综述:食管腺癌的分子分层:对预后和治疗策略的启示
《Oncogene》:Molecular stratification of esophageal adenocarcinoma: implications for prognosis and treatment strategy
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时间:2025年12月09日
来源:Oncogene 7.3
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本综述系统梳理了食管腺癌(EAC)全基因组分子谱研究进展,重点探讨了基于基因组学和表观基因组学(如CpG岛甲基化表型CIMP)的分子分型及其临床意义。文章指出,分子分层有望超越传统TNM分期,改善预后评估,并为个性化治疗(如免疫检查点抑制剂ICIs、PARP抑制剂)提供新策略,同时揭示了巴雷特食管(BE)作为癌前病变的分子特征。尽管面临样本量小、验证不足等挑战,但将分子分型整合进临床工作流程是迈向EAC精准医疗的关键一步。
食管癌是全球范围内发病率和死亡率均较高的恶性肿瘤,其中食管腺癌(EAC)在西方国家的发病率迅速上升。EAC通常起源于巴雷特食管(BE),这是一种因慢性胃食管反流病导致的食管下段黏膜被柱状上皮替代的癌前病变。尽管现代多模式治疗改善了EAC的预后,但其5年总生存率仍徘徊在20%左右,凸显了对更精准预后工具和个性化治疗策略的迫切需求。全基因组分子分析为EAC的临床管理带来了新的希望。
目前,EAC的预后评估主要依赖肿瘤-淋巴结-转移(TNM)分期系统和组织病理学特征,但其预测个体生存概率的能力有限。分子谱分析通过识别与疾病结局相关的独特生物学亚型,有望弥补这一不足。
早期研究利用基因表达谱将EAC患者分为不同预后亚群。例如,Kim等人(2010)发现了一个与不良预后相关的基因簇,其核因子κB(NF-κB)通路活性显著富集,并验证了一个由SPARC和SPP1组成的双基因标志物可作为独立的预后指标。
近年来,DNA甲基化分析揭示了EAC中广泛存在的表观遗传异质性。Pinto等人(2024)在对胃肠道腺癌的泛癌分析中,识别出包括EAC患者在内的四种泛胃肠道甲基化亚型(高甲基化、低甲基化、中间型和正常样)。值得注意的是,属于“正常样”亚型(表现为较低程度的异常甲基化)的EAC患者预后最差。
CpG岛甲基化表型(CIMP)是EAC分子分层中的一个重要特征。多项研究在EAC中鉴定出了CIMP样亚型。Krause等人(2016)和Sanchez-Vega等人(2017)的研究均证实了CIMP阳性EAC的存在,其特征是广泛的CpG岛高甲基化。然而,与结直肠癌不同,EAC中的CIMP状态与MLH1启动子高甲基化无显著关联,提示其表观遗传调控机制可能存在差异。这些CIMP样亚型与临床结局的关系尚不完全一致,其预后价值仍需进一步验证。
为了更精确地进行个体化死亡风险评估,研究人员开发了多种基于基因组学的分类模型。这些模型通常利用肿瘤与正常组织之间的差异表达基因或差异甲基化位点,通过Cox回归分析筛选出与预后相关的特征,进而构建基因标签(如Lan等人的5-mRNA标签、Chen等人的4个甲基化驱动基因标签、Li等人的3-CpG位点分类器),将患者划分为高危和低危群体。多变量分析表明,这些模型计算出的风险评分是EAC总体生存的独立预测因子,部分模型甚至显示出优于传统TNM分期的预测性能。
EAC的高度异质性使得靶向治疗的发展面临挑战。目前的治疗多为“一刀切”模式。分子分类系统为制定新的治疗干预策略提供了见解。
