《Frontiers in Immunology》：Human leucocyte antigen class I and II alleles are associated with tumor susceptibility in neurofibromatosis type 1
编辑推荐：
摘要专业翻译
引言： 1型神经纤维瘤病（NF1）是一种常见的常染色体显性遗传肿瘤易感综合征。NF1患者表现出显著的表型异质性，即使在携带相同NF1突变的家族内部也是如此。除少数例外情况外，特异性基因型-表型关联的鉴定至今仍难以实现。
方法： 研究人员利用RNA
摘要专业翻译
引言： 1型神经纤维瘤病（NF1）是一种常见的常染色体显性遗传肿瘤易感综合征。NF1患者表现出显著的表型异质性，即使在携带相同NF1突变的家族内部也是如此。除少数例外情况外，特异性基因型-表型关联的鉴定至今仍难以实现。
方法： 研究人员利用RNA测序（RNA-sequencing）、全外显子组测序（whole exome sequencing）数据及直接DNA测序（direct DNA sequencing）技术，对携带NF1相关高级别胶质瘤（HGG，n=38）、低级别胶质瘤（LGG，n=91）和恶性外周神经鞘瘤（MPNST，n=105）的个体进行HLA基因分型。通过将观察到的携带者频率与基于种族匹配人群数据得出的预期频率进行比较，计算比值比（Odds Ratio, OR）、二项式p值（binomial p-value）及错误发现率（false discovery value, Q值）。
结果： 研究人员发现特定的HLA I类和II类等位基因与不同的NF1肿瘤类型相关。例如，HLA-B*40:02与NF1-MPNST显著相关（OR=3.71, p=0.001, Q=0.023），将该肿瘤的终生风险从10%-15.8%提升至约36.6%（置信区间CI 16.1-57.2%）。
讨论： 对于一般人群中携带风险等位基因的个体而言，其相对癌症风险可能较高，但该个体的癌症绝对风险通常仍然很低。相比之下，携带风险等位基因且同时患有肿瘤易感综合征的个体，其发生肿瘤的绝对风险将显著升高，这仅仅是因为他们起始于更高的肿瘤基线易感性。NF1肿瘤发生中HLA风险等位基因的鉴定，有望通过推动风险适应性筛查和治疗来改善临床护理和患者结局。需要特别指出的是，本研究发现的相关性需要在独立的预期队列中得到验证。
论文解读
一、研究背景与意义
1型神经纤维瘤病（Neurofibromatosis type 1, NF1）是一种常见的常染色体显性遗传肿瘤易感综合征，约每3000人中即有1人患病。作为一种多系统疾病，NF1患者面临多种肿瘤发生风险，包括良性神经纤维瘤、低级别胶质瘤（low-grade glioma, LGG，涵盖视路胶质瘤和非视路胶质瘤）、恶性外周神经鞘瘤（malignant peripheral nerve sheath tumor, MPNST，终生风险10%-15.8%）以及高级别胶质瘤（high-grade glioma, HGG，终生风险1%-2%，包括胶质母细胞瘤GBM和具有毛样特征的高级别星形细胞瘤HGAP）。
NF1患者体内存在NF1肿瘤抑制基因的致病性胚系变异或缺失，该基因是RAS通路的负调控因子。野生型NF1拷贝的体细胞丢失可导致肿瘤形成。然而，NF1中复发性胚系变异极少，使得基因型-表型关联研究面临巨大挑战。尽管已有少数例外，如NF1微缺失（5%）与皮肤神经纤维瘤和MPNST风险增加相关，以及特定错义突变（如AA 844-848位点、p.Met1149、p.Arg1276和p.Lys1423）与特定表型相关，但这些变异仅代表NF1人群的一小部分，无法解释家族内临床表现的差异。
