Nature Medicine：肿瘤全基因组测序助力三阴性乳腺癌临床治疗

来源：BioArt

近年来，基因测序技术的飞速发展大大降低了测序成本。肿瘤全基因组测序 (Cancer whole-genome sequencing WGS) 因此也变得可行【1】。国际肿瘤基因组联盟ICGC  (International Cancer Genome Consortium: https://icgc. org) 成立于2007年，致力于利用全球50种肿瘤，约25000患者样本构建肿瘤细胞基因突变谱。目前ICGC已经成功地对上千肿瘤及其配对的正常组织进行了WGS。然而，要使WGS应用于临床治疗，还需要在以人群和临床试验为基础的系统性的研究和验证。

2019年9月30日，英国剑桥Hutchison/MRC肿瘤研究中心Serena Nik-Zainal课题组和瑞典Lund University的Åke Borg课题组合作在Nature Medicine发表了题为Whole-genome sequencing of triple-negative breast cancers in a population-based clinical study的文章。该研究利用254例三阴性乳腺癌（triple-negative breast cancer, TNBC）样本和WGS技术，以人群为基础，系统分析了WGS如何能够为三阴乳腺癌的精确分类提供更精准的信息，以及推动临床治疗决策。

以人群为基础的瑞典乳腺癌基因组分析网络项目SCAN-B (Sweden Cancerome Analysis Network–Breast) (临床试验ID: NCT02306096) 对2010年至2015年间，从瑞典9所医院里收集了4665例乳腺癌病例，并从中筛选出408例三阴性乳腺癌样本，最终只有254例样本进行了成功的全基因组测序分析。在254例患者中，有2.4%的患者肿瘤出现转移，6.7%的患者接受了新辅助治疗。全基因组测序分析获得了预测的体细胞驱动基因突变、致病性胚系突变和体细胞突变特征信息，以及基因拷贝数丢失和杂合性基因获得和丢失信息。为了利用WGS更加深入的分析肿瘤分层，作者应用了新的分析算法：mutational-signature-based algorithm, HRDetect。以此方法来分析BRCA相关突变或者同源重组修复缺失（homologous-recombination-repair deficiency HRD）。分析之后发现，58.6%的病例归为HRDetect-high一类；35.9%被归为HRDetect-low一类；5.5%的病例属于HRDetect- intermediate一类。

为了进一步探究HRDetect得分高低的原因，作者检测了BRCA1, BRCA2以及163个跟同源重组修复有关的基因状态。并且利用焦磷酸测序检测BRCA1和RAD51C启动子甲基化水平。在139个HRDetect-high的病例中，有21%存在等位基因BRCA1或者BRCA2的甲基化缺失，40%存在BRCA1高甲基化。之后作者致力于找出不同的HRDetect组之间的关键不同点。HRDetect-high 和HRDetect- intermediate样本含有更多关键基因的扩增，例如MYC，MCL1。而且有趣的是，HRDetect-high 与HRDetect-low的组之间对比：PTEN突变29%比14%，PIK3CA突变为2.2%比25%，AKT1突变为0.7%比7.1%。这也表明PIK3CA/AKT1/PTEN通路的失调不局限于某一类HRDetect组。这个结果预示临床试验中如果选用PI3K-AKT-mTOR作为病人单一选择依据会影响治疗有效性。

为了验证HRDetect组的分类是否存在转录水平的投射，作者进行了RNA测序，然而并没有发现各组之间的转录水平存在明显区别。并且各组之间肿瘤组织中免疫细胞浸润也无明显区别。这也表明，用这种方法进行的病理学分型与转录水平无关。

之后作者对不同HRDetect状态是否能够预示病例预后进行了分析【2,3】。在没有接受新辅助治疗的TNBC病人中，HRDetect的状态并不能预测病人预后，各组之间患者的生存率无明显区别。然而在接受标准的新辅助化疗的病人中，HRDetect-high的病人的生存率明显好于HRDetect-low的病人。并且令人惊讶的是接受新辅助化疗的HRDetect-low的病人的生存状况与不接受新辅助化疗的病人相似。并且之后细致的对比发现在HRDetect-high的病人中，BRCA1/2的突变与否不能影响患者预后。这些研究都表明HRDetect分组能够较好的预测新辅助化疗对于TNBC患者的治疗效果。

最后作者又分析了HRDetect-intermediate患者组。分析发现该组样本中含有47%的CCNE1扩增。而CCNE1与癌基因诱导的复制应激有关。并且HRDetect-intermediate样本中含有丰富的长串联复制。长串联复制与基因CDK12突变有关。CCNE1与CDK12的突变与细胞周期失调和DNA修复紊乱有关。无论是否接受了新辅助化疗，HRDetect-intermediate组的预后都较差。然而这个组的病例数较少。但是具有这种病理特性的TNBC患者预后不良，或许存在不同的治疗靶点，还需要更多的时间去研究。

这项研究表明，以人群为基础的WGS分析得出的HRDetect的状态对于预后的判断是有效的。三种不同的状态都能提供很多信息。如果同时联合靶向测序，微卫星不稳定性等多种技术，WGS的价值就得到了更进一步提升。这项技术能够避免一些错误的病例分型，也可以发现对于治疗预期效果不好的病人。总之，WGS能够助力TNBS病人有效分类。

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41591-019-0582-4

参考文献

1. Bentley DR, Balasubramanian S, Swerdlow HP, Smith GP, Milton J, Brown CG et al. Accurate whole human genome sequencing using reversible terminator chemistry. Nature 2008; 456(7218): 53-59; doi 10.1038/nature07517.

2. Kessous R, Octeau D, Klein K, Tonin PN, Greenwood CMT, Pelmus M et al. Distinct homologous recombination gene expression profiles after neoadjuvant chemotherapy associated with clinical outcome in patients with ovarian cancer. Gynecologic oncology 2018; 148(3): 553-558; doi 10.1016/j.ygyno.2018.01.017.

3. Telli ML, Timms KM, Reid J, Hennessy B, Mills GB, Jensen KC et al. Homologous Recombination Deficiency (HRD) Score Predicts Response to Platinum-Containing Neoadjuvant Chemotherapy in Patients with Triple-Negative Breast Cancer. Clinical cancer research : an official journal of the American Association for Cancer Research 2016; 22(15): 3764-3773; doi 10.1158/1078-0432.CCR-15-2477.