子宫内膜异位症中的癌症相关突变：以分子肿瘤学视角重新审视一种良性疾病

《Molecular Oncology》：Cancer-associated mutations in endometriosis reframe a benign disease through molecular oncology

　　

子宫内膜异位症是一种良性但令人衰弱的疾病，其分子复杂性尚未得到充分探索。尽管该病在临床上已被认识，但其遗传学景观长期以来一直被忽视。本综述分析了在子宫内膜异位病灶中鉴定出的癌症相关突变（cancer-associated mutations, CAMs），揭示了其与恶性肿瘤的相似性。在关键癌基因和肿瘤抑制基因——PIK3CA、CTNNB1、KRAS、PTEN和ARID1A——中发现的复发性突变呈现出与癌症不同的模式，但提示存在共享的机制。尽管基因组数据有限，这些发现将子宫内膜异位症定位为研究早期肿瘤样过程的重要模型。通过分子肿瘤学的视角重新审视子宫内膜异位症，本研究为其发病机制提供了新的见解，并提出了一个转化研究框架，以推进诊断及在良性-恶性交界处理解疾病进展。

论文主体内容总结

1 子宫内膜异位症：病因及其癌症样特征

子宫内膜构成子宫的黏膜层，分为基底层和功能层。功能层在卵巢激素的影响下表现出显著的周期性变异，是具有高度动态性的组织。子宫内膜异位症是一种影响该组织的病理状态。截至2023年3月，世界卫生组织（World Health Organization, WHO）统计6-10%的女性人口受子宫内膜异位症影响，且数据显示呈上升趋势。该病是一种慢性炎症性疾病，其特征是在不同组织和器官中出现组织学上与子宫内膜相似的上皮细胞和基质细胞。尽管其起源仍不清楚，从最广为传播的"经血逆流"理论到其他主要理论，已发展出多种假说。病灶按分期分类，但这些分期与症状严重程度并不相关。子宫内膜也是子宫内膜癌发生的部位，这是最常见的妇科癌症之一。2013年，一种新的分子分型被引入临床，改变了该肿瘤的认识和治疗格局。鉴于两种疾病起源于相同的子宫内膜细胞，以及分子生物学和遗传学在肿瘤学中的作用及其通过精准治疗为临床实践带来的变革，研究人员评估了类似方法能否应用于这一具有值得进一步研究的有趣特征的疾病。遗传肿瘤学基于在已知具有疾病预测和预后生物标志物意义的基因中寻找体细胞突变。此类改变可能揭示子宫内膜异位症的变异，从而可能改变患者护理和疾病管理方式。

2 癌症相关突变或CAMs

在分子水平上，存在所谓的"癌症相关突变"（CAMs）基因，这些基因发生在已知与肿瘤发生相关的癌症相关基因中，如PTEN、KRAS、POLE、CTNNB1以及TP53或PIK3CA。参与恶性过程（如过度生长、组织侵袭和免疫逃逸）的CAMs在子宫内膜异位症病例中发生突变。然而，子宫内膜异位症仍是一种良性病变，处于生理与病理的交叉点，造成慢性损害。它不会进展为恶性肿瘤，但其分子行为在许多方面与癌症相似。这种受限的转化提供了一个独特的视角：通过研究子宫内膜异位症缺乏哪些使其恶变的因素，可以更好地理解驱动癌症走向侵袭性的机制。本综述探讨了文献中鉴定出的五个主要癌症相关基因——PIK3CA、CTNNB1、ARID1A、KRAS和PTEN——这些基因在癌症体细胞突变目录（Catalogue Of Somatic Mutation In Cancer, COSMIC）数据库中被登记为子宫内膜异位症中最常突变的基因。子宫内膜异位症尽管与癌症共享关键分子通路，却表现为抵抗致命转化的模型，这可能为肿瘤机制提供有价值的见解，并突显未来诊断、预后和治疗策略的潜在靶点。