具有潜在可操作靶点的亚型:全基因组测序研究揭示了具有治疗相关性的EAC亚型。Secrier等人(2016)鉴定了三个亚型:DNA损伤修复缺陷型(可能对PARP抑制剂敏感)、超突变型(可能是免疫治疗的潜在候选者)和与衰老相关的C>A/T主导型。转录组分析则将EAC分为胃样(Subtype I)和鳞样(Subtype II)亚型,它们具有不同的基因表达和突变特征,可能对化疗的敏感性不同。DNA甲基化分型(如Yu等人和Jammula等人的研究)也识别出不同的甲基化亚型(如高甲基化亚型),这些亚型具有特定的分子特征(如ERBB2/HER2改变、高肿瘤突变负荷),并可能在体外模型中对常规化疗、靶向治疗(如CDK2抑制剂)或表观遗传药物表现出不同的敏感性。Sundar等人(2019)的研究更进一步,他们发现一个DNA甲基化特征可以预测EAC患者能否从新辅助化疗(顺铂+氟尿嘧啶)中获益,实现了真正的疗效预测。
泛癌分析(如Hoadley等人2018年的研究)将EAC病例分布到多个分子簇中,除了与胃肠癌相似的簇,部分EAC还显示出与HER2扩增型乳腺癌或免疫特征丰富的簇相似,这为跨癌种应用靶向疗法(如曲妥珠单抗)和免疫治疗提供了理论依据。
免疫学分析及其潜在的临床意义:肿瘤微环境(TME)的免疫状态是影响免疫治疗应答的关键。通过对EAC进行免疫学分型,可以识别出可能从免疫检查点抑制剂(ICIs)中受益的患者亚群。Ling等人(2022)和Naeini等人(2023)的研究将EAC分为不同的免疫亚型(如“免疫热”、“免疫冷”、“免疫抑制”)。“免疫热”亚型富含淋巴细胞和髓系细胞,高表达免疫检查点分子,预后较好,提示对免疫治疗可能敏感。而“免疫抑制”或“淋巴细胞耗竭”亚型则与较差的生存率相关。Thorsson等人(2018)在泛癌背景下也定义了六种免疫亚型,EAC病例分布于其中五种亚型(如伤口愈合、IFN-γ主导、淋巴细胞耗竭等),进一步证实了EAC的免疫异质性,并为不同亚型推荐了相应的治疗策略(如对TGF-β主导型患者考虑使用TGF-β抑制剂)。
此外,一些研究还构建了基于免疫相关基因的预后模型(如Yang等人的4基因签名、Zhang等人的12基因签名),这些模型不仅能评估预后,其风险分组间的免疫浸润差异也暗示了不同的免疫治疗适用性。
对巴雷特食管(BE)和EAC的分子谱进行比较研究,有助于揭示EAC发生的早期机制。多项研究表明,BE和EAC在DNA甲基化谱上具有高度相似性,均明显区别于正常的食管鳞状上皮,这表明异常甲基化是EAC进展中的早期事件。全基因组测序研究也发现,BE already possesses a high mutational burden,并且复杂的基因组灾难(如染色体碎裂)可能在BE向EAC的恶性转化中起到推动作用。然而,研究也识别出了一些能区分BE和EAC的分子特征(如Jammula等人发现的在BE主导亚型中低甲基化的探针),这些特征可能与疾病进展相关,有潜力成为BE恶性进展的生物标志物,用于早期检测和风险分层。对BE样本的独立聚类分析同样揭示了其内部存在的分子异质性(如高、低甲基化表型),这表明在BE阶段就已存在分子异质性,对识别高进展风险患者具有重要意义。
尽管EAC分子分型研究取得了进展,但其临床转化仍面临诸多挑战。EAC相对罕见,导致大多数研究样本量有限,且约60%的研究依赖于公共数据库(如TCGA、GEO)的相同患者队列数据,缺乏独立的外部验证队列。样本的代表性也存在问题,多数研究基于可手术的局部晚期肿瘤标本,而许多EAC患者在诊断时已处于转移性或局部不可切除阶段。此外,研究方法上的差异(如基因组平台、特征选择策略、聚类方法)以及样本中肿瘤细胞比例的潜在影响,都可能影响分型的可重复性和临床适用性。
尽管存在挑战,分子分层有潜力通过提供更精确的预后评估和个性化的治疗干预来改善EAC的临床管理。为了实现临床转化,未来研究需要聚焦于更大规模、特征明确的前瞻性患者队列,并进行严格的外部验证。跨研究中心的合作至关重要,这有助于克服样本限制,并确保研究方法和标准的统一。透明报告样本肿瘤含量、临床变量和分层方法将增强结果的可重复性。此外,加强对BE的分子分层研究,将有助于阐明EAC发展的早期机制,识别用于风险分层和早期检测的生物标志物,最终目标是降低EAC的疾病负担。通过上述努力,有望将具有前景的分子分类器整合到常规临床实践和临床试验设计中,从而推动EAC精准医疗的发展。
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