胆道恶性肿瘤的基因组突变谱研究进展2023.docx

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1、胆道恶性肿瘤的基因组突变谱研究进展2023摘要胆道恶性肿瘤是一类侵袭性极强的肿瘤，早期临床表现隐匿，病情进展迅速，手术切除通常不能取得满意的治疗效果，对放疗和化疗均不敏感，此类患者预后极差。以二代测序技术为基础的基因组学研究取得一定进展，初步揭示了胆道恶性肿瘤的基因突变图谱，为胆道恶性肿瘤的分子分型奠定基础。本文就近年来胆道系统恶性肿瘤基因突变谱的研究进展及其转化研究和临床应用进行综述，旨在为临床诊疗和基础研究提供参考。胆道恶性肿瘤是发生在胆道系统不同位置的具有高度异质性的恶性肿瘤，主要包括肝内胆管癌（intrahepaticCho1angiocarcinomazICC肝外胆管癌（extrah

2、epaticCho1angiocarcinoma,ECC）和胆囊癌。胆道恶性肿瘤的发病率因地理位置和种族而异，在全球范围内呈上升趋势。亚洲国家的发病率明显高于西方国家，东亚、南亚及南美洲部分地区发病率最高。亚洲国家胆道恶性肿瘤的高发病率可能与华支睾吸虫感染和其他危险因素（如胆管结石、肝炎和原发性硬化性胆管炎、胆囊炎）的高患病率有关11由于胆道恶性肿瘤起病隐匿，进展较快，患者确诊时往往处于疾病的中晚期，且这类肿瘤具有很强的侵袭性和转移性，肿瘤细胞极易浸润扩散，侵犯肝门部血管、神经、淋巴结及邻近组织或发生远处转移，因此，很难通过手术完全切除，患者预后极差，患者的中位总体生存期多不足1年，5年生存率

3、不足5%2,3o目前根治性切除是胆道恶性肿瘤患者获得长期生存的最有效手段4,胆道恶性肿瘤的有效综合治疗方法仍需进一步探索。恶性肿瘤是一种细胞获得不受控制的分裂和生长能力的疾病，特定基因的遗传改变可介导恶性肿瘤的发生。深入了解肿瘤发生、发展的分子机制，对分子标志物和靶向药物研发具有重要意义。基因组高通量测序的快速发展，为胆道恶附中瘤的治疗提供了新的策略和临床参考。近年来，已有许多大型国际临床队列研究通过全基因组测序、全外显子测序和靶向基因测序等手段来揭示胆道恶性B中瘤的基因组改变特征，发现了多个高频的、显著突变的驱动基因，确定了独特的分子亚型和复发性突变及相关的致癌信号转导通路。我们根据不同的解

4、剖位置，对胆道系统恶性肿瘤基因突变谱的研究进展进行系统综述，主要从单核甘酸变异、拷贝数变异、染色体结构变异这几方面总结胆道恶性肿瘤基因突变谱的最新发现，同时对胆管癌和胆囊癌的基因组改变进行分析和比较，总结基于基因突变谱筛选的重要分子靶点及其药物的转化研究和临床应用，展望胆道恶性肿瘤精准治疗的未来。一、胆道恶性W瘤的起源与解剖学分类胆道恶性肿瘤是以胆道上皮细胞为主要起源的一组异质性肿瘤的统称，包括胆管癌和胆囊癌。根据肿瘤起源的解剖部位，胆管癌通常分为起源于肝脏内各级胆管的ICC和起源于胆总管及其支流分支的ECC5oECC可进一步细分为肝门部胆管癌(perihi1arCho1angiocarcin

5、oma,pCCA)和远端胆管癌(dista1Cho1angiocarcinoma,dCCA),pCCA发生于胆管二级到肝总管与胆囊管交界处的区域，dCCA发生于胆总管起点与Vater壶腹之间的区域。ICC可细分为两种组织学亚型：混合胆管亚型(起源于小胆管)和黏液胆管亚型(起源于较大的胆管较大的肝内胆管内衬有圆柱形产生黏蛋白的胆管细胞，类似于肝外胆管。较小的肝内胆管内衬有立方体黏蛋白阴性胆管细胞。小胆管含有肝祖细胞，可以分化为肝细胞和黏蛋白阴性胆管细胞。胆管癌患者的肿瘤发生部位,6%10%发生在肝内,约30%发生在远端胆管，约60%为肝门部胆管癌6o约60%的胆囊癌发生于胆囊底部肿瘤发生于胆囊体

