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    泌語新言23期|膀胱癌和上尿路癌的遺傳差異對治療的影響

    時(shí)間:2022-08-24


    尿路上皮癌(UC)包括膀胱癌(90-95%)和腎盂/輸尿管腫瘤(即上尿路上皮癌[UTUC];5-10%),歷史上,這兩種疾病因其組織學(xué)上相似的外觀而被歸為一類。臨床上,UTUC和膀胱癌有不同的胚胎發(fā)育前體,對治療反應(yīng)不同,多數(shù)認(rèn)為它們應(yīng)該被視為不同的實(shí)體。膀胱癌和UTUC之間腫瘤突變負(fù)荷(TMB)和表達(dá)譜之間的比較,現(xiàn)已揭示了這兩種實(shí)體之間存在基因組差異。了解這些差異對于未來的治療考慮非常重要,尤其是在臨床試驗(yàn)設(shè)計(jì)中。


    證據(jù)獲取

    截至2020年2月,研究者使用以下關(guān)鍵詞系統(tǒng)搜索了PubMed、Cochrane和Web of Science在線數(shù)據(jù)庫,關(guān)鍵詞有:尿路上皮癌、上尿路、腎盂、輸尿管、膀胱癌和遺傳學(xué)。


    證據(jù)總結(jié)

    01

    UTUC和膀胱癌中最常見的基因突變

    教程

    最常見突變

    <pT2腫瘤中較常見

    >pT2腫瘤中較常見

    UTUC和膀胱癌的差異

    UTUC

    ·FGFR3

    ·KMT2D 

    ·KDM6A

    ·TP53

    ·ARID1A

    ·PIK3CA

    ·FGFR3

    ·HRAS

    ·STAG2

    ·FBXW7

    ·TP53/ATM/ATR 

    ·MDM2

    ·HRAS

    ·KMTC2在UTUC中更為常見

    膀胱癌

    ·TERT啟動子

    ·FGFR3

    ·KDM6A

    ·KDM2A

    ·PIK3CA

    ·STAG2

    ·ARID1

    ·TP53

    ·FGFR3

    ·STAG2

    ·TERT啟動子

    ·PIK3CA

    ·TP53

    ·RB1

    ·RB1

    ·ERBB2在膀胱癌中更為常見

    Ca=癌;UTUC=上尿路上皮癌


    02

    mRNA的表達(dá)與膀胱癌

    Hedegaard等人分析了460例NMIBC腫瘤的表達(dá)數(shù)據(jù),確定了三個亞型分類,各類別的代表性分子特征如下:

    圖片


    TCGA在2017年基于表達(dá)數(shù)據(jù)和其他臨床協(xié)變量,確定了MIBC的五種亞型:Ⅰ管腔乳頭型(35%)、Ⅱ管腔浸潤型(19%)、Ⅲ管腔型(6%)、Ⅳ基底鱗狀上皮型(35%)和Ⅴ神經(jīng)元型(5%)。


    圖片


    除了TCGA分析之外, Kamoun等人將這些分類方案應(yīng)用于18個MIBC數(shù)據(jù)集,并使用基于網(wǎng)絡(luò)的分析來協(xié)調(diào)亞類型。

    圖片


    03

    UTUC表達(dá)譜

    由于其稀有性,綜合基因表達(dá)譜在UTUC中并不常見。Robinson等人對32例UTUC腫瘤進(jìn)行RNA測序,并使用BASE47基因標(biāo)記,他們發(fā)現(xiàn)管腔腫瘤占84.3%(n=24),而TCGA隊(duì)列中膀胱癌腫瘤占46.1%(n=56)。當(dāng)使用TCGA亞型時(shí),他們發(fā)現(xiàn)62.5%(n=20)的腫瘤具有管腔乳頭狀表型,67%(n=8)的剩余腫瘤也具有管腔表達(dá)譜。在TCGA膀胱癌隊(duì)列中,僅有27.3%(n=35)的腫瘤為管腔乳頭狀,而在其余93個腫瘤中,僅有37.6%(n=35)為管腔或管腔浸潤。