3 子宫内膜异位症的CAMs

3.1 PIK3CA

磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸3-激酶催化亚基α（PIK3CA）基因编码PI3K酶，是PI3K/Akt/mTOR通路的蛋白，控制细胞生长、增殖和迁移，在结直肠癌和乳腺癌中突变最为常见。该通路在子宫内膜癌的TCGA分子分型中发挥决定性作用。在COSMIC数据库中，该激酶在24%的登记病例中发生突变。所有患者均呈现错义或无义突变，这些突变已在多种肿瘤类型中被分类为致病性/可能致病性变异（pathogenic/likely-pathogenic variants, PVs/LPVs），能够过度激活该通路。2017年，组织样本的外显子测序分析在无癌症的子宫内膜异位症病例中发现了CAMs，包括PIK3CA突变，其中鉴定出热点突变c.3127A>G并被分类为LPV。另一项关于医源性子宫内膜异位症的研究发现32.2%的患者组织中存在CAMs，其中一例报告了PIK3CA中的PV突变c.3140 A>G（H1047R）。2018年，Suda等人证明了子宫内膜上皮的异质性和多样性。在子宫内膜异位症和子宫子宫内膜上皮中均发现CAMs；PIK3CA在23%的子宫内膜异位症患者中发生突变，而在正常子宫内膜中的 prevalence 为63%。值得注意的是，生理性上皮中的突变分布在整个基因序列上，与衰老过程相关的生理变化有关，而子宫内膜异位症样本中的突变发生在接头结合结构域（PIK3_p85B），损害蛋白质-蛋白质相互作用并导致异位部位的过度生长。对子宫内膜瘤囊肿的比较研究显示，免疫染色评分较高的组与CAMs过表达相关，其中PIK3CA在卵巢透明细胞癌的恶性倾向中具有更高的显著性。该基因在肿瘤学中的相关性及其日益增长的发病率推动了PIK3CA抑制剂的设计：从泛PIK3CA抑制剂到异构体特异性PIK3CAi。鉴于其有效性，如果严重子宫内膜异位症病例呈现癌症样分子特征，此类抑制剂可能代表一种有价值的治疗工具。

3.2 CTNNB1

β-连环蛋白1（CTNNB1）基因编码β-连环蛋白，协调细胞粘附并调节基因转录。其作为细胞内转导子的角色与高度保守的Wnt信号通路相关，该通路决定细胞通讯。在肿瘤发生过程中，Wnt通路失调导致锚定依赖性降低和更易转移。在COSMIC数据库中，29%的病例显示CTNNB1突变，其中三名患者同时存在CTNNB1和PIK3CA突变，一例与ARID1A基因重叠。所有病例均呈现错义突变，常见于外显子3，变异被分类为PV/LPVs。在一项医源性子宫内膜异位症研究中，76例患者中仅一例发现突变，为c.101G>T，仍发生在外显子3，导致蛋白上调。然而，病灶的医源性起源限制了该信息的价值。β-连环蛋白的表达在体外和异种移植免疫缺陷小鼠实验中均导致子宫内膜异位细胞的侵袭性和扩散能力。转录因子Krüppel样因子6（KLF6）最近被发现通过抑制β-连环蛋白来减少异位子宫内膜细胞的增殖、迁移和血管生成。两种不同抑制剂（ICG-001和C82）成功下调了该信号通路：体外实验显示子宫内膜异位基质细胞增殖、纤维生成和迁移减少，同时促进凋亡，体内实验显示子宫内膜异位病灶生长降低，证明了该通路在维持子宫内膜异位症生长中的作用。一项研究在56%的卵巢子宫内膜样癌病例和41.9%的共存子宫内膜异位病灶中鉴定出CTNNB1突变，证明了其在该病及相关卵巢癌中的作用。CTNNB1突变在两种疾病之间仅部分重叠。对七种不同细胞系及相关异种移植模型的研究证明了TTK抑制剂对肿瘤生长的有效性，该分子作用于纺锤体组装检查点激酶TTK（Mps1），对染色体分离保真度至关重要。实验表明CTNNB1突变状态使细胞对TTK治疗的敏感性增加五倍。最近关于肝细胞癌和子宫内膜癌的研究支持了这一抑制功能，证明了CTNNB1分子靶向的有效性。

3.3 ARID1A

富含AT交互结构域蛋白1A（ARID1A）是一种肿瘤抑制基因，是p53的协作因子，作用于CDKN1A和SMAD3，调节肿瘤生长和细胞增殖。ARID1A突变和表达缺失已在卵巢透明细胞癌和子宫子宫内膜样癌中报道，尤其是子宫低级别子宫内膜样癌。ARID1A是SWItch/蔗糖非发酵（SWI/SNF）复合物的主要成分之一，该复合物重塑DNA可及性。其转录调控能力涵盖从DNA修复机制到免疫微环境影响和信号通路（如PI3K/AKT/mTOR通路）的不同途径，该通路通常在ARID1A和PIK3CA突变共存时被重新激活。基因下调导致严重的生理失衡。在COSMIC矩阵中，19%的样本存在ARID1A突变，其中报告了无义替换和移码缺失。在子宫内膜异位症背景下，ARID1A突变尚未得到充分表征。一项研究显示，在子宫内膜异位症中存在的氧化应激条件下，ARID1A下调更为显著。其他数据通过PI3K/AKT通路证明了ARID1A在该病中的作用：基因突变伴随通路改变已在子宫内膜异位症病例以及子宫内膜异位症相关卵巢癌中观察到。一项有趣的单细胞分析提示ARID1A通过旁分泌信号调节促进局部血管生成和淋巴管内皮细胞的生长。尽管大多数研究与癌症相关，不同研究已证明其在生殖和激素敏感组织中的作用。作为一种肿瘤抑制因子，但主要因其在SWI/SNF复合物中的角色，该基因似乎是令人感兴趣的分子靶点。尽管没有特异性药物作用于该基因，已提出若干候选组分。其中，组蛋白去乙酰化酶6（HDAC6）、PARP（Poli ADP-ribose polymerase）和ATR（Ataxia Telangiectasia and Rad3-related protein）抑制剂尤其令人关注，因为ARID1A参与同源重组通路。基于这些发现，可为ARID1A突变患者提供可能的治疗选择。

