借用大叔的一句話：愿賭服輸?shù)臎Q定就是“對”的決定
突變是腫瘤發(fā)生的開始，然而腫瘤細(xì)胞通過累積突變獲得生存或生長優(yōu)勢的同時，也可能是“自我毀滅”的開始[1]。突變都有可能是“非同義突變（nonsynonymous mutations）”，會改變氨基酸編碼序列，導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞表達(dá)正常細(xì)胞所沒有的異常蛋白。這些異常蛋白，如果在細(xì)胞內(nèi)（腫瘤細(xì)胞或APCs）被降解成短肽段（抗原表位），與MHC-I類或MHC-II類分子高親和力結(jié)合，并以復(fù)合物形式呈遞到細(xì)胞表面，被T細(xì)胞識別為“非己（non-self）”，引起T細(xì)胞活化，進(jìn)而腫瘤細(xì)胞被效應(yīng)T細(xì)胞攻擊和清除（如圖1）[2]。這種會引起T細(xì)胞活化的異常蛋白即我們所稱的“新抗原（neoantigen）”，能夠產(chǎn)生新抗原的突變即為具有免疫原性的突變（immunogenic mutation）。
圖1. 新抗原表位形成及被T細(xì)胞識別的過程
一方面腫瘤通過不斷突變演變和進(jìn)化；另一方面，恰恰是突變產(chǎn)生的新抗原觸發(fā)了T細(xì)胞抗腫瘤免疫的開始（cancer-immune cycle的第1步，如圖2）。正是這種開始決定了腫瘤的免疫表型（Immune-desert tumor，Immune-excluded tumor，Infl-amed- tumor），決定了腫瘤對某種免疫治療的敏感性[3]。腫瘤突變是隨機(jī)概率事件，無法預(yù)測無法推算下一個突變是什么，這時腫瘤與免疫系統(tǒng)勢必在進(jìn)行一場豪賭：隨機(jī)突變，會不會是免疫原性?，F(xiàn)在我們手里握著I-O治療（PD-1/PD-L1抑制劑）的賭注，我們又該怎么去下這個賭注？這是一個非常困難的賭注，有太多因素影響著突變是否能夠產(chǎn)生新抗原。從腫瘤的“底牌”（突變）去分析，會不會增加勝算？那么我們知道的有哪些？
圖2. Cancer-immune cycle and Cancer-immune set point
1. 突變數(shù)量
基于全基因組，全外顯子或target panel測序，我們已經(jīng)可以知道腫瘤基因組去除胚系突變（germline mutation）后的體細(xì)胞突變數(shù)量（somatic mutation），即腫瘤突變負(fù)荷（tumor mutation burden, TMB）。一般以腫瘤非同義突變總數(shù)量或每1Mb（1兆堿基）的突變數(shù)量來表示，10/1Mb的突變相當(dāng)于腫瘤基因組編碼區(qū)含有150個非同義突變[4]。然而，其中只有10%的非同義突變可以產(chǎn)生與MHC高親和力結(jié)合的突變肽段[3]。而能夠與MHC高親和力結(jié)合的肽段又只有1%能夠被腫瘤患者體內(nèi)的T細(xì)胞識別[5]。也就是說150個非同義突變，最終可能也只產(chǎn)生1-2個新抗原。
雖然，從突變到產(chǎn)生新抗原，每一步都有很大折損，但理論上TMB越高，最后能夠被T細(xì)胞識別的新抗原產(chǎn)生也越多。基于此，以我們非常熟知的每種腫瘤TMB來分析（圖3）賭注： TMB>10/1Mb的黑色素瘤，經(jīng)常會產(chǎn)生新抗原（frequently），對PD-1/PD-L1抑制劑敏感，這是黑色素瘤對PD-1/PD-L1抑制劑效果更好的原因之一；很大一部分腫瘤TMB> 1/1Mb，< 10/Mb，能夠產(chǎn)生新抗原（regularly），對PD-1/PD-L1抑制劑可能敏感，有些需要聯(lián)合治療來增加新抗原的產(chǎn)生。例如在臨床上，不經(jīng)過篩選，確實也看到了NSCLC一部分患者對PD-1/PD-L1抑制劑有效；而腫瘤TMB<1/Mb，幾乎不太可能產(chǎn)生新抗原（occasionally），對PD-1/PD-L1抑制劑不敏感。研究發(fā)現(xiàn)，TMB越高，確實腫瘤部位免疫殺傷活性越大（圖4）[6]。臨床研究的數(shù)據(jù)也表明多個瘤種PD-1/PD-L1抑制劑治療ORR確實與TMB成正相關(guān)（圖5）[2]。
圖3. 腫瘤TMB及產(chǎn)生新抗原的可能性
圖4. 腫瘤TMB與免疫殺傷活性的關(guān)系
圖5. 腫瘤TMB與ORR的關(guān)系
2. 突變類型
