近日，中山大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院周寧寧教授聯(lián)合吉因加基因研究院，利用多區(qū)域全外顯子測(cè)序技術(shù)全面揭示了小細(xì)胞肺癌（SCLC）的腫瘤突變負(fù)荷、瘤內(nèi)異質(zhì)性、進(jìn)化和潛在生物標(biāo)志物，旨在提供手術(shù)切除SCLC的腫瘤內(nèi)異質(zhì)性圖譜。全文《Multi-region exome sequencing reveals the intratumoral heterogeneity of surgically resected small cell lung cancer》刊發(fā)于Nature Communications雜志（IF = 14.919，中科院1區(qū)Top期刊）。

該研究團(tuán)隊(duì)對(duì)來(lái)自于40例手術(shù)切除SCLC患者的120份腫瘤樣本進(jìn)行了多區(qū)域全外顯子測(cè)序研究，綜合分析其體細(xì)胞突變、拷貝數(shù)變異、腫瘤純度、新生抗原和腫瘤內(nèi)異質(zhì)性（ITH）等內(nèi)容。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，最常見(jiàn)的突變基因是TP53和RB1，基于體細(xì)胞突變和拷貝數(shù)變異數(shù)據(jù)，均可觀察到中等程度的瘤內(nèi)異質(zhì)性。就突變分布、ITH、腫瘤突變負(fù)荷（TMB）、克隆進(jìn)化和基因特征而言，復(fù)合型小細(xì)胞肺癌（C-SCLC）患者的表現(xiàn)與單純型小細(xì)胞肺癌（P-SCLC）患者大致相同，類似的情況也出現(xiàn)在吸煙與未吸煙組；EGFR突變與野生型組。每個(gè)克隆中的TMB（TMB/Clone）越高，無(wú)疾病生存率越高，而體細(xì)胞突變ITH（SNV ITH）與總生存率負(fù)相關(guān)，上述指標(biāo)有望作為SCLC的預(yù)后生物標(biāo)志物。

研究隊(duì)列包括40例手術(shù)切除SCLC患者，其中包含6例為復(fù)合型小細(xì)胞肺癌。表1顯示了患者的臨床特征?；颊吣挲g中位數(shù)為62歲。大多數(shù)患者為男性（35，87.5%），有吸煙史（31，77.5%）。所有患者均接受了手術(shù)治療，腫瘤大小平均為22.5mm。約65%的患者在術(shù)后接受進(jìn)一步治療。中位隨訪時(shí)間中位數(shù)為22.82個(gè)月。

表格1.小細(xì)胞肺癌隊(duì)列臨床信息

研究團(tuán)隊(duì)對(duì)120份SCLC FFPE樣本（每位患者3個(gè)區(qū)域）進(jìn)行多區(qū)域外顯子組測(cè)序（MRS）。結(jié)果顯示，共檢測(cè)到33,153個(gè)非沉默體細(xì)胞突變；最常見(jiàn)的突變基因是TP53（88%）和RB1（72%），均為主克隆突變；LRP1B（22%）、PCLO（15%）和KMT2D（15%）為亞克隆突變；年齡、BRCA1/2、煙草和黃曲霉毒素相關(guān)突變特征是主要突變的特征（圖1a）。基于基因突變分布數(shù)據(jù)可觀察到SCLC患者SNV存在顯著差異（圖1b），亞克隆突變占比范圍在17%-100%之間（圖1c），SNV ITH水平處于中等水平，與TRACERx研究中涉及的NSCLC數(shù)據(jù)無(wú)顯著差異。