3.4 KRAS

Kirsten大鼠肉瘤病毒（KRAS）是小GTPase超家族中高度保守的基因。其研究与多种恶性肿瘤相关，从肺腺癌到结直肠癌。KRAS与NRAS和HRAS一起，在细胞增殖和细胞死亡逃避中发挥重要作用。在COSMIC中，17%的患者显示KRAS突变，其中大多数病例呈现的LPVs/PVs突变均位于癌症热点区域的相同密码子。一项关于无癌症子宫内膜异位症中癌症相关突变的研究揭示了一致的结果。外显子序列分析显示一例在测序的两个不同病灶中存在共发突变：c.35G>T（p.G12V）和c.35G>C（p.G12A）。对其他四例突变患者的PCR分析显示均存在LPVs/PVs变异。有趣的是，突变总是在子宫内膜异位腺上皮中，而非间质或正常异位子宫内膜上皮中。这种组织学差异已被多项研究证实，包括单细胞水平的研究。一项聚焦KRAS密码子12变异的研究确认了KRAS突变病例的存在，突变率从I期子宫内膜异位症的27.6%到IV期病例的58.1%不等。虽然疼痛严重程度不依赖于KRAS状态，但与更高子宫内膜异位症解剖严重程度相关的手术难度则呈KRAS依赖性。RNA原位杂交评估卵巢子宫内膜异位症中的p.G12V KRAS显示，在26例患者队列中38.4%为突变病例。在此，KRAS突变患者与更高炎症水平相关，与该基因的活性一致。一些研究显示KRAS和PIK3CA突变共发；事实上，携带两种癌基因突变的体外模型与子宫内膜异位症细胞系增强的细胞迁移、侵袭和增殖相关，导致更具侵袭性的形式。这种反应与炎症LOX/PTX3通路相关：其siRNA敲低降低了迁移活性，提示子宫内膜异位症的替代分子靶点。有效的KRAS疗法尚未在临床中应用，除了针对KRAS G12C的等位基因特异性抑制剂，该抑制剂将突变分子捕获在其非活性形式中。其他泛KRAS疗法目前正在研究中，可在体外和体内模型中通过阻断其激活的核苷酸交换来灭活KRAS突变细胞，与突变类型无关。

3.5 PTEN

最后是第10号染色体上缺失的磷酸酶和张力蛋白同源物（PTEN）基因突变。蛋白酪氨酸磷酸酶PTEN是众所周知的肿瘤抑制基因，作用于PIK/Akt/PKB通路，调节细胞生长、存活和增殖。共有9%的样本被登记为PTEN突变。关于PTEN参与子宫内膜异位症的首个见解可追溯至二十年前，一项研究证明了该肿瘤抑制因子的缺失如何导致良性子宫内膜异位囊肿发展为子宫内膜癌。这一结果后来受到质疑，当时PTEN和EMX2未被证明与子宫内膜异位症形成具有统计学关联。相反，PTEN在子宫内膜异位症发展中通过凋亡和血管生成调节的作用已通过其在体外和体内的过表达得到证实。此外，在孕激素耐药的子宫内膜异位症女性中，与PTEN水平负相关的miRNA miR-92-a在该病中发挥作用：miR-92-a拮抗剂通过抑制基质细胞增殖和减少异位组织病灶，有效恢复了免疫缺陷小鼠的孕激素治疗反应。尽管子宫内膜异位症突变病例的百分比很低，PTEN是子宫内膜癌中最常突变的基因。药理学上PTEN难以靶向。多项研究试图作用于其功能缺失。在临床前方面，多项实验试图通过作用于其相关通路（其中最重要的是Akt/mTOR）来克服PTEN无功能，降低子宫内膜和前列腺肿瘤的生长。在临床方面，多项不同阶段的试验正在评估不同药物的有效性，从多种ATP竞争剂到PARP抑制剂。迄今为止，尚无PTEN靶向药物在临床中使用。