    04

    UC的突變和系統(tǒng)治療

    鉑類化療是轉(zhuǎn)移性UC的標(biāo)準(zhǔn)治療方法。順鉑與DNA交聯(lián)導(dǎo)致DNA損傷并誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。DNA損傷反應(yīng)基因突變與UC患者對順鉑化療的敏感性增加有關(guān)。ERCC2、ATM、RB1和FANCC突變的患者對新輔助化療(NAC)更可能有完全反應(yīng)。


    在UC中,TMB與PD-1/PDL-1抑制劑(如阿替利珠單抗、納武利尤單抗和帕博利珠單抗單抗)治療的反應(yīng)相關(guān)。對931名鉑類難治性轉(zhuǎn)移性UC患者(其中27%患有原發(fā)性UTUC)的III期隨機(jī)對照試驗(yàn)表明,TMB高(≥中位數(shù))的患者,阿替利珠單抗治療組的總生存期長于化療組(11.3 vs 8.3個月;HR 0.68,95%CI 0.51–0.9)。然而,對于TMB較低的患者,兩組之間的存活率沒有顯著差異(8.3 vs 8.1個月)。其他試驗(yàn)也報(bào)告了起源于上尿道原的發(fā)腫瘤患者對PD-1/PDL-1抑制劑的反應(yīng)較低(11-22% vs 22-28%),當(dāng)比較循環(huán)DNA時(shí),Agarwal等人并未發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)移性膀胱癌(n=294)或轉(zhuǎn)移性UTUC(n=75)患者的基因變異存在差異。相反,有觀察表明患有UTUC的Lynch綜合征患者偶爾對PD-1/PDL-1和化療有顯著的反應(yīng)。


    特異性突變也成為潛在治療的目標(biāo)。例如,F(xiàn)GFR 1-3抑制劑BGJ398已被研究用于治療FGFR突變的尿路上皮腫瘤。報(bào)告的最大研究是67名患者,其中64.2%經(jīng)歷了疾病控制,定義為完全或部分緩解(25.4%)或疾病穩(wěn)定(38.8%)。UTUC的一項(xiàng)新輔助試驗(yàn)正在探索同一種藥物,以評估局部疾病的耐受性和療效( NCT04228042)。


    05

    MIBC亞型的特征和治療意義


    管腔乳頭狀

    管腔非特異性

    管腔不穩(wěn)定

    間質(zhì)豐富

    基底/鱗狀

    神經(jīng)內(nèi)分泌樣癌

    相似(其他分類法)

    ·UNC管腔型

    ·MDA管腔型

    ·I型

    ·Lund UroA

    ·TCGA Lum/Pap

    ·UNC管腔型

    ·MDA p/53 

    and 

    luminal 

    ·TCGA luminal 

    ·Lund 

    UroC

    ·UNC管腔型

    ·MDA luminal 

    ·TCGA luminal 

    ·Pap/luminal

    ·UNC基底型 

    ·MDA p53

    ·TCGA Ba/Sq 

    ·Lund 

    MES 樣

    ·UNC基底型  

    ·MDA基底型  

    ·TCGA Ba/Sq 

    ·Lund 

    Ba/Sq 

    and 

    ·Ba/Sq 

    浸潤型

    ·UNC基底型

    ·TCGA神經(jīng)元變性

    ·Lund 

    SC/NE

    TMB


    _


    _

    ·+TMB, 

    +APOBEC 

    mutations


    _


    _


    _

    遺傳學(xué)突變

    ·FGFR3激活突變

    ·KDM6A激活突變

    ·CDKN2A刪除

    ·ELF3

    ·PPARG擴(kuò)增或融合

    ·PPARG 

    ·E2F3 擴(kuò)增、·SOX4 擴(kuò)增

    ·ERBB2 擴(kuò)增 

    ·TP53 

    ·ERCC2


    _

    ·TP53 

    ·RB1 

    ·3p14.2 

    缺失

    ·TP53 

    ·RB1

    mRNA表達(dá)

