肿瘤突变负荷 (TMB)

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肿瘤突变负荷 (Tumor Mutational Burden, TMB) 是指肿瘤细胞基因组中,平均每百万碱基(Mb)中包含的非同义突变数量(Mutations/Mb)。作为现代肿瘤免疫治疗中的核心 生物标志物,TMB 能够间接反映肿瘤产生 新抗原 (Neoantigen) 的潜力。通常情况下,TMB 水平越高,肿瘤被免疫系统识别并产生强效 抗肿瘤免疫 应答的可能性就越大,因此高 TMB(TMB-H)的患者往往对 免疫检查点抑制剂(如 PD-1/PD-L1 单抗)表现出更好的临床疗效。

TMB 核心档案
Biomarker · 肿瘤突变负荷
核心特性:免疫原性预测指标
技术与标准
检测技术 二代测序 (NGS)
金标准 全外显子组测序 (WES)
判读单位 muts/Mb
临床阈值 (参考)
TMB-High ≥ 10 muts/Mb
临床意义 预测 PD-1 疗效
关联标志物 MSI-H, dMMR

生物学逻辑:从突变到免疫应答

TMB 能够作为免疫治疗预后指标,其核心在于其体现了肿瘤与宿主免疫系统之间的“博弈空间”:

  • 新抗原的来源: 每一个非同义突变都有可能改变蛋白质序列。当这些变异蛋白经过 专业 APC 加工并呈递在 MHC 分子 上时,就形成了 T 细胞眼中的“异己”——新抗原。
  • 广谱识别几率: TMB 越高,意味着肿瘤产生的 新抗原 库越庞大。这增加了特异性 CD8+ T 细胞 识别肿瘤并浸润至 肿瘤微环境 (TME) 的概率。
  • 打破抑制: 虽然高 TMB 肿瘤倾向于表达更多的 PD-L1 来逃避攻击,但一旦使用 免疫检查点抑制剂 解除这种刹车,庞大的 T 细胞军团即可被激活,实现肿瘤清除。

TMB 在不同癌种中的异质性

TMB 水平分档 典型癌种 致突变诱因
极高 TMB (TMB-VH) 黑色素瘤、肺癌、膀胱癌。 紫外线、吸烟、化学诱导。
高 TMB (关联 MMR) 结直肠癌 (MSI-H 型)、子宫内膜癌。 DNA 错配修复缺陷 (dMMR)。
低 TMB (TMB-L) 前列腺癌、儿童肿瘤。 基因组相对稳定,免疫原性弱。

权威参考文献与专家点评

       学术参考文献 [Academic Review]
       

[1] Goodman, A. M., et al. (2017). Tumor mutational burden as an independent predictor of response to immunotherapy in diverse cancers. Molecular Cancer Therapeutics, 16(11), 2598-2608.
[专家点评]:该研究确立了 TMB 作为跨癌种免疫治疗应答预测因子的临床地位。

[2] Chalmers, Z. R., et al. (2017). Analysis of 100,000 human cancer genomes reveals the landscape of tumor mutational burden. Genome Medicine, 9(1), 34.
[专家点评]:展示了大规模基因组测序在定义不同癌种 TMB 基准分布中的核心作用。

[3] FDA Guidance (2020). Pembrolizumab for TMB-high (≥10 mutations/megabase) solid tumors.
[专家点评]:标志性的监管决策,使得 TMB-H 成为首个跨癌种的、基于 NGS 检测的伴随诊断指标。

关键相关概念

  • 微卫星不稳定 (MSI) 常与高 TMB 伴随出现,是判断免疫治疗获益的另一重要维度。
  • 新抗原 (Neoantigen): TMB 预测效应的真实生物学执行者。
  • bTMB (Blood TMB): 利用 液体活检 技术,从外周血中测算的 TMB,具有无创、动态的优势。