海軍軍醫大學附屬長征醫院腫瘤科，200433 上海

肺癌是中國發病率最高的惡性腫瘤，5年生存率僅19.8%，遠低于日本的32.9%［1］。隨著基因檢測技術的發展，人們發現表皮生長因子受體（epidermal growth factor receptor，EGFR）是肺癌中突變頻率最高的可治療靶點，亞洲肺腺癌人群總突變率高達50.2%［2］，EGFR-酪氨酸激酶抑制劑（tyrosine kinase inhibitor，TKI）應用最為廣泛。然而多數患者仍會在TKI治療后8～13個月發生耐藥［3］。臨床實踐發現，相同突變亞型的初治患者對EGFR-TKI的反應仍存在較大的個體差異。通過尋求EGFR-TKI的療效預測因子，縮短療效不佳患者的監測隨訪間隔并積極開展一線TKI聯合治療，可能會改善這部分患者的療效及預后。

癌癥是基因相關性疾病，與正常組織及腫瘤細胞中的基因突變密切相關。不同腫瘤患者與不同腫瘤類型中，每種基因突變的頻率都有顯著差別［4］。通過二代測序（next-generation sequencing，NGS）技術全面展現突變頻率相關信息，進一步指導精準治療是近年來的研究熱點。腫瘤突變負荷（tumor mutation burden，TMB）是一種新型基因標志物，可反映腫瘤基因突變的總體狀況，已廣泛應用于免疫檢查點抑制劑（immune checkpoint inhibitor，ICI）治療的獲益人群篩選及療效預測［5-7］，在EGFR突變型非小細胞肺癌（non-small cell lung cancer，NSCLC）中也有相應的探索性研究。本文介紹TMB的主流檢測方法及其在EGFR突變型晚期NSCLC免疫治療、靶向治療中的應用，梳理該領域進展、爭議及面臨的挑戰。

1 TMB概述

TMB是指腫瘤基因外顯子編碼區每兆堿基（Mb）中發生置換、插入或缺失突變的總數，通常按每Mb中的非同義突變數來計算［8］。腫瘤基因突變主要包括非同義突變、同義突變、插入、缺失或拷貝數的增加和減少［9］。在細胞內、外環境的共同作用（如吸煙、紫外線照射等）下，體細胞突變特征可經由mRNA轉錄、蛋白翻譯及翻譯后修飾而留存下來。這些新生肽段由腫瘤異常蛋白（tumor abnormal protein，TAP）介導轉運入內質網腔，并與主要組織相容性復合體Ⅰ（major histocompatibility complex Ⅰ，MHCⅠ）結合，表達于抗原遞呈細胞（antigenpresenting cell，APC）表面。這些新生肽段-MHCⅠ復合物被稱為新抗原，可以激活CD8+細胞毒性T淋巴細胞，從而發揮T淋巴細胞介導的抗腫瘤效應［10-11］。綜上，TMB升高，產生新抗原的數量和頻率會增加，機體的免疫原性增強。

2 檢測手段及臨床應用

2.1 全外顯子組測序（whole-exome sequencing，WES）

WES包含22 000個基因編碼區，檢測區域為編碼區的錯義點突變，測序長度為30 Mb，對外顯子組序列檢測覆蓋率高。WES最早用于探索TMB在腫瘤患者中的分布。研究［12］發現，黑色素瘤和肺癌的TMB最高，NSCLC是TMB變化范圍最大的癌種，有吸煙史的患者［10.5個突變（mut）/Mb］中位TMB明顯高于無吸煙史的患者（0.6 mut/Mb）［13］。但致癌誘因本身并不能完全解釋NSCLC中TMB的多樣性，其他因素如微衛星不穩定性（microsatellite instability，MSI），以及基因突變如POLE突變、POLD突變、BRCA突變等，都會導致體細胞突變積累［14］。

