ASCO熱評丨程穎教授：小細(xì)胞肺癌亞型、可塑性和免疫抑制微環(huán)境的新發(fā)現(xiàn)
來源：《腫瘤瞭望》編輯部 時(shí)間：2021-06-09 瀏覽： 次
編者按
在2021 ASCO肺癌領(lǐng)域的壁報(bào)討論專場，三項(xiàng)小細(xì)胞肺癌的研究值得關(guān)注（Abstract 8508、8509和8510）。《腫瘤瞭望》特邀吉林省腫瘤醫(yī)院程穎教授對三項(xiàng)研究進(jìn)行點(diǎn)評，本文介紹程穎教授點(diǎn)評小細(xì)胞肺癌（SCLC）亞型、可塑性和腫瘤微環(huán)境的研究發(fā)現(xiàn)。
真實(shí)世界小細(xì)胞肺癌亞型的多組學(xué)特征揭示臨床相關(guān)生物標(biāo)志物的差異表達(dá)
Real-world multiomic characterization of small cell lung cancer subtypes to reveal differential expression of clinically relevant biomarkers.
作者：Sonam Puri, et al
摘要號(hào)：8508
背景：4種祖系決定轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá)(ASCL1、NEUROD1、YAP1、POU2F3)能夠?qū)CLC分為SCLC-A/N/Y/P 4種亞型。新的證據(jù)也提示YAP1表達(dá)與T細(xì)胞炎癥表型相關(guān)。由于MYC驅(qū)動(dòng)的Notch信號(hào)活化導(dǎo)致SCLC有顯著的腫瘤內(nèi)異質(zhì)性。研究者進(jìn)行了真實(shí)世界SCLC病人分子亞型中臨床相關(guān)生物標(biāo)志物的表達(dá)一項(xiàng)大樣本研究。
方法：應(yīng)用NGS對437例小細(xì)胞神經(jīng)內(nèi)分泌肺腫瘤（包括7.3%的高級別肺神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤）進(jìn)行DNA測序（592基因）、RNA測序（全轉(zhuǎn)錄組）的分子分析，并進(jìn)行免疫組化檢測。根據(jù)4種轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá)，SCLC被分為SCLC-A/N/Y/P和混合型5個(gè)亞型。在各個(gè)亞型中評價(jià)關(guān)鍵基因的表達(dá)和先前驗(yàn)證過的免疫特征(炎性T細(xì)胞、NK細(xì)胞和STING 信號(hào)特征)。
結(jié)果：納入研究的患者中位年齡是66歲(IQR: 59-72)，女性占50.6%。67.3%的標(biāo)本來自轉(zhuǎn)移灶。
關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá)分析中SCLC-A占35.7%，SCLC-N占17.6%, SCLC-Y占21.1%, SCLC-P占6.4%, 還有19.2% 的為混合型；
與轉(zhuǎn)移灶相比, YAP1在原發(fā)灶中表達(dá)顯著增高 (p<0.001)。在14例來自CNS的腫瘤標(biāo)本中，SCLC-N 是最常見的亞型(36%, n=5)。在SCLC中dMMR/MSI-high的病人是非常罕見的(0.5%, n=2)；SCLC各亞型間TMB (中位為9-10 mut/Mb)是相似的；
SCLC-Y亞型與高炎性T細(xì)胞、NK細(xì)胞和STING信號(hào)活化相關(guān)(p<0.0001 each)；
另外，MYC 和NOTCH基因的表達(dá)與YAP1表達(dá)強(qiáng)烈相關(guān)。共表達(dá)分析中發(fā)現(xiàn)在SCLC-N亞型中存在5.2%（n=4)的EGFR敏感突變患者；
SNF11、SSTR2、MYC的表達(dá)在SCLC不同亞型間存在顯著差異(p<0.001), SCLC-N亞型中SNF11和SSTR2表達(dá)最高，而MYC在SCLC-P亞型中表達(dá)最高。
結(jié)論：這項(xiàng)研究是目前通過全轉(zhuǎn)錄組測序分析SCLC腫瘤譜的最大樣本量的真實(shí)世界研究。不同SCLC亞型的免疫基因和預(yù)測生物標(biāo)志物的差異表達(dá)，可能是合理、個(gè)性化的SCLC治療策略可攻擊的薄弱點(diǎn)。
人小細(xì)胞肺癌單細(xì)胞突變揭示腫瘤可塑性和免疫抑制微環(huán)境特征
Signatures of plasticity and immunosuppression in a single-cell atlas of human small cell lung cancer.
