本研究顯示，胸腺瘤具有低頻率的基因變異（平均1.8/腫瘤）和低水平的TMB。超過10%的胸腺瘤病例中發現的基因變異位於CDKN2A/B和TP53基因。在一例不能切除的III期B3型胸腺瘤中發現NTRK1擴增。胸腺癌基因變異頻率為平均4.0/腫瘤，與胸腺瘤相比顯著更高（P< .0001），在CDKN2A、KIT和PTEN/PI3K/MTOR通路中觀察到臨床相關的基因變異。胸腺癌中TMB升高並不常見，只有6%的病例TMB≥10 mut/Mb。
研究背景
胸腺惡性腫瘤代表了一組異質的罕見胸癌，WHO組織病理學分類將其分為胸腺瘤和胸腺癌。根據非腫瘤淋巴細胞成分的相對比例以及與正常胸腺結構的相似性，胸腺瘤進一步細分為不同的類型（即A、AB、B1、B2和B3）。胸腺癌與胸腺外癌相似，最常見的亞型是鱗狀細胞癌。從臨床角度來看，胸腺瘤通常是具有局部進展而不是轉移趨勢的腫瘤，相比之下，胸腺癌轉移擴散的風險很高。
手術是主要的胸腺惡性腫瘤根治性治療，因為完全切除是對總生存期最有利的預後因素。同時，高達30%-50%的患者可能出現晚期、復發、轉移或難治性腫瘤，需要系統治療。目前，系統治療主要為化療，使大多數患者獲得了疾病控制，但反應和無進展生存率有限，尤其是在後線治療中。
胸腺上皮腫瘤的罕見性導致無法通過大型隨機試驗來評估創新治療藥物。然而，全基因組譜圖（CGP）可能是一個有效選擇，通過識別預測性生物標誌物來開發精準治療方案，以滿足難治性胸腺上皮腫瘤更有效治療方案的需求。下一代測序（NGS）可對大量基因變異（GA）進行基因分型。此外，NGS可檢測腫瘤突變負荷（TMB），這有助於評估免疫檢查點抑制劑的獲益風險比。
本研究包括一組多中心、大型系列、晚期難治性胸腺上皮腫瘤，在常規的臨床實踐環境中對其進行全基因組圖譜分析，使用NGS平台進行基因分型。本研究結果提供了胸腺癌致癌驅動分子途徑的獨特見解，並為使用靶向藥物和免疫檢查點抑制劑提供了理論基礎。
研究結果
臨床病理特徵：
共分析胸腺瘤90例，胸腺癌174例，根據開展CGP的前提，所有病例必須是臨床晚期且對復發性疾病的標準治療不敏感。表1總結了患者的特徵。對於CGP，考慮到GA發生率較低，根據既往報道將90例胸腺瘤分為兩組：第一組（n=61）胸腺瘤由A型(n=2)、AB型(n=17)、B1型(n=16)和B2型(n=26)組成，由於腫瘤細胞異型性罕見、診斷時分期較早和生存期較長，被認為是低分級；第二組(n=29)為B3型胸腺瘤，由於存在顯著的腫瘤細胞異型性且常表現為侵襲性，被認為是中等分級。
表1
胸腺癌，鑒於文獻中關於分級的數據有限，研究者根據組織學亞型進行了分析：鱗狀細胞癌（n=69，40%）、非神經內分泌未分化癌（n=54，31%）、神經內分泌癌（n=30，17%）、腺癌（n=7，4%）、基底樣癌（n=5，3%）、淋巴上皮樣癌（n=5，3%）和肉瘤樣癌（n=4，2%）。
胸腺瘤的全基因組分析：
總體而言，胸腺瘤的GA、CRGA（臨床相關基因變異）頻率較低，TMB水平較低。與A/AB/B1/B2型胸腺瘤相比，B3型胸腺瘤GA、CRGA的平均發生率略高（P=N.S.；表1）。在超過10%的病例中發現的GA位於CDKN2A/B和TP53基因中（圖1A和1B）。在不到5%的病例中觀察到CRGA，主要是MTOR通路上的PIK3CA、PTEN和NF1基因發生變異。在一例無法切除的III期B3型胸腺瘤中發現了潛在可靶向的NTRK1擴增。在另一例轉移到肝臟的B3型胸腺瘤中發現了KIT基因Y823D突變，但該變異與靶向KIT激活突變的激酶抑制劑的耐藥性相關。所有病例均為MSI穩定。僅在2%的胸腺瘤中檢測到TMB≥10 mut/Mb，沒有發現TMB≥20 mut/Mb的胸腺瘤。
