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第 8 章数据分析

肿瘤突变负荷 TMB

肿瘤突变负荷(TMB)看上去只是一个数:每 Mb 有多少个体细胞突变。可分子数的是哪些突变、分母除以多大的区域,各家并不相同。本章把这个比值拆开,再看 10 mut/Mb 这条常被引用的线从哪里来,为什么不能随便套用。

分子与分母

TMB = 计入的体细胞突变数 ÷ 可检出区域的大小(Mb)。

分子:WES 通常数的是非同义突变(SNV 加小 indel)。有的检测把同义突变也算上,有的排除已知驱动突变,口径一变,数字就变。分子还受上游影响:纯度低、深度浅会漏掉突变,FFPE 损伤和污染会添进假突变。

分母:理想情况下是实际可检出的编码区,也就是肿瘤和正常都覆盖足够的那部分。实践中常用捕获区大小近似,它因试剂盒而异,常见约 30–60 Mb。maftools 的 tcgaCompare 默认把 TCGA 的捕获区按 35.8 Mb 计算;tmb() 如果不指定捕获区大小,默认用 50 Mb。

在 LAML 上算 TMB

TMB 计算器真实数据
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组件按 35.8 Mb 计算 193 位患者的 TMB,在对数轴上从低到高排列。中位数约 0.25 mut/Mb,没有一位患者接近 10 mut/Mb。AML 处在各类肿瘤 TMB 范围的最低端,另一端是黑色素瘤、吸烟相关肺癌和错配修复缺陷的肿瘤。

可以试三件事:

  • 把分母从 35.8 Mb 换成 50 Mb:每个值都按 35.8 / 50 缩小,排序不变,但和固定阈值比较的结论会变。
  • 打开“同义突变也计入”:分子变大,所有值都上升。
  • 把分母拖到 1 Mb 附近:数字一下子变大。这只是演示分母的作用。panel 只覆盖约 1 Mb,数到的突变本来就少得多,WES 的突变数除以 1 Mb 并不等于 panel 的 TMB。

组件默认只显示 193 位有 MAF 记录的患者,这也是多数工具的做法。临床表里另有 7 位已测序但没有突变记录的患者,他们的 TMB 应为 0,也应该进入分布。打开最后一个开关可以把他们加回来。在这个数据里中位数几乎不变,因为很多患者的突变数相同;但如果队列里有很多突变很少的肿瘤,丢掉这些 0 会让中位数以及基于它的所有阈值发生偏移。

10 mut/Mb 这条线从哪里来

2020 年,FDA 依据 KEYNOTE-158 研究,批准帕博利珠单抗用于 TMB ≥ 10 mut/Mb、既往治疗后进展的不可切除或转移性实体瘤,同时批准 FoundationOne CDx(F1CDx)作为伴随诊断。所以这条线是在 F1CDx 上定义的:

  • F1CDx 是 324 个基因的 panel,编码区约 0.8 Mb;
  • 它的分子包含同义突变,排除已知驱动突变,并去除胚系变异;
  • WES 的非同义 TMB 分子口径不同,分母大得多,覆盖的基因也不同。

因此 WES 的 TMB 不能直接拿 10 mut/Mb 划线。要比较,需要在同一批样本上同时做两种检测并互相校准。即使在 panel 上,这个阈值对不同肿瘤类型的预测价值也不一样。

常见误区

  • 不填捕获区大小,用了软件默认值。 maftools 的 tmb() 默认 50 Mb,可能和你的试剂盒差得很远。
  • 把 WES 的 TMB 直接和 10 mut/Mb 比较。 这条线是 panel 口径,WES 需要另行校准。
  • 漏掉没有突变的样本。 已测序但 MAF 中没有记录的样本,TMB 是 0;漏掉它们会抬高中位数。
  • 把超突变样本当作假阳性删掉。 先看突变谱:POLE 突变或错配修复缺陷的肿瘤本来就 TMB 很高。