子宫内膜样癌及癌前病变的基因突变比较和宫颈脱落细胞与外周血游离DNA检测对子宫内膜癌的评估价值

发布时间：2020-04-08 05:58

【摘要】：研究背景:子宫内膜癌(Endometrial cancer,EC)是发达国家最常见的妇科恶性肿瘤,在我国发病率仅此于宫颈癌。近年来发病率日益升高并呈现年轻化态势,给个人和社会带来了沉重负担。子宫内膜癌包括多种组织学类型,其中子宫内膜样癌(Endometrioid endometrial carcinoma,EEC)最为常见,约占全部内膜癌的75%～80%,与长期无拮抗的雌激素刺激有关,预后相对较好。子宫内膜上皮内瘤变(Endometrial intraepithelial neoplasia,EIN),属于EEC的癌前病变,如果不接受治疗,大约20%的EIN会进展为子宫内膜样癌,但是从EIN到EEC的分子发生机制目前仍不明确,从EIN发展为EEC的关键致病基因的识别具有重要临床参考价值。近年来关于子宫内膜癌遗传学方面的研究也日益受到关注,Lynch综合征相关的子宫内膜癌是最常见的遗传性子宫内膜癌,其发生与错配修复基因的胚系突变有关,而其他癌症易感基因在子宫内膜癌发生中的作用尚不清楚。二代测序(Next generationsequencing,NGS)技术的进步,使得研究者可以更深入的挖掘人类基因组。目标区域深度测序可以通过对几个到几百个基因的靶向基因集合(Panel)的全部外显子进行检测,来探索肿瘤患者的遗传改变、患病风险和易感位点,测序深度更深而结果更易解读,为基因组学研究提供了一种便捷、经济的方法。研究目的:探索中国人群子宫内膜样癌及癌前病变的体细胞突变特点,寻找与子宫内膜癌发生、发展相关的驱动基因及候选功能基因。通过对子宫内膜癌患者队列中癌症易感基因的检测,以期找到其他可能会增加子宫内膜癌患病风险的易感基因。研究方法:1.收集了 2017年9月～2018年9月于北京协和医院妇产科手术的36例EIN和79例EEC患者的外周静脉血及冰冻肿瘤组织。2.利用覆盖363个肿瘤相关基因全部外显子区域的基因Panel对肿瘤组织和外周血进行目标区域深度测序,并对测序结果进行生物信息学分析。研究结果:1.EEC组患者的中位肿瘤突变负荷(TMB)显著高于EIN患者(5.49 vs 2.96个突变/Mb,P0.001)。高突变负荷组均存在DNA损伤修复基因的突变,涉及的基因主要包括POLE,POLQ,BRCA 和错配修复基因(MSH2,MSH6,MLH1,MLH3,PMS1 和 PMS2)。2.所有病例中突变频率最高的基因依次为PTEN(53.9%),PIK3CA(46.1%),CTNNB1(29.6%),PIK3R1(29.6%),ARID1A(28.7%),KRAS(11.5%),CTCF(13.0%),FGFR2(12.2%)和ARID5B(11.3%)。两组的高频突变基因大部分一致,但EEC组基因PTEN,PIK3R1,ARID1A,KRAS,CTCF,ARHGAP35 和 KDR 的突变频率明显高于 EIN 组,且差异具有统计学意义(P均0.05)。而且,基因CTCF,ARHGAP35,NF1,KDR和TP53的突变仅出现于EEC组。3.41.7%的样本中存在拷贝数变异(CNV),但整体CNV负荷相对较低(中位CNV为2个,范围:0-37个)。绝大多数CNV为基因扩增,其中VEGF-B基因扩增最为频繁(17.4%),并且EEC组中VEGF-B基因扩增频率明显高于EIN组(P=0.008)。4.通过生物学信息分析及功能预测,44个基因被预测为EEC发生过程中的驱动基因,其中 PTEN,PIK3CA,PIK3R1,CTNNB1,ARID1A,KRAS,CTCF,FGFR2,ARID5B,TP53以及FOXA2与其他基因相比作为内膜癌驱动基因的可能性更大(P10-7)。