人类白细胞抗原（Human leukocyte antigen, HLA）I类分子（包括HLA-A、HLA-B和HLA-C）在人群中展现出显著的遗传多样性，这种多样性源于免疫系统识别和呈递多种肽段（抗原）以激活CD8 T细胞的需求。HLA等位基因的多样性增强了免疫系统的灵活性和适应性，但也影响疾病易感性，包括感染、自身免疫性疾病和癌症。HLA II类分子通常在抗原呈递免疫细胞上表达，在免疫细胞活化（包括CD4 T细胞）中发挥重要作用。值得注意的是，超过50%的NF1相关HGG肿瘤细胞表达通常仅限于免疫细胞的HLA II类抗原呈递相关基因，这种非免疫细胞上的HLA II类基因表达通常被认为具有免疫抑制作用。
基于此，研究人员系统性地探究了HLA I类和II类等位基因与NF1相关肿瘤发生之间的关联，旨在寻找可能影响NF1患者肿瘤易感性的遗传修饰因素。
二、主要技术方法
研究人员利用已发表和公开可用的RNA测序（RNA-seq）、全外显子组和/或全基因组测序数据，以及儿童脑肿瘤网络（Children’s Brain Tumor Network, CBTN）生物样本库中保存的DNA材料，对NF1患者进行HLA分型，包括38例NF1-HGG患者、91例NF1-LGG患者和105例NF1-MPNST患者。同时收集了散发性（非肿瘤易感相关）对照队列，包括204例儿童HGG患者和218例儿童LGG患者。HLA分型采用arcasHLA算法（RNA-seq数据）、OptiType（HLA I类，全外显子组测序）、HLA-HD（HLA II类，全外显子组测序）以及PHLAT（直接DNA测序）等多种工具。由于HLA等位基因频率在不同人群中存在差异，研究人员通过自我报告或利用Somalier软件基于1000 Genomes数据集确定患者的种族/民族背景（白人、黑人、亚洲人、西班牙裔）。
三、研究结果
3.1 NF1-LGG中的HLA I类关联
研究人员发现HLA-C*07:02在NF1-LGG队列中显著减少（OR=0.41, CI=0.20-0.78, p=0.003, Q=0.074），达到错误发现率阈值（Q<0.1）。另一等位基因HLA-B*07:02以临界显著性减少（OR=0.46, CI=0.22-0.91, p=0.020, Q=0.20）。这两个等位基因在欧洲裔人群中几乎完全连锁不平衡，表明这种减少可能代表单一单倍型。值得注意的是，该HLA-C*07-B*07单倍型此前被发现与胶质母细胞瘤风险正相关，与本研究在NF1-LGG中观察到的保护性关联形成对比。此外，HLA-B*38:01和HLA-C*14:02在NF1-LGG中呈临界显著正相关（Q值介于0.1-0.25之间）。
3.2 NF1-HGG中的HLA I类关联
NF1-HGG队列是数据集中最小的队列（n=38例）。研究人员未发现任何与NF1-HGG显著或探索性相关的等位基因（Q<0.25），在204例散发性HGG队列中也未发现显著关联。HLA-B*13:02的名义p值为0.038（OR=2.92, CI=0.89-7.53），但未通过多重假设检验（Q=0.59）。然而，该等位基因在散发性pLGG队列中与风险增加显著相关（OR=2.18, CI=1.32-3.43, p=0.002, Q=0.049）。
3.3 NF1-MPNST中的HLA I类关联
HLA-B*40:02在105例NF1-MPNST患者中有10例携带（9.5%），而预期携带率仅为2.8%（OR=3.71, CI=1.72-7.13; p=0.001, Q=0.023）。该等位基因频率在各人种中均较低（白种人1.3%，非裔美国人0.3%，西班牙裔4.9%，亚裔2.4%）。携带HLA-B*40:02的NF1患者MPNST终生风险估计升高至36.6%（CI=16.0-57.2%），高于一般NF1人群10%-15.8%的预期终生风险。值得注意的是，该等位基因在18岁前发生MPNST的NF1患者中尤为常见：9例儿科患者中有4例携带HLA-B*40:02，显著高于不携带该等位基因的儿科MPNST患者比例（p=0.0027，Fisher精确检验）。
