HNF4α阳性非终末呼吸单位型肺腺癌的结构、影像与分子分型研究

《Modern Pathology》：Architectural, Radiologic, and Molecular Profiling of HNF4α-positive Non-TRU Lung Adenocarcinomas

　　

HNF4α阳性、TTF-1阴性肺腺癌是非终末呼吸单位（non-TRU）型肿瘤的一个重要亚群，具有胃肠道样分化特征和频繁的KRAS突变；然而，其结构和微环境异质性尚不清楚。研究人员在此检测了114例HNF4α阳性肺腺癌，包括伴有和不伴间质性肺炎（IP）的肿瘤。IP相关病例被单独分析。肿瘤被分为三种低倍结构模式：肺泡保留型（A型）、放射牵拉型（R型）和肿块形成破坏型（M型）。在无IP的病例中，可以可靠地评估肿瘤轮廓和占位效应，这些结构模式与由肿瘤-肺相互作用定义的三种计算机断层扫描（CT）生长模式——替代性生长、毛刺状生长和膨胀性生长——密切相关，表明CT形态学可作为潜在结构的替代指标。 A型肿瘤显示出强烈的胃型分化，具有高MUC6表达以及较低的胸膜、淋巴管和血管侵犯频率，而R型和M型肿瘤则表现出逐渐降低的MUC6表达、更显著的肠型分化以及更高的淋巴结转移率，尤其是M型，代表更具侵袭性的表型。KRAS突变在所有三种模式中均有检出，但在M型中频率较低；KRAS G12C在A型肿瘤中富集。无论气腔播散（STAS）状态如何，M型肿瘤的无病生存期（DFS）和总生存期（OS）均最差。尽管A型具有惰性表现的结构，但在STAS阳性肿瘤中，A型的DFS和OS比R型更差，从而将STAS阳性A型确定为HNF4α阳性非TRU谱系中的高风险亚组。RNA测序进一步识别出三个不同的基因表达簇，分别对应于上皮-间充质转化（EMT）相关、血管生成/肿瘤相关巨噬细胞（TAM）丰富和黏液性上皮程序。STAS阳性A型肿瘤主要属于血管生成/TAM丰富组，表明该微环境在其侵袭性行为中发挥作用。 由于STAS阳性A型肿瘤可能在影像学上表现为惰性的替代性生长病变，因此需要对切除标本进行仔细评估并进行密切的术后监测。

论文解读：HNF4α阳性非终末呼吸单位型肺腺癌的结构、影像与分子分型研究

一、研究背景与目的

肺癌是全球癌症相关死亡的主要原因，其中腺癌是最常见的组织学亚型。根据分化方向和起源细胞，肺腺癌可大致分为来源于终末呼吸单位（TRU）的肿瘤和非TRU型肿瘤。TRU型肿瘤通常表达甲状腺转录因子1（TTF-1），呈贴壁样生长，常携带驱动基因改变如EGFR突变、ALK、RET或ROS1融合。相比之下，非TRU型腺癌并非单一实体，而是包含具有不同组织学表现和遗传背景的异质性群体。既往对原发性非TRU型肺腺癌的分析显示，具有异常胃肠道分化并强烈表达肝细胞核因子4α（HNF4α）的亚群构成了非TRU谱系的最大部分，其特征是频繁的失活性TTF-1突变或高甲基化以及高比例的KRAS突变。尽管非TRU型腺癌也包括HNF4α阴性亚组，但HNF4α阳性、TTF-1阴性肿瘤在频率和临床影响方面似乎是非TRU谱系的核心组成部分。

HNF4α阳性、TTF-1阴性腺癌的代表性组织学亚型是浸润性黏液腺癌（IMA），其典型生长模式是以肺泡衬里上皮的替代为主。IMA在CT上呈现从结节样到肺炎样实变的广泛表现，既往研究报道肺炎样模式与不良预后相关。Lee等人还证明了IMA中的毛刺状边缘与气腔播散（STAS）相关，并将STAS确定为独立的负面预后因素。然而，毛刺状边缘本身并未始终如一地成为独立预后因素，因此STAS与不良结局相关的具体肿瘤背景仍不明确。此外，关于STAS是否代表真正的生物学现象或手术和病理处理引起的人工产物一直存在争议。

基于以上问题，本研究旨在对HNF4α阳性肺腺癌进行全面分析，定义其低倍结构模式，阐明其CT对应关系，并检查其临床病理学和分子特征，包括STAS的预后影响。由于间质性肺炎（IP）会广泛重塑背景肺结构并可能混淆低倍形态分类，因此IP相关病例与非IP病例分开分析。