圖1
胸腺癌的全基因組分析：
整體而言，胸腺癌組的GA發生率顯著高於胸腺瘤組，為4.0/腫瘤，而胸腺瘤組為1.8/腫瘤（P< .0001），且胸腺癌組的CRGA顯著高於胸腺瘤組（0.9/腫瘤vs 0.2/腫瘤，P< .0001）。GA與細胞周期、增殖和生存、氧化應激和轉錄通路控制的失調相關(圖2A)。CRGA在CDKN2A、KIT和PTEN/PI3K/MTOR通路中最為常見，其他CRGA發生在EZH2、MET、FGFR3和ERBB2/3基因中。胸腺癌的中位TMB為3.84 mut/Mb，顯著高於胸腺瘤的1.92 mut/Mb（P< .0001）。高水平的TMB在胸腺癌中並不常見，只有6%的病例TMB為≥10 mut/Mb，只有3%的病例TMB為≥20 mut/Mb(表1)。所有胸腺癌病例均為MSI穩定。
圖2
在胸腺癌中，與其他亞型相比，GA在鱗狀細胞癌、未分化細胞癌和神經內分泌癌中更常見(表1)。鱗狀細胞癌和未分化非神經內分泌癌是本隊列最常見的亞型，且在9%-10%的病例中存在特徵性KIT突變(圖2B和2C)。鱗狀細胞癌和未分化非神經內分泌癌的GA和CRGA模式在全球範圍內相似。TMB在鱗狀細胞癌中最高，9%的病例表現為≥20 mut/MB。所有胸腺神經內分泌癌病例包括低級別（臨床惡性類癌）和高級別腫瘤，同時具有小細胞和大細胞特徵，並通過神經內分泌生物標誌物免疫組化染色證實。胸腺神經內分泌癌組有近1.0個CRGA/腫瘤，具有多種潛在分子靶標，包括KIT、MET、FGFR1和TSC2(圖2D)，30例中只有1例存在TP53/RB1突變。
在較不常見的胸腺癌組織病理學亞型中未觀察到特異性GA，這些亞型均出現不同頻率的CDKN2A變異。所有這些病例都沒有與EB病毒感染相關的證據。
討論
綜上所述，本研究結果表明，部分胸腺癌顯示出較高的腫瘤突變負荷，這可能是免疫檢查點抑制劑療效的預測因素。據研究者所知，本隊列是迄今為止報道最大的、專注於晚期胸腺上皮腫瘤全基因組圖譜分析的研究。基於基因panel分析，研究者識別了難治性胸腺癌中的主要失調通路，包括細胞周期、增殖和生存、氧化應激和轉錄控制的失調(圖2A)。先前在有限的早期切除癌隊列基因組表征中發現了這些失調通路。抗凋亡與抗凋亡分子BCL2拷貝數增加有關，體內暴露於pan-BCL2抑制劑可通過PI3K/AKT/mTOR通路抑制異種移植物的生長。也有報道稱，逃避生長抑制因子導致細胞周期控制分子異常，包括CDKN2A/B拷貝數丟失和啟動子高甲基化，以及相關蛋白p16INK4表達缺失。此外，組蛋白修飾、DNA甲基化和染色質重塑相關基因突變也有報道。
儘管胸腺瘤中的一些GA在胸腺癌也有，包括CDKN2A/B和TP53突變，但在胸腺瘤中的發生率要低得多。在包括117例早期胸腺腫瘤切除標本的The Cancer Genome Atlas研究中，胸腺瘤的分子特徵也包括A型特異性GTF2I突變，以及HRAS和NRAS突變，這些分子特徵在本研究中占比相對較高。然而，這些突變罕見，破譯胸腺瘤癌變的致癌機制仍然具有挑戰性。
