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

火熱的另一面是，雖然PD-1抗體對實(shí)體瘤表現出良好的療效，但是當面對每個(gè)獨立的癌癥患者時(shí)，沒(méi)有任何一個(gè)科學(xué)家或醫生能確定PD-1抗體對這個(gè)患者是否有效。

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

也就是在那個(gè)時(shí)間點(diǎn)，很多科學(xué)家意識到免疫系統應該可以識別癌細胞，并殺死它。借助免疫系統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)家在免疫細胞表面上發(fā)現了識別抗原的主要組織相容性復合體分子[2]，在癌細胞表面發(fā)現了許多因基因突變產(chǎn)生的新抗原[3-8]。

免疫細胞識別癌細胞的秘密被揭開(kāi)了。

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

不過(guò)，這種效果能否在其他癌種中復現，當時(shí)科學(xué)家并不確定。因為在那時(shí)，是不是所有的癌種都攜帶有能被免疫細胞識別的新抗原，以及攜帶多少還是未知數。

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

2007年，在11家頂級研究機構的通力合作下，腸癌和乳腺癌的全外顯子測序數據發(fā)布[9]。2008年，首份腫瘤全基因組測序數據發(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，將乳腺癌和結直腸癌的測序數據用尋找新抗原的算法分析，在乳腺癌和腸癌組織中發(fā)現大量的新抗原[11]。于是他們提出，由于癌細胞在發(fā)展的過(guò)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能識別的新抗原。

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

2010年，FDA批準首個(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(kāi)了另一扇大門(mén)。

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

一個(gè)新的時(shí)代開(kāi)始了。不過(guò)一切并沒(méi)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，但是當此之時(shí)，由于缺少有效的患者篩選手段，導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胞計數，T細胞活化標志物[14]，“炎癥”微環(huán)境[15，16]和維持高頻的T細胞受體克隆型[17]之間有相關(guān)性。

不過(guò)，這些方法的篩選效果并不能令人滿(mǎn)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(wèn)題迫在眉睫。

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

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

也就是說(shuō)，在實(shí)際應用中，我們可以從T細胞的活性和癌細胞的免疫原性（新抗原），這兩個(gè)角度去預測免疫治療的效果。

先從T細胞的活性說(shuō)起。我們都知道癌細胞通過(guò)表達PD-1的受體PD-L1抑制T細胞的活性。而且科學(xué)家也在許多不同的腫瘤組織中發(fā)現PD-L1高表達，而且與患者的預后差有關(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(lái)前瞻性的臨床研究也證實(shí)，腫瘤組織中PD-L1的表達水平確實(shí)是預測PD-1抗體治療效果的標志物[20]。

基于上述研究結果，2015年10月2日，FDA批準pembrolizumab治療晚期（轉移性）非小細胞肺癌（NSCLC）時(shí)，首次將PD-L1的表達水平作為標志物。隨后，PD-1抗體的很多適應癥獲批，都將PD-L1的表達水平作為一個(gè)治療標準。

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

通常來(lái)講，癌細胞的新抗原是基因突變導致的。癌細胞獲得突變的方式有很多，例如紫外線(xiàn)、輻射、香煙煙霧等物理和化學(xué)方式會(huì )導致體細胞突變；DNA復制或DNA錯配修復路徑缺陷（mismatchrepairdeficient，dMMR）會(huì )導致基因組的不穩定，致使突變積累或出現微衛星不穩定（Microsatelliteinstability,MSI）。

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

2015年，約翰霍普金斯醫學(xué)院癌癥學(xué)家LuisAlbertoDiaz,Jr.團隊通過(guò)一項前瞻性研究[22]，證實(shí)了EvanJ.Lipson的猜想。在dMMR腸癌患者中，免疫治療的客觀(guān)響應率是40%，無(wú)進(jìn)展生存率是78%；而在沒(méi)有dMMR腸癌患者中，客觀(guān)響應率是0%，無(wú)進(jìn)展生存率是11%。這個(gè)研究表明，dMMR可以作為PD-1抗體療效預測指標。

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的檢測都獲得了FDA的批準，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志物存在一些缺陷[23]：采用細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；某些抗體檢測PD-L1表位可能不穩定；用于檢測PD-L1的抗體具有不同的親和力和特異性；PD-L1可表達于腫瘤微環(huán)境內的多種細胞類(lèi)型。

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

對于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志物。其實(shí)，從免疫治療開(kāi)始進(jìn)入臨床階段的時(shí)候，科學(xué)家就在尋找。

有賴(lài)于基因測序技術(shù)的進(jìn)步，紀念斯隆-凱特琳癌癥中心（MSKCC）的JeddD.Wolchok和TimothyA.Chan領(lǐng)導的研究團隊，嘗試從腫瘤基因組學(xué)的角度回顧性地探索這一重要問(wèn)題。

既然免疫治療是否有抗癌效果，主要依賴(lài)于免疫細胞對癌細胞特異性抗原的識別；那么，從理論上講，那些攜帶基因突變越多的癌癥患者，癌細胞產(chǎn)生的新抗原越多，被免疫細胞識別的可能性更高。也就是說(shuō)，腫瘤組織的突變負荷（tumormutationalburden，TMB）越高，患者或許從免疫治療中獲益越多。

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

很幸運，他們發(fā)現了TMB與免疫治療效果之間的關(guān)系，但是遺憾的是單獨依賴(lài)腫瘤突變負荷，不足以預測患者的預后。這個(gè)研究也證實(shí)了，一直以來(lái)被認為對癌癥的發(fā)展方向沒(méi)左右能力的“乘客突變”，極有可能是腫瘤是否響應免疫治療的“免疫決定因素”這一假說(shuō)。也為用外顯子測序指導免疫治療提供了理論依據。這也是TMB首次邂逅免疫治療。

