2018年，隨著O藥和K藥相繼在中國獲批上市，中國的資本和藥企對(duì)靶向PD-1/PD-L1的免疫治療的熱情達(dá)到了巔峰，大量的藥企在開展相關(guān)的臨床研究，一度出現(xiàn)沒有足夠的醫(yī)生和患者參與臨床研究的局面。

火熱的另一面是，雖然PD-1抗體對(duì)實(shí)體瘤表現(xiàn)出良好的療效，但是當(dāng)面對(duì)每個(gè)獨(dú)立的癌癥患者時(shí)，沒有任何一個(gè)科學(xué)家或醫(yī)生能確定PD-1抗體對(duì)這個(gè)患者是否有效。

1943年，當(dāng)LudwikGross博士將小鼠身上的腫瘤切除，再把相同的癌細(xì)胞移植到同一只小鼠身上之后，他意外地發(fā)現(xiàn)小鼠竟然沒有再長出腫瘤[1]。

也就是在那個(gè)時(shí)間點(diǎn)，很多科學(xué)家意識(shí)到免疫系統(tǒng)應(yīng)該可以識(shí)別癌細(xì)胞，并殺死它。借助免疫系統(tǒng)治療癌癥的種子在那一刻埋在了科學(xué)家的心中。

在隨后的50多年里，科學(xué)家在免疫細(xì)胞表面上發(fā)現(xiàn)了識(shí)別抗原的主要組織相容性復(fù)合體分子[2]，在癌細(xì)胞表面發(fā)現(xiàn)了許多因基因突變產(chǎn)生的新抗原[3-8]。

免疫細(xì)胞識(shí)別癌細(xì)胞的秘密被揭開了。

處于世紀(jì)之交的2000年，參與CTLA-4抗體研發(fā)的醫(yī)生和科學(xué)家，在轉(zhuǎn)移性黑色素瘤患者身上，首次見證了免疫抑制解除后，免疫細(xì)胞識(shí)別并殺死癌細(xì)胞的強(qiáng)大威力。

不過，這種效果能否在其他癌種中復(fù)現(xiàn)，當(dāng)時(shí)科學(xué)家并不確定。因?yàn)樵谀菚r(shí)，是不是所有的癌種都攜帶有能被免疫細(xì)胞識(shí)別的新抗原，以及攜帶多少還是未知數(shù)。

好在基因測(cè)序技術(shù)的成熟，幫助科學(xué)家解答了上述問題。

2007年，在11家頂級(jí)研究機(jī)構(gòu)的通力合作下，腸癌和乳腺癌的全外顯子測(cè)序數(shù)據(jù)發(fā)布[9]。2008年，首份腫瘤全基因組測(cè)序數(shù)據(jù)發(fā)布[10]。

同年，腫瘤學(xué)領(lǐng)域兩位鼎鼎大名的科學(xué)家JamesAllison和BertVogelstein帶隊(duì)，將乳腺癌和結(jié)直腸癌的測(cè)序數(shù)據(jù)用尋找新抗原的算法分析，在乳腺癌和腸癌組織中發(fā)現(xiàn)大量的新抗原[11]。于是他們提出，由于癌細(xì)胞在發(fā)展的過程中不斷積累新的突變，因此所有的癌癥都有可能形成免疫系統(tǒng)能識(shí)別的新抗原。

隨后大量研究證明，大量的癌種攜帶基因突變帶來的新抗原[12]。如此看來免疫治療大有可為。

2010年，F(xiàn)DA批準(zhǔn)首個(gè)免疫檢查點(diǎn)抑制劑ipilimumab用于治療黑色素瘤[13]。

4年之后，PD-1抗體nivolumab和pembrolizumab先后上市，徹底給癌癥的治療打開了另一扇大門。

這是人類抗癌史上重要的里程碑事件，也是人類抗癌技術(shù)升級(jí)的重要轉(zhuǎn)折點(diǎn)。

一個(gè)新的時(shí)代開始了。不過一切并沒有那么容易。

雖然CTLA-4抗體和PD-1抗體顯示出了良好的抗癌效果，但是當(dāng)此之時(shí)，由于缺少有效的患者篩選手段，導(dǎo)致從治療中獲益的患者占比非常低。

