肿瘤是影响人类健康的重大疾病，现已成为全球第二大死亡原因，随着肿瘤分子生物学与基因组学的发展，人们对肿瘤分子表型的认知也不断加深，因此通过WES测序研究肿瘤也备受欢迎。今天小编给大家介绍一篇关于WES测序分析揭示亚洲人群肢端黑色素瘤的治疗靶点的相关研究思路。

研究亮点

肢端黑色素瘤是亚洲患者中黑色素瘤的主要亚型，其特点是起病隐蔽，预后差。大多数关于肢端黑色素瘤的基因组研究是在西方人群中进行的，而基于亚洲患者的研究很稀少；本研究则对亚洲患者进行相关研究，提供了肢端黑色素瘤的基因组不稳定性、潜在治疗靶点和肿瘤内异质性的详细视图，为推动亚洲人群治疗肢端黑色素瘤的个性化策略的开发提供依据。

技术路线

研究结果

01 突变负荷和SMGs

经WES测序研究发现一些潜在的皮肤黑色素瘤驱动基因，包括TYRP1、TP53、PTEN、DDX3X、RASA2、PPP6C、RAC1和RB1；在发现队列中既没有SNVs也没有indel突变，这意味着肢端黑色素瘤的驱动分子事件与皮肤黑色素瘤有明显的不同。

图1 体细胞变异体负荷和SMGs

02 肢端黑色素瘤的突变特征和DNA损伤修复缺失

研究发现RECQL4基因在修复DNA DSBs时促进DNA末端切除。HRD相关的突变事件在Signature 3肢端黑色素瘤病变中富集。在Signature 3肢端黑色素瘤病变与其他病变的比较中，HRD-LOH事件的数量、TAI和LST没有明显差异，肢端黑色素瘤病变的HRD-sum值分布与de Luca及其同事报道的BRCA1缺陷的三阴性乳腺癌（TNBC）样本的情况相似，并且明显高于BRCA2缺陷，远高于Signature 3富集的TWT黑色素瘤的报告值，因此暗示肢端黑色素瘤可能存在HRD导致的基因组不稳定特征。用mSINGS和MSIsensor的生物信息学方法测量了体细胞微卫星不稳定性指数。所有肢端黑色素瘤样本都没有显示出微卫星不稳定性水平。因此，错配修复缺陷可能对来自亚洲人群的肢端黑色素瘤贡献不大。

图2 肢端黑色素瘤的突变特征贡献和DNA修复相关遗传病变的富集程度

03 肢端黑色素瘤的拷贝数改变和信号通路的激活

本研究整合了SNVs和CNVs来识别反复出现的靶向通路，发现受影响最大的三个信号通路，包括MAPK、细胞周期进展和组蛋白修饰。获得组蛋白修饰途径的CNVs的患者往往有较差的总生存期。

图3 肢端黑色素瘤的拷贝数变异和信号通路的改变

04 EP300的基因畸变与p300抑制剂的反应性有关

数据显示，皮肤黑色素瘤与其他癌症相比，肢端黑色素瘤的EP300拷贝数增加频率更高， EP300通路拷贝数增加的肢端黑色素瘤往往更具侵略性。作者在发现队列中37个肢端黑色素瘤的RNA-seq数据中发现了EP300拷贝数和p300表达水平之间的正相关，这也被CCLE数据库的结果证实。此外，MITF的表达水平也与EP300的拷贝数明显相关。研究结果表明，EP300途径的拷贝数增加可能是肢端黑色素瘤对p300抑制剂敏感性的生物标志。

图4 具有EP300或MITF拷贝数增加的黑色素瘤细胞对p300抑制剂A485敏感

05 EP300的增加反映了肢端黑色素瘤对抗PD-1治疗的反应性

研究利用37个肢端黑色素瘤样本的RNA-seq数据，通过xCell评估了瘤内免疫细胞组成，结果发现没有EP300增益的肢端黑色素瘤样本被更多的中性粒细胞浸润。GSEA发现，在EP300增殖的样本和正常样本之间，几个途径的基因表现出明显表达差异。根据CCLE数据库，IL1B、IL1RN和PTGS2的表达水平与EP300的拷贝数呈负相关。此外，实时定量PCR的结果表明，EP300被siRNA干扰后促进了IL8的表达，推测IL8下调的肢端黑色素瘤可能对抗PD-1治疗更敏感。免疫评分（IPS）结果表明，肢端黑色素瘤中EP300拷贝数增加和IL8表达下调的患者可能对ICB治疗有反应。

图5 EP300拷贝数畸变与免疫浸润模式和对ICB治疗反应的相关性

06 肢端黑色素瘤发展中基因变化的时间排序

按反映肢端黑色素瘤进展的Breslow厚度对肿瘤进行分层，发现SNV和受CNVs影响的基因组百分比随着肢端黑色素瘤的进展而显著增加。亚克隆SNV突变的比例在Breslow厚度较深的肢端黑色素瘤样本中明显较高，表明在这些肿瘤中，SNV亚克隆群体的遗传异质性更强。研究发现KIT突变是肢端黑色素瘤进化史中的一个早期和关键的SNV事件。此外，一组突变基因如BRAF、NRAS和NF1被确认为分别包括克隆性和亚克隆性突变。

图6 肢端黑色素瘤驱动基因突变的克隆结构的特征分析

研究结论

BRAF、NRAS和KIT被认为是肢端黑色素瘤中的显著突变基因（SMG）。检测到的与DNA损伤修复相关的COSMIC signature 3以及较高的基因组不稳定性评分提示与肢端黑色素瘤的发病机制相关。此外，EP300的拷贝数增加与肢端黑色素瘤对A485（一种p300抑制剂）靶向治疗和免疫检查点抑制剂治疗的疗效相关。