多項臨床研究應用WES探索TMB的臨床應用價值。Rizvi等［14］定義高TMB為每個外顯子組超過178個非同義突變，這部分接受帕博利珠單抗（pembrolizumab）治療的NSCLC患者客觀緩解率（overall response rate，ORR）、持續臨床獲益（durable clinical benefit，DCB）和無進展生存期（progression-free survival，PFS）均有更多獲益。回顧性分析CheckMate-026研究［5］的WES數據發現，高TMB（≥243 mut/Mb）患者接受納武利尤單抗（nivolumab）治療，臨床獲益顯著優于含鉑雙藥化療，美國國立綜合癌癥網絡（National Comprehensive Cancer Network，NCCN）指南［15］據此將TMB列為預測ICI療效的新型生物標志物。隨著更多研究反復證實WES在TMB檢測中的地位，美國食品藥品管理局（Food and Drug Administration，FDA）于2019年11月批準了基于WES的體外診斷平臺Omics Core用于TMB和包含468個基因的體細胞突變檢測（表1），標志著WES正式由研究試驗轉化為臨床應用。

2.2 全面基因組測序（comprehensive genomic profiling，CGP）

WES成本高、周期長，對腫瘤組織標本大小和腫瘤組織含量要求高，臨床實踐中難以推廣。而CGP除了以上優勢，更重要的是其測序兼具深度和廣度，標本中含有少量片段DNA時甚至可能提高突變檢測靈敏度，因此目前臨床更傾向于使用CGP來檢測TMB［16］。

CGP在反映TMB特征方面不遜色于WES。MSKCC-IMPACT與WES配對檢測204例NSCLC患者的TMB值，相關系數為0.86［6］，100 000例泛瘤種患者的F1CDx與WES檢測TMB值一致率也高達95%［4］。目前，美國FDA已批準四種NGS試劑盒用于臨床腫瘤診斷（表1）。然而在不同分子檢測平臺的CGP中，高TMB的定義仍不盡相同，因其所包含的基因數量、與腫瘤的關聯性、生信分析方式均存在一定差異。因此，統一跨平臺TMB檢測的標準和定義最佳閾值是臨床實現個性化治療的必要條件［17］。

表1 美國FDA批準應用于臨床的NGSTab.1 The types of NGS approved by American FDA for clinic use

CGP確立的TMB=10 mut/Mb已成為臨床實踐及研究中公認的ICI cut-off值。CheckMate 227研究［7］證實，TMB≥10 mut/Mb的同類患者接受免疫聯合治療效果優于化療。Ⅱ期臨床研究KEYNOTE-158［18］中高TMB組（TMB≥10 mut/Mb）數據顯示，pembrolizumab后線治療晚期泛瘤種患者的ORR及6、12、24個月的PFS率均超過低TMB組。基于此數據，2020年4月7日美國FDA授予pembrolizumab后線治療TMB≥10 mut/Mb的泛瘤種患者優先評審資格。

并不是所有CGP都適合評估TMB，尤其是較小的基因集合（panel）。研究證實，基因組覆蓋率＜0.5 Mb的panel評估的TMB準確性降低［4］。Endris等［19］將3種CGP panel與WES進行對比也發現，使用＞1 Mb的panel來評估NSCLC患者TMB，檢測準確性和可靠性均顯著提高，且通過擴大同義突變分析的有效區域也可以提高TMB計算的精準度。

2.3 血液TMB（blood-based TMB，bTMB）

部分復發或多線治療失敗的晚期肺癌患者難以取得活檢組織，常令使進一步診斷及精準治療陷入困境。因此，基于外周血循環腫瘤DNA（circulating tumor DNA，ctDNA）的TMB，即bTMB檢測成為近年來研究的熱點。

POPLAR和OAK研究［20］中，同一患者的bTMB和腫瘤TMB（tumor-based TMB，tTMB）的匹配度高，Spearman相關系數為0.6 4。B-F1RST研究［21］則發現，cut-off值為16時，共152例接受阿替利珠單抗（atezolizumab）一線治療的NSCLC患者中，高bTMB組ORR顯著更優，但bTMB未能有效預測PFS及總生存期（overall survival，OS）的獲益。Wang等［22］發現，中國人群隊列bTMB的cut-off值為7時，高ctDNA突變豐度（≥5%）的患者接受免疫治療的ORR、PFS及OS均顯著優于低豐度的患者。