作者：Joseph M. Chan, et al.
摘要號(hào)：8509
背景：SCLC是一種侵襲性惡性腫瘤，根據(jù)ASCL1、NEUROD1和POU2F3 表達(dá)的差異定義為SCLC-A、N、P亞型，每種亞型有不同的治療靶點(diǎn)。針對SCLC分型也提出新的問題，比如分子亞型與SCLC分期的相關(guān)性，不同分子亞型的轉(zhuǎn)移潛能，免疫微環(huán)境特征，亞型之間是否具有可塑性，是否還有新的亞型存在。應(yīng)用單細(xì)胞測序技術(shù)剖析腫瘤內(nèi)部轉(zhuǎn)錄組異質(zhì)性和腫瘤微環(huán)境來評估這些問題。但是由于SCLC很少手術(shù)切除，應(yīng)用單細(xì)胞測序評估SCLC腫瘤的研究目前仍然非常有限。
方法：研究者優(yōu)化手術(shù)切除標(biāo)本和活檢標(biāo)本的處理流程，構(gòu)建21例SCLC患者腫瘤組織單細(xì)胞圖譜，并與肺腺癌和正常肺組織的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。研究者應(yīng)用包括彌散圖和非負(fù)矩陣分解等算法對SCLC表型和周圍免疫微環(huán)境進(jìn)行深度剖析。應(yīng)用流式細(xì)胞術(shù)、Vectra和免疫組化，在獨(dú)立的SCLC隊(duì)列以及臨床前動(dòng)物模型進(jìn)行了驗(yàn)證。
結(jié)果：研究揭示了在SCLC腫瘤內(nèi)和腫瘤間存在大量的轉(zhuǎn)錄異質(zhì)性。研究確認(rèn)SCLC-N亞型通過上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化和軸突形成信號(hào)表現(xiàn)為一種促轉(zhuǎn)移表型。除了亞型外，研究者發(fā)現(xiàn)了一種新的高表達(dá)PLCG2的腫瘤細(xì)胞群，這些細(xì)胞具有干細(xì)胞樣特征，促進(jìn)轉(zhuǎn)移，而且反復(fù)出現(xiàn)在各個(gè)亞型，與不良預(yù)后相關(guān)。PLCG2在細(xì)胞中的表達(dá)與關(guān)鍵轉(zhuǎn)移標(biāo)志物相關(guān)。抗腫瘤治療與SCLC分子亞型與SCLC腫瘤免疫微環(huán)境的表型改變相關(guān)。與SCLC-A亞型相比，SCLC-N亞型有更顯著的T細(xì)胞功能異常，而PLCG2高表達(dá)的亞克隆與耗竭型CD8+T細(xì)胞和促纖維、免疫抑制性單核/巨噬細(xì)胞相關(guān)，提示可能通過免疫抑制促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移。
結(jié)論：SCLC單細(xì)胞圖譜解釋了經(jīng)典的分子亞型和新PLCG2高表達(dá)的腫瘤亞克隆在腫瘤免疫抑制微環(huán)境中，通過不同的信號(hào)途徑產(chǎn)生腫瘤異質(zhì)性和促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移。目前的研究通過單細(xì)胞分析對SCLC腫瘤和免疫生物學(xué)的深入理解，對設(shè)計(jì)新的靶向治療和免疫治療方法具有潛在的影響。
程穎教授點(diǎn)評
