葡萄膜黑色素瘤驱动突变早期遗传演化研究

《Nature Communications》：Early genetic evolution of driver mutations in uveal melanoma

葡萄膜黑色素瘤（UM）因早期微转移导致高死亡率，但其早期遗传演化机制不明。本研究通过对1140例原发UM（含131例小肿瘤）进行整合遗传分析，发现15基因表达谱（15-GEP）较驱动突变能更准确预测生存，并首次揭示支持向量机判别分数可识别从低危Class 1向高危Class 2转化的过渡期肿瘤，为早期干预提供分子依据。

　　

在眼科肿瘤领域，葡萄膜黑色素瘤（Uveal Melanoma, UM）是一种具有高度转移倾向的致命性眼内恶性肿瘤。尽管原发性肿瘤可通过放疗或手术成功控制，但患者常因肝转移导致死亡，五年生存率不足50%。这种治疗困境源于UM的独特生物学行为——肿瘤在体积尚小时就可能发生微转移，而当原发性肿瘤被诊断时，微转移灶可能已在体内潜伏多年。更棘手的是，小型UM在临床上难以与良性葡萄膜痣区分，而目前缺乏可靠的生物标志物来指示恶性转化过程。

长期以来，科学界对UM遗传演化的认知主要来自大型摘除眼球标本或转移瘤的研究，而对小型肿瘤的分子特征知之甚少。这主要是因为小肿瘤多采用保眼治疗，仅能获取微量活检组织用于分析。UM的分子通路已较为明确：起始于Gq信号通路基因（GNAQ、GNA11、CYSLTR2、PLCB4）的突变，但这些突变也存在于良性痣中，不足以致癌；真正的恶性转化需要获得BSE突变（BAP1、SF3B1、EIF1AX），分别对应高、中、低转移风险。其中，BAP1失活尤其与高风险Class 2分子亚型相关。然而，这些突变事件在肿瘤演化过程中的时间动态、与肿瘤大小的关系以及它们如何驱动基因表达谱的转变，仍是未解之谜。

为解决这些问题，由J. William Harbour教授领衔的国际研究团队在《Nature Communications》上发表了最新成果。研究人员利用前瞻性多中心临床试验COOG2（协作眼肿瘤组2号研究）的1140例原发UM样本（包含131例小肿瘤），通过整合遗传分析揭示了UM驱动突变的早期演化规律。研究发现，15基因表达谱（15-GEP）结合PRAME表达状态的预后价值优于所有单基因突变，而支持向量机（SVM）判别分数能识别处于Class 1向Class 2转化过渡期的小肿瘤，为早期干预提供了新思路。

本研究主要采用了几项关键技术：首先，研究队列来自COOG2前瞻性多中心临床试验，涵盖26个眼科中心的1140例原发UM患者；其次，使用临床可及的15基因表达谱（15-GEP）和PRAME表达检测进行分子分型；同时，开发并验证了针对7个常见UM相关突变（UMAMs）的靶向下一代测序（NGS）panel；此外，通过计算癌症细胞分数（CCF）和肿瘤纯度来量化突变克隆性；并利用定制染色体3p拷贝数变异（CNV）测序panel评估BAP1位点杂合性缺失（LOH）；最后，结合饱和基因组编辑（SGE）数据库对BAP1突变进行功能分类。

患者队列与突变图谱

研究纳入1140例合格病例，中位随访52.8个月。突变分析显示Gq突变分布于GNAQ（48.9%）、GNA11（46.5%）、PLCB4（2.2%）和CYSLTR2（1.2%）；BSE突变见于BAP1（31.9%）、SF3B1（17.0%）和EIF1AX（26.7%）。GNAQ突变与Class 1肿瘤、较小体积和较好预后相关，而GNA11突变与Class 2肿瘤、较大体积和BAP1突变共存。BSE突变基本互斥，仅2.3%病例存在双重突变。

UMAMs的预后意义

单变量分析中BAP1突变与较短无转移生存期（MFS）相关，而EIF1AX、SF3B1和GNAQ突变预示较好预后。但在多变量分析中，当引入15-GEP后，所有突变均失去独立预后价值，表明15-GEP/PRAME分类器具有更优的预测效能。

小肿瘤揭示早期演化线索

与较大肿瘤相比，小肿瘤（厚度≤2.5mm，直径≤12mm）更可能为Class 1型、PRAME阴性且缺乏BSE突变，提示多数UM起始为小型Class 1肿瘤，随后在生长中获得BSE突变。小肿瘤的判别分数显著较低，表明低判别分数的Class 2肿瘤可能刚从Class 1转化而来。

不协调肿瘤的演化启示

3.5%的Class 1肿瘤携带BAP1突变，这些肿瘤体积更小、判别分数更低，但生存结局与Class 1/BAP1野生型无差异，可能因其处于转化早期且局部治疗有效。BAP1突变功能分析显示Class 1与Class 2肿瘤间无显著差异，表明突变类型不是表型差异的主因。

判别分数与癌症细胞分数的动态关系

BAP1蛋白剂量减少伴随Class 1向Class 2的转录组转变和判别分数反转。有趣的是，CCF_BAP1与肿瘤大小、判别分数或生存无关，而判别分数低（无论Class 1或Class 2侧）均提示肿瘤处于过渡状态，且与预后相关：Class 1中低分数预后差，Class 2中低分数预后较好。

本研究通过大样本多中心分析，描绘了UM从良性痣向恶性黑色素瘤演化的分子轨迹。研究证实BSE突变虽具预后价值，但15-GEP/PRAME分类器在预测转移和生存方面更优越，支持其作为临床预后金标准。更重要的是，研究首次提出SVM判别分数可作为分子演化的"时钟"，识别处于恶性转化临界点的小肿瘤，这为临床管理带来了范式转变——通过判别分数精准区分需要积极治疗的微小高风险肿瘤与可安全观察的良性病变，有望在转移发生前干预从而改善患者结局。该发现不仅深化了对UM发病机制的理解，更为开发早期干预策略提供了分子导航，推动UM进入精准医疗新时代。