雖然有研究初步揭示了ctDNA含量為影響bTMB預測效能的潛在因素，但bTMB檢測手段與算法仍需進一步優化。如腫瘤釋放入血的ctDNA等位基因突變頻率需≥1%，方可有效評估bTMB。ctDNA含量與腫瘤負荷呈正相關，最大體細胞等位基因突變頻率（maximum somatic allele frequency，MSAF）≥1%的患者，其基線病灶最長直徑大于MSAF＜1%的患者［20］。

3 TMB與EGFR突變型NSCLC的關系

3.1 EGFR突變型NSCLC患者TMB低

TMB在可靶向驅動基因突變［EGFR突變型、間變性淋巴瘤激酶（anaplastic lymphoma kinase，ALK）融合等］時顯著降低［23］，主要原因是強勢驅動基因突變抑制其他非同義突變發生。海軍軍醫大學附屬長征醫院腫瘤科臧遠勝教授團隊［24］對953例中國泛瘤種患者的WES數據分析發現，EGFR突變型患者中位TMB低于野生型（74個非同義突變vs113個非同義突變，P=0.003 9）。該團隊［25］進一步分析了1 668例歐美及292例亞洲晚期肺腺癌人群的TMB分布，總體TMB分別為6.66和4.80 mut/Mb，且野生型TMB均顯著高于各突變亞型。

EGFR突變各亞型中TMB分布也有差異。Offin等［26］分析了153例EGFR經典突變患者的TMB分布，發現19del低于21 L858R（P=0.003），另一項研究［27］也發現，19del突變患者TMB水平低于L858R突變患者（P＜0.001），且19del與20ins及L861Q突變的TMB水平相似（P=0.35），G719X突變患者TMB水平高于19del突變患者（P＜0.001）。還有研究［26］發現，繼發性耐藥患者中，T790M陰性患者TMB在數值上高于T790M突變患者（P=0.057），這也為T790M陰性耐藥患者使用ICI治療提供了新的依據。

Offin等［26］對比了30例患者靶向治療前和耐藥后的TMB值，發現耐藥后TMB顯著升高（3.42 mut/Mbvs6.56 mut/Mb，P=0.000 2），但此結果尚不能成為EGFR-TKI耐藥患者ICI治療有效的理論依據。研究者認為，TMB值升高是因為在TKI治療的選擇性壓力下出現的亞克隆多樣性增加，但這并不能使有效的免疫抗原相應增加，故免疫治療仍不是最優選擇。

3.2 TMB預測EGFR突變型NSCLC療效

3.2.1 預測EGFR-TKI治療效果

Offin等［26］首次證實，TMB與EGFR-TKI治療EGFR突變型NSCLC患者的臨床獲益呈負相關，研究納入了153例晚期EGFR經典突變（19del和L858R）的NSCLC患者，這些患者均一線接受一/二代EGFR-TKI治療。MSK-IMPACT用于評估治療前與耐藥后的TMB，并按三分位數（2.83，4.85）分為高、中、低TMB3組，生存分析顯示，TMB與EGFR-TKI療效及EGFR突變型患者預后呈負相關，高TMB組的治療終止時間（time to treatment discontinuation，TTD）和OS顯著短于中、低TMB組。高、中、低TMB3組TTD和OS分別為17、16、10個月（P=0.000 3）和40.6、37.3、20.6個月（P=0.02）。多變量分析顯示，中、低TMB組的TTD和OS優勢在TP53突變狀態和EGFR突變亞型（19del和L858R）中同樣顯著。