另外,新发现4个子宫内膜癌的候选功能基因(CTCF,ARHGAP35,NF1和KDR)。5.胚系突变检测结果显示,2例患者存在Lynch综合征相关基因(MLH1和MLH2)的致病性胚系突变,8例患者携带6个非Lynch综合征基因(MUTYH,GALNT12,POLE,MPL,ATM和ERCC4)的致病或可疑致病性胚系突变。结论:1.利用目标区域深度测序,首次描绘了中国人群中子宫内膜样癌及癌前病变的基因突变图谱。2.与EIN相比,EEC的突变负荷更高,主要归结于DNA损伤修复通路中的相关基因突变。3.EIN与EEC中的高频突变基因较为相似,但EEC中存在与EIN有别的特殊基因突变(CTCF,ARHGAP35,NF1,KDR以及TP53),以及频繁发生的VEGF-B基因扩增,这些遗传学改变可能与子宫内膜癌的恶性转化、发展及转移相关。4.除Lynch综合征相关基因突变外,可能存在其他会增加子宫内膜癌遗传易感性的基因突变,未来需要更大人群的研究数据来评估这些基因的胚系突变对子宫内膜癌患病风险的影响。研究背景:子宫内膜癌(Endometrialcancer,EC)是女性生殖道三大恶性肿瘤之一,在全球发达国家及我国部分经济发达城市,其发病率已跃居妇科恶性肿瘤首位。以往认为,子宫内膜癌治愈率高、预后良好,但近年来,子宫内膜癌的死亡率也在逐年增加,新发肿瘤临床期别晚、分化差可能是死亡率上升的原因之一。当前临床上主要根据子宫内膜癌患者的临床病理分期和形态学诊断来制定治疗方案,对于早期患者,单纯外科手术治疗就可以获得较好的预后;而对于晚期患者,需要综合手术、化疗、放疗甚至靶向和免疫治疗等多种疗法,因此子宫内膜癌的早期诊断对于提高患者的生存率和预后的改善具有重要意义。目前临床上常用的内膜癌的诊断方法包括:经阴道超声、血清CA125检测、分段诊刮、宫腔镜检查等,但这些检查各自都具有一定的局限性,比如经阴超声存在较高的假阳性率,CA125敏感性不高,分段诊刮有一定的侵入性并且存在20%～25%的漏诊率等,这些都影响子宫内膜癌的诊断率。近年来,液体活检作为一种新兴的非侵入式检测技术,因其损伤小、操作简便、重复性强等优势而日益受到关注,通过检测患者体液中的分子标志物来获取肿瘤信息。子宫内膜癌患者的外周血及宫颈脱落细胞中都存在肿瘤源性DNA,这些肿瘤源性DNA包含了肿瘤相关的遗传信息。通过高灵敏的DNA检测技术从宫颈脱落细胞和外周血中检测肿瘤源性DNA及相关基因突变情况,有助于对患者体内的肿瘤分子类型辅助诊断、动态监测肿瘤变化并制定最佳治疗方案,从而推进精准医疗的实施。研究目的:1.探索外周血及宫颈脱落细胞游离DNA浓度与子宫内膜癌的临床病理特征之间的关系;2.探索外周血及宫颈脱落细胞游离DNA与配对组织突变位点检出的一致性情况;3.探索外周血及宫颈脱落细胞游离DNA中一致性突变的检出与子宫内膜癌的临床病理特征之间的关系。研究方法:1.收集了 2017年9月～2018年9月于北京协和医院妇产科手术的84例子宫内膜癌和子宫内膜上皮内瘤变患者的配对外周血、宫颈刮片及子宫内膜病灶组织;2.利用环化单分子扩增和重测序(cSMART)技术,以覆盖363个肿瘤相关基因全部外显子区域的基因Panel对子宫内膜病灶组织、外周血及宫颈脱落细胞中提取的游离DNA进行高通量及靶向深度测序,并对测序结果进行生物信息学分析。研究结果:1.纳入本研究的84例患者中,外周血和宫颈脱落细胞中游离DNA浓度的中位值分别为 6.8ng/ml(范围:3.0-44.7ng/ml)和 19.2ng/ml(范围:1.5-32.2ng/ml),EIN 组和 EC组血浆及宫颈脱落细胞中游离DNA浓度差异均无统计学意义(P均0.05)。高组织病理分级及淋巴结转移患者的外周血cfDNA浓度更高(P=0.004,P=0.03),较高的FIGO分期与淋巴脉管间隙受累者的血浆cfDNA浓度似乎更高,但差异不具有统计学意义(P=0.06,P=0.05)。