6、和胆囊颈的比例分别约为30%和10%7o二、胆道恶性W瘤的基因突变谱(-)ICC在ICC中发生高频突变的驱动基因主要有TP53、KRASxARIDIAJDHkIDH2、BAP1oGuo等8通过对899例来自3个大规模队列的ICC患者的临床和体细胞突变数据的分析验证了这一点。TP53突变在多项研究中都曾报道，综合多篇文献，TP53在ICC中发生突变的频率范围为2.5%44.4%9,10,11,12,13,突变部位常发生在第58号外显子。KRAS基因在ICC中的突变发生率为2%34.5%9,10,11,12,13,主要在其第12、13密码子发生激活突变。作为表观遗传调节因子的IDH1和IDH2相比

7、于其他胆道肿瘤在ICC中发生突变的频率更高14,15,16,17,18o且IDH1、2突变常与TP53突变同时发生。IDH1常在pR132位点发生突变,IDH2突变则集中发生在pR172位点19oICC中还存在其他相对低频的基因变异,包括BRAF基因V600E位点突变、EGFR基因突变、PIK3CA基因突变、ERBB2/3基因扩增/突变等，具体变异频率见表1。ICC中最常发生的结构变异是FGFR基因融合。FGFR1-3在ICC中发生基因融合/突变/扩增的频率为11%45%11其中FGFR2在ICC中更易发生融合/重排的变异20OFGFR2常与BICCkKIAAI598、TACC3xPARK2、

8、AHCY11、MGEA5xKCTD1、PPH1N1、CCDC6和TX1NA发生基因融合21,22o另外zICC中驱动基因的拷贝数变异主要包括ERBB2(2%12%EGFR(1%16%师CCND1(10%-13%)等的扩增,以及CDKN2A/B基因(1.8%25.9%)等的缺失13o据报道,有8%12%的ICC患者携带已知的致病性或可能有害的胚系突变，最常见的胚系突变基因是BRCA1和BRCA2,它们与DNA损伤修复机制和遗传性肿瘤有关。与ICC相关的其他胚系突变基因包括APC、BAP1和错配修复机制相关基因，即M1H1和MSH2,其中BAP1突变在ICC患者中的发生率要比ECC和ICC更高。I

9、CC中的基因组突变和拷贝数变异主要影响细胞周期信号转导通路。TP53和KRAS分别参与细胞周期阻滞/DNA修复和丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activatedproteinkinase,MAPK)信号转导通路。Ras-MAPK通路是ICC发生的重要信号转导通路之一，其他MAPK通路基因,如NRAS和BRAF,在ICC中也经常发生突变。在ICC中，已有基于基因组突变谱的分子分型报道。Sia等23通过分析美国和欧洲大型队列的ICC患者的基因组测序数据，提出ICC可以分为增殖型和炎症型两种。炎症型ICC的特征是炎症信号转导通路的激活，细胞因子的过表达和STAT3激活。增殖型的特征是致癌信号转

10、导通路KRAS、EGFR和NOTcH)的激活,染色体不稳定,11q13.2(CCND1和FGF19)的DNA扩增，14q22.1(SAV1)的缺失，IDH基因突变。通过比较两种类型的ICC患者的临床特征和预后,发现增殖型ICC患者的预后更差。(二)ECCEcC与ICC表现出相似的基因突变谱，都存在TP53、KRAS、ARIDIA的高频突变。与ICC和胆囊癌不同的是，SMAD4、M112/3基因在EcC中的突变频率相对更高。一项由189个ECC病例组成的国际多中心队列的基因组测序研究结果显示，KRAS(36.7%TP53(34.7%1ARID1A(14%)和SMAD4(10.7%)是ECC中最常

11、见的突变240综合多项研究结果,我们将ECC中发生的重要基因变异及其报告的变异频率范围总结于表1oICC中存在的IDH1/2和BAP1的基因突变及FGFR2融合/重排在ECC患者中的检测频率较低,甚至未检测到250不同国家的ECC患者的基因突变谱也存在很大的差异。Xue等26通过靶向测序对80例中国EeC患者进行癌症相关基因的分析,发现了不同于美国队列的基因突变谱,TP53、RBM10、TERT、M112/3和SPTA1的突变在中国ECC患者中更常见，而CDKN2A突变在美国患者中更常见。并且在高频突变基因中观察到多个基因之间存在互斥性,主要包括AR1D1A:TP53、KRAS:1RP1B和N

