中國臺灣中央研究院生物化學(xué)研究所Chen等在頂級期刊《細(xì)胞》上發(fā)表重要研究成果，首次對東亞地區(qū)不吸煙肺腺癌患者的蛋白基因組圖譜做了深入地分析，揭示了早期肺腺癌的獨(dú)特驅(qū)動因素和生物標(biāo) ，以及性別相關(guān)的差異。研究成果顯示，非吸煙者的肺癌與吸煙者的肺癌是一種不同且獨(dú)特的疾病，很可能對靶向藥物表現(xiàn)出不同的反應(yīng)。(Cell. 2020, 182: 226-244.e17. doi: 10.1016/j.cell.2020.06.012.)

為弄清東亞地區(qū)肺腺癌的蛋白基因組學(xué)特征，研究者在中國臺灣收集了103例未經(jīng)治療的肺腺癌患者腫瘤組織和腫瘤周圍正常組織(NAT)的信息，包括全外顯子測序、RNA測序、蛋白質(zhì)組學(xué)和磷酸化蛋白質(zhì)組學(xué)數(shù)據(jù)。103例患者中58%是女性，83%不抽煙，中位年齡為63歲。從腫瘤的類型和分期來看，89%的肺腺癌，80%的腫瘤處于ⅠA和ⅠB早期階段。

在91例肺腺癌患者的腫瘤組織中，鑒定出23145個非同義體細(xì)胞單核苷酸變異(SNV)。在轉(zhuǎn)錄組水平上，共量化了30155個RNA。在蛋白組水平上，超過10000個獨(dú)特的蛋白質(zhì)和20000個磷酸酶被量化。

結(jié)果顯示，大多數(shù)(85%)患者有EGFR突變，其次是TP53(33%)和RBM10(20%)突變。該研究隊列與TCGA(癌癥基因組圖譜)隊列的SNV總體比例不同，該隊列中胞嘧啶到胸腺嘧啶(C>T)的突變最常見，而TCGA隊列中吸煙相關(guān)的胞嘧啶到腺嘌呤(C>A)突變最常見。該研究隊列中，C>A突變在吸煙和不吸煙人群中無顯著差異。

RBM10和EGFR-L858R突變在女性患者中頻繁發(fā)生，且RBM10突變在年齡較大的女性中更為普遍;而KRAS和APC在男性患者中經(jīng)常發(fā)生突變。在有吸煙史的患者中，KRAS和ATM是常見的突變。

除了預(yù)期的EGFR和KRAS突變之間存在相互排他性之外，RBM10突變與TP53、KRAS、XIRP2和ZNF804B突變也相互排他。這些突變頻率高的突變排他性的存在，可能表明它們之間存在新的合成致死性，或存在獨(dú)特的克隆進(jìn)化，這為新藥研發(fā)提供了新的思路。

將本研究隊列和TCGA比較，重要基因突變頻率存在很大差異。該研究中，排名靠前的基因突變集中在EGFR、RBM10和RNF213，而TCGA隊列中KRAS突變發(fā)生的頻率較高。提示東亞地區(qū)從不吸煙肺腺癌患者的基因組與TCGA存在差異。

研究者基于非負(fù)矩陣分解(NMF)算法對該研究隊列的基因變異進(jìn)一步分析，確定了5個突變譜?；谶@個突變譜，能分析這些突變的可能來源。其中5-甲基胞嘧啶的脫氨、APOBEC胞嘧啶脫氨酶、煙草誘變劑暴露，以及二苯并[a,j]吖啶(DBAC)與該隊列的突變特征匹配最好。提示不吸煙肺腺癌患者腫瘤內(nèi)的突變來源，與上面4個因素密切相關(guān)。此外，烷基化劑二甲基肼(DMH)以及1,8-二硝基芘(1,8-DNP)誘變特征也與該研究隊列突變有一定匹配度。

APOBEC，中文叫做載脂蛋白B mRNA編輯酶催化多肽，是一個大家族，它們是一類高效的胞苷脫氨酶，對單鏈DNA和RNA上的胞苷有脫氨基作用。該研究隊列中，高APOBEC突變特征患者占比44%，且在女性中占比較高(57%)，男性相對較低(25%)。

與低APOBEC突變特征和EGFR激活突變的女性相比，高APOBEC突變特征和野生型EGFR的女性更年輕，平均年齡分別為66.3歲和52.9歲。高APOBEC突變特征存在于74%的年輕女性(≤60歲)和所有無EGFR突變的女性中，而男性患者中未觀察到類似的趨勢。在TCGA隊列中沒有觀察到性別或年齡特異性差異。

研究者分析發(fā)現(xiàn)，對于早發(fā)、且非吸煙的肺腺癌女性而言，APOBEC突變特征有潛在的獨(dú)特貢獻(xiàn)。對TCGA隊列的生存分析顯示，低APOBEC突變特征與所有患者、所有女性患者和無EGFR激活突變的女性患者的總生存期較長相關(guān)。

從接受聯(lián)合免疫療法(PD-1和CTLA-4)治療的晚期非小細(xì)胞肺癌隊列看，高APOBEC突變特征與無進(jìn)展生存期略微延長相關(guān)，這種相關(guān)性顯著。意味著APOBEC突變特征有望成為免疫治療療效預(yù)測的標(biāo)志物。

研究者將前述5個突變譜相關(guān)的基因變異對應(yīng)到染色體上。分析發(fā)現(xiàn)，致癌標(biāo)志富集的染色體區(qū)域與TP53、ERBB2、MYC和APC等致癌基因或腫瘤抑制基因的位置重疊。例如，EGFR基因的大本營7p染色體、TP53所在的17p染色體和RB1所在的13q染色體上富集Nitro-PAH相關(guān)突變特征;而KRAS所在的12p染色體上富集了PAH和烷化劑相關(guān)突變特征。至于這種相關(guān)性是不是驅(qū)動癌癥的關(guān)鍵因素，還有待進(jìn)一步研究。

研究者嘗試分別基于蛋白組、轉(zhuǎn)錄組和磷酸化蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)，將患者腫瘤分成不同的分子亞型。初步研究發(fā)現(xiàn)，基于蛋白組的分子分型具有一定的臨床意義。一些不吸煙的早期肺腺癌與吸煙的晚期肺腺癌顯示相似的生物學(xué)特性。研究者認(rèn)為，基于蛋白組數(shù)據(jù)的分子分型的臨床意義，超越了臨床分期和基因組驅(qū)動突變分型。

研究者還找到了一個有潛力作為非小細(xì)胞肺癌早期檢測和治療的生物標(biāo)志物MMP11，值得在更大的隊列中進(jìn)一步驗證。

研究者通過對腫瘤和腫瘤周邊的健康組織深入的分析，首次提出了東亞肺腺癌的蛋白基因組學(xué)圖譜，找到了非吸煙肺腺癌的可能自身和環(huán)境驅(qū)動因素，揭示了早期肺腺癌進(jìn)展的分子特征，對東亞地區(qū)非吸煙肺癌的精準(zhǔn)治療有一定的促進(jìn)作用。

(編譯 張娜)