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在全球范围内，每年大约有31万的妇女确诊卵巢癌[1]。由于缺乏有效的筛查手段， 在全球范围内，每年大约有31万的妇女确诊卵巢癌[1]。由于缺乏有效的筛查手段，超过70%的卵巢癌患者诊断时已是晚期，导致卵巢癌成为最致命的妇科癌症[2]。 高级别浆性卵巢癌（HGSC）是最常见的类型，晚期HGSC患者术后的5年生存率大约为41%，仅有约15%的患者有超过10年的生存期[3]。那么，是什么因素决定哪些患者能成为长期幸存者呢？ 近日，墨尔本大学彼得麦卡勒姆癌症中心的David D.L. Bowtell带领的研究团队，通过对126名具有不同生存期的晚期HGSC患者（特别是60名确诊后生存超过10年的患者）的原发肿瘤进行多组学分析，对上述问题给出了他们的看法，相关结果发表在《自然·遗传学》杂志上。 Bowtell团队发现，DNA修复相关基因突变的数量和类型、CD4记忆T细胞等免疫细胞的丰度、特定基因的表达或扩增水平、肿瘤新抗原的数量等7个指标，与晚期HGSC的预后相关[4]。 论文首页截图 该研究共纳入126名晚期HGSC患者，其中包括60名确诊后总生存期超过10年的长期幸存者、34名总生存期小于2年的短期幸存者，以及32名总生存期介于2年和10年之间的中期幸存者。 Bowtell团队首先利用全基因组测序，对这些样本中的基因突变情况进行了分析。结果显示，长期和中期幸存者的同源重组修复相关基因（BRCA1，BRCA2，RAD51C，ATM，PTEN，CDK12）的整体突变率相似，均为77%左右，并显著高于短期幸存者（38.2%，13/34，P=0.0012）。 DNA修复相关基因突变的数量在不同生存期患者中也有显著区别。从患者所属组别来看，28.3%的长期幸存者（17/60）有3个及以上突变，而这一比例在中期幸存者只有15.6%（5/32），在短期幸存者中只有5.9%（2/34）。从患者生存期数据来看，没有相关突变的患者总体生存期中位数仅为2.2年，拥有一个到两个突变的患者为5.8-8.6年，而有三个及以上突变的患者为11.2年。 除了上述DNA修复相关基因突变，研究人员对HGSC中一些常见的基因突变也进行了分析。相较于中长期幸存者，CCNE1的扩增在短期幸存者中更为普遍（32.4% vs. ~9%），ARID1A和ARID1B（30% vs. ~16%）也有类似的现象。 值得注意的是，CCNE1的扩增并不意味着患者一定会有较差的预后，长期幸存者中有6名患者也存在CCNE1扩增。因为肿瘤的突变表型、免疫表型等，也会对预后产生影响。 DNA修复相关基因的突变水平与晚期HGSC患者的生存期呈正相关 为了了解特定的基因组突变特征是否对患者生存期有影响，Bowtell团队评估了这126个样本中27个基因组突变特征的水平，并进行了无监督聚类分析。结果显示，这些样本可以分成7个分子表型组，长期幸存者主要集中在SIG.1、SIG.4、 SIG.6和SIG.7组中。 SIG.1、SIG.2以及SIG.3组存在CCNE1扩增和CDK12突变，同时属于同源重组正常型。不同于SIG.2、SIG.3组的是，SIG.1组中基因突变和结构变异的水平、新抗原预测值较高，且具有DNA修复相关基因的突变。这可能解释了为什么SIG.1组的大多数患者属于长期幸存者（64%，9/14）。 SIG.5、SIG.6和SIG.7组均为BRCA1突变表型，但是这三个组对应的患者却有着截然不同的生存结果。其中，SIG.7组中长期幸存者比例最高（75%，12/16），其次是SIG.6（56%，5/9）和SIG.5（27%，6/22）。进一步分析发现，SIG.5组中与吸烟和乙醛暴露相关的突变特征明显富集。这一结果印证了吸烟和卵巢癌预后的负相关性。另外，SIG.5组对应的患者具有最小的诊断年龄，说明吸烟还可能会增加患卵巢癌风险。 晚期HGSC长期幸存者原发肿瘤的突变分子型主要是SIG.1/4/6/7型 SIG.4组具有最高的突变负荷（TMB）、新抗原预测值和较高的BRCA2突变水平，且与同源重组缺陷相关的插入缺失突变特征明显富集。该组对应的患者具有最高的生存率（78%，21/27），总体生存期中位数为11.9年。这说明较高的肿瘤突变负荷和新抗原预测值，可能预示着更长的总体生存期。这一相关性在对全部126个样本的分析中也得到了验证，相较于短期幸存者，中长期幸存者具有更高的肿瘤突变负荷和新抗原预测值。 Bowtell团队还采集分析了这126个样本的转录组数据。