掃碼聯(lián)系客服
人乳頭瘤病毒（HPV）相關(guān)宮頸癌是婦女癌癥死亡的主要原因，發(fā)生轉(zhuǎn)移的患者預(yù)后較差。因此，新的治療方法和使用有效的分子標(biāo)記對(duì)患者進(jìn)行分層十分重要。這篇2022年10月發(fā)表在Nature Communications上的文章，作者對(duì)643例宮頸鱗狀細(xì)胞癌（CSCC）進(jìn)行多組學(xué)數(shù)據(jù)分析，數(shù)據(jù)集包括來自美國，歐洲和撒哈拉以南非洲的患者樣本。鑒定到兩種預(yù)后不同的CSCC亞型（C1和C2）。C1和C2可能是由宮頸癌中最常見的HPV類型（16和18）中的一種引起的，雖然HPV16和HPV18在C1和C2中過表達(dá)但是組間預(yù)后差異不是由HPV類型引起的。其中C2亞型占比CSCC總數(shù)的五分之一，特征為基因組突變顯著，免疫檢查點(diǎn)基因表達(dá)增加且腫瘤免疫微環(huán)境的差異?？偟膩碚f，作者在來自三個(gè)不同地理位置的數(shù)據(jù)集中鑒定到兩種與治療相關(guān)的CSCC亞型。
結(jié)果：
1.宮頸鱗狀細(xì)胞癌兩個(gè)基因表達(dá)簇的鑒定
本研究納入分析的數(shù)據(jù)集臨床特征如表1所示，共包括來自美洲，歐洲和烏干達(dá)的5個(gè)數(shù)據(jù)集，其中TCGA數(shù)據(jù)集為訓(xùn)練集，其余數(shù)據(jù)集為驗(yàn)證集。使用TCGA數(shù)據(jù)集中排名前10的高度可變基因進(jìn)行一致性聚類，聚為2類時(shí)效果最好（圖1a），其中C1亞組包括175例樣本，C2亞組包括61例樣本。對(duì)兩個(gè)亞組進(jìn)行差異分析鑒定到938個(gè)DEGs（圖1b）。單因素生存分析表明C2亞組的預(yù)后較差（圖1c）。Cox回歸分析表明C2亞組是獨(dú)立預(yù)后因子（圖1d和表2）。此外，KM分析表明當(dāng)只考慮HPV16+患者時(shí) C1亞組的生存期較好（圖1e）。
2.獨(dú)立SCC數(shù)據(jù)集中鑒定C1和C2亞型及其預(yù)測(cè)預(yù)后
為了進(jìn)一步驗(yàn)證C1和C2亞型與OS的關(guān)系，作者對(duì)上文提到的驗(yàn)證集進(jìn)行分析。作者基于129個(gè)Cpg位點(diǎn)（MVPs）使用SVM構(gòu)建分類模型并鑒定到C1和C2亞型之間的甲基化差異（圖2a和2b）?；贛VPs的t-SNE聚類可以將C1和C2亞型分開（圖2c）。單因素分析表明，歐洲數(shù)據(jù)集中C2亞型的DSS較低（圖2d）然而Cox回歸分析表明C2是DSS的獨(dú)立預(yù)后因子（表2和圖2e）。C1和C2亞型3年疾病特異性生存率為81%和72%，C1和C2亞型5年疾病特異性生存率為79%和66%。
3.C1/C2亞型與已有亞型之間的關(guān)系
作者將C1/C2亞組與已有亞型進(jìn)行比較（圖3），包括基于多組學(xué)數(shù)據(jù)的亞型和基于轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)的亞型。其中C1亞型與mRNA-C2亞型和角蛋白含量高亞型的重疊較多，C2亞型與mRNA-C3亞型和角蛋白含量低亞型的重疊較多。
4.亞型的基因組分析
隨后，作者分析C1/C2亞型在基因組水平上的差異。腫瘤的TMB中位數(shù)為2.04/Mb，C1亞型為2.11/Mb，C2亞型為1.82/Mb。各個(gè)基因的突變頻率如圖4所示。在排除高突變樣本后作者進(jìn)行dNdScv分析來監(jiān)督顯著突變基因（smg）（圖4）。共鑒定到34個(gè)smg，其中藍(lán)色列為C1中顯著突變的smg，紅色列為C2中顯著突變的smg。
