神经内分泌肿瘤(Neuroendocrine neoplasm,NEN)是一种异质性和罕见的肿瘤类型, 根据其分化程度,将其划分为高分化的神经内分泌肿瘤(Neuroendocrine tumor,NET)和低分化的神经内分泌癌(Neuroendocrine carcinoma ,NEC)。NEN起源于神经内分泌细胞,神经内分泌细胞遍布全身各处,因此NEN可以发生在体内任何部位,但多发生于胃、肠、胰腺,约占所有NEN的2/3左右。NEN的低突变负荷和相对稳定的肿瘤基因组和很少的可靶向突变,长期以来一直被认为是一种难以诊断、监测和治疗的恶性肿瘤。
此前,有研究团队使用不同分辨率的不同测序方法对主要NET亚群进行研究,结果表明NET具有相对稳定的基因组,只有少数常见的驱动突变和等位基因失衡。但这些研究都是在原发肿瘤样本上进行的,而患者通常死于转移性疾病的后果。目前为止,NEN的全外显子组测序(WES)和全基因组测序(WGS)数据非常有限。
近日,来自荷兰伊拉斯谟癌症研究所的 Job van Riet 研究团队在Nature Communications上发表了转移性和局部晚期神经内分泌肿瘤(aNEN)全基因组测序的研究成果,文章题为“The genomic landscape of 85 advanced neuroendocrine neoplasms reveals subtype heterogeneity and potential therapeutic targets”。研究团队利用WGS描绘了85例aNEN样本的突变图谱,揭示了aNEN不同亚群的特异性特征和潜在可靶向的驱动突变。此外,研究人员还分析了aNEN中的一些体细胞突变,有望作为aNEN潜在治疗靶点,指导aNEN治疗策略的改进。
文章发表于Nature Communications 上
主要研究内容及结论
图1. 患者纳入流程图。来源:Nature Communications
TMB数据分析显示,在aNEC中检测到相对较高的TMB(5.45),高于正常水平,神经内分泌肿瘤中TMB总体较低(1.09)。aNEC显示出比aNET更多的SNVs、InDels和MNVs,aNEC和aNET在编码区内存在体细胞突变的基因数量也存在差异,与aNET相比,aNEC含有更多的突变基因。
在起源于胰腺的aNEN样本中,研究团队检测到较高水平的TMB,并显示出类似于烷化剂替莫唑胺的突变特征。由于链脲佐菌素和替莫唑胺的作用机制非常相似,这可能反映了患者过去使用包括抗肿瘤烷化剂链脲佐菌素在内的药物组合进行的治疗。研究人员认为,虽然链脲佐菌素治疗在过去与这种高水平突变无关,但该aNEN病例的检测结果表明,通过提高肿瘤突变水平的治疗来诱导高TMB,有可能增强对免疫检查点抑制剂治疗的反应。
图2. aNEN的整体突变景观。来源:Nature Communications
通过对aNEN队列和aNEC/aNEC分别进行无偏差驱动基因检测(dN/dS和GISTIC2)来探索假定的驱动基因,结果发现了10个具有非同义突变的基因(TP53、 CDKN1B、 KRAS、 MEN1、 RB1、CREBBP、APC、DAXX、LPCAT2和SETD2)。对主要亚群的突变富集分析显示,aNEC中富集了TP53、KRAS、RB1、CSMD3、CSMD1、MYC、APC、LRATD2和TRRAP的体细胞突变,这些基因为aNEC的主要驱动基因。此外,研究人员还发现胰腺和中肠来源的aNET中存在不同的驱动基因,胰腺来源的aNET中显示突变体MEN1、DAXX、DMD、SETD2、ATRX和CREBBP的富集,中肠来源的aNET显示出对CDKN1B突变的偏好。
图3. aNEN队列中的假定驱动基因的检测。来源:Nature Communications
图4. 胰腺和中肠来源aNET的假定驱动基因的检测。来源:Nature Communications
此外,研究发现几乎一半的aNEN患者(n= 42;49%)中存在临床相关和潜在靶向的体细胞突变,这些突变被认为有望作为正在开发治疗药物的药物靶点。21个aNEN(24%)存在的体细胞突变,与目前已知的NEN治疗或特定患者的NEN亚群治疗相对应。研究人员还发现RB1(n=11)、KRAS(n=11)、MTAP(n=8)和高TMB(≥ 10; n=5)、RICTOR(n=4)和TP53(n=4)是最常检测到的体细胞突变,这些突变在未来可能会提供新的治疗选择。总的来说,10个中肠源性aNET(26%)和11个胰腺源性aNET(55%)显示了多种基因的潜在反应性改变。最引人注目的是,由于RB1突变或KRAS突变或与检查点抑制剂治疗反应相对应的高TMB,几乎所有的aNEC(94%)都显示出了潜在的反应靶点。
图5. 在aNEN内观察到临床可操作的体细胞突变。来源:Nature Communications
结 语
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