與非小細(xì)胞肺癌（NSCLC）相比，SCLC沒有明確的驅(qū)動(dòng)突變，長期以來SCLC一直是作為一種均質(zhì)性疾病，不加區(qū)分的治療，治療進(jìn)展非常緩慢，EP方案作為標(biāo)準(zhǔn)的廣泛期SCLC標(biāo)準(zhǔn)治療方案已經(jīng)有30余年歷史，中位的生存時(shí)間始終徘徊在8-10個(gè)月之間。研究者也嘗試了不同的分子靶向藥物，但由于缺少明確的靶點(diǎn)，紛紛折戟。最近免疫治療為SCLC帶來生存的改善，然而2個(gè)月的生存獲益，依然難以扭轉(zhuǎn)SCLC面臨的窘境。早在30多年前在SCLC細(xì)胞系的研究中就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)SCLC細(xì)胞呈現(xiàn)懸浮和貼壁兩種不同的生長模式，而且這兩種細(xì)胞神經(jīng)內(nèi)分泌標(biāo)志物分別高表達(dá)和低表達(dá)，更重要的是越來越多的證據(jù)證明SCLC有不同的細(xì)胞起源，提示SCLC是一種異質(zhì)性疾病，通過分子表達(dá)差異對SCLC進(jìn)行分子分型，探索不同分子亞型SCLC腫瘤微環(huán)境特征制定精準(zhǔn)的治療可能是改善SCLC治療困境的可行策略。
SCLC分子分型的研究
SCLC分子分型的研究也不是一帆風(fēng)順，最初遵循NSCLC在DNA水平發(fā)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)基因進(jìn)行分型，然而TP53和RB1缺失雖然在SCLC普遍存在，但也存在MYC基因擴(kuò)增，Notch信號(hào)途徑基因改變等，缺少可以藥物治療的靶點(diǎn)，另外研究中也發(fā)現(xiàn)SCLC基因組改變復(fù)雜，染色體不穩(wěn)定，異質(zhì)性明顯，SCLC的分子分型需要另辟蹊徑。隨著一系列的研究發(fā)現(xiàn)，祖系決定轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá)在SCLC發(fā)生發(fā)展中起到至關(guān)重要的作用，2019年Rudin教授首先提出根據(jù)關(guān)鍵的轉(zhuǎn)錄因子ASCL1、NEUROD1、YAP1、POU2F3表達(dá)的差異將SCLC分為A、N、Y、P四種亞型，為SCLC分型指出了方向。
最近2年來自關(guān)于SCLC分子分型的研究也開始陸續(xù)報(bào)道。Simpson等通過CDX模型研究SCLC異質(zhì)性時(shí)只證實(shí)了SCLC的A、N、P三個(gè)亞型，而YAP1在CDXs中低表達(dá)或者不表達(dá)，這項(xiàng)研究中并沒有確定Y亞型的存在，但研究者發(fā)現(xiàn)了一種新的表達(dá)轉(zhuǎn)錄因子ATOH1的分子亞型，而且認(rèn)為新的亞型有別與Y亞型。Baine等通過免疫組化分析4種轉(zhuǎn)錄因子ASCL1、NEUROD1、YAP1和POU2F3在SCLC腫瘤組織中的表達(dá)時(shí)，發(fā)現(xiàn)YAP1廣泛的表達(dá)在ASCL-1、NEUROD1陽性和A/N雙陰性腫瘤中，而且傾向富集在A/N雙陰性腫瘤中。同樣Gay等也發(fā)現(xiàn)根據(jù)ASCL1、NEUROD1和POU2F3三種轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá)情況將SCLC分為A/N/P/I（三種轉(zhuǎn)錄因子均不表達(dá)）四種亞型，相對于A、N亞型，P、I亞型YAP高表達(dá)。SCLC分子分型的差異是否受到樣本量、腫瘤分期、腫瘤組織部位這些因素的影響還有待驗(yàn)證，是否還有未發(fā)現(xiàn)的新的亞型也有待在更大樣本的研究進(jìn)一步明確。