结果显示，长期幸存者中细胞周期基因集（E2F靶点、G2M检查点）明显富集，上皮间质转化通路下调，γ-干扰素反应上调，细胞胞增殖相关基因PCNA和MKI67的表达水平增加。PCNA和MKI67的增加一般意味着肿瘤可能会发展比较快，但是另一方面，这类肿瘤可能对化疗更敏感，治疗后伴随着更好的预后。 更高的肿瘤突变负荷、新抗原预测值、PCNA和MKI67的表达水平可能预示着更长总体生存期 基于转录组数据，Bowtell团队对这些样本中各类免疫细胞的丰度进行了估计。结果显示，更高的活化CD4记忆T细胞和浆细胞的丰度，与更长的生存期相关，而更高的M2型巨噬细胞丰度则与更高死亡率相关。 基于免疫细胞丰度的无监督聚类显示，这些样本可以分为5个免疫表型组。IMM.3组的患者具有最高的活化CD4记忆T细胞、浆细胞、M1巨噬细胞、静息自然杀伤细胞（NK）丰度，以及具有最长的无进展生存期和总体生存期。IMM.1组患者具有最高的CD8+T细胞、活化NK细胞、滤泡辅助性T细胞丰度，以及第二长的总体生存期。与这些细胞丰度数据相吻合的是，IMM.1和IMM.3组肿瘤主要是预后较好的免疫活化型 [5]。 晚期HGSC长期幸存者原发肿瘤的免疫型主要是IMM.1/3型 综合分子表型和免疫表型结果来看，SIG.1/4/7分子型和IMM.1/3免疫型可能共同决定了HGSC患者的预后。 除了原发肿瘤样本，Bowtell团队也收集并分析了多名晚期HGSC长期幸存者的复发肿瘤样本。 MWMH00552号病人在经历了13.5年的无病缓解期后，病情迅速恶化，并在18个月后死于疾病进展。通过分析这名患者的原发和复发肿瘤的突变数据，他们发现，原发肿瘤中的RB1缺失突变，在复发肿瘤中不复存在。这说明，RB1可能在决定HGSC治疗效果和患者生存期中扮演重要角色。这一发现在MAOC00944号病人中也得到了验证，其原发和复发肿瘤中RB1缺失突变一直存在，而截止至最近一次随访，病人一直存活。 MWMH00758号病人在经历了6年多的无病缓解期后，经历了多轮复发和缓解。数据分析显示，其一、二轮复发肿瘤样本有趋化因子（CXCL9、CXCL10 和CXCL11）扩增，属于免疫活化型。这一结果进一步证明了活化的免疫微环境有益于肿瘤控制的观点。 可能决定晚期HGSC预后的关键指标 总的来说，Bowtell团队利用多组学手段揭示了晚期高级别浆性卵巢癌（特别是来源于生存时间超过10年的患者样本）的基因组和免疫景观特征，发现了7个与预后相关的关键指标，同时也为开发更有效的治疗策略奠定了基础。 参考文献： [1] Sung, Hyuna, et al. "Global cancer statistics 2020: GLOBOCAN estimates of incidence and mortality worldwide for 36 cancers in 185 countries." CA: a cancer journal for clinicians 71.3 (2021): 209-249. [2] Lheureux, Stephanie, et al. "Epithelial ovarian cancer." The Lancet 393.10177 (2019): 1240-1253. [3] Lisio, Michael-Antony, et al. "High-grade serous ovarian cancer: basic sciences, clinical and therapeutic standpoints." International journal of molecular sciences 20.4 (2019): 952. [4] Garsed, Dale W., et al. "The genomic and immune landscape of long-term survivors of high-grade serous ovarian cancer." Nature Genetics (2022): 1-12. [5] Tothill, Richard W., et al. "Novel molecular subtypes of serous and endometrioid ovarian cancer linked to clinical outcome." Clinical cancer research 14.16 (2008): 5198-5208.