头颈鳞癌染色质因子全景图谱揭示致癌与免疫逃逸新机制

本研究系统解析了头颈鳞状细胞癌(HNSCC)中422种染色质因子的基因组与转录组变异 landscape，发现HPV阳性和阴性HNSCC共享MLL2高频突变(12-17%)和ACTL6A扩增(19-24%)特征。研究首次揭示染色质重塑复合物组分(ACTL6A/SMARCA1/MORF4L2)与"冷肿瘤"表型显著相关，并通过空间转录组学证实MORF4L2表达与CD8+T细胞浸润负相关，为靶向表观遗传疗法提供新依据。

　　

头颈鳞状细胞癌是全球第六大常见恶性肿瘤，每年导致约90万新发病例和40万死亡病例。根据人乳头瘤病毒(HPV)感染状态，HNSCC可分为HPV阳性和阴性两类，两者在病因学、分子特征和临床预后方面存在显著差异。尽管目前采用手术、铂类化疗和放疗等多学科综合治疗手段，HPV阴性患者的5年总生存率仍仅为50%左右，而HPV阳性患者约为75%。对于复发/转移性患者，标准治疗方案包含帕博利珠单抗(pembrolizumab)免疫治疗，但中位生存期仅13个月，凸显了开发新治疗策略的迫切性。

近年来，表观遗传调控在肿瘤发生发展中的作用日益受到关注。染色质因子——包括负责DNA和组蛋白化学修饰的酶类、染色质重塑复合物以及核小体占据调控蛋白——在基因转录调控中发挥核心作用，并与多种癌症的起始和进展密切相关。在HNSCC中，前期研究已发现NSD1突变与DNA低甲基化、细胞分化阻滞相关，NSD2/NSD3过表达通过组蛋白修饰促进细胞周期进程，但这些研究多局限于个别因子，缺乏系统性全景分析。

为了全面揭示染色质因子在HNSCC中的基因组和表达变异 landscape，研究人员利用癌症基因组图谱(TCGA)中530例HNSCC肿瘤样本的分子谱数据，对422种染色质因子进行了突变、拷贝数和转录变异的系统性分析，并探究了它们与HPV阴性和阳性HNSCC中"冷肿瘤"表型的相关性。该研究发表于《Oral Oncology》杂志，为理解HNSCC的表观遗传调控机制提供了重要见解。

研究采用多组学整合分析策略，主要技术方法包括：利用TCGA FireHose Legacy数据集进行基因组变异(GISTIC)和转录组(RNA-seq)分析；使用单细胞RNA测序(scRNA-seq)数据解析细胞类型特异性表达；通过空间转录组学技术分析肿瘤微空间中细胞间相互作用；采用基因集富集分析(GSEA)和统计学方法( Wilcoxon检验、Pearson相关)验证显著性。

头颈和其他鳞状细胞癌是染色质因子遗传改变最频繁的癌症类型

通过比较TCGA中32种癌症类型的遗传改变频率，研究发现HNSCC在42个高频突变(≥5%)染色质因子中排名第9，总改变频率达78%。膀胱和肺鳞状细胞癌位列前两位，表明染色质因子在鳞状细胞癌的发病机制中可能扮演特别重要的角色。

HNSCC中染色质因子的突变 landscape

蛋白甲基转移酶(PMTs)和去甲基酶(PDMTs)、蛋白乙酰转移酶和溴结构域蛋白以及染色质重塑家族是HPV阴性和阳性HNSCC中最常突变的三大染色质因子家族。在HPV阴性肿瘤中，MLL2(KMT2D)是最常突变的染色质因子(17%)，其次是NSD1(12%)、MLL3(KMT2C)(9%)和CREBBP/EP300(14%)。HPV阳性肿瘤也呈现相似模式，CREBBP/EP300(18%)、MLL2(12%)和NSD1(11%)突变频率最高。

