公元前2500年左右，古埃及醫(yī)生印和闐在行醫(yī)筆記中記錄了一位患者的癥狀：乳房上鼓起的腫塊，又硬又涼，且密實如河曼果，潛伏在皮膚下蔓延。印和闐是個偉大的醫(yī)生，他的手稿里對多種病例注明了詳細(xì)的治療方法，然而在癌癥這一案例里，他只寫了短短的一行字：“沒有治療方法”，這也是人類最早關(guān)于乳腺癌的記載。

千百年來，癌癥一直是人類生命健康的最大威脅。據(jù)《2017年中國腫瘤登記年報》統(tǒng)計，我國每天有約1萬人確診為癌癥，平均每分鐘就有7個人確診。

腫瘤免疫療法（Immuno-Oncology Therapy，I-O）首次出現(xiàn)于 19世紀(jì)末期，經(jīng)過130多年的漫長探索，終于開始被人們視為最有希望攻克癌癥的手段。2014年9月，在日本上市的全球首個PD-1抗體藥物納武利尤單抗，將晚期非小細(xì)胞肺癌的五年生存期從不到5%提高到了16%。

腫瘤免疫治療是指通過激活機體免疫系統(tǒng)實現(xiàn)對腫瘤細(xì)胞的殺傷的一種療法，其基本思路是解除腫瘤微環(huán)境的免疫抑制、提高抗原呈遞細(xì)胞的抗原呈遞功能及促進機體產(chǎn)生T 淋巴細(xì)胞等方式激活人體自身的免疫系統(tǒng)，從而達到識別和殺傷癌細(xì)胞的目的。

在21世紀(jì)的第二個10年，是免疫療法發(fā)展最迅猛的10年，免疫調(diào)節(jié)劑PD-1、CAR-T細(xì)胞治療等新型腫瘤治療方案，紛紛完成了從科研成果到臨床應(yīng)用的轉(zhuǎn)化。

自2014年以來，全球共批準(zhǔn)上市了9款PD-1/PD-L1藥物。據(jù)Evaluate Pharma數(shù)據(jù)顯示，2016年全球腫瘤免疫療法的市場規(guī)模達619億美元，預(yù)計到2021年將增長至1200億美元。

在國內(nèi)，免疫療法擁有著同樣的爆發(fā)力。據(jù)米內(nèi)網(wǎng)數(shù)據(jù)顯示，2018年中國公立醫(yī)療機構(gòu)終端抗腫瘤單抗的市場規(guī)模首次突破百億，增速達到41.36%，為抗腫瘤藥9個小類中最快。

2018年至今，隨著特瑞普利單抗注射液、信迪利單抗注射液、注射用卡瑞利珠單抗等多個抗腫瘤單抗新品獲批上市，另有20余款PD-1抑制劑正在國內(nèi)開展臨床試驗。

從研發(fā)到臨床的腫瘤免疫治療領(lǐng)域熱浪之下，異常激烈的市場競爭已經(jīng)不可避免。現(xiàn)階段，擴增適應(yīng)癥和降低價格是腫瘤免疫藥廠爭奪市場份額的常規(guī)手段。

例如，帕博利珠單抗自首次獲批用于黑色素瘤治療以來，已經(jīng)覆蓋了15個癌種的23個以上適應(yīng)癥。再如，目前國內(nèi)陸續(xù)上市的6款PD-1/PD-L1單抗藥物，價格呈現(xiàn)明顯的下降趨勢。

不過，縱然市場端競爭愈演愈烈，免疫療法在腫瘤治療中也取得過巨大的成功，各種類型免疫療法呈現(xiàn)一致的患者響應(yīng)率底下卻是不可回避的事實。

腫瘤免疫療法作為個性化精準(zhǔn)治療的重要組成部分，基于組學(xué)數(shù)據(jù)篩選最合適的潛在患者以優(yōu)化臨床效果，是提高藥物響應(yīng)率的主流思路。FDA將用于免疫治療有效性判斷的診斷方法分為"伴隨診斷"和"補充診斷"兩種。