盡管一些研究已經(jīng)確定了免疫檢查點(diǎn)抑制劑的抗癌效果與外周血淋巴細(xì)胞計(jì)數(shù)，T細(xì)胞活化標(biāo)志物[14]，“炎癥”微環(huán)境[15，16]和維持高頻的T細(xì)胞受體克隆型[17]之間有相關(guān)性。

不過，這些方法的篩選效果并不能令人滿意。故而，患者從免疫檢查點(diǎn)抑制劑的治療中獲益的分子決定因素究竟是啥？這個(gè)問題迫在眉睫。

在搞清楚這個(gè)問題之前，我們得看看在免疫治療的過程中，抗腫瘤的T細(xì)胞和癌細(xì)胞如何做到“一個(gè)愿打一個(gè)愿挨”。

首先，“打鐵還需身子硬”，T細(xì)胞要想殺癌細(xì)胞，自己必須得活躍起來；要不然，T細(xì)胞就壓根沒有狙擊癌細(xì)胞的能力。其次，一個(gè)“欠揍”的癌細(xì)胞必須得有足夠撩T細(xì)胞的新抗原；如果新抗原不足，T細(xì)胞就極有可能認(rèn)為面前的癌細(xì)胞是某個(gè)正常細(xì)胞在偶爾使壞，就對(duì)它視而不見了。

也就是說，在實(shí)際應(yīng)用中，我們可以從T細(xì)胞的活性和癌細(xì)胞的免疫原性（新抗原），這兩個(gè)角度去預(yù)測(cè)免疫治療的效果。

先從T細(xì)胞的活性說起。我們都知道癌細(xì)胞通過表達(dá)PD-1的受體PD-L1抑制T細(xì)胞的活性。而且科學(xué)家也在許多不同的腫瘤組織中發(fā)現(xiàn)PD-L1高表達(dá)，而且與患者的預(yù)后差有關(guān)。而且研究人員也在多個(gè)PD-1抗體的臨床研究中注意到，治療前腫瘤組織中的PD-L1水平與治療的效果有關(guān)[18，19]。后來前瞻性的臨床研究也證實(shí)，腫瘤組織中PD-L1的表達(dá)水平確實(shí)是預(yù)測(cè)PD-1抗體治療效果的標(biāo)志物[20]。

基于上述研究結(jié)果，2015年10月2日，F(xiàn)DA批準(zhǔn)pembrolizumab治療晚期（轉(zhuǎn)移性）非小細(xì)胞肺癌（NSCLC）時(shí)，首次將PD-L1的表達(dá)水平作為標(biāo)志物。隨后，PD-1抗體的很多適應(yīng)癥獲批，都將PD-L1的表達(dá)水平作為一個(gè)治療標(biāo)準(zhǔn)。

不過遺憾的是，PD-L1的表達(dá)水平也不能總是奏效，背后的原因也鮮為人知。不過，此時(shí)或許可以轉(zhuǎn)而考慮癌細(xì)胞表面的新抗原。

通常來講，癌細(xì)胞的新抗原是基因突變導(dǎo)致的。癌細(xì)胞獲得突變的方式有很多，例如紫外線、輻射、香煙煙霧等物理和化學(xué)方式會(huì)導(dǎo)致體細(xì)胞突變；DNA復(fù)制或DNA錯(cuò)配修復(fù)路徑缺陷（mismatchrepairdeficient，dMMR）會(huì)導(dǎo)致基因組的不穩(wěn)定，致使突變積累或出現(xiàn)微衛(wèi)星不穩(wěn)定（Microsatelliteinstability,MSI）。

2013年，EvanJ.Lipson等用PD-1抗體pembrolizumab開展的一個(gè)研究讓他們意識(shí)到：PD-1抗體對(duì)攜帶dMMR的癌癥患者可能更有效[21]。

2015年，約翰霍普金斯醫(yī)學(xué)院癌癥學(xué)家LuisAlbertoDiaz,Jr.團(tuán)隊(duì)通過一項(xiàng)前瞻性研究[22]，證實(shí)了EvanJ.Lipson的猜想。在dMMR腸癌患者中，免疫治療的客觀響應(yīng)率是40%，無進(jìn)展生存率是78%；而在沒有dMMR腸癌患者中，客觀響應(yīng)率是0%，無進(jìn)展生存率是11%。這個(gè)研究表明，dMMR可以作為PD-1抗體療效預(yù)測(cè)指標(biāo)。