    ·PPARG/GATA3/FOXA1 

    ·FGFR3

    PPARG/GATA3/FOXA1

    PPARG/GATA3/FOXA1

    SRF目標(biāo)基因

    ·EGFR 

    ·KRT14, 

    KRT5/6 

    ·STAT3

    神經(jīng)元的基因:

    CELSR2 CELSR3,

    ENO2、EMX2 NMU

    微環(huán)境


    _


    _

    纖維母細(xì)胞

    ·平滑肌細(xì)胞

    ·成纖維細(xì)胞

    ·肌成纖維細(xì)胞


    _


    _

    治療的影響

    FGFR抑制劑

    良好免疫治療應(yīng)答

    ·良好免疫治療應(yīng)答?

    ·化療敏感性


    _

    EGFR抑制劑

    免疫治療反應(yīng)好,化療反應(yīng)差

    APOBEC=載脂蛋白 B mRNA編輯酶催化多肽樣;Ba/Sq=基底/鱗狀;EGFR=表皮生長因子受體;FGFR=成纖維細(xì)胞生長因子受體;Lum=管腔型;MES=間葉細(xì)胞樣;MIBC=肌層浸潤性膀胱癌;NE=神經(jīng)內(nèi)分泌;Pap=乳頭狀;SC=鱗狀細(xì)胞;TCGA=癌癥基因組圖譜;TMB=腫瘤突變負(fù)荷。


    06

    變異組織學(xué)治療

    UC的組織學(xué)變異發(fā)生在25%的患者中,具有重要的臨床意義。基因改變因變異而不同,可以影響治療。由于組織學(xué)變異是罕見的,大多數(shù)可用的文獻(xiàn)是關(guān)于膀胱尿路上皮癌(BUC)。


    07

    伴鱗狀分化(SqD)或腺體分化UC

    UC最常見的組織學(xué)變異是SqD,發(fā)生在高達(dá)40%的MIBC標(biāo)本和20-40%的UTUC病例中。參與SqD發(fā)展的通路包括維甲酸信號和NOTCH通路的畸變、FOXA1表達(dá)的缺失和TP63表達(dá)的增加。SqD似乎是從基礎(chǔ)UC發(fā)展而來。然而,對12例SqD腫瘤的分析發(fā)現(xiàn),在25%的標(biāo)本(3/12)中,UC和鱗狀細(xì)胞成分的基底和管腔表達(dá)譜不一致。在這些病例中,這些表達(dá)差異似乎是由于ERBB2、EGFR和PPARG過度表達(dá)所致。患有SqD的UTUC和BUC的PDL-1表達(dá)水平相對較高。


    腺分化型UC是第二常見的變異組織學(xué),在6–18%的膀胱UC和UTUC標(biāo)本中有報(bào)道。組織學(xué)上,腺體分化的特征是尿路上皮腫瘤內(nèi)存在腺體間隙。


    7.1 治療和結(jié)果

    在膀胱癌患者中,單純UC或UC伴腺體分化或SqD患者的生存率無顯著差異,但在UTUC患者中,一項(xiàng)薈萃分析發(fā)現(xiàn)腺體分化和SqD與更差的癌癥特異性生存率相關(guān)(CSS;合并HR 1.48,95%CI 1.14–1.92)?;熢诜只颊咧委熤械淖饔蒙形疵鞔_,不同的研究報(bào)告了相互矛盾的結(jié)果。最近公布的指南建議對這些患者的治療與同一階段的單純UC患者相似。