5.C2亞型的Hippo通路改變和YAP1活性增加
作者鑒定到的兩個(gè)smg（LATS1和NF2）是HIPPO信號(hào)通路的核心成員，而smg（FAT1，JUB和STK11）是已知的HIPPO信號(hào)通路調(diào)節(jié)因子。拷貝數(shù)數(shù)據(jù)分析鑒定到211個(gè)病灶候選拷貝數(shù)變異（CNAs），通過二項(xiàng)回歸鑒定到5個(gè)離散CNAs，這5個(gè)CNAs在C1和C2亞組的頻率不同（圖5a），在C2中的頻率較高。RPPA數(shù)據(jù)分析表明C2亞組中YAP1蛋白表達(dá)水平較高（圖5b）。作者的結(jié)果表明，發(fā)生YAP1擴(kuò)增的樣本其YAP2的mRNA和蛋白表達(dá)水平增加。
6.C1/C2亞型的腫瘤微環(huán)境差異
在宮頸癌患者中，循環(huán)的HPV反應(yīng)性T淋巴細(xì)胞和腫瘤浸潤性細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞與N分期較低和改善預(yù)后有關(guān)。作者使用DNA甲基化數(shù)據(jù)集比較TCGA腫瘤的細(xì)胞組成并研究亞組中多種細(xì)胞類型比例的差異（圖6a）。C2亞型中CD8+ T細(xì)胞顯著下降而中性粒細(xì)胞和CD56+ 自然殺傷細(xì)胞顯著升高。（圖6b）。驗(yàn)證集的C1亞型和C2亞組的細(xì)胞類型比例差異類似，其中C2亞型中CTL較少而中性粒細(xì)胞，NK細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞水平較高。
7.C1和C2亞型間質(zhì)成纖維細(xì)胞表型差異
Metascape基因富集分析表明C2亞型的EMT增加，EMT標(biāo)記基因集中有52個(gè)基因上調(diào)表達(dá)。以上結(jié)果表明，C2亞型，TCGA定義的EMT簇和RPPA數(shù)據(jù)的EMT簇之間具有較大重疊（圖3）。scRNA-seq數(shù)據(jù)集分析表明間充質(zhì)基因特征不是來源于腫瘤細(xì)胞而是來自間質(zhì)成纖維細(xì)胞并在形成腫瘤免疫微環(huán)境中發(fā)揮重要作用。C2亞組中癌癥相關(guān)成纖維細(xì)胞（CAFs）的標(biāo)記基因FAP和SERPINE1的表達(dá)增加（圖5b）。MethyICIBERSORT分析表明C1和C2亞型中成纖維細(xì)胞比例類似（圖6a和6b），基于最近有關(guān)腫瘤微環(huán)境中CAFs異質(zhì)性的程度和預(yù)后的研究，作者假設(shè)C1和C2亞型中CAF表型可能有所不同。作者使用已有研究的8個(gè)基因集的表達(dá)水平進(jìn)行分層聚類，其中C2亞型聚到一起并且與炎癥CAF表型相關(guān)的促炎基因表達(dá)增加而與肌成纖維細(xì)胞CAF表型相關(guān)的收縮基因在C1種表達(dá)水平較高（圖6c）。
結(jié)論：
總的來說，作者鑒定到CSCC的兩個(gè)亞型C1和C2，其中C1亞型的預(yù)后較好。盡管HPV16和HPV18可能與C1和C2亞型有關(guān)但是HPV類型并不是獨(dú)立預(yù)后因子。盡管本研究納入了不同地理位置的數(shù)據(jù)集，但是作者的研究表明不同地理位置的患者C1和C2亞型的關(guān)鍵分子和細(xì)胞特征類似。
