免疫治疗是目前无驱动基因突变转移性非小细胞肺癌(mNSCLC)患者的标准一线治疗。然而，PD-L1 肿瘤比例评分（TPS）是不完善的生物标志物，因此，需要探索新的生物标志物以更好地筛选免疫治疗可能获益人群。肿瘤突变负荷（TMB）作为一种新兴的生物标志物，回顾性研究显示基于组织的TMB（tTMB）与免疫治疗mNSCLC的临床疗效直接相关。
近期，基于ctDNA的下一代测序（NGS）技术已用于测定血浆中的TMB（pTMB）。本研究评估了基于血浆的2.145-Mb 500基因NGS panel，以测量基线pTMB和特定的阴性预测因子突变，66例mNSCLC患者接受了一线帕博利珠单抗的标准治疗。
研究设计：2017年3月1日至2018年10月11日，纳入经过病理证实为mNSCLC并接受以帕博利珠单抗为基础的一线治疗患者（Clinicaltrial.gov识别码：NCT03047616）。这项研究得到了宾夕法尼亚大学（宾夕法尼亚州费城）机构审查委员会的批准。
基于血浆的突变检测：在开始使用基于帕博利珠单抗的治疗前，获得基线血浆，使用2.145 Mb GuardantOMNI panel进行测序。原始突变计数针对样品特异性肿瘤脱落和分子覆盖率进行了校正，校正后的计数报告为 pTMB（单位mut/Mb）。采用11份经鉴定的回顾性多类型肿瘤血浆标本(包括NSCLC)评估了其重复性。在硅片分析中，对513例来自癌症基因组图谱的组织样本进行了pTMB与全外显子组测序(WES)测定的TMB一致性评估。
统计学分析：基于本研究的预实验验证与现有文献，选择了16 mut/Mb的临界值用于其他分析。使用对数秩检验对高pTMB（≥16 mut/Mb）和低 pTMB（<16 mut/Mb）的患者生成了PFS和OS的Kaplan-Meier曲线，并进行了比较。为了确定阴性预测因子与免疫治疗反应的关联，使用Cox PH模型测试了ERBB2，STK11，KEAP1，PTEN，KRAS 和 PIK3CA中的突变与PFS和OS的关联。
表1. 患者基线特征
基线pTMB与基于帕博利珠单抗的治疗反应相关
研究共纳入66例患者，其中31（47%）例接受帕博利珠单抗治疗，中位治疗时间4.1个月，35（53%）例接受帕博利珠单抗联合铂类加培美曲塞治疗，中位治疗时间7.1个月，两组的中位OS分别为22.1个月和21.9个月。66例患者中52例（78.8%）的pTMB可评价，由于肿瘤脱落率低或单一分子覆盖率低，14例患者无法评估pTMB。平均pTMB为16.8mut/Mb，没有发现样本为微卫星高度不稳定型（MSI-H）。与之前的报告一致，pTMB与组织PD-L1表达没有相关性。
所有入选的患者中，45例患者在第9周可用RESIST评估疗效，在第9周达到完全缓解/部分缓解（CR/PR）（应答者）的患者中位pTMB为21.5 mut/Mb，而疾病稳定/疾病进展（SD/PD）患者（无应答者）的pTMB中位数为13.9（P=0.037）。在21例接受帕博利珠单抗治疗的9周可评估患者中，有应答者的平均pTMB为19.3，无应答者的平均pTMB为15.2；这一差异未达到统计学意义（P=0.336）。24例接受铂类加培美曲塞化疗的患者中有应答者中位pTMB为23.9，而无应答者为12.8 mut/Mb（P=0.034）。
图1. pTMB和对帕博利珠单抗的反应
在第6个月52例可接受评估的患者中，达到持续临床获益（DCB；持续6个月以上的CR/PR/SD）的患者pTMB中位数高于未达到持续临床获益者（NDB；持续6个月以上的PD/SD），分别为21.3和12.4 mut/Mb（P=0.003）。26例接受帕博利珠单抗治疗的患者中位pTMB差异也非常显著，达到DCB的患者中位pTMB为21.1 mut/Mb，NDB的患者中位pTMB为13.4 mut/Mb（P=0.032）。在接受铂类加培美曲塞化疗的26例患者中，DCB患者的pTMB中位数为22.0 mut/Mb，而NDB患者的pTMB中位数为11.9 mut/Mb（P=0.057；图1B）。
利用16 mut/Mb作为临界值，pTMB≥16和<16 mut/Mb的中位PFS分别为14.1个月和4.7个月（HR，0.30；95%CI，0.16–0.60；P<0.001）。52例pTMB可评估患者中有28例（53.8%）pTMB≥16mut/Mb。在多变量Cox模型分析中，当比较pTMB≥16与<16mut/Mb时，包含协变量并没有显著改变估算的HR。接受帕博利珠单抗治疗的26例患者的中位PFS为14.1对2个月，接受铂类加培美曲塞化疗的26例患者中位PFS为13.8对5个月，PFS与pTMB的表达相关；在接受帕博利珠单抗治疗的患者中，中位OS没有显著差异，pTMB高和pTMB低表达的中位OS分别为NR对8.8个月；HR，0.48（0.22-1.03）；P=0.061，接受帕博利珠单抗单药治疗的患者中位OS为NR对6.1个月[HR，0.49（0.17-1.42）；P=0.187]，接受铂类联合培美曲塞化疗中位OS为NR对19.2个月 [HR，0.50（0.16–1.54）；P=0.228；图1C]。
ctDNA检测突变与帕博利珠单抗治疗反应的相关性探讨