目前不僅SCLC分子亞型尚未統(tǒng)一，現(xiàn)有的報(bào)道中各分子亞型在SCLC中所占的比率也不一致。Rudin等的報(bào)告來自兩項(xiàng)研究中的81例患者，其中A亞型占絕大多數(shù)，為70%，N亞型和P亞型比率相似分別為11%和16%，Y亞型最少僅有2%；而Gay等則將George研究中81例手術(shù)切除SCLC的標(biāo)本進(jìn)行了分型，研究發(fā)現(xiàn)A亞型和N亞型比率相似，分別為36%和31%，P亞型和I亞型比率也近似分別為16%和17%。在Gay的研究中也對來自IMPOWER133研究的276例廣泛期SCLC進(jìn)行了分型，A、N、P、I亞型分別占51%、23%、8%和18%。
今年ASCO報(bào)道的目前最大樣本量的研究結(jié)果：437例患者的SCLC分型中，SCLC-A占35.7%，SCLC-N占17.6%, SCLC-Y占21.1%, SCLC-P占6.4%, 另外還有19.2%的混合型，與來自IMPOWER133的數(shù)據(jù)A、N、P亞型所占比率相似，提示小樣本的數(shù)據(jù)可能存在偏倚。今年ASCO的研究還發(fā)現(xiàn)與轉(zhuǎn)移灶相比，原發(fā)灶YAP表達(dá)顯著增加，而來自CNS的轉(zhuǎn)錄灶中N亞型更常見，提示分期和腫瘤組織部位可能也會(huì)導(dǎo)致不同的研究數(shù)據(jù)不一致。另外抗腫瘤治療、種族是否也影響SCLC分子分型也需要進(jìn)一步探索。
基于SCLC分子分型，尋找針對性的治療藥物
對SCLC進(jìn)行分子分型的目的是為找到針對性的治療藥物。Gay等在SCLC細(xì)胞系的研究中發(fā)現(xiàn)A亞型高表達(dá)BCL-2，對BCL-2抑制劑更敏感，DLL3在SCLC-A亞型也高表達(dá)，提示靶向DLL3的藥物可能是有效的選擇。N亞型常常對化療耐藥，但有強(qiáng)的C-MYC蛋白表達(dá)，對多種AURK抑制劑敏感；另外N亞型高表達(dá)SSTR2（生長抑素受體），這與今年ASCO報(bào)道的SCLC真實(shí)世界的研究一致，提示針對SSTR2的抗體偶聯(lián)藥物PEN-221也可能是N亞型得一種治療選擇；P亞型中MYC蛋白表達(dá)水平最高，也與真實(shí)世界的研究一致，而且研究發(fā)現(xiàn)P亞型對AURK抑制劑的敏感性與N亞型相似。另外在真實(shí)世界的研究中發(fā)現(xiàn)SCLC-Y亞型與T細(xì)胞、NK細(xì)胞和STING信號(hào)活化相關(guān)，與Owonikoko等的研究發(fā)現(xiàn)Y亞型SCLC高表達(dá)IFN-γ應(yīng)答相關(guān)基因，有較高的T細(xì)胞炎癥相關(guān)18基因評分一致。提示Y亞型可能是免疫治療獲益的人群。這些研究提示根據(jù)SCLC分子分型選擇治療策略是可行的，充滿前景的。
免疫治療是SCLC治療的熱點(diǎn)，SCLC不同分子亞型在腫瘤微環(huán)境方面是否存在差異也是值得關(guān)注的問題。研究發(fā)現(xiàn)不同的SCLC亞型有不同的免疫微環(huán)境特征。Gay等研究發(fā)現(xiàn)I亞型SCLC高表達(dá)免疫相關(guān)基因，有更多的細(xì)胞毒性T細(xì)胞浸潤活化，而且通過IMPOWER133研究中患者免疫治療的相關(guān)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)I亞型的患者接受免疫治療獲益更顯著，而且I亞型與其他亞型接受化療的患者OS沒有差異，提示I亞型是免疫治療潛在的預(yù)測因子。有免疫獲益的分子亞型，同樣也有表現(xiàn)為免疫抑制表型的分子亞型。
