KMT2D失活作为垂体肿瘤潜在新驱动因素的基因组与单细胞转录组学证据：一项病例报告

本研究通过全基因组测序(WGS)和单细胞RNA测序(scRNA-seq)技术，首次发现组蛋白甲基转移酶KMT2D的剪接变异体可能驱动混合型生长激素-泌乳素垂体神经内分泌肿瘤(PitNET)的发生。该肿瘤表现出显著的染色体不稳定性、KRAS信号通路上调及独特的免疫微环境特征，为理解垂体肿瘤非转移性机制提供了新视角。

　　

垂体神经内分泌肿瘤(PitNET)作为颅内第三大常见肿瘤，临床发病率达4.07/10万，但其几乎从不转移的生物学特性长期困扰学界。尽管已知GNAS和USP8等基因驱动特定亚型，多数PitNET的分子机制仍属未知。瑞士洛桑大学医院团队在《BJC Reports》发表的研究，通过多组学技术揭示KMT2D失活可能是混合型生长激素-泌乳素肿瘤的新驱动因素。

研究团队对一例50余岁男性患者的混合型肿瘤开展全基因组测序，发现KMT2D基因第32外显子c.8047-2A>G剪接位点变异，该变异导致外显子33异常剪接，经SpliceAI预测为致病性。

主要技术方法

1. 全基因组测序(WGS)：检测肿瘤与匹配血液样本的体细胞变异和染色体拷贝数变异
2. 单细胞RNA测序：使用10X Chromium平台分析2,928个高质量细胞，揭示肿瘤异质性
3. DNA甲基化芯片：Illumina Infinium Methylation Assay分析796个差异甲基化区域
4. 免疫组化：验证PD-L1(CD274)表达和免疫细胞浸润特征

研究结果

Variant information
肿瘤样本中KMT2D变异等位基因频率达50%，提示肿瘤纯度接近100%。该变异未被gnomAD数据库收录，临床意义未明。

Structural alterations
覆盖度分析显示1、4、15、16、18和22号染色体全缺失，7、9和13号染色体扩增，但12号染色体（KMT2D所在位置）未受影响。

Single-cell RNA seq
肿瘤细胞分为GH1和PRL表达亚群，免疫细胞中CD8⁺
效应记忆T细胞占比37.6%，显著高于其他PitNET（约5%）。

Alterations at single-cell level
Copykat分析证实WGS发现的染色体异常模式，肿瘤细胞与非肿瘤细胞可明确区分。

KMT2D expression in PitNETs
与健康对照和其他PitNET相比，该肿瘤KMT2D表达细胞比例显著降低，支持异常剪接导致无义介导的mRNA降解(NMD)。

Differential gene expression analysis(DGEA)
伪批量分析显示氧化磷酸化(NES:4.18)、MYC靶标(NES:3.91)和DNA修复(NES:2.9)等通路显著激活，KRAS信号下调相关基因表达受抑。

Immune cells analysis
免疫细胞占比达60%（通常为5%），CD8⁺
T细胞密度达33个/mm²
，呈现类似癌的免疫特征而非典型腺瘤。

Methylation profile in PitNETs
POU1F1谱系肿瘤整体甲基化水平较低，SPON2启动子区低甲基化可能促进其表达。

结论与意义

该研究首次将KMT2D失活与PitNET发生相关联，其诱导的染色体不稳定性、代谢重编程和免疫微环境重塑，为理解垂体肿瘤特殊生物学行为提供新视角。尽管具有与恶性肿瘤相似的分子特征（如KRAS激活、广泛染色体异常），该肿瘤仍保持良性病程，提示垂体局部可能存在独特的稳态调控机制。研究发现PD-L1在40%肿瘤细胞中弱表达，为免疫治疗提供潜在靶点。组蛋白修饰异常与DNA甲基化改变的协同作用，可能成为未来治疗策略的突破口。