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科研論文丨GenoLab M助力尿路上皮癌中用藥相關(guān)基因突變譜的測(cè)定
時(shí)間：
2024-12-06
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文章梗概

近日，真邁生物用戶俄羅斯彼得羅夫腫瘤研究所和圣彼得堡兒科醫(yī)學(xué)院的科學(xué)家們?cè)?/span>International Journal of Molecular Sciences上發(fā)表了題為“Use of 3′ Rapid Amplification of cDNA Ends (3′ RACE)-Based Targeted RNA Sequencing for Profiling of Druggable Genetic Alterations in Urothelial Carcinomast”的科研成果。基于真邁生物的NGS測(cè)序平臺(tái)——GenoLab M，以3’RACE為基礎(chǔ)開(kāi)發(fā)了RNA的panel測(cè)序技術(shù)，該panel涵蓋了所有與尿路上皮癌治療相關(guān)的基因，包括FGFR1-4、KRAS、NRAS、BRAF、ERBB2（HER2）、CD274（PD-L1）和PIK3CA，并完成了233例患者的檢測(cè)，獲得了用藥相關(guān)基因的突變譜。

科研論文丨GenoLab M助力尿路上皮癌中用藥相關(guān)基因突變譜的測(cè)定


背景介紹

尿路上皮癌（UCs）包括尿路上皮腫瘤和膀胱惡性腫瘤。上尿路腫瘤，即起源于腎盂或輸尿管的腫瘤，只占所有UCs的5-10%。尿路上皮癌患者的基因組研究已獲知多個(gè)腫瘤抑制基因（TP53、ARID1A、KDM6A、KMT2D、CDKN2A/2B和RB1）的失活以及多個(gè)原癌基因（FGFR3、CCND1、PIK3CA、ERBB2和MDM2）的激活。而3′ RACE是一項(xiàng)成熟的技術(shù)，用于RNA分子3’端的擴(kuò)增和測(cè)序。3′ RACE也可用來(lái)識(shí)別融合基因，針對(duì)那些已知基因序列位于5′端，而未知基因主要位于3′端的融合轉(zhuǎn)錄本。通常，這些融合基因具有纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子受體（FGFR）家族基因的特征。FGFR3基因融合在UCs中的出現(xiàn)頻率相當(dāng)高（2-6%），并且可被泛FGFR抑制劑erdafitinib進(jìn)行靶向治療。其他FGFR家族成員的遺傳變異相對(duì)較少見(jiàn)；然而，一些研究報(bào)告了UCs中FGFR1和FGFR2基因融合的情況。鑒于此，研究者基于3′ RACE開(kāi)發(fā)靶向RNA的panel測(cè)序方法，可同時(shí)分析FGFR和其他原癌基因的激活突變、基因融合以及mRNA表達(dá)的變化。


*以下為該研究成果解讀


結(jié)果概要

01?靶向RNA測(cè)序鑒定的FGFR1-4基因突變

在233例腫瘤樣本中，有54例（23.2%）發(fā)現(xiàn)了FGFR2/3基因激活點(diǎn)突變或基因融合。在11名患者中識(shí)別出FGFR3重排，而其中8名患者，常用的PCR試劑盒無(wú)法檢測(cè)。7名患者具有FGFR2基因的低水平擴(kuò)增（3-5個(gè)拷貝）；然而，FGFR2?mRNA表達(dá)的增加僅在其中兩個(gè)樣本中觀察到，其中一個(gè)具有FGFR3陽(yáng)性突變。


02?RAS/RAF基因熱點(diǎn)區(qū)的突變

在233例UCs樣本中，KRAS、HRAS、NRAS和BRAF基因突變出現(xiàn)在30例（12.9%）樣本中，且HRAS基因突變最為常見(jiàn)，發(fā)生在13/233（5.6%）的患者中。


03?HER2 (ERBB2)?基因：點(diǎn)突變、擴(kuò)增與mRNA超表達(dá)