另外,未发现宫颈脱落细胞中游离DNA浓度与子宫内膜癌的临床病理特征间存在显著相关性(P均大于0.05)。2.以363基因Panel检测,42.9%(36/84)的外周血cfDNA中检测到与组织一致的基因突变位点,覆盖73个基因的115个位点;77.4%(56/84)的宫颈脱落细胞游离DNA中检测出与组织一致的基因突变位点,覆盖235个基因的701个突变位点。宫颈脱落细胞游离DNA中一致性突变位点的检出比率显著高于外周血(P=0.002)。3.EC组外周血游离DNA中一致性突变位点的检出率明显高于EIN组(53.4%vs 15.4%,P0.001),并且一致性突变的检出率在高组织病理分级、淋巴脉管间隙受累及淋巴结转移的患者中更高,且差异有统计学意义(P=0.01,P=0.03,P=0.047),而不受FIGO分期、肌层浸润深度、诊断时CA125水平以及cfDNA浓度的影响(P均0.05)。4.EC组宫颈脱落细胞游离DNA中一致性突变位点的检出率显著高于EIN组(94.8%vs 38.5%,P0.001),而且一致性突变的检出率不受FIGO分期、组织病理学分级、肌层浸润深度、淋巴脉管间隙受累、淋巴结转移、诊断时CA125水平以及宫颈脱落细胞游离DNA浓度的影响(P均0.05)。结论:1.基于cSMART技术的多基因检测Panel可以在子宫内膜癌及癌前病变患者的宫颈脱落细胞与外周血游离DNA中检测到肿瘤源性DNA的存在。2.与外周血相比,宫颈脱落细胞样本中更容易检测到与组织一致性的突变位点,提示其可能更适合作为子宫内膜癌的液体活检方式。3.外周血游离DNA中肿瘤源性DNA的检出与子宫内膜癌的组织病理分级、淋巴脉管间隙受累及淋巴结转移之间的关系,以及宫颈脱落细胞游离DNA中肿瘤源性DNA的较高检出率,提示未来液体活检可以作为组织活检的补充,为子宫内膜癌的早期诊断和风险分层提供一定的指导作用。
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图４－１病例纳入和筛选流程图逡逑患者的平均年龄为４７．７±１３．４岁，其中ＥＣ组的平均年龄为５１．８±１２．８岁，ＥＩＮ组逡逑的平均年龄为３７．３±８．４岁。患者的平均ＢＭＩ为２５．９±４．８ｋｇ／ｍ２，邋ＥＣ组和ＥＩＮ组分别为逡逑２５．７±４．３ｋｇ／ｍ２和２６．５±５．６ｋｇ／ｍ２。４１．７％的患者在诊断时己绝经，而ＥＩＮ组绝大多数为逡逑绝经前女性，仅有１例诊断时己绝经。６７．０％的患者诊断时己完成生育，ＥＣ组与ＥＩＮ组逡逑比８３．５％３０．６％。0八１２５１７．５１１／１１１１＾（

（范围：０－２３３．９３个突变／Ｍｂ），其中ＥＣ组的中位ＴＭＢ为５．４９个突变／Ｍｂ邋（范围：０．８４－逡逑２３３．９３个突变／Ｍｂ）；邋ＥＩＮ组的中位ＴＭＢ为２．９６个突变／Ｍｂ（范围：０－１６．０５个突变／Ｍｂ）。逡逑ＥＥＣ患者的中位ＴＭＢ显著高于ＥＩＮ患者（５．４９邋ｖｓ邋２．９６个突变／Ｍｂ，邋Ｐ＜邋０．００１）（图４－逡逑２Ａ）。进一步分析发现，ＥＣ组中有５例突变负荷过高者（中位ＴＭＢ为１７３个突变／Ｍｂ，逡逑范围：１４１－２７７个突变／Ｍｂ），其余７４例的中位ＴＭＢ为６个突变／Ｍｂ邋（范围：０－４８个突逡逑变／Ｍｂ），而且高突变负荷组均检出ＤＮＡ损伤修复（ＤＮＡ邋ｄａｍａｇｅ邋ｒｅｐａｉｒ，邋ＤＤＲ）迪路基逡逑因的相关突变，涉及的基因主要包括ＰＯＬＥ，ＰＯＬＱ，邋ＢＲＣＡ１／２和错配修复（Ｍｉｓｍａｔｃｈ逡逑ｒｅｐａｉｒ，，邋ＭＭＲ）基因（ＭＳＨ２，邋ＭＳＨ６，邋ＭＬＨ１，邋ＭＬＨ３，ＰＭＳ１邋和邋ＰＭＳ２），详见表邋４－２。逡逑为了区分ＥＥＣ和ＥＩＮ之间ＴＭＢ的实际差异，我们在排除了体细胞突变频数过高者后，逡逑发现两组的中位ＴＭＢ并无显著差异（５．０７ｖｓ３．８０个突变／Ｍｂ，邋Ｐ＝０．２９４）（图４－２Ｂ）。逡逑Ａ邋２５０逦Ｂ逡逑＂逦１５逡逑Ｔｙｐｅ逦ＴｙＮ逡逑｜２００逦□

本文编号：2618987