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乐土助力临床参数与肿瘤突变负荷TMB相关性研究

近日,乐土医学检验与江西省肿瘤医院专家合作发表论文“Clinical and molecular impacts of tumor mutational burden in histological and cytological specimens from cancer patients”于Annals of Translational Medicine期刊上,乐土作为并列通讯和并列第一作者深度参与该项研究。

文章导读

肿瘤突变负荷(TMB)是评估免疫检查点抑制剂(ICI)疗效的有效生物标志物之一,然而,它与临床参数间的关系尚未被充分探讨。乐土医学检验与江西省肿瘤医院合作,通过测序分析1504例肿瘤组织样本和496例血液样本来探讨TMB与年龄、肿瘤类型和基因突变之间的关系。

研究发现

1)对于血液样本,与年龄≤56岁或年龄在56岁~68岁的患者相比,年龄≥68岁的患者TMB明显升高。携带KRAS p.G12突变与KRAS其他变异患者的TMB具有显著差异。

2)对于组织样本,TMB在年龄53岁~65岁之间表达较高,在年龄≥65岁人群中较低。TMB在肺腺鳞癌(ASC)、肺腺癌(LUAD)、肺鳞状细胞癌(LUSC)、非小细胞肺癌(NSCLC)和小细胞肺癌(SCLC)等不同的肿瘤组织类型间存在显著差异。TMB高低与KRAS p.G12A、p.G12C、p.G12D、p.G12R、p.G12S、p.G12V等KRAS突变相关。

3)无论在组织样本还是血液样本中,TMB和MSI值无线性相关。

总结

TMB可能与年龄、肿瘤类型以及KRAS突变相关。作为免疫检查点抑制剂的一个潜在生物标志物,分析年龄、肿瘤类型和KRAS突变可能为TMB的评估提供更有益的帮助。

文章具体解读

方法

本研究共纳入了2019到2021年间乐土与江西省肿瘤医院合作检测的496例血液和1504例肿瘤组织样本,通过基因检测及统计学分析探讨TMB与临床样本年龄、肿瘤类型和基因突变(KRAS和EGFR)之间的关系。

文章所有研究均符合赫尔辛基宣言(2013年修订),并通过了江西省肿瘤医院伦理委员会批准(编号:2021ky229),所有患者均签署了知情同意书。

分析结果/样本特征

研究共纳入496例血液样本和1504例组织样本,血液样本的年龄范围为(61.58 ±12.48)岁,男:女=314:182;组织样本的年龄范围为(57.42±14.67)岁,男:女=866:638。样本的具体信息见表1。

Table 1 Characteristics of blood samples and tissue samples

 

TMB与年龄、肿瘤类型及基因突变的关系

在496例血液样本中,TMB值在年龄≤56岁和年龄在56岁到68岁之间的人群中没有显著差异,而在年龄≥68岁的人群中显著升高(图1A,P<0.05,Kruskal-Wallis)。其中12例为MSI-H,484例为MSS/MSI-L(图1B)。如图1C所示,分析结果表明MSI的比值(%)与TMB没有线性相关性(R=−0.093, P=0.038)。

通过评估肿瘤类型和TMB的关系发现,TMB和肿瘤类型无关,在肺腺鳞癌、肺腺癌、肺鳞癌、非小细胞肺癌和小细胞肺癌中TMB无差异(图1D,P=0.33, Kruskal-Wallis)。

图1-血液样本中TMB与年龄、MSI或肿瘤类型之间的关系

A. TMB在年龄≤56岁(n=157),年龄56-68岁(n=177)和年龄≥68岁(n=161)之间的表达差异。

B&C. MSI-H(n=12)和MSS/MSI-L(n=484)的情况及血液样本中MSI比值与TMB的关系。

D. 肺腺鳞癌(n=0)、肺腺癌(n=131)、肺鳞癌(n=7)、非小细胞肺癌(n=3)和小细胞肺癌(n=3)样本中的TMB情况。

在1390例组织样本中,如图2所示,与年龄≤53岁人群相比,TMB值在年龄≥65岁和年龄在53岁到65岁之间的人群中没有显著差异,在53岁到65岁人群中TMB显著升高,在≥65岁人群中TMB显著降低(图2A,P<0.05, Kruskal-Wallis)。其中33例为MSI-H,1357例为MSS/MSI-L(图2B)。如图2C所示,这些结果表明MSI的比值(%)与TMB没有线性相关性(R=0.29, P<2.2e-16)。