2017年，pembrolizumab和nivolumab先后獲批用于治療攜帶dMMR的癌癥患者。

盡管PD-L1和dMMR的檢測(cè)都獲得了FDA的批準(zhǔn)，實(shí)際上它們都有自身的不足。

以PD-L1免疫組化作為生物標(biāo)志物存在一些缺陷[23]：采用細(xì)針穿刺活檢等獲得的小活檢樣本可能漏檢某些腫瘤；患者個(gè)體的PD-L1表達(dá)水平可隨時(shí)間的推移或解剖部位的不同而發(fā)生改變；既往治療可能改變PD-L1的表達(dá)；某些抗體檢測(cè)PD-L1表位可能不穩(wěn)定；用于檢測(cè)PD-L1的抗體具有不同的親和力和特異性；PD-L1可表達(dá)于腫瘤微環(huán)境內(nèi)的多種細(xì)胞類型。

各種檢測(cè)方法判定的PD-L1水平不一致率高達(dá)50%[24]。此外，有研究表明，PD-1/PD-L1檢測(cè)的假陽性高達(dá)42%，假陰性高達(dá)28%[25]。

對(duì)于dMMR而言，我們可以看看它在各種不同的癌種中的攜帶比例[26]。

顯然，我們還需要其他更有代表性的標(biāo)志物。其實(shí)，從免疫治療開始進(jìn)入臨床階段的時(shí)候，科學(xué)家就在尋找。

有賴于基因測(cè)序技術(shù)的進(jìn)步，紀(jì)念斯隆-凱特琳癌癥中心（MSKCC）的JeddD.Wolchok和TimothyA.Chan領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)，嘗試從腫瘤基因組學(xué)的角度回顧性地探索這一重要問題。

既然免疫治療是否有抗癌效果，主要依賴于免疫細(xì)胞對(duì)癌細(xì)胞特異性抗原的識(shí)別；那么，從理論上講，那些攜帶基因突變?cè)蕉嗟陌┌Y患者，癌細(xì)胞產(chǎn)生的新抗原越多，被免疫細(xì)胞識(shí)別的可能性更高。也就是說，腫瘤組織的突變負(fù)荷（tumormutationalburden，TMB）越高，患者或許從免疫治療中獲益越多。

2014年，通過分析接受過CTLA-4抗體治療癌癥患者的全外顯子（WES）測(cè)序數(shù)據(jù)，研究人員研究了TMB與治療效果之間的關(guān)系[27]。

很幸運(yùn)，他們發(fā)現(xiàn)了TMB與免疫治療效果之間的關(guān)系，但是遺憾的是單獨(dú)依賴腫瘤突變負(fù)荷，不足以預(yù)測(cè)患者的預(yù)后。這個(gè)研究也證實(shí)了，一直以來被認(rèn)為對(duì)癌癥的發(fā)展方向沒左右能力的“乘客突變”，極有可能是腫瘤是否響應(yīng)免疫治療的“免疫決定因素”這一假說。也為用外顯子測(cè)序指導(dǎo)免疫治療提供了理論依據(jù)。這也是TMB首次邂逅免疫治療。

伴隨著2014年下半年，兩款PD-1抗體分別獲得FDA的上市批準(zhǔn)。TimothyA.Chan又帶領(lǐng)研究團(tuán)隊(duì)分析了腫瘤突變與PD-1抗體治療響應(yīng)之間的關(guān)系。

不出意外，在兩個(gè)隊(duì)列的回顧性研究中，再次借助全外顯子測(cè)序（WES），TimothyA.Chan發(fā)現(xiàn)，在接受PD-1抗體治療的非小細(xì)胞肺癌患者中，腫瘤中較高的非同義突變負(fù)擔(dān)與客觀反應(yīng)提升，持久的臨床益處和無進(jìn)展存活相關(guān)。2015年初，這項(xiàng)臨床回顧性研究結(jié)果發(fā)表在《科學(xué)》上[28]。