伴隨診斷對于接受相應(yīng)藥物治療是必須進行的檢測，能夠為治療用品的安全性和有效性提供必要信息。

伴隨診斷的優(yōu)點在于可基于預(yù)先設(shè)定的cut-off值將患者嚴(yán)格分為兩部分，即生物標(biāo)志物陽性和陰性患者，生物標(biāo)志物陽性患者才能用藥，以保證患者在安全用藥的基礎(chǔ)上獲得最大的臨床獲益機會。

補充診斷對于接受相應(yīng)藥物治療不是必須的檢測，但可以提供個體治療相關(guān)的信息，輔助醫(yī)生或者患者做決策。

免疫療法在臨床實踐中逐漸普及開來后，腫瘤精準(zhǔn)免疫伴隨診斷成為了腫瘤相關(guān)基因檢測新的兵家必爭之地。目前，F(xiàn)DA已經(jīng)批準(zhǔn)了PD-L1表達陽性、MSI-H等指標(biāo)指導(dǎo)PD-1/PD-L1抑制劑的臨床用藥。

找到并合理設(shè)置腫瘤免疫診斷生物標(biāo)志物（Biomarker），是腫瘤精準(zhǔn)免疫診斷的關(guān)鍵?，F(xiàn)階段，基因檢測服務(wù)商主要圍繞PD-L1表達水平（TPS/CPS）、MMR/MSI檢測、TMB等熱門生物標(biāo)志物提供檢測產(chǎn)品，他們會根據(jù)適應(yīng)癥、標(biāo)本類型、臨床證據(jù)等不同而構(gòu)建不同的測序組合。

PD-L1表達是目前預(yù)測多種實體瘤患者是否適合使用PD-1/PD-L1抑制劑的三大預(yù)測指標(biāo)之一，臨床主要檢測方法是免疫組化（IHC）。PD-L1表達越高，表明腫瘤越有可能是通過PD-1/PD-L1信號通路而非其它信號通路發(fā)生免疫逃逸。

早期研究顯示：隨著PD-L1表達升高，PD-1/PD-L1抑制劑療效增加，疾病控制時間延長，并且患者預(yù)后改善。

2017年5月，羅氏研發(fā)的腫瘤學(xué)試劑盒VENTANA PD－L1（SP263）獲得FDA批準(zhǔn)上市。這個試劑盒首先用于阿斯利康的德瓦魯單抗治療局部晚期或轉(zhuǎn)移性尿路上皮癌患者，功能是提供患者腫瘤程序性死亡配體－1（PD－L1）表達狀態(tài)的相關(guān)信息。

一年后，安捷倫科技Dako PD-L1 IHC 22C3 pharmDx試劑盒獲得FDA批準(zhǔn)上市，作為用于治療宮頸癌的帕博利珠單抗伴隨診斷試劑。

目前，PD-L1免疫組化檢測試劑有五種：22C3、28-8、SP263、SP142和73-10。五種免疫組化檢測抗體分別在兩個免疫組化平臺DAKO和Ventana進行檢測。

藍印計劃結(jié)果顯示，22C3、28-8、SP263檢測腫瘤細(xì)胞具有染色一致性，SP142檢出陽性細(xì)胞較少，因此22C3抗體在評估其他免疫用藥上面具有通用性。

國際肺癌研究協(xié)會對多款PD-L1檢測試劑盒進行對比發(fā)現(xiàn)，DAKO 22C3檢測試劑盒在檢出率、準(zhǔn)確率和整體可靠性方面均優(yōu)于其他產(chǎn)品。

不過，PD-L1表達縱有千般好，也并非預(yù)測免疫療效真正可靠的指標(biāo)。臨床證據(jù)在為PD-L1表達背書的同時，也提供了相反的證據(jù)。上也有不同癌種的患者PD-L1不表達但使用免疫檢查點抑制劑仍然有效的情況。