关于子宫内膜异位症和子宫内膜癌：对比

尽管分析了与肿瘤学中描述的相同的基因，其模式仍然不同。特别是，与来源于相同性质细胞的子宫内膜癌数据相比，子宫内膜异位症中可以看到不同的 prevalence 和突变。尽管子宫内膜癌与子宫内膜异位症之间的病例比较不成比例，子宫内膜异位症仅占癌症病例的2%，但表中包含了一些基准数据。PTEN和ARID1A在癌症病例中更为普遍和改变，超过三分之一的病例至少存在一种突变。相比之下，这两种CAMs并非子宫内膜异位症中突变频率最高的前两位。不同的是，CTNNB1在肿瘤中的突变频率低于子宫内膜异位病灶，而KRAS呈现几乎相同的百分比。PIK3CA在子宫内膜异位症病例中低于子宫内膜癌病例，但差异不显著。有趣的是，在子宫内膜异位症病例的"前20基因"列表中未提及TP53，该肿瘤抑制基因在28%的子宫内膜癌患者中发生突变。尽管讨论的是相同的CAMs，在癌症中显著更高突变的基因均为肿瘤抑制基因，控制细胞存活或死亡。此外，子宫内膜异位症突变矩阵显示每位患者最多两次突变，而子宫内膜癌的突变基因矩阵呈现复杂且更高的突变状态：每位患者至少在三个基因中发生突变，其中最常见的是PTEN、PIK3CA和TP53，突显了多次突变如何维持细胞不稳定性和肿瘤发展。

临床试验：临床见解

对美国ClinicalTrials.gov库的研究显示，在介入性研究中，从II期到已完成并具有可用结果的试验，共有35项子宫内膜异位症临床研究。由于子宫内膜异位症是良性疾病，所有试验均集中于减轻女性的痛苦和疼痛。大多数试验评估了激素控制药物的效果，主要用于"中度至重度"和疼痛性子宫内膜异位症病例。这些研究的概述显示了GnRH拮抗剂（如Linzagolix、Elagolix）或其他靶点如孕激素受体或促黄体生成素释放激素激动剂的广泛使用。在被筛选的研究中，MT-2990和Gefapixant试验呈现了引人关注的作用机制。MT-2990作用于IL-33靶向子宫内膜异位症炎症，而Gefapixant基于P2X3拮抗剂，能够靶向疼痛感觉回路但未显示有效效果。除免疫治疗（MT-2990）外，没有其他已完成的非激素试验报告。在仍在进行的活跃试验中，没有一项评估已在临床肿瘤学实践中使用的药物效果，这些药物基于本文报告并存在于子宫内膜异位症病灶中的特定靶向突变；相反，更多研究有趣地聚焦于microRNAs，主要用于保证更好的诊断。WHO国际临床试验注册平台未显示与该主题相关的有趣进行中临床试验。欧洲联盟临床试验注册库提出了一些其他新的但尚无效的治疗方法。此外，根据欧洲人类生殖与胚胎学会（ESHRE）指南，所引用的药物均未获得临床批准，该指南仅提供镇痛药、手术或激素治疗作为唯一可用的治疗选择。

4 结论

总体而言，本分析证实了子宫内膜异位症中癌症相关突变（CAMs）的存在。本综述提供了子宫内膜异位症的分子概述，强调病灶中改变的癌症相关基因及其在该病病因发病机制和持续进展中的潜在贡献。尽管这些突变在特定背景下的功能影响和穿透率仍有待阐明，其复发性突显了与致癌过程的有趣相似性。本研究探讨了一系列关键基因，概述了其生物学意义及其在该病特征性细胞行为（如增殖、侵袭和免疫逃逸）中的潜在作用。这些发现支持以下观点：尽管子宫内膜异位症被分类为良性，但其携带通常与恶性肿瘤相关的分子特征。在此背景下，子宫内膜异位症是研究细胞转化中早期分子变化的有力模型。其在生理组织重塑和病理增殖之间的中间状态为识别抑制或促进恶性的调控机制提供了独特优势。这种精细的分子谱分析可作为靶向遗传学研究和治疗探索的坚实基础。理解哪些突变有助于疾病维持与哪些可能触发恶性进展，可为子宫内膜异位症和癌症的新型生物标志物和干预策略铺平道路。总而言之，子宫内膜异位症不仅是具有挑战性的临床实体，也是一个有价值的生物学平台，能够为良性疾病管理和肿瘤研究提供信息。