在TMB走向巔峰的過程中，最讓人震驚的事件發(fā)生在前兩年。

2016年，施貴寶（BMS）宣布其PD-1抗體nivolumab在非小細(xì)胞肺癌III期臨床Checkmate-026中沒有抵達(dá)主要臨床終點(diǎn)[29]。對(duì)于那些PD-L1≥5%，且未經(jīng)治療的晚期肺癌患者，nivolumab未能比標(biāo)準(zhǔn)化療延長無進(jìn)展生存期。

按照之前對(duì)免疫檢查點(diǎn)抑制劑的理解，PD-L1≥5%療效還不好，這是難以置信的。不過它發(fā)生了，事實(shí)就擺在那里。研究人員認(rèn)為，Checkmate-026失敗的鍋，不能讓nivolumab背，背后肯定有其他原因。

于是他們又回過頭去分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)TMB水平高的患者，用nivolumab進(jìn)行治療后，腫瘤緩解和生存獲益的結(jié)果都顯著優(yōu)于化療[30]。

TMB這才吸引了全世界的目光。

上面的兩個(gè)回顧性研究表明，TMB可能是預(yù)測(cè)免疫治療效果的優(yōu)秀標(biāo)志物。不過，如果是用全外顯子測(cè)序評(píng)估腫瘤組織的TMB，這個(gè)成本恐怕會(huì)高的沒人用的起。所以，這兩個(gè)研究也沒有引起太大的轟動(dòng)效應(yīng)。

FoundationMedicine,Inc（FMI）和MSKCC的努力讓事情出現(xiàn)了轉(zhuǎn)機(jī)。

其中FMI推出了FoundationOne（F1），這款產(chǎn)品分析數(shù)百個(gè)癌癥相關(guān)基因的總計(jì)約1.1Mb大小的外顯子序列，然后計(jì)算TMB水平。

大量的研究表明，以F1為代表的TMB檢測(cè)與WES相比，一致性高[31-33]。

2017年，F(xiàn)MI發(fā)布了接受F1檢測(cè)的10萬例患者數(shù)據(jù)分析[34]。數(shù)據(jù)顯示，通過F1評(píng)估的TMB與全外顯子（WES）測(cè)序一樣準(zhǔn)確。

此外，這個(gè)研究還全面評(píng)估了百余種癌癥的TMB圖譜，分析了TMB與MSI之間的關(guān)系。他們發(fā)現(xiàn)，83%的MSI-H同時(shí)也是TMB-H，且97%的MSI-H樣本的TMB≥10mut/Mb；只有16%的TMB-H樣本同時(shí)為MSI-H。這也意味著，TMB可能比dMMR和MSI使用范圍更廣。

同年，約翰·霍普金斯大學(xué)的ElizabethMarionJaffee教授在分析了多個(gè)臨床研究數(shù)據(jù)之后，得出結(jié)論[35]：TMB對(duì)27種腫瘤類型的免疫治療有顯著的預(yù)測(cè)作?，TMB與ORR之間存在顯著相關(guān)性（P＜0.001），相關(guān)系數(shù)為0.74，這意味著在這27種腫瘤中，55%的ORR差異可以用TMB來解釋；凸顯了TMB與抗PD-1治療療效之間存在強(qiáng)相關(guān)性。

基于前期的一系列高質(zhì)量研究，F(xiàn)DA最終批準(zhǔn)了FoundationOneCDx成為首個(gè)泛瘤種伴隨診斷產(chǎn)品，它覆蓋了324個(gè)基因，兩個(gè)預(yù)測(cè)免疫檢查點(diǎn)抑制劑療效的分子標(biāo)記MSI和TMB（TMB計(jì)算方法：0.8Mb編碼區(qū)域里包含所有的同義突變和非同義突變，并去掉胚系突變和腫瘤驅(qū)動(dòng)突變），覆蓋全部實(shí)體瘤（除肉瘤）。

到了2018年，證明TMB實(shí)力的前瞻性研究論文終于發(fā)表。

這項(xiàng)在非小細(xì)胞肺癌中開展的的臨床研究（CheckMate-227），使用了FMI的伴隨診斷產(chǎn)品FoundationOneCDx。結(jié)果表明：在TMB≥10mut/Mb的晚期非小細(xì)胞肺癌患者中，與鉑類雙聯(lián)化療相比，nivolumab加低劑量ipilimumab治療明顯延長了1年的無進(jìn)展生存率（42.6%vs13.2%），翻了3倍多；無進(jìn)展生存期也顯著延長（7.2月vs5.4月）[36]。

