RNA腺苷修饰"书写器"特征揭示头颈鳞癌免疫微环境与预后新机制

《Hormones & Cancer》：RNA adenosine modification writers define characteristics of immunity and prognosis in head and neck squamous cell carcinoma

本研究针对头颈鳞状细胞癌(HNSCC)预后差、免疫治疗响应预测难的临床难题，系统分析了26种RNA腺苷修饰"书写器"在866例HNSCC样本中的表达特征。研究人员通过多组学分析鉴定出两种不同的RNA修饰模式，构建了RNA修饰评分(RMscore)模型，发现低RMscore患者总体生存期显著延长(5.04年 vs 2.99年)，且对免疫检查点抑制剂响应率更高(26% vs 5%)。该研究为HNSCC个体化治疗提供了新的生物标志物。

　　

头颈鳞状细胞癌是全球第八大常见恶性肿瘤，约60%-70%的患者在初诊时已处于局部晚期或发生远处转移。尽管近年来免疫检查点抑制剂为晚期头颈鳞癌患者带来了新的希望，但如何精准预测患者预后和免疫治疗疗效仍是临床面临的重大挑战。在肿瘤发生发展过程中，表观遗传调控尤其是RNA修饰扮演着越来越重要的角色。RNA腺苷修饰包括m⁶A甲基化、m¹A甲基化、选择性多聚腺苷酸化(APA)和腺苷至肌苷编辑(A-to-I)等多种形式，其中"书写器"酶负责催化修饰的安装，是RNA修饰过程中的关键调控蛋白。

尽管已有研究表明个别m⁶A修饰基因如METTL3、METTL14等与头颈鳞癌的预后相关，但RNA修饰书写器之间的相互作用及其对肿瘤免疫微环境的整体影响尚不明确。Wang等人发表在《Discover Oncology》上的研究首次系统性地探讨了26种RNA腺苷修饰书写器在头颈鳞癌中的遗传变异、表达特征及其与免疫浸润、干细胞特性和预后的关系，为理解RNA修饰在头颈鳞癌中的作用机制提供了全新视角。

研究人员利用来自TCGA和GEO数据库的866例头颈鳞癌样本，采用了多种生物信息学分析方法。关键技术包括：对26种RNA修饰书写器进行突变和拷贝数变异(CNV)分析；基于13种与预后相关的书写器进行无监督聚类分析；通过基因集变异分析(GSVA)和单样本基因集富集分析(ssGSEA)评估生物学通路和免疫细胞浸润；利用主成分分析(PCA)构建RNA修饰评分(RMscore)模型；通过基因组药物敏感性数据库(GDSC)分析药物敏感性；使用IMvigor210免疫治疗队列验证RMscore的预测价值。

遗传和表达变异分析

研究发现，在515例头颈鳞癌样本中，16.50%的样本存在RNA修饰书写器基因突变，其中KIAA1429突变率最高(2.5%)。拷贝数变异分析显示，除TRMT61A外，其余25种书写器在肿瘤组织和正常组织间均存在显著差异。DNA甲基化水平分析发现，TRMT61A、TRMT10C等书写器在肿瘤组织中甲基化水平升高，而METTL14、METTL3等则降低。基因表达分析表明，大多数书写器在肿瘤组织中表达显著上调，特别是ADAR、TRMT61A和CPSF1。网络互作分析揭示了26种书写器之间存在复杂的相互作用关系。

RNA修饰模式的分类和生物学特征

基于13种与预后相关的书写器表达水平，研究成功鉴定出两种不同的RNA修饰模式：RMcluster A和RMcluster B。生存分析显示，RMcluster A患者的中位总生存期显著长于RMcluster B(5.40年 vs 3.82年)。基因表达分析发现，除CFI外，RMcluster B中大多数书写器表达水平更高。GSVA通路富集分析表明，RMcluster B中代谢、细胞周期、DNA/RNA修复等相关通路显著富集。

免疫细胞浸润分析显示，RMcluster A具有更高水平的免疫细胞浸润，包括活化CD8⁺ T细胞、活化树突状细胞、单核细胞、巨噬细胞等。RMcluster A中MHC相关基因表达上调，肿瘤免疫微环境各组分也更为丰富。此外，RMcluster A的干细胞特性指数(包括mRNAsi、mDNAsi等)显著降低，这与高干细胞特性预示不良预后的观点一致。

基因簇的分类和生物学特征

通过差异表达基因分析，研究进一步将患者分为四个基因簇。生存分析显示，基因簇A患者预后最佳，而基因簇D患者预后最差。值得注意的是，RMcluster A患者主要集中于基因簇A。大多数RNA修饰书写器在基因簇A中表达水平最低。免疫细胞浸润分析再次证实，基因簇A具有最丰富的免疫细胞浸润和肿瘤免疫微环境组分，同时其干细胞特性指数也最低。

RNA修饰特征模型的构建

为了解决个体异质性问题，研究团队基于13种与预后相关的书写器基因构建了RNA修饰评分(RMscore)模型。根据阈值1.53将患者分为低RMscore组和高RMscore组，生存分析显示低RMscore组患者中位总生存期显著延长(5.04年 vs 2.99年)。多变量回归分析证实RMscore是独立的预后因素。

进一步分析发现，低RMscore组具有更丰富的免疫细胞浸润和肿瘤免疫微环境组分，同时干细胞特性指数更低。药物敏感性分析表明，RMscore与多种化疗或靶向药物的半数抑制浓度(IC₅₀)呈正相关，如AZ960、AZD4547等，提示高RMscore患者可能对这些药物更为耐药。

RMscore预后意义的验证

研究在GSE65858和GSE41613两个独立队列中验证了RMscore的预后价值。在GSE65858队列中，低RMscore组中位总生存期为5.13年，显著高于高RMscore组的3.01年。在GSE41613队列中，低RMscore组中位总生存期为6.31年，显著高于高RMscore组的1.54年。多变量回归分析在两个验证队列中均证实了RMscore的独立预后价值。

RMscore对免疫检查点响应的预测作用

研究进一步利用IMvigor210免疫治疗队列验证RMscore对免疫检查点抑制剂响应的预测价值。结果显示，低RMscore组患者中位总生存期显著延长(9.89个月 vs 5.13个月)，且免疫治疗客观缓解率明显更高(26% vs 5%)。多变量回归分析证实RMscore是免疫治疗响应的独立预测因素。

本研究首次系统性地揭示了RNA腺苷修饰书写器在头颈鳞癌中的综合作用模式，创新性地构建了RMscore评分系统。该模型不仅能够有效预测头颈鳞癌患者的预后，还能评估免疫治疗疗效和药物敏感性，为头颈鳞癌的个体化治疗提供了重要的生物标志物。研究的局限性在于缺乏头颈鳞癌免疫治疗队列的直接验证，且基于生物信息学分析的结果需要进一步实验验证其分子机制。尽管如此，该研究为理解RNA修饰在肿瘤免疫微环境调控中的作用提供了新的视角，具有重要的临床转化价值。