HNSCC中染色质因子的扩增 landscape

GISTIC分析发现，在HPV阴性HNSCC中，3q26.33位点的ACTL6A(19%)和FXR1(19%)、3q27.2的SENP2(19%)以及3q29的SENP5(18%)是最常扩增的染色质因子。HPV阳性肿瘤中，ACTL6A和FXR1的共扩增频率达24%，SENP2和SENP5分别为21%和20%。这些扩增与mRNA和蛋白表达水平升高显著相关，且与患者不良预后相关。

最常遗传改变的染色质因子在HPV阳性和阴性HNSCC肿瘤中共享

有趣的是，HPV阳性和阴性HNSCC在染色质因子突变和扩增模式上高度相似。MLL家族基因(HPV阴性33%，HPV阳性26%)、NSD1(HPV阴性12%，HPV阳性11%)和EP300/CREBBP(HPV阴性14%，HPV阳性18%)突变定义了互斥的HNSCC患者亚群。3q扩增子上的ACTL6A、SENP2/SENP5和FXR1在两种HPV状态肿瘤中均高频扩增。

HNSCC中染色质因子的转录组改变

研究人员鉴定了相比正常口腔鳞状上皮过表达或低表达超过30%的染色质因子。在HPV阴性HNSCC中，DPF1(15.14倍)、PHF24(3.56倍)和PRDM13(3.41倍)过表达最显著；HPV阳性肿瘤中，UHRF1(11.23倍)、TCF19(8.75倍)和BCL11A(5.65倍)过表达最明显。大多数过表达基因参与组蛋白甲基化过程的读取或写入。

与"冷"HNSCC肿瘤相关的染色质因子

研究发现染色质因子与"冷"肿瘤微环境(低CD8⁺T细胞浸润)显著相关。在HPV阴性HNSCC中，蛋白甲基化相关因子(CBX1/CBX8/CDYL/SMYD3/KDM5B)和染色质重塑组分(ACTL6A/SMARCA1/SS18L1)与CD8A mRNA水平负相关性最强。HPV阳性肿瘤中，染色质重塑因子MORF4L2(r = -0.45)显示最强负相关。这些因子也与CD8⁺T细胞趋化因子(CXCL9/CXCL10/CXCL11/CCL5)表达负相关。

MORF4L2与癌细胞中HLA I类基因表达相关并与近端CD8⁺T细胞的激活基因特征相关

单细胞和空间转录组学分析显示，MORF4L2在癌细胞、肥大细胞、内皮细胞和巨噬细胞中高表达。癌细胞中较高MORF4L2 mRNA水平与较低HLA-G/HLA-DQB1/HLA-DRB1/HLA-DRA表达相关。空间分析发现，靠近低MORF4L2表达癌细胞的CD8⁺T细胞比靠近高表达癌细胞的CD8⁺T细胞显示更高的激活/耗竭标志物水平，且数量更多，表明低MORF4L2表达可能与更高的抗原呈递能力相关。

研究结论表明，HNSCC在染色质因子遗传改变频率方面排名所有癌症类型前10，鳞状细胞癌尤其显著。HPV阴性和阳性HNSCC共享相似的染色质因子改变模式，包括MLL家族高频突变、3q扩增子上的ACTL6A/SENP2/SENP5/FXR1扩增，以及CREBBP/EP300突变。这些发现提示鳞状细胞分化程序中可能存在控制这些扩增的表观遗传调控因子。

特别重要的是，研究发现染色质重塑复合物组分(ACTL6A、SMARCA1、MORF4L2、DPF1)与"冷肿瘤"表型显著相关，且与CD8⁺T细胞趋化因子表达负相关。空间转录组学分析进一步支持MORF4L2在调控HPV阴性HNSCC癌细胞抗原呈递能力中的潜在作用。

该研究的重大意义在于首次系统性描绘了HNSCC中染色质因子的全景变异图谱，揭示了表观遗传调控在HNSCC发病机制和免疫微环境塑造中的核心作用。研究发现不仅为理解HNSCC的分子分型提供了新视角，更重要的是为开发靶向表观遗传的治疗策略奠定了理论基础。针对这些染色质因子的 therapeutic干预可能为改善HNSCC患者预后、克服免疫治疗耐药提供新途径，特别是对于那些具有"冷肿瘤"表型的难治性患者。