在233個(gè)樣本中，HER2基因的點(diǎn)突變出現(xiàn)在17例（7.3%）樣本中。ddPCR檢測(cè)到HER2拷貝數(shù)增加（拷貝數(shù)≥ 3）的有70例（31.4%）。高水平HER2擴(kuò)增（拷貝數(shù)≥ 10）的腫瘤具有顯著升高的HER2?mRNA表達(dá)（圖1）。


科研論文丨GenoLab M助力尿路上皮癌中用藥相關(guān)基因突變譜的測(cè)定

圖1 ddPCR測(cè)定尿路上皮癌UCs樣品中不同擴(kuò)增水平下HER2基因的mRNA的表達(dá)



04?免疫檢查點(diǎn)抑制劑治療的預(yù)測(cè)標(biāo)志物：PD-L1的表達(dá)和微衛(wèi)星不穩(wěn)定性

在233例UCs樣本中，40例呈現(xiàn)PD-L1陽(yáng)性，181例陰性。高PD-L1表達(dá)與疾病晚期階段相關(guān)，且未能在HER2表達(dá)增加或FGFR2/3激活的患者中觀察到。在227份可用于PCR和毛細(xì)管電泳的樣品中，只有3份（1.3%）顯示出高水平微衛(wèi)星不穩(wěn)定性。



05?PIK3CA基因的突變?

42例（18%）腫瘤患者出現(xiàn)了不同位點(diǎn)的PIK3CA突變，且這些患者比沒(méi)有該突變的患者年輕一些。




06?潛在分子標(biāo)記的共現(xiàn)分析

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圖2 在233例UCs樣本中發(fā)現(xiàn)的所有分子突變的瀑布圖

圖2顯示了在233例患者中檢測(cè)到的所有基因突變的全局圖，以及表達(dá)量情況。研究者進(jìn)一步分析了這些遺傳標(biāo)記之間的關(guān)系（圖3）。FGFR4的表達(dá)量數(shù)據(jù)被排除在分析之外，因?yàn)樵摶蛟跇颖局械谋磉_(dá)通常非常低，在腫瘤亞群的的置信度區(qū)間無(wú)法進(jìn)行測(cè)量。





科研論文丨GenoLab M助力尿路上皮癌中用藥相關(guān)基因突變譜的測(cè)定


圖3 UCs中激活的基因突變之間的關(guān)聯(lián)

FGFR2/3基因的突變或融合似乎與RAS/RAF基因的突變互斥。相反，HER2基因的點(diǎn)突變與上述基因的遺傳事件無(wú)關(guān)。此外，HER2?mRNA的高表達(dá)，無(wú)論是否伴有HER2基因擴(kuò)增，都與FGFR2/3或RAS/RAF的突變狀態(tài)不相關(guān)（即，在突變陽(yáng)性和突變陰性病例中發(fā)生的頻率相似）。有趣的是，PD-L1?mRNA的高表達(dá)被發(fā)現(xiàn)與HER2、FGFR3的高表達(dá)或FGFR2/3點(diǎn)突變或融合互斥（圖3）。


結(jié)論

NGS是尿路上皮癌分子診斷的首選技術(shù)。與商業(yè)化的PCR試劑盒不同，NGS能夠檢測(cè)到FGFR3融合的全部譜系。此外，多基因panel測(cè)序可以識(shí)別一些相對(duì)罕見(jiàn)的遺傳事件，例如FGFR2、KRAS、BRAF和其他基因的變異。重要的是，基于RNA的測(cè)序還能分析臨床相關(guān)基因的表達(dá)，如HER2（ERBB2）和PD-L1。研究中使用的基于3′ RACE的RNA測(cè)序，操作簡(jiǎn)單、耗時(shí)少且成本低廉。這種方法可全面評(píng)估尿路上皮癌患者中潛在藥物相關(guān)基因的遺傳變異。


參考文獻(xiàn)

Mitiushkina N V, Tiurin V I, Anuskina A A, et al. Use of 3′ Rapid Amplification of cDNA Ends (3′ RACE)-Based Targeted RNA Sequencing for Profiling of Druggable Genetic Alterations in Urothelial Carcinomas[J]. International Journal of Molecular Sciences, 2024, 25(22): 12126.

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