EGFR 突变肺腺癌转化小细胞肺癌的转录组分析揭示独特亚型及精准治疗机会

【字体: 时间:2025年05月30日 来源:Biomarker Research 9.5

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  为探究 EGFR-TKI 耐药后 T-SCLC 的分子特征及治疗策略,研究人员对 LUAD、T-SCLC 和原发 SCLC 进行多组学分析,发现 T-SCLC 可分为 LUAD-like 和 Non-LUAD-like 亚型,匹配治疗组 mPFS 显著延长,为精准治疗提供依据。

  在肺癌治疗领域,表皮生长因子受体酪氨酸激酶抑制剂(EGFR-TKI)为 EGFR 突变非小细胞肺癌(NSCLC)患者带来了显著生存获益,但耐药问题始终是临床治疗的一大挑战。其中,小细胞肺癌(SCLC)转化是 EGFR-TKI 耐药的重要机制之一,约 3%-14% 的 EGFR 突变肺腺癌(LUAD)患者会发生这种恶性转化。转化后的小细胞肺癌(T-SCLC)恶性程度高、侵袭性强,传统基于病理类型的化疗方案疗效有限,且缺乏有效的分子标志物指导个体化治疗,患者预后极差。因此,深入解析 T-SCLC 的分子特征,探索精准治疗策略成为亟待解决的临床难题。
为了攻克这一难题,广东省人民医院(广东省医学科学院)的研究团队开展了一项具有重要意义的研究。该研究通过多组学分析手段,系统比较了 LUAD、T-SCLC 和原发 SCLC 的分子差异,并首次在 T-SCLC 中识别出两种具有临床指导价值的分子亚型,相关成果发表在《Biomarker Research》上,为 T-SCLC 的精准治疗开辟了新方向。

研究人员主要采用了以下关键技术方法:首先,从广东省人民医院肺癌数据库中回顾性收集了 2018 年 10 月至 2021 年 9 月期间的临床样本,包括 18 例 EGFR 突变 LUAD、23 例 T-SCLC 和 20 例原发 SCLC 患者的组织样本,其中 5 例为 SCLC 转化前后的配对样本。然后,运用 RNA 测序(RNA-seq)对样本进行全转录组分析,同时结合下一代测序(NGS)技术检测基因组变异,并通过免疫组织化学(IHC)方法验证关键蛋白的表达。此外,利用层次聚类分析和主成分分析(PCA)对转录组数据进行分子亚型分类,并通过生存分析评估不同亚型的临床预后差异。

转录组差异分析揭示 T-SCLC 的独特分子特征


通过比较 LUAD 与 T-SCLC 的转录组数据,研究人员发现了 7499 个差异表达基因(DEGs),其中 T-SCLC 中 4899 个基因显著上调,2600 个基因下调。上调基因主要富集于细胞周期、神经分化、DNA 复制等通路,如 PPM1E、INSM1、KCNC1 等基因表达显著升高,同时神经内分泌(NE)标志物如 INSM1、CHGA、ASCL1 等表达增强,提示 T-SCLC 具有典型的神经内分泌分化特征。而免疫相关通路如 T/B 细胞受体信号通路、抗原加工呈递通路在 T-SCLC 中显著下调,这可能与 T-SCLC 的免疫逃逸机制相关。

对 5 例配对的转化前后样本分析显示,SCLC 转化后 INSM1 等神经内分泌标志物显著上调,细胞周期和同源重组通路激活,而代谢相关通路下调。这表明 SCLC 转化过程中伴随显著的转录重编程,神经内分泌分化和细胞增殖相关通路的激活是其关键分子事件。

T-SCLC 与原发 SCLC 的异同及分子亚型分类


尽管 T-SCLC 和原发 SCLC 均表现出神经内分泌分化特征,但两者的转录组存在显著差异。研究人员识别出 499 个差异表达基因,其中 T-SCLC 中 221 个基因上调,278 个基因下调。Wnt 信号通路相关基因如 WNT3、NKD1 在 T-SCLC 中高表达,而原发 SCLC 中免疫相关通路如补体和凝血级联反应、自身免疫性甲状腺疾病通路更为活跃。

进一步通过无监督层次聚类分析,研究人员将 23 例 T-SCLC 样本分为两个分子亚型:LUAD-like 亚型(12 例)和 Non-LUAD-like 亚型(11 例)。LUAD-like 亚型在转录水平上与传统肺腺癌更为相似,其 NKX2-1(甲状腺转录因子 1,TTF-1)表达显著高于 Non-LUAD-like 亚型(均值 371.8 vs. 41.8,P<0.0001),而 Non-LUAD-like 亚型则更接近原发 SCLC 的分子特征,但保留了独特的基因表达模式。多组学分析显示,两种亚型在基因组变异(如 EGFR、TP53、RB1 突变)、拷贝数变异(CNV)和肿瘤突变负荷(TMB)上无显著差异,但在转录组和蛋白水平上表现出明显的异质性。

分子亚型指导下的精准治疗策略及生存分析


基于分子亚型,研究人员将 T-SCLC 患者的治疗方案分为匹配组和不匹配组。匹配组定义为:LUAD-like 亚型接受 EGFR-TKI 或贝伐珠单抗联合化疗,Non-LUAD-like 亚型接受含铂化疗 ± 免疫治疗;不匹配组为治疗方案未遵循亚型指导的患者。生存分析显示,匹配组(13 例)的中位无进展生存期(mPFS)显著长于不匹配组(10 例),分别为 5.4 个月和 3.6 个月(P=0.02)。在 LUAD-like 亚型中,继续使用 EGFR-TKI 的患者 mPFS 有延长趋势(6.2 个月 vs. 3.6 个月,P=0.13),而 Non-LUAD-like 亚型中持续使用 EGFR-TKI 未显示临床获益。然而,两组的总生存期(OS)无显著差异(9.7 个月 vs. 9.2 个月,P=0.47),提示需要更长的随访时间来评估疗效。

研究结论与意义


本研究通过多组学分析揭示了 T-SCLC 独特的分子特征,证实其并非均质疾病,而是可分为 LUAD-like 和 Non-LUAD-like 两种分子亚型。LUAD-like 亚型保留了部分腺癌特征,可能对 EGFR-TKI 联合治疗敏感;Non-LUAD-like 亚型更接近原发 SCLC,需采用传统含铂化疗联合免疫治疗等策略。分子亚型指导的匹配治疗显著延长了患者的无进展生存期,为 T-SCLC 的精准治疗提供了直接的临床证据。

研究同时指出,INSM1 作为神经内分泌分化的关键转录因子,在 SCLC 转化中起重要作用,有望成为 T-SCLC 的诊断标志物和治疗靶点。此外,T-SCLC 中免疫微环境的抑制状态可能解释了免疫治疗的有限疗效,为未来联合免疫治疗策略的优化提供了方向。

尽管研究存在样本量小、回顾性设计等局限,但首次系统地对 T-SCLC 进行了分子分型,并验证了亚型指导治疗的有效性,为该领域的进一步研究奠定了基础。未来需在更大样本队列和前瞻性研究中验证这些发现,并深入探索亚型特异性的信号通路和治疗抵抗机制,以推动 T-SCLC 精准医学的临床实践。

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