在剛剛閉幕的2018年歐洲腫瘤醫(yī)學(xué)協(xié)會(huì)會(huì)議（ESMO）上，F(xiàn)MI的科學(xué)家又系統(tǒng)地分析了FoundationOneCDx計(jì)算的TMB與全外顯子檢測(cè)的匹配度。研究人員再次證實(shí)，只要臨床組織樣本中腫瘤細(xì)胞的含量能達(dá)到20%，F(xiàn)oundationOneCDx計(jì)算的TMB就能達(dá)到非常好的可重復(fù)性，可重現(xiàn)性，靈敏性和準(zhǔn)確性。

這個(gè)研究結(jié)果是在全球范圍內(nèi)首次在III期臨床試驗(yàn)中證實(shí)：無論P(yáng)D-L1表達(dá)水平如何，只要非小細(xì)胞肺癌患者的TMB高，聯(lián)合免疫治療都能夠給他們帶來無進(jìn)展生存期顯著獲益。也是首個(gè)證實(shí)TMB可以作為免疫治療效果預(yù)測(cè)伴隨診斷方法的前瞻性臨床研究。

與此同時(shí)，另一項(xiàng)并列開展中的CheckMate568也表明，在接受nivolumab加ipilimumab治療的非小細(xì)胞肺癌患者，TMB≥10mut/Mb的患者中位無進(jìn)展生存期幾乎是TMB＜10mut/Mb患者的3倍（7.1月vs2.6月），無論P(yáng)D-L1表達(dá)水平如何。

這兩個(gè)研究奠定了TMB在預(yù)測(cè)免疫治療效果中的地位。

正是基于這些研究成果，在今年剛剛推出的非小細(xì)胞肺癌NCCN指南中，TMB赫然在列，成為非小細(xì)胞肺癌患者接受免疫治療的推薦檢測(cè)方法。

盡管如此，TMB仍面臨一些問題。從前面的臨床研究中我們也不難看出，有些TMB非常高的患者對(duì)免疫治療也沒有反應(yīng)，有些TMB低的患者使用免疫檢查點(diǎn)抑制劑效果卻很好。

這意味著，除了TMB之外，患者對(duì)免疫治療的響應(yīng)程度還與其他多種因素有關(guān)。這也提示，將TMB與其他的標(biāo)志物聯(lián)合使用可能會(huì)提升TMB的預(yù)測(cè)能力。

近日，RazvanCristescu等在《科學(xué)》上發(fā)表的一項(xiàng)研究成果給了我們一定的啟示：同時(shí)檢測(cè)T細(xì)胞的活性水平和TMB可能是個(gè)不錯(cuò)的方向[37]。

此外，目前TMB檢測(cè)主要還是基于腫瘤組織。然而，有很多患者沒有足夠的腫瘤組織可供使用，甚至有些患者還不適合做組織活檢，在非小細(xì)胞肺癌里面就有近30%的患者是這樣的狀況[38，39]。

日前，加州大學(xué)戴維斯分校綜合癌癥中心、基因泰克公司和FMI聯(lián)合證實(shí)，血漿中腫瘤突變負(fù)荷（bTMB）可準(zhǔn)確重復(fù)測(cè)量，并且與免疫檢查點(diǎn)抑制劑療效相關(guān)。證實(shí)了bTMB對(duì)免疫治療藥物療效預(yù)測(cè)的有效性[40]。

就在這個(gè)研究發(fā)表的數(shù)日后，來自賓夕法尼亞大學(xué)的華人學(xué)者XuXiaowei和GuoWei發(fā)現(xiàn)，腫瘤內(nèi)的癌細(xì)胞會(huì)產(chǎn)生攜帶壓制T細(xì)胞活性的PD-L1的外泌體，這種外泌體從腫瘤組織中直接散播到全身各處，對(duì)人體的免疫系統(tǒng)進(jìn)行全面的打擊和壓制[41]。

或許在不久的將來，醫(yī)生可以直接從癌癥患者身上抽一管血，就可以評(píng)估T細(xì)胞的活性和癌細(xì)胞的免疫原性，最終實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的判斷患者對(duì)免疫治療的反應(yīng)。