例如，在腎癌中，PD-L1表達不具有預(yù)測作用。此外，PD-L1表達的預(yù)測作用與患者的吸煙史也有一定關(guān)系。

PD-L1表達預(yù)測作用好壞因PD-L1表達機制、檢測方法、閾值確定及評估標(biāo)準(zhǔn)等而有所差異。

MMR（Mismatch-repair），即錯配修復(fù)，是 DNA 復(fù)制后的一種修復(fù)機制，可以維持 DNA 復(fù)制的準(zhǔn)確度，控制基因變異；MSI（Microsatellite Instability），即微衛(wèi)星不穩(wěn)定性，指與正常組織相比，在腫瘤中某一微衛(wèi)星由于重復(fù)單位的插入或缺失而造成的微衛(wèi)星長度的任何改變，出現(xiàn)新的微衛(wèi)星等位基因現(xiàn)象。代表腫瘤基因組突變水平，間接反映腫瘤免疫原性。

2015 年，《新英格蘭醫(yī)學(xué)雜志》發(fā)表了一項由約翰霍普金斯大學(xué) Luis Diaz 博士和 Bert Vogelstein 博士團隊領(lǐng)導(dǎo)的研究。研究證明，免疫檢查點抑制劑對結(jié)直腸癌患者的一個亞型有療效。

在這項研究中，研究者招募了 41 位 dMMR（錯配修復(fù)缺失）和pMMR（無錯配修復(fù)缺失）的結(jié)直腸癌患者，以及一些 dMMR 的其它癌種患者，并對患者進行每兩周一次帕博利珠單抗治療。

結(jié)果顯示，與 pMMR 結(jié)直腸癌患者相比，dMMR 患者的無進展生存期（PFS）和總生存期（OS）相對較長，對治療的響應(yīng)率較高。

2017年5月，F(xiàn)DA加速批準(zhǔn)了PD-1抑制劑帕博利珠單抗(pembrolizumab，Keytruda）用于治療攜帶微衛(wèi)星不穩(wěn)定性高（MSI-H）分子特征，且不可切除或轉(zhuǎn)移性實體瘤的成人和兒童癌癥患者——FDA批準(zhǔn)的首款不依照腫瘤來源，而是依照生物標(biāo)志物進行區(qū)分的抗腫瘤療法。

同年8月1日，F(xiàn)DA又加速批準(zhǔn)了納武利尤單抗用于MSI-H或dMMR的結(jié)直腸癌患者中。從這兩個例子也可以清楚的看到MMR及MSI在腫瘤預(yù)測中的關(guān)鍵作用。

不過，MSI-H在不同癌種中的分布差異較大，子宮內(nèi)膜癌、消化道癌中可達到25%左右，而在肺癌和其他癌種中甚至不足5%。

且基于10萬腫瘤患者數(shù)據(jù)分析，絕大多數(shù)MSI-H（83%）的患者，都落在了TMB-H的區(qū)域，就是存在很多微衛(wèi)星穩(wěn)定的患者，使用免疫藥物療效也很好，所以單一使用這個biomarker會漏掉很多合適用藥的人群。

腫瘤突變負(fù)荷（TMB）是指，每百萬堿基中被檢測出的基因突變個數(shù)。在不同的癌癥中體細(xì)胞突變數(shù)量從0.01突變/Mb~超過400突變/Mb不等，這些突變中有些會轉(zhuǎn)錄表達多肽抗原表位或腫瘤新生抗原。

理論上，攜帶基因突變越多的癌癥患者，癌細(xì)胞產(chǎn)生的新生抗原越多，就與正常細(xì)胞越不一樣，被免疫細(xì)胞識別的可能性更高，更有可能從中獲益。

2014年，科學(xué)家分析了CTLA-4抗體治療患者的全外顯子測序（WES）數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)了TMB與治療效果之間的關(guān)系，這是TMB首次被應(yīng)用于免疫治療中。

2015年，科學(xué)家再次通過WES分析了PD-1抗體治療的肺癌患者，發(fā)現(xiàn)高TMB與臨床效果呈正相關(guān)，其結(jié)果發(fā)表于頂級雜志《科學(xué)》上。

2016年，回顧分析CheckMate026臨床試驗的WES數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)高TMB患者，接受PD-1抑制劑治療后，臨床獲益顯著優(yōu)于化療。由此，TMB開始引發(fā)引全世界關(guān)注。

