抗原负荷和CD8T细胞之间的相关性。从客观缓解率(ORR，N=)和总生存率(OS，N=)两方面分析TMB与ICB治疗结果之间的相关性。
研究结果
在CD8T细胞水平与新抗原负荷呈正相关的癌症类型如黑色素瘤、肺癌和膀胱癌中，TMB-H肿瘤对ICB治疗的ORR为39.8%[95%置信区间(CI)34.9~44.8]，显著高于低TMB(TMB-L)肿瘤(OR=4.1，95%CI2.9~5.8，P2×10-16)。在CD8T细胞水平与新抗原负荷无关的癌症类型如乳腺癌、前列腺癌和胶质瘤中，TMB-H肿瘤的ORR不到20%(ORR=15.3%，95%CI9.2~23.4，P=0.95)，且显著低于TMB-L肿瘤(OR=0.46，95%CI0.24~0.88，P=0.02)。在评估的患者队列中，两种类型癌症的总体ORR间无显著性差异(P=0.10)。对OS进行分析并将TMB视为连续变量，得到了相同的结果。
研究结论
本研究的分析结果未能支持将TMB-H作为预测所有实体肿瘤ICB疗效的生物标志物。
A：根据RNAseq检测的CD8T细胞浸润和肿瘤新抗原负荷之间的Spearman相关性确定了两类肿瘤，一类是新抗原负荷增加与CD8T细胞浸润增加显著相关(I类)，另一类是新抗原负荷增加与CD8T细胞浸润增加不相关(II类)。右侧为相关图举例
B：美国新诊断的常见癌症类型，约占实体肿瘤的80%以上。红色表示I类癌症，其CD8T细胞水平与新抗原负荷呈正相关；蓝色表示II类癌症，其CD8T细胞水平与新抗原负荷无关
图1.美国大多数新发癌症病例均来自于CD8T细胞浸润与新抗原负荷无关的肿瘤类型
图2(A)新抗原负荷与CD8T细胞水平相关的I类癌症队列中的ICB反应率。(B)新抗原负荷与CD8T细胞水平不相关的II类癌症队列中的ICB反应率。(C)所有TMB-H队列的ICB反应率。(D)I类和II类肿瘤的受试者工作特征(AUROC)曲线下面积值代表在TMB阈值范围内对ICB反应率的预测价值，其中0.5代表随机概率，1.0代表最佳预测。(E)对I类和II类肿瘤中TMB预测ICB疗效的能力进行Logistic回归分析，其中正的系数代表TMB-H肿瘤的反应率增加。将TMB作为连续变量，将单个队列作为随机效应处理。(F)TMB-H肿瘤与TMB-L肿瘤患者ICB治疗后总生存率的风险比，负的log2(风险比)代表TMB-H肿瘤患者具有更好的结局。采用Cox比例风险模型进行分析，队列类型作为分层变量。(G)ICB治疗后总生存率的风险比，将TMB作为一个连续变量，阴性log2(风险比)代表TMB-H肿瘤患者具有更好的结局。采用Cox比例风险模型进行分析，队列类型作为分层变量。
专家点评癌症基因组体细胞突变内源性和外源性都可能参与的一个多因素过程，前者包括DNA修复基因或参与DNA复制基因的缺陷或改变如聚合酶ε(POLE)，后者的原因包括吸烟或紫外线暴露等。体细胞高度突变可能导致突变基因编码的蛋白修饰，可能作为肿瘤特异性新抗原激活特异性抗肿瘤免疫反应。年，Immunity杂志中一篇综述指出，肿瘤所携带突变越多产生的新抗原可能就越多，从而更易被免疫细胞识别，引起强烈的抗肿瘤免疫反应。
年6月，美国FDA批准K药用于治疗使用FDA指定的检测方法TMB-H的无法切除或转移性实体肿瘤，包括成年和儿科患者，具体标准是TMB≥10个突变/Mb。FDA批准此适应证主要依据Pembrolizumab在多癌种中开展的Keynote-研究，该研究纳入的癌种包括小细胞肺癌、宫颈癌、子宫内膜癌、肛门癌、阴道癌、神经内分泌瘤、唾液腺癌、甲状腺癌、间皮瘤及胆道癌共10个癌种。后续KEYNOTE-（三阴性乳腺癌）/KEYNOTE-（胃癌）/KEYNOTE-（前列腺癌）等研究中验证了TMB-H与免疫单药治疗疗效之间的相关性。KEYNOTE-研究不同癌种ORR数据中，小细胞肺癌、宫颈癌、子宫内膜癌、阴道癌以及神经内分泌瘤在TMB-H人群中均达到较高ORR（17%-47%），这些癌种占到试验人群80%左右；而在其他剩余癌种中达到ORR人群较少或本身入组人群较少，数据尚不稳固。也有几项临床试验（CheckMate-、NEPTUNE）没有能够通过TMB准确预测抗肿瘤免疫治疗疗效。
TMB-H实体瘤的免疫治疗设想是基于肿瘤突变可能产生免疫原性新抗原，新抗原增加和CD8T细胞计数增加呈正相关，而CD8T浸润肿瘤是免疫治疗效果好的基础。来自MD安德森癌症中心发表此项研究是一项大型回顾性研究数据，该文从多个角度分析，质疑FDA加速审批的——免疫检查点抑制剂适应证之一的TMB-H泛癌种。该研究的回顾性分析发现，并非所有TMB-H癌种的CD8T细胞计数就会升高，CD8T细胞水平与新生抗原负荷呈正相关癌症类型如黑色素瘤、肺癌和膀胱癌中，TMB-H肿瘤对ICB治疗的ORR为39.8%，显著高于低TMB(TMB-L)者；而在CD8T细胞水平与新生抗原负荷无关癌症类型如乳腺癌、前列腺癌和胶质瘤中，TMB-H肿瘤的ORR不到20%。因此TMB-H或不适合作为预测所有癌症的免疫治疗疗效生物标志物。消化系统肿瘤常见的结肠癌划分至I类癌症，TMB-H可作为免疫治疗疗效预测指标，但胰腺、食管、胃食管结合部癌划分至II类癌症，TMB-H预测期免疫治疗疗效的证据尚不充分。
年3月，NEJM上发表的一篇LETTER同样对TMB-H的免疫治疗疗效预测价值提出了质疑。例TMB-H的泛实体瘤患者接受治疗后，TMB的预测价值仍然仅仅体现在NSCLC、头颈部鳞癌和黑色瘤上，其他癌种观察不到TMB-H的预测价值。分析指出，相比于TMB，我们更应该