二、研究方法

研究人员开展了一项回顾性观察研究。研究对象来自筑波大学医院（2013-2026年）和自治医科大学（2010-2013年）手术切除的原发性肺腺癌病例，共纳入114例HNF4α阳性（≥10%）且TTF-1阳性<10%的病灶。主要关键技术方法包括：（1）低倍结构模式分类：两名病理学家独立评估代表性HE和弹性纤维Van Gieson（EVG）染色切片，将肿瘤分为肺泡保留型（A型）、放射牵拉型（R型）和肿块形成破坏型（M型）；（2）CT图像分析：两名观察者独立审查术前CT，根据肿瘤对周围肺实质的机械影响分为替代性生长（中性）、毛刺状生长（牵拉）和膨胀性生长（推挤）三类；（3）免疫组织化学分析：对TTF-1、HNF4α、MUC6、MUC5AC、Claudin 18.2、CDX2、CK7和CK20进行染色，采用组织评分（H-score）进行半定量评估；（4）驱动基因分析：对可用冷冻标本的病例进行MINtS测序，并对部分病例进行RNA表达分析和NRG1融合基因检测；（5）RNA表达分析：提取总RNA建库后在Illumina NovaSeq 6000平台测序，利用癌症相关基因列表进行层次聚类分析；（6）统计分析：采用Mann-Whitney U检验、Fisher精确检验、Kaplan-Meier法和log-rank检验进行生存分析。

三、研究结果

低倍结构模式分类：A型、R型和M型

研究人员在HNF4α阳性腺癌中识别出三种低倍结构模式：A型（肺泡结构基本保留，平滑轮廓的腺体结构，无明显中央回缩）、R型（肺泡变窄拉长，肿瘤周边呈磨损状放射状牵拉模式）和M型（肿瘤形成相对清晰的分界、压迫周围肺组织的结节，内部肺结构大部分破坏）。在114例肿瘤中，62例为A型，34例为R型，18例为M型。16例IP相关病例中15例为A型，提示IP中肺泡间隔纤维性增厚和硬化可能阻碍中央塌陷的发展。

低倍结构模式与CT形态的关系

在76例可评估的非IP病例中，CT模式1（替代性）、2（毛刺状）和3（膨胀性）分别见于35、31和10例肿瘤。82.9%的模式1肿瘤为A型，74.2%的模式2肿瘤为R型，60.0%的模式3肿瘤为M型，表明CT形态模式与低倍结构模式之间存在强相关性。

低倍结构模式与组织学亚型的关系

在非IP病例中，IMA在A型中比例最高（83.0%），其次是R型（55.9%），M型最低（5.9%）。高级别胎儿型腺癌和实体腺癌在M型中显著更常见。R型包含黏液性和非黏液性两种组织学类型，主要是IMA和腺泡腺癌。

免疫组织化学特征

胃型标志物MUC6在A型肿瘤中表达最高，在R型和M型中逐步降低。MUC5AC和Claudin 18.2在M型中表达普遍较低。肠型标志物CDX2从A型到R型再到M型总体增加。CK7在M型中表达显著低于A型和R型。

驱动基因改变

在所有模式中均未检测到TRU型中常见的受体酪氨酸激酶改变（如EGFR、ALK、ROS1或RET），而KRAS突变在各模式中均常见但在M型中较少。值得注意的是，KRAS G12C在A型中比R型更常见。

临床病理学特征

A型肿瘤显示最低的侵袭潜力，而M型表现出最具侵袭性的临床病理学特征，包括更高的淋巴结转移率、淋巴管侵犯、血管侵犯和胸膜侵犯。R型在STAS阳性率方面最高（82.4%），其次为M型（64.7%）和A型（48.9%）。

按STAS状态分层的生存分析

在STAS阴性病例中，A型和R型之间无显著生存差异。然而，在STAS阳性病例中，A型的OS和DFS均显著差于R型。单变量分析确定替代性CT形态、肺转移和A型形态为OS的不良预后因素。

转录组学分析与STAS相关基因表达特征

RNA测序识别出三个基因表达簇：簇1（EMT驱动的侵袭性肿瘤上皮特征，富集于R型）、簇2（血管生成/TAM主导的免疫抑制微环境特征，富集于STAS阳性A型）和簇3（黏液性腺体上皮特征，富集于STAS阴性肿瘤）。STAS阳性A型肿瘤主要属于簇2，高表达M2巨噬细胞相关和血管生成相关基因。

四、讨论与结论

本研究将HNF4α阳性肺腺癌分为三种结构模式，并证明这些模式对应三种CT生长模式。这种基于占位效应的CT分类不仅适用于IMA，还可应用于更广泛的HNF4α阳性非TRU谱系。研究揭示，尽管A型肿瘤具有低侵袭和低破坏性外观，但当存在STAS时，其生存率反而差于R型，突显了STAS特别是A型中STAS的预后重要性。RNA测序分析表明，STAS阳性A型肿瘤富集于促血管生成、TAM主导的免疫抑制微环境特征，提示STAS是一种微环境依赖性现象，受TAM强烈影响。在治疗角度上，鉴于其对免疫检查点抑制剂反应不佳，STAS阳性A型肿瘤可能是联合免疫治疗、抗血管生成药物和TAM靶向药物的合理目标。

研究结论：本研究提出的“影像-病理-基因组/转录组”三层整合方法为沿结构模式组织HNF4α阳性肺腺癌并识别生物学和临床上有意义的亚组提供了统一框架。STAS阳性A型肿瘤作为一种微环境依赖的潜在高风险亚组，虽具低级别形态但含有促血管生成、TAM丰富的免疫抑制微环境。对该亚组前瞻性评估联合免疫治疗、抗血管生成药物和TAM靶向药物的治疗策略，可能有助于进一步完善HNF4α阳性肺腺癌的个体化治疗。