头颈癌中临床相关基因融合的流行特征与生物学影响:基于13,000例肿瘤的大规模基因组学研究

【字体: 时间:2025年07月04日 来源:npj Precision Oncology 6.8

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  本研究针对头颈癌(HNC)靶向治疗选择有限的临床困境,通过整合13,655例肿瘤的多组学数据,首次系统揭示了FGFR3、EGFR等激酶基因融合的流行率(2.8%)及其与HPV+的显著关联。研究人员采用STAR-Fusion/Arriba算法优化融合检测,发现FGFR3-TACC3融合可激活细胞增殖信号并重塑免疫微环境(NK/CD8+ T细胞富集),为HNC精准治疗提供了新靶点。论文发表于《npj Precision Oncology》,为EGFR-TKI等靶向药物在HNC的临床应用奠定理论基础。

  

头颈鳞状细胞癌(HNSCC)作为全球第七大高发癌症,五年生存率长期停滞在50%左右。尽管放疗联合顺铂或抗EGFR抗体(如西妥昔单抗)是标准疗法,但总体反应率仅13-45%。PD-1免疫疗法的出现虽带来希望,响应率仍局限在16-20%。更严峻的是,除HRAS突变(3-4%)外,HNSCC缺乏有效的分子分型标志物,这与肺癌、结直肠癌等已建立精准治疗体系的癌种形成鲜明对比。这种治疗瓶颈的背后,是HNSCC基因组异质性认知的不足——特别是对激酶基因融合这类可靶向变异的研究长期被忽视。早期TCGA研究仅检出2例FGFR3-TACC3融合,但当时采用的MapSplice算法灵敏度有限。随着STAR-Fusion等新一代生物信息学工具的发展,全面揭示HNSCC融合基因图谱的时机已然成熟。

美国俄亥俄州立大学综合癌症中心的Emily L. Hoskins团队联合18家机构,构建了包含13,655例HNSCC(排除唾液腺肿瘤)的超大队列,整合ORIEN、TCGA、CPTAC及17项已发表研究数据。通过STAR-Fusion和Arriba双算法分析RNA测序数据,结合全外显子测序验证,系统描绘了HNSCC融合基因的分子特征与临床意义。研究发现:(1)2.57%的肿瘤携带临床相关融合,以FGFR3(19例)、EGFR(6例)、FGFR2(6例)和NRG1(5例)为主;(2)首次在HNSCC中发现具有功能获得性的EGFR融合(如EGFR-SEPT14),其断点与肺癌响应者一致;(3)融合阳性肿瘤呈现显著转录上调(p<0.001);(4)FGFR3突变组显示NK细胞和CD8+ T细胞浸润增加,提示免疫联合治疗潜力。该研究为HNSCC分子分型提供了新范式,相关成果发表于《npj Precision Oncology》。

关键技术方法包括:1)多中心队列整合(ORIEN 1538例、TCGA 528例、CPTAC 110例及公共数据库485例);2)STAR-Fusion v1.8.0与Arriba v1.1.0双算法融合检测;3)CIBERSORT/Quantiseqr免疫微环境分析;4)VirTect HPV分型;5)OncoKB数据库驱动突变注释。

基因融合在头颈癌不同解剖部位广泛存在
通过对2564例发现队列和11,091例验证队列的分析,66例(2.57%)携带临床相关融合,其中鳞癌占97%(64/66)。FGFR3-TACC3融合最常见(15例),其次是EGFR融合(6例)。解剖分布显示口咽部融合阳性率最高(25例),其中73%为HPV16+,显著高于融合阴性组(62%)。

功能获得性EGFR融合的突破性发现
6例EGFR融合中,4例具有与肺癌响应者相同的功能域断点(如exon24断点)。文献回顾显示17例携带相似EGFR融合的肺癌/结直肠癌患者接受EGFR-TKI治疗后,15例达到部分缓解。这为HNSCC应用奥希替尼等药物提供了直接依据。

融合驱动的转录与免疫特征
融合阳性组中,致癌基因表达Z值显著升高(p<0.001)。FGFR3突变肿瘤呈现独特免疫表型:通过Quantiseqr分析发现NK细胞比例增加(p=0.03),CIBERSORT显示CD8+ T细胞活化(p=0.01)。ImSig分析揭示FGFR信号激活与细胞增殖特征正相关(p=0.004)。

临床转化价值验证
研究者汇总19例接受FGFR-TKI(如厄达替尼、佩米替尼)治疗的HNSCC患者数据,58%达到客观缓解,其中1例持续缓解36个月。这为开展FGFR靶向药物的篮子试验提供了临床证据。

该研究通过创新性地结合大样本队列与优化生物信息学流程,彻底改变了人们对HNSCC基因融合罕见性的认知。发现EGFR融合的跨癌种靶向潜力、揭示FGFR突变与免疫微环境的相互作用,为突破HNSCC治疗瓶颈提供了双重机遇:一方面,针对2.8%的融合阳性患者,可直接借鉴肺癌等癌种的成熟靶向方案;另一方面,FGFR信号与CD8+ T细胞/NK细胞的正相关性,为PD-1抑制剂联合FGFR-TKI的临床试验设计提供了理论支撑。随着二代FGFR抑制剂(如KIN-3248)的研发推进,这项研究或将重塑HNSCC精准治疗格局。

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