世和学术 | 微乳头状肺腺癌的基因组学和免疫学特征探索
导读
大多数肺腺癌（LADC）在组织学上具有异质性，并且有混合生长模式。微乳头状腺癌是肺腺癌中最具侵袭性的组织学亚型之一，甚至含有少量微乳头成分（MPC）的肺腺癌都可能导致预后较差。对不同 MPC占比肺腺癌的遗传和免疫学特征进行综合分析，有助于更好地了解该肺腺癌亚型的肿瘤生物学特征以及指导治疗方案的选择。
浙江大学医学院附属杭州市肿瘤医院马胜林教授、浙江大学医学院附属杭州市第一人民医院张仕蓉教授、上海市胸科医院陆舜教授与世和基因合作，采用世和一号®大Panel检测分析了156例未经治疗的肺腺癌患者的基因突变图谱，并对其中43例肿瘤组织样本接受显微切割的患者进行了免疫染色，揭示了不同MPC占比肺腺癌的基因组与免疫学特征，相关研究成果发表于Frontiers in Oncology (IF=6.244)。
正文
人群特征
研究共纳入156例接受手术切除的肺腺癌患者，术前未进行过新辅助治疗，其中43例患者经病理确认含有MPC成分，作为“发现队列”；剩余113例未经病理明确各类成分组成情况的肺腺癌患者作为“参考队列”。另外由183例来自既往已发表数据集的患者组成 “验证队列”，主要为欧洲人群，包括17例微乳头状为主（MPP）和166例非微乳头状为主（Non-MPP）的肺腺癌患者（表1）。
表1 该研究中3个患者队列的临床特征
MPC肺腺癌的基因组特征
对发现队列的43例患者肿瘤组织进行显微切割，分离MPC和非MPC成分，分别进行Panel测序。43例患者中1例患者具有5个肺部原发病灶，另1例患者具有2个肺部原发病灶和1个脑转移灶，其余患者均只有1个肺部原发病灶。结果显示，MPC与非MPC的突变图谱较为接近，两组间无显著差异富集的基因变异（图1A）。这意味着MPC和配对的非MPC可能来源于相同的肿瘤起始细胞，有多种共同的分子遗传学改变，而MPC肿瘤具有一些特殊的分子变异促使MPC模式形成。
对比参考队列的Panel测序结果显示，肿瘤突变负荷（TMB）和染色体不稳定评分（CIS）在高占比MPC（30-100%）、低占比MPC（0-20%）、非MPC，参考队列出现显著降低趋势（图1B、1C）。
图1 43例发现队列MPC与非MPC成分突变图谱（A）；发现队列的高MPC、低MPC、非MPC与参考队列的TMB、CIS趋势（B、C）
进一步地，研究对发现队列中每个患者的分子特征分别进行分析，分子进化树展示了MPC特异性遗传变化（图2），主干和分支的长度基于基因突变、基因水平 CNV 和arm水平 CNV 的数量。
基于MPC和非MPC模式的分支长度，把患者分成3组：
1）MPC分支优势组，在MPC切割样本中有更多遗传改变
2）非MPC分支优势组，在非MPC切割样本中有更多遗传改变
3）平衡分支组，具有相似分支长度
总体而言，MPC分支优势组的患者比非MPC分支优势组的患者多，表明MPC模式可能倾向于积累更多的基因改变；此外，单个原始肿瘤组的躯干长度明显长于多个原始肿瘤组；而对于有多个原发肿瘤的患者，通过显微切割分离的亚型倾向于聚集在一起。与这一观察结果一致，研究发现从同一肿瘤显微切割来源的不同病理类型几乎总是具有相同的驱动突变，这意味着赋予病理亚型差异的突变发生在驱动突变之后。相比之下，每位患者仅发现少数MPC特异性基因改变，如STAG2突变、MET扩增和CDKN2A缺失；然而，它们都没有在MPC成分中显著富集。因此，从基因变异上区分同一肿瘤的不同腺癌病理亚型相对困难，因为它们往往共享多个遗传事件，尤其是驱动突变。
图2 发现队列中每个患者的分子进化分析
研究还使用183例欧洲肺腺癌患者的验证队列来确认发现队列中观察到的富含MPC成分的遗传改变。验证队列使用全外显子组测序或全基因组测序，因此仅分析了与Panel检测重叠的基因以保持一致性。通过与验证队列比较，确认了发现队列中MPC富集的遗传学改变（图3）。比对两个队列可以交叉验证几个MPC显著富集的遗传改变，包括TTF1, MTOR, BAI3突变和CDKN2A缺失。
图3 由验证队列确认的MPC相关基因改变
MPC的免疫学特征
研究对发现队列的每个肿瘤样本及癌旁组织进行CD4和CD8免疫染色以及PD-L1表达分析。结果显示，肿瘤周围区域和整个肿瘤的CD4+和CD8+T细胞百分比高于MPC区域；与低占比MPC肿瘤相比，具有较高占比MPC的肿瘤倾向于具有更多的CD4+和CD8+T细胞浸润，尤其是在肿瘤周围区域（图4A-B）。
MPC区域的PD-L1+细胞百分比与原发肿瘤的MPC百分比呈正相关关系（图 4C）。此外，MPC中富含的一些遗传改变，包括MET扩增和MTOR突变，与PD-L1表达水平相关（图 4D），表明这些致癌基因可能有助于MPC 中的PD-L1表达和免疫抑制。总体而言，研究结果表明，具有较高占比MPC 的肿瘤往往具有更多的T细胞浸润和免疫抑制。
图4 MPC占比较高的肺腺癌具有更高的T细胞浸润和免疫抑制
结语
该研究确定了几种与微乳头状腺癌相关的遗传改变，这有助于了解这种侵袭性癌症亚型的特性，具有微乳头成分的肺腺癌具有非常高的驱动基因变异的频率。与此同时，与低占比MPC肿瘤相比，高占比MPC肿瘤具有更高水平的TMB、T细胞浸润和免疫抑制，这意味着MPC含量与免疫治疗敏感性之间存在着潜在联系。这些结果表明MPC肺腺癌细胞可能通过形成免疫抑制微环境来促进先天免疫逃逸，因此联合抗PD-1/PD-L1 与抗 CTLA-4 药物可能有利于这一类患者的免疫治疗获益。
参考文献
作者：依然 审核：观音头 美编：馨馨子