基于TMB數(shù)量的分析，我們會提高賭注的勝算，但不會完勝，因為像上述的并不是所有的非同義突變都會產(chǎn)生被T細(xì)胞識別的新抗原。某些新抗原具有免疫優(yōu)勢，免疫系統(tǒng)會對這些新抗原“念念不忘”，而忽略掉另外一些新抗原[4]。如果知道某種突變類型與新抗原存在必然關(guān)聯(lián)，那么我們的賭注可能會接近完勝。不幸的是，每個腫瘤突變產(chǎn)生的新抗原幾乎是獨一無二的存在[7]。在~20,000個黑色素瘤中發(fā)現(xiàn)了20種新抗原，但是不同腫瘤個體出現(xiàn)相同新抗原在的概率非常低（圖6）[8]。雖然看到這樣的結(jié)果很沮喪，但我們依然能夠?qū)ふ业揭恍┮?guī)律和提示：
圖6. 相同新抗原出現(xiàn)在不同個體的概率
1）驅(qū)動突變很少產(chǎn)生新抗原
驅(qū)動突變形成新抗原是最理想的狀態(tài)，因為同一個腫瘤內(nèi)幾乎所有腫瘤細(xì)胞都具這種突變，如果產(chǎn)生新抗原，那么針對新抗原的T細(xì)胞能消滅大部分腫瘤細(xì)胞。可惜的是，驅(qū)動突變很少產(chǎn)生新抗原，在~20,000個黑色素瘤中發(fā)現(xiàn)的20種新抗原，只有8%的新抗原來自驅(qū)動突變，而92%的新抗原來自非驅(qū)動突變（passenger mutation）（圖7）[4]。這也是EGFR突變患者PD-1/PD-L1抑制劑療效沒有野生型患者好的原因之一：TMB低，且EGFR突變本身不能產(chǎn)生新抗原。而KRAS突變患者卻中了“彩票”，KRAS G12D突變能夠產(chǎn)生與HLA-C*08:02高親和力結(jié)合的新抗原，而被T細(xì)胞識別（圖8）[9,10]。而且，KRAS G12D突變產(chǎn)生的新抗原也不是獨一無二僅出現(xiàn)在個別突變患者體內(nèi)，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)同1種新抗原會重復(fù)出現(xiàn)在多個突變患者體內(nèi)[7]。KRAS突變對PD-1/PD-L1抑制劑敏感更重要原因可能是能夠產(chǎn)生新抗原，并非單純是TMB高。KRAS突變類型與HLA結(jié)合的親和力，及能不能定性預(yù)測PD-1/PD-L1抑制劑敏感性值得深入研究。
圖7. 驅(qū)動突變和非驅(qū)動突變產(chǎn)生新抗原的比例
圖8. KRAS G12D突變產(chǎn)生新抗原及被T細(xì)胞消滅的過程
2）與原編碼序列差異越明顯的突變越容易產(chǎn)生被T細(xì)胞識別的新抗原
突變與原編碼序列差異越明顯，產(chǎn)生異常蛋白外源性即“非己”特征越明顯，免疫原性越強(qiáng)。腫瘤突變中95%的突變是點突變（substitutions），其余包括插入/刪除突變（insertion/deletion），或移碼突變（frame shift）[3,11]。很明顯，插入/刪除及移碼突變導(dǎo)致氨基酸序列和空間結(jié)構(gòu)改變會比較大，與MHC分子結(jié)合的親和力會更強(qiáng)，被T細(xì)胞識別為新抗原的可能性越大（圖9）[3]。在黑色素瘤的研究發(fā)現(xiàn)，某些對CTLA-4抑制劑持續(xù)應(yīng)答的患者新抗原具有共同保守的4肽序列表位，與病原體序列非常相似，易于被T細(xì)胞識別，這可能是黑色素瘤患者對免疫檢查點抑制敏感的真正原因，而不是單純的TMB高。只是TMB越高，出現(xiàn)4肽序列表位的可能性越高[12]。這個時候我們回過頭來想想，是不是只關(guān)注了各瘤種TMB高低那張圖的上半部分，卻忽略了下半部——各瘤種的突變類型完全不一樣（圖10）。基于突變類型的分析，是不是賭注的勝算會更大？
圖9. 突變類型與免疫原性
圖10. 腫瘤TMB及突變類型特征
雖然有很多未知，但我們對腫瘤突變的“底牌”，從數(shù)量到類型的了解會越來越清晰，我們可以測序知道所有會產(chǎn)生異常蛋白的突變；我們可以演算能與MHC分子高親和力結(jié)合的肽段；我們可以檢測這些肽段被T細(xì)胞識別的可能性；我們可以結(jié)合液體活檢（ctDNA/CTC）動態(tài)監(jiān)測突變的動態(tài)變化，預(yù)測耐藥；甚至最終我們不再祈禱腫瘤患者像中了彩票一樣有免疫原性突變，我們可以通過聯(lián)合治療增加或輸入新抗原。我們越來越接近真相，免疫治療這個賭注的勝算也越來越大。
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