而TMB真正開始走紅，是在多基因（Panel）測序出現(xiàn)之后。早期TMB研究采用WES測序方法，成本高昂，于是人們嘗試Panel測序替代WES測序。

2018年，Panel檢測TMB的前瞻性研究數(shù)據(jù)出爐，CheckMate227與CheckMate568同時證明TMB≥10muts/Mb的晚期非小細(xì)胞肺癌患者接受免疫療法效果更佳。

隨后，歐洲臨床腫瘤學(xué)會（ESMO）和美國國立綜合癌癥網(wǎng)絡(luò)（NCCN）分別基于CheckMate227和CheckMate568的數(shù)據(jù)，在其指南中納入了TMB作為可能的生物標(biāo)志物，由此引發(fā)基因公司開發(fā)Panel檢測產(chǎn)品的熱潮，其中不乏國內(nèi)基因檢測公司的身影。

不過，一路高歌猛進的TMB最近遭遇了折戟風(fēng)波。

首先是BMS（百時美施貴寶）的納武利尤單抗聯(lián)合伊匹單抗（Yervoy）在生存結(jié)果上與TMB無關(guān)。近年來，BMS積極探索包括 PD-L1，TMB，MSI 和 TIL 等分子標(biāo)記物。

然而，在2019年3月，新的臨床試驗數(shù)據(jù)顯示，腫瘤TMB水平高或低的患者的生存結(jié)果沒有差異，BMS與FDA討論后已撤回了其補充生物制品許可申請。

幾乎同時，在生物標(biāo)志物臨床應(yīng)用上駕輕就熟的默沙東將TMB作為生物標(biāo)志物加入多個臨床研究中后，也遭遇了挫敗。此外，10月初剛剛結(jié)束的2019ESMO中，來自美國的Corey Jay Langer教授宣告了在Keynote-021中，TMB在帕博利珠單抗聯(lián)合化療的患者中與生存結(jié)果無關(guān)聯(lián)。

實際上，TMB是一個研究中的指標(biāo)，尚無相應(yīng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和共識出臺，Panel設(shè)計、算法、評判TMB高低的cut-off值都缺乏標(biāo)準(zhǔn)，不同臨床試驗采取不同檢測機構(gòu)提供的TMB檢測結(jié)果不具有可比性，臨床應(yīng)用必須基于臨床性能驗證和前瞻性研究結(jié)果數(shù)據(jù)。

圍繞單一生物標(biāo)志物做測序研究并試圖預(yù)測免疫治療效果，是主流生物標(biāo)志物產(chǎn)品普遍采用的設(shè)計思路。誠然，經(jīng)過持續(xù)迭代的單一生物標(biāo)志物測序產(chǎn)品能夠在一定程度上區(qū)分獲益人群，但是無論是使用哪個生物標(biāo)志物都存在較高假陽性率和假陰性率的缺陷。

換言之，現(xiàn)有免疫治療預(yù)測方式存在挑選出的高水平患者對免疫治療不響應(yīng)，而有些低水平的患者反而對免疫治療有響應(yīng)的困境。

因此，已經(jīng)有研究人員陸續(xù)把焦點集中在采用多個生物標(biāo)記物對患者進行分層。

研究人員發(fā)現(xiàn)，人類白細(xì)胞抗原雜合性丟失（HLA-LOH）、腫瘤新生抗原負(fù)荷（TNB）等此前關(guān)注較少的指標(biāo)可以作為前述主流指標(biāo)的輔助，進一步提高療效預(yù)測的特異性，動脈網(wǎng)就這類冷門生物標(biāo)記物的預(yù)測原理采訪了相關(guān)業(yè)內(nèi)人士。

實際上，TNB的腫瘤免疫響應(yīng)預(yù)測原理與TMB具有相似性，但存在本質(zhì)差異。在腫瘤微環(huán)境中，基因突變經(jīng)過轉(zhuǎn)錄、翻譯，最終以肽段的形式被MHC呈遞到細(xì)胞表面，T 細(xì)胞通過識別腫瘤特異的肽段來辨別腫瘤。這些特異的肽段也被稱為腫瘤新生抗原，腫瘤突變越多，產(chǎn)生新生抗原的概率越大，越可能引發(fā)T細(xì)胞的免疫反應(yīng)。

