《Phenomics》:Stratification by Mutational Landscape Reveals Differential Immune Infiltration and Predicts the Recurrence and Clinical Outcome of Cervical Cancer
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为解决宫颈癌(CC)预后预测模型不完善的问题,研究人员开展了基于突变景观构建预测模型的研究。他们筛选出核心突变基因构建 RRS 模型,结合 TMB 构建 RRS/TMB 模型。结果显示模型能有效预测预后,该研究为 CC 治疗策略提供了新方向。
宫颈癌(Cervical Cancer,CC)作为女性生殖系统中较为常见的恶性肿瘤,严重威胁着女性的健康。尽管当前针对宫颈癌的治疗手段不断改进,但仍有不少患者面临着癌症复发的困扰,且复发后的治疗选择有限,预后较差。与此同时,现有的用于预测宫颈癌复发和预后的标志物,无论是临床病理参数、影像学特征还是转录特征,在准确性方面都不尽如人意。在这样的背景下,探寻更为精准有效的预测指标和模型成为了医学领域亟待解决的重要问题。
为了攻克这一难题,华中科技大学同济医学院附属同济医院等机构的研究人员展开了深入研究。他们的研究成果发表在《Phenomics》杂志上,为宫颈癌的诊疗带来了新的曙光。
研究人员在本次研究中运用了多种关键技术方法。首先是全外显子测序(Whole Exome Sequencing,WES)技术,对 108 例宫颈癌患者(其中 67 例复发患者和 28 例未复发患者样本用于 WES 分析)的福尔马林固定石蜡包埋(Formalin-Fixed Paraffin-Embedded,FFPE)肿瘤标本进行检测,获取基因的突变信息。其次,利用生物信息学分析方法,筛选与临床结局相关的突变基因,构建无复发生存相关评分(Recurrence-Free Related Score,RRS)模型,并结合肿瘤突变负荷(Tumor Mutational Burden,TMB)构建 RRS/TMB 模型。此外,通过免疫组化(Immunohistochemistry,IHC)和多重免疫组化(Multiplex Immunohistochemistry,mIHC)技术,检测肿瘤组织中免疫细胞的浸润情况,从多维度深入探究宫颈癌的发病机制和预后相关因素。
下面来详细看看研究的主要结果:
差异突变景观 :研究人员对复发和未复发的宫颈癌患者进行 WES 分析后发现,两组患者在多个突变基因的频率上存在显著差异。不仅一些已知的驱动基因突变频率不同,如复发组中 EP300 突变频率显著高于未复发组,而 LRP1B 和 FAT1 突变频率则显著低于未复发组;还发现了其他一些差异表达的突变基因,这为后续寻找与预后相关的关键基因奠定了基础。
核心突变基因的确定 :从众多突变基因中,研究人员通过一系列筛选和分析,确定了 DCHS2、DNAH10、RYR1 和 WDFY4 这四个此前未被认定为驱动基因的核心突变基因。单基因分析显示,携带这些突变基因的患者无进展生存期(Disease-Free Survival,DFS)明显更好,部分基因如 DCHS2 和 RYR1 突变还与总生存期(Overall Survival,OS)改善相关。
RRS 模型的建立与评估 :基于这四个核心突变基因,研究人员构建了 RRS 模型。该模型能够将患者分为高 RRS 亚型(RR S hi g h )和低 RRS 亚型(RR S l o w ),且RR S hi g h 患者的 DFS 和 OS 均显著优于RR S l o w 患者,表明 RRS 模型在预测宫颈癌患者临床结局方面具有重要价值。在 TCGA CESC 队列中进一步验证,同样证实了高 RRS 患者的 OS 更好,说明该模型具有一定的普适性。
RRS 与 TMB 联合分析 :由于RR S hi g h 患者往往具有高 TMB 的特征,研究人员将 RRS 与 TMB 结合进行分析。结果发现,联合模型(RRS/TMB)能够将患者分为 BH(RR S hi g h TM B hi g h )、SH(RR S hi g h TM B l o w 或RR S l o w TM B hi g h )和 BL(RR S l o w TM B l o w )三组,这三组患者的复发率、DFS 和 OS 均存在显著差异,表明联合模型在预测患者预后方面比单一指标更具优势。
免疫浸润差异 :通过 mIHC 和转录组数据分析,研究人员发现 RRS 和 RRS/TMB 分层的患者组之间,肿瘤浸润免疫细胞的水平存在明显差异。例如,RR S l o w 组肿瘤中心和间质中C D 8 + P D ? 1 + T 细胞浸润显著高于RR S hi g h 组;RRS/TMB 分层中,BL 组肿瘤中心C D 6 8 + 巨噬细胞浸润最高,而 BH 组间质中C D 2 0 + B 细胞和C D 5 6 + NK 细胞浸润最高。同时,高 RRS 和 / 或高 TMB 患者的肿瘤微环境中,具有更高的细胞毒性活性(Cytolytic Activity,CYT)评分,干扰素信号通路也被显著激活,这些都与更好的预后相关。
在研究结论和讨论部分,本次研究意义重大。一方面,研究首次强调了非驱动基因突变在预测宫颈癌预后方面的价值,为宫颈癌的预后评估提供了新的视角和生物标志物。另一方面,RRS 和 TMB 联合模型能够更精准地对患者进行分层,识别出具有不同预后的患者群体,为制定个性化的治疗方案提供了重要依据。此外,研究还揭示了肿瘤微环境中免疫细胞浸润和免疫功能状态与预后的关系,进一步加深了对宫颈癌发病机制的理解,为免疫治疗等新兴治疗策略的开发提供了理论基础。
然而,研究也存在一定的局限性。例如,TCGA 队列中缺乏蛋白质表达数据,研究队列中 RNA 因样本老化而降解导致缺乏 RNA 测序数据,使得两个队列无法在同一水平上进行直接比较;研究为回顾性研究,样本量较小且仅在单一中心进行,可能影响模型的可靠性;FFPE 样本的测序深度可能受限。未来需要开展前瞻性研究,纳入更多患者并使用新鲜冷冻肿瘤样本,以进一步验证和完善该模型。但总体而言,这项研究为宫颈癌的精准诊疗提供了重要的理论和实践依据,有望推动宫颈癌治疗领域的进一步发展。
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