在臨床中，晚期胸腺上皮性腫瘤的全基因組圖譜主要旨在識別CRGA，在難治性疾病的情況下，CRGA可以預測靶向藥物的療效。KIT突變型胸腺癌在本研究中只占9%——胸腺癌的分子亞組。KIT突變作為治療靶點仍然具有挑戰性，因為根據胸腺癌和/或其他KIT突變腫瘤的臨床和/或臨床前證據，未經治的KIT突變患者可能對可用的KIT抑制劑敏感不一致。本研究在B3型胸腺瘤中觀察到的KIT Y823D突變此前未被報道對KIT抑制劑敏感。在大多數單個病例中，KIT突變胸腺癌患者超適應症使用KIT抑制劑——伊馬替尼、舒尼替尼或索拉非尼，顯示反應和可能延長的生存期。使用舒尼替尼的II期臨床試驗也在一些長期反應者中發現了這種突變，但在這些研究中觀察到的反應主要歸因於通過抑制血管內皮生長因子受體而產生的血管生成效應。在胸腺上皮性腫瘤中具有臨床相關性的第二個通路是PI3K通路。此前報道的突變多為PIK3R2錯義突變，該突變編碼PI3K的一個調控亞基。PI3K的激活也可能與A型胸腺瘤和AB型胸腺瘤19號染色體上一個大的microRNA簇的過表達有關。靶向PI3K可能是治療胸腺惡性腫瘤的有效策略。一項使用buparlisib的II期研究目前正在進行中（clinicaltrials.gov ID NCT02220855）(圖3)。一些關於mTOR抑制劑用於晚期胸腺上皮腫瘤的I/II期研究顯示，疾病控制率很高。關於其他CRGA，本研究的一個新發現是在不可切除的III期B3型胸腺瘤中發現了潛在可靶向的NTRK1擴增。綜上所述，本研究結果支持了試驗或前瞻性隊列的發展，通過常規使用於難治性胸腺上皮腫瘤的全基因組分析來識別CRGA，同時使用靶向藥物進行治療，CRGA在個體水平上實際上是多樣化和罕見的。需要這樣的研究來評估這種精準醫療的價值，這種精準醫療在其他實體癌症（如肺癌）中顯示了生存獲益。
圖3
免疫檢查點抑制劑在胸腺上皮性腫瘤中的應用具有挑戰性。免疫治療在胸腺瘤中實際上是禁忌的，因為三分之一的患者存在自身免疫性疾病，最常見的是重症肌無力。自身免疫紊亂通常在胸腺癌中觀察不到，但據報道，暴露於靶向藥物如舒尼替尼或抗PD-1抗體可發生嚴重的免疫相關毒性，包括肌炎、心肌炎或糖尿病。帕博利珠單抗仍可能是晚期患者的有效治療選擇。一項在41例患者中進行的II期試驗報告了23%的客觀緩解率，中位緩解持續時間為22個月。在這項研究中，PD-L1表達並不是反應或生存的預測因素，這可能與PD-1-PD-L1相互作用在胸腺淋巴細胞選擇的調節中發揮生理作用有關。腫瘤突變負荷是免疫治療療效的一個預測性生物標誌物，並且在臨床上，對於胸腺上皮腫瘤患者可能是一個有價值的工具，有助於更好地選擇抗PD-1抗體。研究結果表明，只有5%-9%的胸腺癌患者的TMB為10 mut/Mb。TMB為10 mut/Mb是先前報道的使用相同技術檢測肺癌的臨床相關閾值。需要進一步的研究來探討胸腺上皮性腫瘤中的TMB。
綜上所述，全基因組圖譜可能對晚期難治性胸腺上皮腫瘤的治療有很高的價值。儘管CRGA在這些腫瘤中很罕見，但CRGA可以預測創新靶向藥物的療效。同時，評估TMB有助於臨床醫生在討論使用免疫檢查點抑制劑治療時做出決策，當然，在胸腺上皮腫瘤中TMB是否可作為免疫療效的預測因素有待進一步驗證。最後，雖然更深入理解胸腺上皮腫瘤的癌變機制仍然是必要的，但實施全基因組分析符合對那些罕見胸腺腫瘤個性化治療的需要。
參考文獻：
Girard N, Basse C, Schrock A, Ramkissoon S, Killian K, Ross JS. Comprehensive Genomic Profiling of 274 Thymic Epithelial Tumors Unveils Oncogenic Pathways and Predictive Biomarkers. Oncologist. 2022 Jun 24:oyac115. doi: 10.1093/oncolo/oyac115. Epub ahead of print. PMID: 35749302.