3.4 NF1肿瘤中的HLA II类基因DRB1关联
研究人员对HLA II类基因DRB1进行了类似分析，发现两个等位基因与NF1相关肿瘤显著相关或显著减少。HLA-DRB1*12:01与NF1-LGG显著相关（OR=3.69, CI=1.62-7.38, p=0.001, Q=0.049），但在散发性儿童LGG或HGG人群以及NF1-HGG和NF1-MPNST中均未富集。HLA-DRB1*01:01在NF1-MPNST患者中显著减少（OR=0.25, CI=0.06-0.59, p<0.001, Q=0.046），提示该等位基因在MPNST中具有保护作用。HLA-DRB1*04:03在NF1-LGG队列中呈临界显著（OR=3.55, CI=1.12-8.65, p=0.016, Q=0.20），该等位基因在较大的散发性pLGG队列中也具有名义p值0.002（OR=3.14）。
3.5 散发性儿童LGG和HGG中的HLA I类和II类关联
在散发性儿童LGG队列中，HLA-B*13:02（OR=2.18, CI=1.32-3.43, p=0.002, Q=0.049）和HLA-DRB1*16:01（OR=3.93, CI=2.16-6.63, p=1.6x10-5, Q=0）高度显著。HLA-DRB1*16:01在散发性儿童HGG中也具有名义p值0.01，但未达到5%频率阈值而未计算错误发现率。
四、讨论与结论
本研究识别出多个HLA等位基因与NF1个体的中枢和外周神经系统肿瘤形成率升高相关。虽然分析以探索性方式回顾了回顾性数据，但研究结果具有统计学稳健性，应视为假设生成的关联，值得进一步研究。这些关联主要需要在更大的NF1个体队列中进行独立的前瞻性验证，以识别可能产生临床可操作风险增加的等位基因。
研究人员提出了几种值得进一步研究的假说：（1）感染易感性：特定等位基因可能使患者易感病毒或细菌感染，进而促进肿瘤形成；（2）HLA I类等位基因呈递肿瘤特异性肽段的能力：与肿瘤形成相关的等位基因可能呈递触发免疫系统的特定肿瘤肽段的能力降低；（3）与HLA基因紧密连锁的肿瘤驱动因子：MHC基因组位点中存在HLA基因以外的其他基因，如POU5F1（OCT4），该转录因子在癌症干细胞中发挥作用，且与HLA-B和C相距仅290kb，可能存在连锁不平衡。
关于HLA II类受体，虽然通常仅由抗原呈递免疫细胞表达，但近期数据显示大量NF1-HGG肿瘤细胞表达HLA II类抗原呈递机制。肿瘤细胞上HLA II类表达促进肿瘤形成的具体机制尚不清楚，但推测其通过刺激CD4 T细胞和促进CD8 T细胞耗竭发挥免疫抑制作用。
在一般人群中，携带癌症相关HLA等位基因的实际终生癌症风险通常较低，因为观察到的OR值通常在1-3范围内且特定癌症的基线终生风险本身很低。然而，在具有升高基线肿瘤风险的NF1患者中，这种适度的OR变化可显著影响临床结局。特别是对于MPNST，观察到的关联比值比提示NF1患者发生恶性肿瘤的可能性显著增加。HLA-B*40:02可将MPNST终生风险提升至16.1%-57.2%，而一般NF1人群的基线风险为10%-15.8%。尽管该风险升高达到统计学显著性，但较宽的置信区间反映了队列中等位基因携带者样本量有限。此外，该终生风险估计模型基于最新回顾性分析的假设，预计会随时间修订。
本研究结论指出，HLA数据值得在1型神经纤维瘤病中进一步研究HLA基因型-表型关联。未来研究预计将扩展HLA分型至所有已知的HLA II类等位基因，以更全面地研究这些关联。这将需要对NF1个体进行更广泛的靶向HLA分型，并通过前瞻性验证来定义临床可操作的等位基因。总体而言，该报告呼吁社区考虑对NF1个体进行HLA分型，并在大型HLA基因型-表型研究中验证这些观察结果，希望有朝一日HLA数据能够改善NF1患者的临床护理。