作為第一項探索TMB預測EGFR-TKI療效的研究，Offin等［26］的研究在設計方面仍有值得探討的地方。首先，該研究定義高TMB值（4.85 mut/Mb）是低于既往研究的。同樣使用MSK-IMPACT，Rizvi等［6］分析84例晚期NSCLC患者的免疫治療效果，定義高TMB為＞7.4 mut/Mbo。另一種NGS panel F1CDx檢測EGFR/ALK陰性NSCLC，定義＞10 mut/Mb為高TMB［7］。其次，153例患者僅有36個TMB值，很可能是因為EGFR突變型患者TMB絕對值較低，TMB值間隔不大。另外，研究者考慮到緩慢進展時仍可繼續使用EGFR-TKI治療，實際用藥時間多超過PFS，故用TTD替代PFS及ORR，而不是在評估藥物療效方面更有說服力的PFS。研究者也只納入了隨訪數據更完整的一/二代EGFR-TKI治療的患者。隨著奧希替尼一線適應證的獲批，更多的研究將會證實TMB在三代EGFR-TKI中的療效預測作用。

海軍軍醫大學附屬長征醫院腫瘤科臧遠勝教授團隊［25］篩選癌癥基因組圖譜（The Cancer Genome Atlas，TCGA）中289例EGFR突變型NSCLC患者，分析了TMB與預后的關系，結果表明，將患者按TMB中位數（3.37）、三分位數（2.83，5.10）及四分位數（2.83，3.77，6.12）劃分組別來進行生存分析，TMB最高組的中位OS分別24.03、21.27及21.27個月，均為最短（P=0.002，P=0.0135，P=0.018），通過更細致的劃分TMB，再次證實，高TMB是EGFR突變型晚期肺腺癌的不良預后因素，研究還發現，按中位TMB與TP53是否突變將患者分為4組，高TMB及TP53突變組的EGFR突變型肺腺癌患者OS最短（P=0.000 9），TMB聯合TP53可作為EGFR突變型晚期肺腺癌患者的預后標志物。然而，該研究的OS數據源于TCGA數據庫，無法獲得確診時間、治療方案等臨床細節。另一方面，該研究雖然納入了燃石數據庫中中國人群的TMB數據，但多數患者隨訪數據不成熟，未能明確TMB對中國人群接受EGFR-TKI治療的效果及預后預測作用。

為探究中國人群TMB與靶向治療效果的關系，童琳等［28］納入了3年間51例敏感驅動突變且接受小分子TKI治療的晚期NSCLC患者，進行組織標本的panel測序，并同樣按三分位數將患者分為高TMB與中低TMB兩組。分析發現，高TMB組患者中位PFS顯著短于中低TMB（410 dvs217 d，HR=0.331，95% CI：0.165～0.665，P=0.001 2），EGFR突變型亞組（n=42）中也得到了相似結果（410 dvs189 d，HR=0.256，95%CI：0.108～0.608，P=0.002）。入組患者的治療藥物包含了一、二代EGFR-TKI及克唑替尼，并以PFS作為研究終點，結論更貼近真實世界情況，但該研究仍存在樣本量較少、缺乏OS數據及非前瞻性研究的缺陷。

隨著CGP的進一步推廣，針對中國人群更大規模的回顧性研究數據于近期發布。利用包含425個熱點基因的CGP panel，Lin等［29］評估了98例一線接受EGFR-TKI治療患者的TMB分布，同樣是按三分位數（3.4，5.7）分析，該研究發現，低TMB組ORR顯著高于中、高TMB組（53.8%、23.0%、8.3%，P=0.037），且3組PFS分別為16.4、9.0、7.4個月（P=0.006）。PFS相關影響因素的亞組分析顯示，低TMB組的19del、TP53突變及年輕患者，比中、高TMB組更容易在PFS方面獲益（P=0.02）。為使結論更加嚴謹，該研究還設計了多因素分析以排除其他臨床因素對PFS的影響，發現性別、年齡、吸煙史、EGFR突變亞型及TP53突變狀態均與PFS無關，強調了TMB是PFS的獨立預后因素的結論。

回顧性研究反復證實，TMB是預測EGFR突變型晚期NSCLC療效及預后的有效標志物。然而，不同NGS panel覆蓋的不同基因位點會導致TMB分布的多樣性，很難定義廣泛適用的cutoff值。目前，仍需要前瞻性研究進一步驗證在EGFR突變型和其他敏感驅動基因突變的NSCLC中，TMB作為預后生物標志物的前景。