“目前，利用TMB對腫瘤突變進行了量化，與之對應(yīng)的新生抗原的量化指標(biāo)為TNB，即腫瘤基因組編碼區(qū)中平均每百萬堿基區(qū)域中檢測到的新生抗原數(shù)量。”相關(guān)業(yè)內(nèi)人士向動脈網(wǎng)解釋道，“所以可以說TMB是間接反映腫瘤的免疫原性，而TNB是直接反映腫瘤的免疫原性?！?/span>

不過，從基因突變到產(chǎn)生新生抗原設(shè)計一系列復(fù)雜步驟?！澳[瘤突變負(fù)荷高（TMB-H）不一定會表現(xiàn)出腫瘤新生抗原負(fù)荷高（TNB-H）?！痹撓嚓P(guān)人士強調(diào)。真實世界研究數(shù)據(jù)顯示，臨床上存在TMB-H，但TNB-L的患者，這部分患者該概率不會對免疫藥物響應(yīng)。因此，所以使用TMB+TNB雙元模型進行評估可以提高預(yù)測的準(zhǔn)確性。

有趣的是，另一個生物標(biāo)志物HLA預(yù)測免疫治療響應(yīng)率與特定患者的TNB狀況也存在相關(guān)性。HLA是存在于抗原呈遞細(xì)胞表面負(fù)責(zé)抗原呈遞的蛋白分子，其等位基因數(shù)量異常龐大，目前發(fā)現(xiàn)的已達17331個，每種HLA等位基因可表現(xiàn)出對同一新生抗原不同的親和呈遞能力。

如果其雜合性缺失將導(dǎo)致HLA識別新生抗原介導(dǎo)的免疫監(jiān)視功能削弱，以致攜帶突變的腫瘤克隆易于免疫逃逸，表現(xiàn)出高TMB的情況。

HLA作為生物標(biāo)記物預(yù)測免疫響應(yīng)率的準(zhǔn)確率也于腫瘤微環(huán)境下其他生物標(biāo)記物水平強相關(guān)。

在2019年9月結(jié)束的ASCO會議上，有研究人員匯報HLA I類基因 LOH是TMB-H的中國癌癥患者對PD-1/PD-L1產(chǎn)生耐藥的一個潛在因素。所以只進行患者胚系HLA分型，會遺漏腫瘤細(xì)胞HLA的實際情況，無法準(zhǔn)確指導(dǎo)免疫用藥。檢測TMB的同時再檢測腫瘤細(xì)胞的HLA LOH，可以更加有效地篩選免疫用藥有效人群。

免疫療法是近幾年腫瘤治療研究領(lǐng)域的熱點，其中PD-1/PD-L1檢查點抑制劑在癌癥治療中取得了令人矚目的成果。為了使更多接受PD-1/PD-L1抑制劑治療的患者獲益，尋找有效的預(yù)測性生物標(biāo)志物刻不容緩。

從目前結(jié)果來看，似乎很難有一個單一的指標(biāo)來預(yù)測免疫治療的療效。實際上，無論是主流的PD-L1、MMR、TMB還是現(xiàn)階段關(guān)注度較低的HLA、TNB，其免疫響應(yīng)預(yù)測原理都存在相關(guān)性，提高免疫響應(yīng)預(yù)測準(zhǔn)確性，整合不同生物標(biāo)記物，設(shè)計合理的大Panel檢測產(chǎn)品似乎是必由之路。

在未來的研究中，通過多維度的檢測結(jié)果（包括但不限于基因測序、免疫組化、蛋白質(zhì)組等數(shù)據(jù)），基于人群用藥療效數(shù)據(jù)，構(gòu)建恰當(dāng)?shù)念A(yù)測模型，綜合評估藥物靶點基因、TMB、TNB、HLA 分型及雜合缺失、免疫通路基因、免疫耐藥基因、免疫治療超進展相關(guān)基因等指標(biāo)，可能是預(yù)測免疫治療療效的關(guān)鍵。

期待這一天，在全球相關(guān)領(lǐng)域工作者的共同努力下，可以早點到來。讓腫瘤免疫治療給全人類帶來更多福祉。

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