在研究中，6例pTMB高的患者没有达到DCB（图1B）。我们假设突变图谱可能提高pTMB与反应的相关性。既往研究发现STK11、KEAP1和PTEN的功能缺失突变，以及激活的ERBB2外显子20插入与免疫检查点抑制剂治疗无响应相关；而KRAS和PIK3CA突变与提高免疫检查点抑制剂的响应相关。染色体非整倍体（FGA）的增加与不良结局相关，因此对它进行评估（图2A）；FGA与反应无显著相关性（P=0.198）。pTMB≥16且无阴性预测突变患者的中位PFS为18.0个月，而pTMB<16或任何阴性预测突变患者的中位PFS为4.7个月。pTMB≥16且无阴性预测突变的患者中位OS未达到，而pTMB<16mut/Mb或任何阴性预测突变的患者中位OS为8.4个月。
图2. 突变分析和对帕博利珠单抗的反应
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讨论
这项前瞻性研究是目前探索pTMB与一线标准方案（帕博利珠单抗联合治疗）治疗mNSCLC患者预后相关性的最大研究。总有效率、中位PFS和中位OS与大型III期试验中观察到的相似。使用2.145 Mb NGS panel分析pTMB，发现在治疗9周(P=0.037)和6个月(P=0.003)有反应的患者中位pTMB显著较高。采用16 mut/Mb的pTMB作为临界值，证明pTMB≥16 mut/Mb的患者PFS改善(HR=0.30)，且更有可能维持DCB (OR=8.9)。同时发现，结合STK11/KEAP1/PTEN突变和ERBB2外显子20插入突变可以提高预测疗效的能力。与既往报道相似，pTMB与肿瘤PD-L1表达无相关性。总之，该研究结果表明，在NSCLC中，pTMB与基于帕博利珠单抗的一线治疗疗效相关。
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专家点评
TMB是近年热门的、最具潜力的免疫治疗疗效预测标志物之一。早在2017年《新英格兰医学杂志》（N Engl J Med）就发表了文章，提示TMB与PD-1/PD-L1抗体疗效之间存在强相关性，其后也有部分临床研究中观察到这一结果。但是对于TMB仍有两个重要问题值得关注：
一是如何取样检测TMB？早期研究多集中在分析tTMB，而晚期肺癌患者常常存在无法获取肿瘤组织、肿瘤组织标本不足或肿瘤组织含量不符合检测要求等问题，因此通过相对无创的外周血取样检测TMB（bTMB），从而指导肿瘤免疫治疗临床意义重大。
二是tTMB和bTMB是否在不同的免疫检查点抑制剂中具有同样的预测作用？B-F1RST研究前瞻性验证了bTMB作为阿替利珠单抗一线治疗NSCLC的疗效预测标志物的意义，尽管是一个II期研究，结果的提示意义也足以令人鼓舞。
今年4月初，美国食品药物管理局（FDA）授予帕博利珠单抗单药优先审评资格，用于基于biomarker（TMB-H≥10mu/M）选择的，既往接受过治疗的和缺乏满意替代疗法，不区分肿瘤类型的患者。这次申请是基于KEYNOTE-158研究结果，这项多瘤种的研究结果显示，与非tTMB-H的患者相比，在使用帕博利珠单抗单药治疗的tTMB-H组，无论是ORR还是PFS都表现出更高的获益。
本篇文献不仅提供了血液TMB预测免疫治疗疗效的新证据，更重要的是，提示了tTMB和bTMB在帕博利珠单抗的治疗中均有良好的预测作用。尽管我们仍需更多的循证数据，但这是一个非常具有前景的研究方向，值得更多探索和期待。
近年来关于TMB的研究开展地如火如荼，最具代表性的是KEYNOTE-158研究，基于这一研究结果，FDA在今年4月8日授予帕博利珠单抗治疗TMB-H的不可切除或转移型经治实体瘤患者的优先审批资格。
那么TMB在NSCLC的探索结果如何呢？KEYNOTE-189研究给了我们一些提示，在2019年欧洲肿瘤内科学会（ESMO）年会上公布的tTMB和2020年美国临床肿瘤学会（ASCO）年会公布的bTMB探索性研究结果发现，tTMB或bTMB在帕博利珠单抗加化疗一线治疗转移性非鳞状细胞肺癌的预测价值有限。而基于KEYNOTE-010，042研究，对于PD-L1 ≥1％的患者，tTMB可预测单药PD-1单抗疗效。
这篇研究的pTMB探索又为我们提供了一个新的思路，这项前瞻性研究是关于pTMB与一线标准方案（帕博利珠单抗联合治疗）治疗mNSCLC患者预后相关性的最大研究，使用2.145 Mb NGS panel分析pTMB，发现治疗9周(P=0.037)和6个月(P=0.003)有反应的患者中位pTMB显著较高，研究对pTMB的cutoff值也进行了探索，证明pTMB≥16 mut/Mb的患者PFS改善和疾病控制率更优，同时，在pTMB高的患者中，仍然有6例未实现疾病控制，需要在pTMB的基础上结合STK11/KEAP1/PTEN突变和ERBB2外显子20插入突变检测，从而提高预测疗效的能力。
这项研究同样具有局限性，首先由于肿瘤脱落率低，有21.2%的患者未检测到pTMB；其次，这是一项单中心非随机研究，需要开展进一步的研究来验证，包括用更大的数据来评估pTMB cutoff值。
原文来源：Baseline Plasma Tumor Mutation Burden Predicts Response to Pembrolizumab-based Therapy in Patients with Metastatic Non–Small Cell Lung Cancer Clin Cancer Res. 2020 May 15;26(10):2354-2361.
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