SCLC體細(xì)胞拷貝數(shù)變異（CNV）主要包括1號(hào)、12號(hào)、18號(hào)、19號(hào)、20號(hào)、3p、5p、6p和8q染色體的擴(kuò)增及4號(hào)、10號(hào)、3p、5q、13q、15q、16q、17q、21p和11q染色體的缺失（圖2a）。顯著擴(kuò)增的區(qū)域包括1p34.2 (HEYL), 1q21.3 (APH1A), 2p24.3 (MYCN), 3q29 (PIK3CA), 5p13.2 (IL7R), 6p22.3 (E2F3), 8q24.21 (MYC) and 9p24.1 (CD274, PDCD1LG2)；顯著缺失的區(qū)域包括3p12.1,4q13.2, 5q35.3, 9q21.11(CBWD3), 10q23.31 (PTEN), 13q14.2 (RB1), 14q11.2, 15q25.3 (NTRK3), 19p12 (ZNF429), and 22q11.1 (圖2b-c)?；贑NV數(shù)據(jù)評(píng)估的瘤內(nèi)異質(zhì)性水平（CNV ITH）的中位數(shù)為0.485（圖2d）。

研究團(tuán)隊(duì)利用多區(qū)域檢測(cè)到的體細(xì)胞突變數(shù)據(jù)構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)。圖3a按疾病分期分組展示了每個(gè)患者的系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)（圖3a）。其中，TP53、EGFR和CREBBP等基因突變是參與SCLC進(jìn)化的常見(jiàn)早期克隆事件（圖3b），而RB1和其他突變是晚期克隆事件。 

研究人員發(fā)現(xiàn)ITH與其他臨床變量（包括病理、吸煙史、EGFR突變狀態(tài)和腫瘤分期）之間無(wú)顯著相關(guān)性（圖4a-b）;P-SCLC及C-SCLC、吸煙者及非吸煙者和EGFR突變型及野生型患者的ITH、TMB和突變克隆數(shù)水平相似，基因特征和突變圖譜也都沒(méi)有顯著差異（圖4）。

圖5a展示了該隊(duì)列的臨床病理信息。單因素分析發(fā)現(xiàn)TMB/克隆數(shù)量比值（TMB/Clone）越高，無(wú)進(jìn)展生存期（DFS）越長(zhǎng)，而SNV ITH與總生存期（OS）相關(guān)，研究并未觀察到DFS、OS與TMB、CNV ITH、突變克隆數(shù)或腫瘤分期之間的相關(guān)性（圖5b-c）。對(duì)年齡、腫瘤大小、腫瘤分期和吸煙狀況進(jìn)行校正后，多因素分析結(jié)果再次證實(shí)TMB/Clone與更長(zhǎng)的DFS相關(guān)，SNV ITH與更差的OS相關(guān)（圖5d-e）。

圖5. SCLC瘤內(nèi)異質(zhì)性與臨床特征之間的關(guān)系

該研究通過(guò)對(duì)小細(xì)胞肺癌腫瘤樣本進(jìn)行多區(qū)域外顯子測(cè)序研究，系統(tǒng)探索了ITH評(píng)分與臨床病理特征之間的關(guān)系，結(jié)果發(fā)現(xiàn)手術(shù)切除SCLC存在中等程度的腫瘤內(nèi)異質(zhì)性，而且腫瘤內(nèi)異質(zhì)性獨(dú)立于常見(jiàn)的臨床病理特征，與病理類型、吸煙史和驅(qū)動(dòng)基因突變狀態(tài)無(wú)關(guān)。多因素分析發(fā)現(xiàn)TMB/Clone、SNV ITH與疾病復(fù)發(fā)進(jìn)展和生存相關(guān)，有望作為SCLC的預(yù)后生物標(biāo)志物。綜上，該研究提示SCLC腫瘤內(nèi)異質(zhì)性廣泛存在，并與治療失敗有關(guān)，后續(xù)需要進(jìn)一步研究其與治療敏感性/耐藥性的關(guān)系。

參考文獻(xiàn)：

1.  Zhou, H., Hu Y., Luo R. et al. Multi-region exome sequencing reveals the intratumoral heterogeneity of surgically resected small cell lung cancer. Nat Commun.2021 Sept.doi:10.1038/s41467-021-25787-x.  

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