多区域全外显子测序揭示华支睾吸虫相关胆管癌的肿瘤异质性:为精准治疗照亮新方向

【字体: 时间:2025年03月30日 来源:Scientific Reports 3.8

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  为探究华支睾吸虫(OV)相关胆管癌(CCA)的肿瘤异质性,研究人员对 13 名患者的 52 个肿瘤样本和 13 个癌旁组织进行多区域全外显子测序(WES)。结果显示存在显著的肿瘤内异质性(ITH)和患者间异质性,这为 CCA 的个性化治疗提供了理论依据。

  胆管癌(Cholangiocarcinoma,CCA)是一种严重的恶性肿瘤,在全球范围内,其发病率呈上升趋势,已然成为第二大常见肝癌 。在东南亚地区,尤其是泰国东北部,华支睾吸虫(Opisthorchis viverrini,OV)感染与胆管癌的发生紧密相关。然而,由于多数患者确诊时已处于晚期,治疗选择极为有限,预后效果差。同时,肿瘤内异质性(Intratumoral heterogeneity,ITH)使得抗癌治疗效果大打折扣,不同细胞群体在肿瘤发展速度、侵袭能力、药物敏感性和预后等方面存在差异。而且,此前关于慢性寄生虫感染驱动的癌症进化研究较少,对于 OV 相关 CCA 的分子多样性和进化机制了解不足。基于这些问题,孔敬大学的研究人员开展了此项研究,旨在剖析 OV 流行地区手术切除的 CCA 肿瘤的分子多样性,分析其基因组特征和克隆进化,以增进对慢性感染背景下 CCA 进化的认识。
该研究成果发表在《Scientific Reports》上。研究人员主要运用了以下关键技术方法:首先,从 13 名接受根治性切除术的患者肝脏标本中获取新鲜冷冻组织样本(包括肿瘤组织和癌旁组织),并提取 DNA;接着,利用 Agilent SureSelect V6 方法制备文库,在 NovaSeq 6000 平台进行全外显子测序;随后,通过一系列生物信息学分析工具,如 Burrows-Wheeler Aligner(BWA)、Genome Analysis Toolkit(GATK)等对测序数据进行处理和分析,包括变异检测、拷贝数变异(Copy number variation,CNV)分析、突变特征分析、ITH 分析以及克隆进化分析等。

研究结果如下:

  • 患者特征:13 名患者年龄在 53 - 77 岁之间,平均年龄 64 岁,7 男 6 女,大多来自泰国东北部 OV 流行区。多数患者(76.92%)确诊时为 III 期,术后生存期为 54 - 1694 天,中位生存期 755 天。生化标志物如 CA 19 - 9、总胆红素、碱性磷酸酶(ALP)、谷草转氨酶(AST)和谷丙转氨酶(ALT)水平在患者间存在显著差异。
  • 突变景观:对 65 个多区域样本(52 个肿瘤样本和 13 个癌旁样本)进行 WES 分析,平均测序深度 180X。每个患者多个区域平均发现 95 个突变,单核苷酸变异(Single nucleotide variant,SNV)中多数为 C>T 突变,变异分类中错义突变居多。TP53、SMAD4 等基因是最常突变的基因,患者间和同一患者不同区域间存在突变异质性。
  • 突变特征:突变特征分析表明,CCA 中主要的单碱基替换(Single base substitution,SBS)特征为 SBS1、SBS3 和 SBS6,分别与自发脱氨、同源重组 DNA 损伤修复缺陷和 DNA 错配修复机制缺陷相关,不同样本和患者的突变特征比例和组成不同。
  • CNA 异质性和染色体不稳定性:CNAs 的 ITH 程度较低,检测到多个染色体区域的缺失和扩增,涉及肿瘤抑制基因和癌基因。患者间 CNA 谱存在差异,患者 K110 的拷贝数变异程度明显高于其他患者。
  • ITH 分析:不同患者的非同步突变地理分布显示,CCA 患者 ITH 程度存在差异,部分患者普遍存在的突变比例较低,说明仅对原发灶或单个病灶测序不足以全面描述某些患者的 CCA 基因组景观。
  • 分支进化:通过构建基于体细胞单核苷酸变异(SNVs)和 CNA 数据的系统发育树,发现 CCA 存在分支进化。部分患者的树显示早期多区域转移,部分患者则在肿瘤进展后期出现多区域起源。常见驱动突变如 TP53 等常位于树干,而 KRAS 等部分驱动突变位于分支,影响肿瘤分支进化。

研究结论和讨论部分指出,该研究全面揭示了 OV 相关 CCA 肿瘤的遗传多样性和进化动态,发现其高度的 ITH 和患者间变异。与以往研究相比,该研究中 OV 相关 CCA 的突变负担更高,且存在独特的突变模式。突变特征分析进一步明确了相关分子机制,为个性化治疗提供了潜在靶点,如 ERBB2 等。染色体不稳定性在患者 K110 中表现突出,可能影响临床结局,但仍需更多研究证实其在 CCA 中的预后意义。研究还强调了针对树干和分支突变的联合治疗策略的重要性,未来应扩大患者队列,进一步验证相关通路作用,探索靶向树干突变的治疗潜力和联合治疗方案,这对于提高 CCA 患者的预后和治疗效果具有重要意义,尤其在 OV 流行地区,有望为该恶性肿瘤的治疗带来新的突破。
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