癌症基因組圖譜（TCGA）泛癌種分析揭示了主要癌症類型的分子特徵，包括高級別漿液性癌（HGSCs）。然而，卵巢癌中罕見組織病理學類型的特徵仍不明確。本研究旨在對罕見卵巢惡性腫瘤，包括非上皮性腫瘤（NETs，包括生殖細胞腫瘤和性索腫瘤）和透明細胞癌（CCC）進行分子特徵分析，比較其與HGSCs的不同。根據組織病理學類型，對2014年1月至2019年3月期間在靜岡癌症中心接受手術切除的69例卵巢惡性腫瘤進行了分類。這些腫瘤患者（包括NETs）進行了胚系和體細胞突變NGS檢測。CCC具有對化療耐藥的特徵，基於基因表達分析探索了耐藥相關主要通路。NETs攜帶拷貝數中性雜合性缺失（cnLOH），同源重組缺陷（HRD）評分較高，2例NET患者檢出PALB2和BARD1胚系突變。在化療耐藥CCC中，上皮-間充質轉化（EMT）通路激活，無論ABC轉運蛋白基因表達情況如何。
研究背景
在所有婦科腫瘤中，晚期卵巢癌預後較差，超過80%的患者在標準治療後復發。最佳減瘤手術和化療是晚期卵巢癌的主要治療方法。儘管化療對漿液性癌有效，但大多數患者復發且難以治癒。二十多年來，鉑類化療一直是關鍵方案，沒有其他療法更有效。近年來，隨著聚（ADP-核糖）聚合酶（PARP）抑制劑的出現，卵巢癌治療經歷了快速變化，研究顯示，這類藥物對BRCA1/2基因胚系或體細胞突變和/或同源重組缺陷（HRD）的患者比較有效。癌症基因組圖譜（TCGA）項目基於分子譜，揭示了卵巢漿液性癌中BRCA1/2突變和/或HRD患者的分布。根據TCGA，51%的患者攜帶同源重組修復相關基因變異，包括BRCA1/2基因變異（33%）。因此，卵巢漿液性癌患者可能從PARP抑制劑治療中獲益。
大約90%的卵巢惡性腫瘤是上皮性腫瘤，而幾種罕見的腫瘤，包括生殖細胞腫瘤和性索腫瘤，被歸類為非上皮性腫瘤（NETs）。最近，突變分析發現，生殖細胞腫瘤突變率低，攜帶PIK3CA擴增。然而，在NETs中，對與PARP抑制劑療效相關的BRCA1/2胚系突變和HRD狀態了解較少。
在歐洲和美國，透明細胞癌（CCC）較為罕見，約占所有卵巢癌的10%。在日本，20%-25%的卵巢癌被歸類為CCC，是主要的組織學類型之一。相比其他組織學類型的卵巢惡性腫瘤，CCC化療耐藥更常見。有研究對CCC進行了NGS檢測，分析了其分子譜。然而，介導CCC耐藥的通路仍不清楚。
本研究重點是這類罕見卵巢癌。本研究納入了接受了NGS基因檢測的日本卵巢癌患者。分析了上皮性腫瘤（包括卵巢漿液性癌和CCCs）和NETs與化療耐藥相關的特徵以及與PARP抑制劑療效相關的BRCA1/2突變和HRD狀態特徵。本研究旨在為卵巢漿液性癌以外的罕見卵巢癌組織學類型的治療提供新的信息。
研究結果
卵巢惡性腫瘤樣本分布
在我們先前的研究Project HOPE中，癌症患者進行了WES和靶向panel測序。本研究篩選了HOPE隊列（包括5521例腫瘤樣本）中79例具有詳細臨床信息的卵巢腫瘤樣本。由於本研究重點關注惡性卵巢腫瘤，因此排除了良性（n = 10）腫瘤。惡性腫瘤（n = 69）包括20例CCCs，17例高級別漿液性癌（HGSCs），12例子宮內膜樣癌（ECs），5例NETs（2例未成熟畸胎瘤，1例卵黃囊瘤，1例混合性生殖細胞腫瘤，1例幼年型顆粒細胞瘤），4例黏液性癌，4例交界性腫瘤（2例漿液黏液性，2例黏液性）和7例其他（圖1）。所有惡性腫瘤患者的臨床特徵見表1。
圖1. 69例卵巢惡性腫瘤樣本的組織學分布
表1. 卵巢惡性腫瘤患者的臨床特徵
卵巢惡性腫瘤突變譜
為了探索日本卵巢惡性腫瘤患者的突變譜，使用了全外顯子組測序（WES），靶向panel測序，已知融合基因測序和基因表達譜（GEP）。圖2展示了根據組織病理學分類的樣本的突變譜。HGSCs的HRD評分高於其他組織病理學樣本。在HGSC樣本中檢出TP53（88%，15/17）突變。在CCC中檢出PIK3CA（55%，11/20）和ARID1A（60%，12/20）突變。在EC中檢出PIK3CA（58%，7/12）和KRAS（50%，6/12）突變。這些體細胞突變檢出情況與先前的研究一致。T細胞炎性GEP可以預測免疫檢查點抑制劑（ICIs）療效，在卵巢癌中高表達，特別是在HGSC中，儘管TMB<10個突變/ Mb。最近的一項研究顯示，在88%（15/17）的HGSC中發現了SBS39。在CCC中，識別了FOXA2突變（20%，4/20）。NETs是罕見的卵巢惡性腫瘤，有趣的是，在NETs中，發現了PALB2和BARD1胚系突變以及高HRD評分。
圖2. 根據組織病理學分類的樣本突變譜