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

不出意外，在兩個(gè)隊列的回顧性研究中，再次借助全外顯子測序（WES），TimothyA.Chan發(fā)現，在接受PD-1抗體治療的非小細胞肺癌患者中，腫瘤中較高的非同義突變負擔與客觀(guān)反應提升，持久的臨床益處和無(wú)進(jìn)展存活相關(guān)。2015年初，這項臨床回顧性研究結果發(fā)表在《科學(xué)》上[28]。

在TMB走向巔峰的過(guò)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在非小細胞肺癌III期臨床Checkmate-026中沒(méi)有抵達主要臨床終點(diǎn)[29]。對于那些PD-L1≥5%，且未經(jīng)治療的晚期肺癌患者，nivolumab未能比標準化療延長(cháng)無(wú)進(jìn)展生存期。

按照之前對免疫檢查點(diǎn)抑制劑的理解，PD-L1≥5%療效還不好，這是難以置信的。不過(guò)它發(fā)生了，事實(shí)就擺在那里。研究人員認為，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(guò)頭去分析試驗數據，發(fā)現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果都顯著(zhù)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可能是預測免疫治療效果的優(yōu)秀標志物。不過(guò)，如果是用全外顯子測序評估腫瘤組織的TMB，這個(gè)成本恐怕會(huì )高的沒(méi)人用的起。所以，這兩個(gè)研究也沒(méi)有引起太大的轟動(dòng)效應。

FoundationMedicine,Inc（FMI）和MSKCC的努力讓事情出現了轉機。

其中FMI推出了FoundationOne（F1），這款產(chǎn)品分析數百個(gè)癌癥相關(guān)基因的總計約1.1Mb大小的外顯子序列，然后計算TMB水平。

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

2017年，FMI發(fā)布了接受F1檢測的10萬(wàn)例患者數據分析[34]。數據顯示，通過(guò)F1評估的TMB與全外顯子（WES）測序一樣準確。

此外，這個(gè)研究還全面評估了百余種癌癥的TMB圖譜，分析了TMB與MSI之間的關(guān)系。他們發(fā)現，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(zhù)，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)臨床研究數據之后，得出結論[35]：TMB對27種腫瘤類(lèi)型的免疫治療有顯著(zhù)的預測作?，TMB與ORR之間存在顯著(zhù)相關(guān)性（P＜0.001），相關(guān)系數為0.74，這意味著(zhù)在這27種腫瘤中，55%的ORR差異可以用TMB來(lái)解釋?zhuān)煌癸@了TMB與抗PD-1治療療效之間存在強相關(guān)性。

基于前期的一系列高質(zhì)量研究，FDA最終批準了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)預測免疫檢查點(diǎn)抑制劑療效的分子標記MSI和TMB（TMB計算方法：0.8Mb編碼區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。

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

在剛剛閉幕的2018年歐洲腫瘤醫學(xué)協(xié)會(huì )會(huì )議（ESMO）上，FMI的科學(xué)家又系統地分析了FoundationOneCDx計算的TMB與全外顯子檢測的匹配度。研究人員再次證實(shí)，只要臨床組織樣本中腫瘤細胞的含量能達到20%，FoundationOneCDx計算的TMB就能達到非常好的可重復性，可重現性，靈敏性和準確性。

這個(gè)研究結果是在全球范圍內首次在III期臨床試驗中證實(shí)：無(wú)論PD-L1表達水平如何，只要非小細胞肺癌患者的TMB高，聯(lián)合免疫治療都能夠給他們帶來(lái)無(wú)進(jìn)展生存期顯著(zhù)獲益。也是首個(gè)證實(shí)TMB可以作為免疫治療效果預測伴隨診斷方法的前瞻性臨床研究。

與此同時(shí)，另一項并列開(kāi)展中的CheckMate568也表明，在接受nivolumab加ipilimumab治療的非小細胞肺癌患者，TMB≥10mut/Mb的患者中位無(wú)進(jìn)展生存期幾乎是TMB＜10mut/Mb患者的3倍（7.1月vs2.6月），無(wú)論PD-L1表達水平如何。

這兩個(gè)研究奠定了TMB在預測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胞肺癌NCCN指南中，TMB赫然在列，成為非小細胞肺癌患者接受免疫治療的推薦檢測方法。

盡管如此，TMB仍面臨一些問(wèn)題。從前面的臨床研究中我們也不難看出，有些TMB非常高的患者對免疫治療也沒(méi)有反應，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(zhù)，除了TMB之外，患者對免疫治療的響應程度還與其他多種因素有關(guān)。這也提示，將TMB與其他的標志物聯(lián)合使用可能會(huì )提升TMB的預測能力。

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

此外，目前TMB檢測主要還是基于腫瘤組織。然而，有很多患者沒(méi)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)，血漿中腫瘤突變負荷（bTMB）可準確重復測量，并且與免疫檢查點(diǎn)抑制劑療效相關(guān)。證實(shí)了bTMB對免疫治療藥物療效預測的有效性[40]。

就在這個(gè)研究發(fā)表的數日后，來(lái)自賓夕法尼亞大學(xué)的華人學(xué)者XuXiaowei和GuoWei發(fā)現，腫瘤內的癌細胞會(huì )產(chǎn)生攜帶壓制T細胞活性的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，對人體的免疫系統進(jìn)行全面的打擊和壓制[41]。

或許在不久的將來(lái)，醫生可以直接從癌癥患者身上抽一管血，就可以評估T細胞的活性和癌細胞的免疫原性，最終實(shí)現準確的判斷患者對免疫治療的反應。