3.2.2 預測免疫治療效果

作為優勢驅動基因，EGFR突變型患者在免疫治療中總體獲益不大，這與EGFR突變型患者腫瘤微環境的弱免疫原性、TMB低水平的特征有關［30］。CheckMate 057、KEYNOTE-010和POPLAR研究的meta分析［31］顯示，程序性死亡［蛋白］-1（programmed death-1，PD-1）/程序性死亡［蛋白］配體-1（programmed death ligand-1，PD-L1）抑制劑對比多西他賽二線治療能顯著延長總體患者（n=1 903，HR=0.68，95% CI：0.61～0.77，P＜0.000 1）和EGFR野生型患者（n=1 362，HR=0.66，95% CI：0.58～0.76，P＜0.000 1）的OS，但在EGFR突變型患者中OS差異無統計學意義（n=186，HR=1.05，95%CI：0.70～1.55，P＜0.81)。臨床前研究［32］顯示，約20 000個黑色素瘤樣本中發現的20種新抗原只有8%的新抗原來自驅動基因突變，另外92%的新抗原全部來自非驅動基因突變。而新抗原的產生與TMB密切相關，是激活特異性T淋巴細胞介導的抗腫瘤效應的重要介質，這也是驅動基因突變腫瘤患者免疫治療效果不佳的重要原因之一。

也有一些研究探討了EGFR突變型患者后線免疫治療的可能性，并提出TMB高表達是生存獲益的潛在機制。一項日本的研究［33］探索EGFRTKI耐藥后nivolumab的療效，亞組分析顯示，9例接受WES評估TMB值的患者中，有應答的3例TMB值顯著高于無應答的6例（P=0.038），由此推測高TMB很可能是nivolumab獲益的原因。但因樣本量較小，未發現TMB在T790M突變與陰性患者中的差異（P=0.71）。另一項日本的單中心分析［34］納入了24例經nivolumab治療的EGFR突變型患者，單變量分析表明，高布林克曼指數（＞600）、一線EGFR-TKI持續緩解時間短、罕見EGFR突變型可延長PFS，多變量分析提示，罕見EGFR突變是nivolumab療效的獨立預后因素，這與罕見突變和重度吸煙患者TMB更高有關。

EGFR突變各亞型對免疫治療的反應存在差異。Hastings等［27］評估了126例EGFR經典突變患者的ICI療效與預后，發現19del突變患者ORR（7%vs22%，P=0.002）和OS（HR=0.69，95% CI：0.493～0.965，P=0.03）都顯著差于L858R突變，這與19del突變患者TMB水平更低有關。另外，該研究還發現，L858R突變與EGFR野生型的ORR（16%vs22%，P=0.42）和OS（HR=0.917，95% CI：0.597～1.409，P=0.69）相似。Haratani等［33］納入了25例二線接受nivolumab治療的EGFR-TKI耐藥患者，T790M陰性耐藥患者的中位PFS長于T790M突變患者（HR=0.48，95% CI：0.20～1.24，P=0.099），提示EGFR21 L858R突變及T790M陰性的耐藥患者二線可嘗試使用免疫治療。

盡管NCCN指南不推薦EGFR突變型患者行免疫治療［15］，但以上研究均證實，一線EGFRTKI耐藥后的患者仍可從ICI治療中獲益，尤其是T790M陰性獲得性突變及L858R突變的患者。這兩類突變亞型，均是EGFR突變中TMB相對較高的，因此高TMB可指導ICI在EGFR突變型NSCLC中的應用。

4 總結與展望

TMB是一個相對簡單的參數，易于計算和重復檢測，可以在各類患者隊列中交叉比較。TMB的泛瘤種相關性、檢測標本多樣性、與免疫治療、靶向治療效果及預后的密切關聯都預示著其有廣闊的臨床應用前景。TMB在EGFR突變型NSCLC領域亟需更多探索，包括TMB低表達的分子機制、繼發性非T790M突變耐藥患者中的TMB動態變化、TMB在化療或聯合免疫治療中的療效預測應用等。