接下來，對CNV進行分析，研究卵巢惡性腫瘤中的染色體變異（圖3）。分別在36%–39%、34%–46%和38%–46%的樣本中觀察到 1q31.1-1q31.3、3q24-3q26.33和8q12.1-8q24.23擴增。HGSCs擴增檢出率最高（76%，13/17），其次是CCCs（60%，12/20）和ECs（58%，7/12）。在NETs中發現了拷貝數中性雜合性缺失（cnLOH），包括未成熟畸胎瘤2例，卵黃囊瘤1例。各亞組間其他染色體增加和缺失無顯著差異。
圖3. 各組織病理學亞型的拷貝數變異（CNV）情況
卵巢惡性腫瘤通路分析
化療是晚期卵巢惡性腫瘤的主要治療手段之一。化療對大多數卵巢腫瘤有效，如HGSCs，但對某些組織學類型療效不佳。與其他組織學類型相比，CCCs對化療耐藥的情況更常見。為了研究CCCs耐藥相關生物學通路，在CCCs中，對化療耐藥組（n = 3）和非化療耐藥組（n = 17）進行了基因集富集分析（GSEA）。在化療耐藥組中，與上皮-間充質轉化（EMT）相關的基因集顯著富集（表2）。為了確定與細胞毒性藥物外排相關的基因表達差異，基於GEP分析了膜蛋白（包括ABC轉運蛋白）基因表達水平。HNF1B和ANXA4在所有CCCs中均高表達，在化療耐藥組和非化療耐藥組之間未觀察到膜蛋白基因表達情況存在顯著差異。
表2. CCC中化療耐藥組和非化療耐藥組基因集富集分析
討 論
大約90%的卵巢惡性腫瘤為上皮性腫瘤，而在其餘10%中，非上皮性腫瘤占大多數。生殖細胞腫瘤和性索間質瘤較為罕見，主要由非上皮性成分組成。儘管這些腫瘤組織病理學類型不同，但本研究將其歸為NETs。NETs的組織學和臨床特徵與上皮性腫瘤不同，提示NETs具有不同的分子特徵。組織病理學類型的不同可能對分析結果有影響。因此，未來研究需要納入更多NET患者。
與HGSCs相似，這些腫瘤的HRD評分較高，而PARP抑制劑對HRD評分高的腫瘤有效。在未成熟畸胎瘤（歸類為生殖細胞腫瘤）中檢出PALB2（c.3350 + 5G>A，剪接區域）和BARD1（p.Q206fs）胚系截短突變，HRD評分很高。BARD1與BRCA1形成復合體，參與DNA修復。PALB2是與BRCA2相互作用的蛋白，通過同源重組（HR）在DNA修復中起作用。上述突變可能導致HR缺陷，使得HRD評分高。HRD評分高的NETs不攜帶可見於HGSC的BRCA1和BRCA2突變，然而，仍可能獲益於PARP抑制劑治療。
染色體CNV分析顯示，在HRD評分較高的未成熟畸胎瘤和卵黃囊瘤（歸類為生殖細胞腫瘤）的廣泛染色體區域發現cnLOH，而在HGSC中較少見。在白血病患者中，cnLOH與DNA雙鏈斷裂修復異常相關。卵巢來源的未成熟畸胎瘤研究報告了可誘導cnLOH的減數分裂異常。這些發現提示HRD與cnLOH的相關性，與HGSCs中的染色體不穩定性不同，生殖細胞腫瘤中HR介導的不完全DNA修復可能優先導致cnLOH。
在多個癌種中，TMB被用作ICIs療效預測生物標誌物。一些卵巢癌對ICIs有反應。大規模研究表明，T細胞炎性GEP可以預測對ICIs的反應。T細胞炎性GEP在HGSC中高表達，無論TMB如何。因此，ICIs可能對HGSC有效。
在日本，CCC占卵巢癌的20%-25%，是主要的組織學類型之一。儘管CCC是最常見的對化療耐藥的癌症之一，但潛在耐藥機制尚不明確。我們對CCC化療耐藥和非耐藥組的比較分析表明，在耐藥組中，EMT相關通路基因表達上調，無論ABC轉運蛋白家族基因表達情況如何。EMT通路的激活引起肺癌和胰腺癌的耐藥性。此外，研究顯示，在卵巢CCC中，EMT通路基因高表達與預後不良相關。本研究中，化療難治性卵巢CCC患者EMT通路基因高表達，提示該通路在化療耐藥中起著關鍵作用。
本研究對罕見卵巢癌進行了分析，揭示了NETs和卵巢CCC的特徵。然而，樣本量較小，不足以有統計學意義。未來需要對大量患者進行進一步分析，來驗證本研究結果。本研究重點關注罕見組織學類型的卵巢癌。雖然生殖細胞腫瘤是NETs，但與HGSCs相似，HRD評分較高。我們發現BARD1和PALB2胚系突變與HR和cnLOH累積相關。此外，在化療耐藥CCC中，EMT通路基因表達上調。卵巢惡性腫瘤的橫斷面分子特徵分析可能有助於未來對這類罕見卵巢腫瘤的研究。
參考文獻：
Takahashi N, Hatakeyama K, Nagashima T, Ohshima K, Urakami K, Yamaguchi K, Hirashima Y. Characterization of rare histological subtypes of ovarian cancer based on molecular profiling. Cancer Med. 2023 Jan;12(1):387-395. doi: 10.1002/cam4.4927. Epub 2022 Jun 8. PMID: 35676859; PMCID: PMC9844652.