    08

    微乳頭型UC

    微乳頭型UC的組織學(xué)特征為浸潤性絲狀突起或小而緊密的乳頭狀細(xì)胞簇襯有腔隙。微乳頭狀病變與ERBB2突變,特別是擴(kuò)增和HER2過度表達(dá)相關(guān),其發(fā)生率明顯高于傳統(tǒng)UC。此外,在具有混合組織學(xué)的腫瘤中,ERBB2擴(kuò)增和HER2過度表達(dá)在微柱中比在傳統(tǒng)UC成分中更常見。微乳頭狀疾病幾乎完全是由管腔亞型演變而來,其表達(dá)譜似乎是由miR-296的下調(diào)和染色質(zhì)重塑復(fù)合物RUVBL1的激活驅(qū)動的。已經(jīng)描述了兩種微乳頭狀疾病亞型,一種是有野生型p53表達(dá)特征的疾病,另一種是沒有野生型p53表達(dá)特征的疾病。


    8.1 治療和結(jié)果

    微乳頭狀UC是一種表現(xiàn)為更晚期疾病的侵襲性變體,薈萃分析發(fā)現(xiàn),微乳頭狀UC與UTUC患者更差的CSS相關(guān),但與BUC患者無關(guān)。與傳統(tǒng)UC一樣,p53樣亞型與更具侵襲性的疾病相關(guān)。微乳頭狀UC通常對化療敏感,這可能是由于ERBB2突變率高所致。在接受NAC治療的MIBC患者中,ERBB2突變與治療反應(yīng)相關(guān)。


    09

    漿細(xì)胞樣UC

    漿細(xì)胞樣UC的組織學(xué)特征為類似漿細(xì)胞的盤狀粘附細(xì)胞[48]。在混合組織學(xué)腫瘤中,傳統(tǒng)UC和漿細(xì)胞樣UC的基因表達(dá)譜相似,TP53、RB1、ARID1A、ERBB2和PIK3CA經(jīng)常發(fā)生突變。然而,漿細(xì)胞樣疾病與體細(xì)胞CDH1突變或啟動子甲基化有關(guān),導(dǎo)致E-鈣粘蛋白表達(dá)缺失。此外,對32個腫瘤的分析發(fā)現(xiàn),在免疫化學(xué)分析中,大多數(shù)腫瘤不表達(dá)RB1,沒有表達(dá)PD-1或PDL-1。


    9.1 治療和結(jié)果

    E-鈣粘蛋白表達(dá)的缺失與腫瘤遷移增加有關(guān),這可能解釋了為什么患者經(jīng)常出現(xiàn)晚期疾病,盡管在對照分期時(shí),漿細(xì)胞樣組織學(xué)與更差的預(yù)后無關(guān)。早期研究發(fā)現(xiàn)漿細(xì)胞樣UC具有化學(xué)敏感性,更多的腫瘤在膀胱切除術(shù)時(shí)降至pT0。然而,最近的研究發(fā)現(xiàn)漿細(xì)胞樣UC對化療反應(yīng)不好,即使在膀胱切除術(shù)時(shí)減期至pT0的患者中,結(jié)果也很差。PD-1和PD-L1表達(dá)的缺失,表明這些腫瘤對免疫治療也沒有反應(yīng)。


    結(jié)  論

    對膀胱UC和UTUC的基因組學(xué)理解的加深為靶向治療的新途徑提供線索。此外,還能夠識別應(yīng)答的生物標(biāo)志物。雖然膀胱癌和UTUC有相似之處,但為了改善治療效果,需要更好地將基因組學(xué)應(yīng)用為臨床治療;雖然這還未實(shí)現(xiàn),但目前似乎正處于這樣一個轉(zhuǎn)變中。


    參考文獻(xiàn):

    1.Hedegaard, J. et al. Comprehensive Transcriptional Analysis of Early-Stage Urothelial Carcinoma. Cancer Cell 30, 27-42, doi:10.1016/j.ccell.2016.05.004 (2016).

    2.Sfakianos, J. P. et al. Genetic Differences Between Bladder and Upper Urinary Tract Carcinoma: Implications for Therapy. Eur Urol Oncol 4, 170-179, doi:10.1016/j.euo.2020.12.007 (2021).


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