作者:闵

TMB随着“全基因检测”的普及,被越来越多的病友认识,大致了解是与免疫治疗有关的一个生物标志物,但具体如何用于治疗、如何解读,还是懵懵懂懂。本篇就简单的为各位介绍一下何谓TMB以及其与免疫治疗的关系

什么是TMB?

TMB的全称是Tumor Mutation Burden,即肿瘤突变负荷,现在通常将TMB定义为每百万碱基(megabase, Mb)里的突变个数。我们都知道DNA是由携带A/T/C/G四种碱基的核苷酸排列组合而成,通常使用碱基对(bp)来描述核苷酸序列的长度。

基因则是DNA序列上一段一段有实际意义的序列,通常一个基因的长度在几万到几十万bp左右。很显然,若根据TMB的定义,检测的基因数量越少,检测的区域越短,那么得到的TMB数值偏差越大;相应的若检测的基因数量越多,检测的区域越长,那么覆盖的碱基数量就越多,那么得到的TMB数值就会越准确。

通过定义我们应该明白,TMB并不同于EGFR、ALK乃至PD-L1表达等等是一个客观存在的基因或蛋白,TMB是人为定义的一个虚拟概念,用来描述待检测样本的整体突变情况。这样的特性决定了TMB不能像EGFR、PD-L1这些项目一样,除了二代测序(NGS)以外,还有其他的技术方法可以拆分开单独检测,想获知自身TMB数值就必须做NGS的多基因检测

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TMB的检测方式

目前习惯将全外显子(WES)检测作为TMB检测的金标准,所谓的全外显子(WES)检测是指以NGS技术为基础,检测DNA基因组上所有基因的外显子区域,并不局限于肿瘤相关的基因。

全外显子与很多病友熟知的“全基因”看起来很像,但两者之间差异很大。最主要的区别在于检测通量上,也就是通常所说的“基因数量”,全外显子覆盖的是基因组上全部基因的外显子部分,而“全基因”则仅覆盖肿瘤相关基因且数量从一两百到上千不等(不同公司Panel大小设计不同)。简单来说,“全基因”并不“全”,要比全外显子检测的覆盖范围小很多。

不过正因如此导致WES检测的费用高昂,检测周期长,数据量巨大,分析难度大,并不是很适合临床实际使用。

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我们要寻找一个更加简便实用又相对准确的检测Panel来满足实际计算TMB的需求,“全基因”大Panel在此时就体现出优势。相比WES检测,“全基因”的数据量相对小、检测周期短且费用相对便宜,更适合临床使用,但“全基因”也存在一个问题——该使用多大的Panel(通俗的说就是该做包含多少基因的套餐)?

2019年北京肿瘤医院的王洁教授团队发表研究探讨血液检测TMB与非小细胞肺癌患者治疗的关系[1],他们在该研究中建立了分别包含0-700个基因的不同检测Panel,以WES为对比标准。结果发现随着Panel中包含的基因数量越多,计算得到的TMB与金标准的相关性越高,当基因数达到150个时,相关性达已可以到0.9以上。

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其实在既往的研究中也有类似结果,Panel包含的基因数量多少,或者更直观一点,应该称为Panel的大小影响其计算得到的TMB与金标准的相关性。

2018年IJC上的一篇研究表明从成本-获益比来看,大小在1.5Mb-3.0Mb之间的检测Panel是比较理想的TMB检测工具[2]。实际中各个公司设计的检测Panel所包含的基因数量不尽相同,基因数量多少决定了Panel的大小,大多数患者没有很好的专业知识去分辨这些,因此选择300个基因以上的“全基因”较为稳妥,其计算得到的TMB既能比较接近金标准,同时也兼具较高的性价比。

TMB的临床意义

TMB的研究可以追溯到2013年[2],当时是通过WES检测来分析不同肿瘤的基因突变关系,了解癌症发生发展中突变的多样性,帮助理解癌症的起因及治疗等方面,随后在2014年一篇关于CTAL-4抑制剂治疗黑色素瘤的研究正式报道了TMB高低可能与免疫治疗的疗效相关,自此TMB被认为是一种新的生物标志物,可用于预测病人接受免疫治疗的有效率,且与PD-L1表达相互独立,互不影响

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到如今,FDA已经批准帕博丽珠单抗(俗称“K药”)用于治疗TMB-H的实体瘤人群,且NCCN指南也将TMB作为免疫治疗的生物标志物纳入推荐。

结尾

TMB(肿瘤突变负荷)不同于EGFR基因或者PD-L1表达,并不是客观存在的实物,而是一个人为定义的概念,更像是一个统计结果。TMB检测的金标准为基于NGS技术的WES(全外显子检测),但由于该技术价格昂贵、检测周期偏长的原因,不适合临床实际使用。

为更好的服务于实际诊疗,通常采用包含基因相对较少的大Panel检测(即俗称“全基因”),然而Panel的大小直接影响其计算的TMB与金标准的相关性,为保证结果可靠及较好性价比,通常建议选择至少300个基因以上的Panel

尽管TMB目前作为生物标志物用于预测患者使用免疫治疗的有效率,且也获得了FDA及NCCN指南的认可,但是在临床实际使用还是存在诸多问题值得思考,下篇文章中将具体聊一聊当下基因检测市场上的TMB检测究竟存在哪些问题,敬请关注。

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参考文献

[1].Wang, Zhijie, et al. "Assessment of blood tumor mutational burden as a potential biomarker for immunotherapy in patients with non–small cell lung cancer with use of a next-generation sequencing cancer gene panel." JAMA oncology 5.5 (2019): 696-702.

[2].Buchhalter, Ivo, et al. "Size matters: dissecting key parameters for panel‐based tumor mutational burden analysis." International journal of cancer 144.4 (2019): 848-858.