通过评估肿瘤类型和TMB的关系发现,TMB与肿瘤类型相关(图2D, P=0.037, Kruskal-Wallis),在肺腺鳞癌、肺腺癌、肺鳞癌、非小细胞肺癌和小细胞肺癌间存在差异。而且TMB在结直肠癌的血液样本和组织样本中均存在差异(图2E,P=0.036, Wilcoxon)。

图2-组织样本中TMB与年龄、MSI或肿瘤类型之间的关系

A. TMB在年龄≤53岁(n=489),年龄53-65岁(n=497)和年龄≥65岁(n=512)之间的表达差异。

B&C. MSI-H(n=33)和MSS/MSI-L(n=1357)的情况及组织样本中MSI比值与TMB的关系。

D. 肺腺鳞癌(n=1)、肺腺癌(n=222)、肺鳞癌(n=26)、非小细胞肺癌(n=3)和小细胞肺癌(n=8)样本中TMB表达情况。

E. TMB在结直肠癌血液样本(n=4)和组织样本(n=20)中的表达情况。

基因突变状态与TMB相关。既往部分研究表明,携带EGFR基因突变的NSCLC患者往往具有较低的TMB,而KRAS与较高的TMB相关。

在我们的研究中,血液样本中的Kruskal-Wallis分析结果表明,KRAS p.G12A、p.G12C、p.G12D、p.G12R、p.G12V和KRAS其他突变之间的TMB没有显著差异(P=0.17)(图3A,P=0.17, Kruskal-Wallis),但根据Wilcoxon 检验,KRAS其他突变和KRAS p.G12突变之间的TMB表达存在显著差异(P=0.013,图3B)。

通过评估EGFR突变与TMB的关系,发现EGFR突变阴性患者(n=484)与EGFR突变阳性患者(n=12)的TMB无显著性差异(图3C,P=0.11,Wilcoxon),EGFR T790M突变阴性和阳性患者之间的TMB也不存在统计学差异(图 3D)。

图3-血液样本中TMB和癌症相关基因突变的关系

A. TMB在KRAS p.G12A (n=1), p.G12C (n=3), p.G12D (n=9), p.G12R (n=5), p.G12V (n=11),和KRAS其他突变 (n=467)中的表达情况。
B. TMB在KRAS其他突变(n=467)和KRAS p.G12(n=29)中的表达情况。
C. TMB在EGFR突变阴性患者 (n=484)和突变阳性患者 (n=12)中的表达情况。
D. TMB在EGFR T790M突变阴性和突变阳性患者之间的表达情况。
在组织样本中,KRAS p.G12A、p.G12C、p.G12D、p.G12R、p.G12S、p.G12V和 KRAS其他突变的TMB存在显著性差异(图4A,P=0.033,Kruskal-Wallis),KRAS其他突变和KRAS p.G12突变之间的TMB也存在显著性差异(图4C,P=0.0051,Wilcoxon)。但EGFR突变阴性患者和EGFR突变阳性患者与TMB未发现相关性(图4D,P=0.59,Wilcoxon)。

 

图4-组织样本中TMB和癌症相关基因突变的关系
A&B. TMB在KRAS p.G12A (n=7), p.G12C (n=13), p.G12D (n=81), p.G12R(n=6), p.G12S(n=8), p.G12V(n=56), 和KRAS其他突变(n=1333)中的表达情况。

C. TMB在KRAS其他突变(n=1333)和KRAS p.G12(n=171)中的表达情况。

D. TMB在EGFR突变阴性患者 (n=1497) 和 EGFR突变阳性患者 (n=7)中的表达情况。