12、F2:TP53。ECC的拷贝数变异主要发生在YEATS4(6.0%MDM2(4.7%XCCNE1(2.7%CDK4(13%)和ERBB2(1.3%),这些基因变异被富集到四种主要的致癌信号转导通路：RTK-RaS-PI3K(在53%的ECC中发生改变Tp53-Rb(47%1组蛋白修饰(22%)和TGF-(18%X2023年，Monta1等24根据基因突变和基因表达的特征提出ECC基因谱分型，这是当前最为认可的ECC分子分型之一。ECC分为4类，即代谢型、增殖型、间充质型、免疫型。代谢型(19%)的肿瘤表现出肝细胞样表型,具有转录因子HNF4A的激活和与胆汁酸代谢相关的基因特征的富集。增殖型(2

13、3%)在远端胆管癌患者中更常见，其特征为MYC过表达zERBB2突变或扩增及mTOR信号激活。间充质型(47%)具备上皮-间充质转化的特征，TGF-信号转导通路异常,生存期较短。免疫型肿瘤(11%)具有较高的淋巴细胞浸润zPD-1PD-11的过表达的分子特征。()胆囊癌胆囊癌中高频及重要的变异基因主要有TP53、KRAS、AR1D1A、PIK3CA.EGFR、ERBB2、ERBB3、CDKN2AB.M113等，相应的变异频率见表1。为了反映胆囊癌患者的基因突变特征，我们团队通过对157例中国胆囊癌患者组织进行全外显子测序，确定了胆囊癌的重要体细胞突变,主要包括TP53(27%M113(11%)

14、高频突变、ERBB2(7%)和ERBB3(8%)的致癌突变27o其中ERBB2和ERBB3的热点突变分别为S310FA和V1041MoErbB家族在胆囊癌发生、发展中起着至关重要的作用，结合功能研究实验发现ERBB2的突变可以增强PD-11介导的肿瘤免疫逃逸,使得ErbB通路突变的患者往往预后更差28,该通路已成为胆囊癌分子治疗的焦点之一。基于ERBB2在胆囊癌基因突变和靶向治疗中的重要地位，临床工作中已增加对胆囊癌患者通过免疫组化与荧光原位杂交结合的策略检测ERBB2有无扩增，分子病理检测中也加入对ERBB2基因的靶向测序进行基因突变筛查，进而对胆囊癌患者实施靶向治疗或干预。胆囊癌的基因突变

15、谱在不同国家地区也不尽相同，驱动基因和突变频率方面都存在差异。Yang等29将中国和美国的胆囊癌患者进行体细胞突变的比较,发现TP53、CDKN2ABxERBB2xPIK3CA在中美两个队列中的突变频率都很高，中国队列更易发生CCNE1突变,美国队列更易发生SMAD4和ARID1A突变，而NFE212突变只在6.5%的中国患者中观察到，美国队列里没有出现。研究还发现ERBB2基因变异倾向于与CDKN2A/B突变共同发生。在致癌信号转导通路中，ErbB信号转导通路(包括EGFR、ERBB2、ERBB3、ERBB4及其下游基因)在胆囊癌中突变最广泛，影响了36.8%(21/57)的胆囊癌患者30o

16、其次，胆囊癌基因组改变也常影响MAPK,PI3KAktmT0R信号转导通路。目前除ERBB2/ERBB3突变的分子分型外，尚无其他基于已有靶向药物目标靶点的胆囊癌分子分型，基于基因组信息的胆囊癌分子分型尚存在一定的研究空白。三、胆道恶性W瘤基因组变异联合分析先前通过全外显子测序和靶向基因测序进行的分子图谱研究结果显示，胆道恶性W瘤的发生、发展过程中存在多种突变类型31,32o胆道系统中不同解剖部位的肿瘤基因突变谱存在明显差异。1in等33对803例中国胆道恶性肿瘤患者的基因突变谱进行全面分析，系统地描述了胆道癌患者的体细胞突变和胚系突变情况。IDH12.FGFR1/2/3和BAP1的高频变异主要发生在ICC中，而KRAS、SMAD4的突变则更多地发生在ECC中。胆囊癌常见的突变是TP53和ERBBs。胆道恶性肿瘤的突变全景图显示胆道恶性肿瘤基因组改变最常