ERG蛋白作为预后生物标志物可能有助于治疗决策

In situ expression of ERG protein in the context of tumor heterogeneity identifies prostate cancer patients with inferior prognosis

肿瘤异质性背景下ERG蛋白的原位表达可识别预后较差的前列腺癌患者

发表期刊：Mol Oncol

发表日期：2022 May 16

DOI:  10.1002/1878-0261.13225

一、背景

对前列腺癌预后生物标志物的需求尚未得到满足，以帮助预测原发疾病的临床结果，提高治疗决策的精确性。前列腺癌通常是多灶性的，具有高度的局内和局间异质性。最近，根治性前列腺切除术（RP）后前列腺特异性抗原（PSA）持续升高被证明与不良预后和晚期疾病有关，并可能适用于风险分层。

一组潜在的生物标志物是涉及ETS家族转录因子致癌成员的融合基因，包括ERG、ETV1、ETV4和FLI1。这些融合基因是原发性前列腺癌中最常见的分子畸变，其中TMPRSS2-ERG是最常见的（存在于大约50%的患者中）。这些ETS基因在正常的前列腺上皮细胞中不表达，它们的畸变被认为是早期驱动事件。ETS基因畸变的局内和局间异质性已经被证实。

二、材料与方法

1.数据来源

接受RP治疗的571名前列腺癌患者，排除不可用患者后本研究中共有515名患者，包含一系列随访数据。

数据来源

2.实验流程

1） 组织病理学评估

2） 组织微阵列的构建：组织微阵列（TMA）块的构建是使用506名患者的FFPE组织

3） 通过免疫组织化学进行原位ERG蛋白分析

4） ETS RNA分析：四个ETS基因（ERG、ETV1、ETV4和FLI1）和一个参考基因（ABL1）的半定量RNA表达水平用实时RT聚合酶链反应（PCR）测定

5） 统计学分析：χ2独立检验、Fisher精确检验、Wilcoxon秩和检验、Schoenfeld检验；生存分析；Cox回归分析

三、实验结果

01 - ERG蛋白的表达和异质性

        ERG蛋白的表达是通过免疫组化评估的（图1A），在51%（244/480）的患者中至少有一个恶性样本，在总共43%（625/1447）的恶性样本中发现ERG蛋白的表达。在良性组织中没有检测到ERG蛋白表达。如果一个或多个恶性样本呈阳性，则将患者定义为ERG阳性；如果一个恶性病灶的一个或多个样本呈阳性，则该病灶为阳性。在29%（50/170）和33%（52/156）的患者中发现了ERG蛋白表达的局内和局间异质性，这些患者的多个样本分别来自同一ERG阳性病灶或不同病灶（图1B-F）。在有病灶间异质性的患者中，31%（16/52）在非指数病灶中完全是ERG阳性。

图1    前列腺癌中ERG蛋白和ETS RNA表达的异质性

02 - ERG蛋白的预后价值

        20%（83/422）的患者经历了BCR（生化复发），BCR的中位时间为3.2年（IQR：1.8-5.4年），而11%（46/422）的患者经历了CR（临床复发），CR从手术时间开始治疗的中位时间为5.0年（IQR：3.4-7.0年）。总共有9%（40/422）的患者在随访期间死亡，其中2人死于前列腺癌。

        为了评估ERG蛋白与临床结果之间的关系，进行了时间-事件分析（图2）。在单变量分析中，ERG蛋白与CR显著相关，但与BCR关联并不显著。在多变量分析中，ERG蛋白与BCR和CR都独立相关。ERG蛋白与预后的关系似乎取决于分级组（图2C-D）。作者探讨了ERG蛋白和等级组之间的交互项，但对BCR和CR都没有统计学意义。

图2    ERG蛋白表达的预后价值

03 - ETS基因在RNA水平上的表达

        作者研究了几个ETS基因（ERG、ETV1、ETV4和FLI1）的RNA表达水平及其与预后的关系，在一个很大程度重叠的亚群中（N = 165，其中145名患者至少有一个恶性样本；图3A），进行融合断点跨越分析以检测TMPRSS2-ERG RNA（图3B-C）。如果至少有一个恶性样本有一个或多个ETS基因的过度表达，则患者被记为ETS阳性。总的来说，59%（85/145）的患者为ETS阳性，其中82%（70/85）为ERG阳性，14%（12/85）为ETV1，6%（5/85）为ETV4。在恶性样本中，46%（165/359）有ERG（89%，141/159）、ETV1（11%，18/159）或ETV4（1%，6/159）的RNA过度表达。6%（2/31）的ETS阳性患者的恶性样本来自一个以上的病灶，在不同的恶性病灶中检测到多种ETS基因的过表达。其中，一名患者的ERG和ETV4均为阳性，另一名则为ETV1和ETV4。没有人在同一个恶性病灶中出现多个ETS基因的过度表达。47%（167/359）的恶性样本检测到TMPRSS2-ERG，56%（81/145）的患者至少在一个恶性样本中TMPRSS2-ERG阳性。ERG RNA过表达和TMPRSS2-ERG状态在88%（128/145）的患者中是一致的，而ERG RNA和TMPRSS2-ERG分别在90%（123/137）和85%（116/137）的患者中与ERG蛋白是一致的（图3D）。

图3    ETS基因的RNA表达和与ERG蛋白的一致性

        与ERG蛋白类似，ERG和ETS基因的RNA表达也有很大的异质性（图1D和F）。在来自同一个阳性恶性病灶的不止一个样本的患者中，39%的患者被确认为ETS（24/61）和ERG RNA过表达（19/49）的局内异质性。34%（19/56）的患者发现了ETS的局间异质性，27%（15/56）的患者发现了ERG RNA过表达。在ETS表达局间异质性的患者中，32%（6/19）的患者在非指标灶中完全是ETS阳性。ETS的过度表达与手术时年龄较小、pT阶段较高和反应性基质有关。

        在ERG RNA阳性的患者中，39%（27/70）经历了BCR，21%（15/70）CR。在ETV1和/或ETV4阳性的患者中也发现了类似的比例，其中31%（5/16）经历了BCR，13%（2/16）CR。BCR或CR与ERG或ETS基因组合的RNA过表达之间没有明显的关联（图S2）。

图S2    ERG和其他ETS基因的RNA过表达，以及它们与生化和临床复发的关系

四、结论

        原位ERG蛋白表达是一个独立的预测因素，可预测PSA检测不到且术后未接受辅助治疗的前列腺癌患者的BCR和CR。ERG蛋白表达的明显的局内和局间异质性挑战了以往ERG状态评估的准确性。在考虑到巨大的异质性的同时，将ERG蛋白作为预后生物标志物在RP术后实施，可能有助于治疗决策和改善病人的预后。