Best等發(fā)現(xiàn)N亞型的SCLC免疫相關(guān)基因表達(dá)最低。這與今年ASCO會(huì)議上，Rudin教授公布SCLC單細(xì)胞分析的研究結(jié)果一致，研究發(fā)現(xiàn)相對于A亞型，N亞型有更顯著的T細(xì)胞功能異常，CD8+T細(xì)胞減少，Treg細(xì)胞增加，呈現(xiàn)免疫抑制微環(huán)境。更為重要的是Rudin教授的研究發(fā)現(xiàn)高表達(dá)PLCG2的亞克隆，與耗竭型CD8+T細(xì)胞、促纖維化、免疫抑制單核細(xì)胞/巨噬細(xì)胞相關(guān)，研究認(rèn)為PLCG2與免疫協(xié)同促進(jìn)腫瘤進(jìn)展、轉(zhuǎn)移。提示SCLC不同的亞型具有不同的免疫微環(huán)境特征，需要采取不同的免疫治療策略。
SCLC腫瘤可塑性
可塑性是腫瘤耐藥和異質(zhì)性的重要原因之一。Gay等在鉑類敏感和鉑類耐藥配對的SCLC動(dòng)物模型scRNAseq中，發(fā)現(xiàn)SCLC耐藥后ASCL1陽性的細(xì)胞比例減少，并且出現(xiàn)了一個(gè)獨(dú)立的細(xì)胞簇，這簇細(xì)胞不表達(dá)ASCL1，也不表達(dá)NEUROD1、POU2F3及YAP1，這簇細(xì)胞大部分為SCLC-I表型，而且EMT評分高。之前也有研究發(fā)現(xiàn)notch信號(hào)的活化能夠促進(jìn)SCLC從神經(jīng)內(nèi)分泌表型向非神經(jīng)內(nèi)分泌表型轉(zhuǎn)化，在Gay的研究中發(fā)現(xiàn)從SCLC-A到SCLC-I的轉(zhuǎn)化也伴隨Notch信號(hào)的活化。SCLC-I細(xì)胞具有高度的可塑性，SCLC-I既沒有細(xì)胞周期相關(guān)基因表達(dá)上調(diào)，也沒有細(xì)胞死亡信號(hào)的下調(diào)，提示SCLC-I細(xì)胞處于一種靜息狀態(tài)，可能是作為向耐藥細(xì)胞簇發(fā)展的根源。
Ireland等的研究也發(fā)現(xiàn)MYC過表達(dá)活化notch信號(hào)，驅(qū)動(dòng)SCLC由A亞型朝向N亞型，到Y(jié)亞型轉(zhuǎn)化，研究認(rèn)為MYC和notch信號(hào)協(xié)同,也可能還有其他的因子共同促進(jìn)了SCLC表型的改變。兩項(xiàng)研究中比較一致的發(fā)現(xiàn)是notch信號(hào)的活化促進(jìn)SCLC表型的可塑性，而且SCLC趨向從神經(jīng)內(nèi)分泌表型向非神經(jīng)內(nèi)分泌表型轉(zhuǎn)化而發(fā)生耐藥，但是Y亞型和I亞型的是否關(guān)聯(lián)仍然不清楚。
2021 ASCO Rudin教授的報(bào)告新發(fā)現(xiàn)高表達(dá)PLCG2的亞克隆具有干細(xì)胞特點(diǎn)，這些細(xì)胞在表型可塑性中發(fā)揮怎樣的作用還需要進(jìn)一步研究。
SCLC免疫抑制微環(huán)境特征
分子亞型的研究是SCLC精準(zhǔn)治療的切入點(diǎn)，不同的分子亞型展現(xiàn)了SCLC腫瘤細(xì)胞、腫瘤微環(huán)境的異質(zhì)性，SCLC在進(jìn)化的過程中分子亞型間的可塑性及其演進(jìn)導(dǎo)致了耐藥，而且使異質(zhì)性更加顯著，治療更加困難；具有干細(xì)胞樣特征的亞克隆細(xì)胞（比如PLCG2高表達(dá)亞克隆）也助力了SCLC發(fā)生發(fā)展，如何抽絲剝繭將SCLC分子分型、腫瘤演化的關(guān)鍵因子通過多組學(xué)研究進(jìn)行有機(jī)聯(lián)系，找到針對性治療策略是未來探索的重要方向。