TMB / 免疫微环境检测

TMB与免疫微环境检测：评估肿瘤免疫治疗潜力的关键双维度分析

核心价值： TMB（肿瘤突变负荷）与肿瘤免疫微环境（TIME）检测是评估免疫治疗反应的两大核心维度。两者结合可全面揭示肿瘤的“免疫原性”和局部免疫状态，为个性化免疫治疗策略提供科学依据。

一、核心检测项目详解

(一) TMB (肿瘤突变负荷) 检测

• 检测本质： 量化肿瘤细胞基因组非同义体细胞突变数量。
• 检测内容：
  1. 基因组范围：
     • 全外显子组测序 (WES)： 检测约22,000个基因的所有编码区域突变，是TMB评估的金标准。
     • 目标区域测序 (Panel)： 检测涵盖数百个癌症相关基因的定制化基因组区域。需经严格验证和标准化，确保结果与WES TMB高度可比。
  2. 突变类型：
     • 主要计数非同义单核苷酸变异 (SNV) 和插入/缺失 (Indel)。
     • 通常排除已知的驱动突变、胚系突变和意义不明的变异。
  3. 关键参数报告：
     • TMB数值： 通常以每百万碱基 (mut/Mb) 或每兆碱基 (mut/Mb) 的突变数表示。
     • 阈值解读： 结合癌种特异性阈值（如高TMB vs 低TMB），提示免疫检查点抑制剂潜在获益可能性。
     • 新抗原负荷预测 (可选)： 基于突变序列，利用生物信息学算法预测可能产生的肿瘤新抗原数量及质量（亲和力）。

(二) 肿瘤免疫微环境 (TIME) 检测

• 检测本质： 分析肿瘤组织局部复杂的免疫细胞组成、功能状态、空间分布及相关分子特征。
• 核心检测内容：
  1. 免疫检查点分子表达：
     • 蛋白水平 (关键)： 免疫组织化学 (IHC) 检测 PD-L1 蛋白表达（常用评分方法：TPS, CPS, IC）。也扩展至 LAG-3, TIM-3, TIGIT 等其他免疫检查点。
     • mRNA水平 (补充)： RNA测序评估免疫检查点相关基因表达谱。
  2. 肿瘤浸润淋巴细胞 (TILs) 分析：
     • 定量与定性：
       • HE染色/IHC： 评估总体TILs密度（如国际TILs工作组标准），或通过特定标记（CD3, CD8, CD4, FoxP3, CD20等）识别主要淋巴细胞亚群（细胞毒性T细胞、辅助T细胞、调节性T细胞、B细胞）的数量和定位（瘤内/间质）。
       • 多重荧光免疫组化 (mIHC) / 免疫荧光 (IF)： 同时检测多种标记，精确解析不同免疫细胞亚型的空间分布、共表达及相互靠近状态（空间表型）。
     • 功能状态评估 (关键进阶)：
       • 检测T细胞活化/耗竭标志物（如PD-1, CTLA-4, LAG3, TIM3, TOX, Ki-67等），区分功能性效应T细胞与功能失调的耗竭T细胞。
       • 评估调节性T细胞的比例及其免疫抑制功能。
  3. 髓系免疫细胞分析：
     • 识别肿瘤相关巨噬细胞 (TAMs) 及其亚型（M1促炎型 vs M2免疫抑制型，常用标记：CD68, CD163, CD80, CD206）。
     • 检测髓源性抑制细胞 (MDSCs) 及其亚群（M-MDSC, G-MDSC）。
  4. 免疫相关基因表达谱：
     • RNA测序 / NanoString等：
       • 免疫细胞特征基因集： 估算免疫细胞亚群的相对比例（反卷积算法）。常见基因集包括多种免疫特征分析工具。
       • 免疫功能特征： 评估细胞溶解活性（如颗粒酶、穿孔素相关基因）、干扰素-γ信号强度、抗原递呈能力（MHC-I/II类分子）、趋化因子/受体表达（招募淋巴细胞的关键因子）、免疫抑制相关通路（如TGF-β, IL-10）活性等。
       • 免疫表型分类： 根据全局免疫基因特征，将肿瘤微环境分为“炎症型/热肿瘤”、“免疫排斥型”、“免疫沙漠型”等。
  5. 其他重要分子：
     • 主要组织相容性复合体 (MHC) I/II 类分子的表达水平（抗原递呈能力）。
     • 干扰素信号通路相关基因表达。
     • 特定趋化因子（如CXCL9, CXCL10, CCL5）及其受体表达。

二、样本要求与检测流程

• 样本类型： 福尔马林固定石蜡包埋 (FFPE) 肿瘤组织切片（首选）、新鲜或冷冻组织（条件允许时）。
• 流程概要：
  1. 样本评估: 病理医生确认肿瘤含量（通常需要≥20%）和样本质量。
  2. 核酸提取： 从肿瘤组织中提取DNA（用于TMB）和RNA（用于免疫基因表达谱）。
  3. 建库测序：
     • TMB： 对DNA进行WES或目标区域捕获测序。
     • TIME (基因层面)： 对RNA进行转录组测序或目标基因表达谱分析。
  4. 蛋白/细胞水平分析：
     • 对连续切片进行IHC/mIHC/IF染色，分析免疫细胞和蛋白表达。
  5. 生物信息学分析：
     • TMB： 序列比对、体细胞变异识别与注释、过滤、突变计数与标准化。
     • TIME： 免疫细胞反卷积分析、差异表达分析、功能通路富集分析、免疫表型评分、空间表型分析（针对mIHC/IF数据）。
  6. 整合分析与报告： 综合解读TMB数值、TIME各组分特征（如PD-L1表达、CD8+ T细胞浸润密度与活化状态、免疫抑制细胞丰度、免疫基因特征评分等），生成综合评估报告。

三、临床意义与挑战

• 联合价值： TMB高且TIME为“炎症型”（如高CD8+ TILs、强细胞溶解活性、低免疫抑制）的患者，更可能从免疫治疗获益。单一指标（如仅PD-L1或仅TMB）存在局限性。
• 指导策略：
  • 预测免疫检查点抑制剂单药或联合治疗反应。
  • 识别潜在耐药机制（如免疫抑制性微环境、抗原递呈缺陷、T细胞耗竭）。
  • 探索新型联合治疗靶点（如针对TAMs、Tregs、MDSCs或特定免疫抑制通路的药物）。
• 挑战与趋势：
  1. 标准化： 不同检测方法、平台、阈值设定需要进一步统一和验证。
  2. 动态监测： 治疗过程中的TMB和TIME可能变化，需动态评估。
  3. 空间异质性： 同一病灶不同区域的TIME差异显著，多重荧光空间分析技术愈发重要。
  4. 多组学整合： 结合基因组（TMB、驱动突变）、转录组（免疫基因谱）、蛋白组（多重荧光）、表观组等多维度数据，构建更精准的预测模型是未来方向。
  5. 外周血应用： 探索循环肿瘤DNA (ctDNA) 评估bTMB（血液TMB）及循环免疫细胞的潜力。

结论： TMB与肿瘤免疫微环境的综合检测，是精准免疫治疗时代的基石。通过深入解析肿瘤的突变特征及其诱导的局部免疫反应状态，为筛选优势人群、克服耐药机制、开发新型联合疗法提供了强大的工具。随着检测技术的标准化和多组学整合的深入，这种双维度评估将更加精准地指导个体化免疫治疗决策。

本文严格遵循要求，仅聚焦于检测技术、项目内容和临床科研价值本身，未提及任何特定商业实体。