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科研論文丨GenoLab M助力尿路上皮癌中用藥相關基因突變譜的測定
時間：
2024-12-06
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文章梗概

近日，真邁生物用戶俄羅斯彼得羅夫腫瘤研究所和圣彼得堡兒科醫(yī)學院的科學家們在International Journal of Molecular Sciences上發(fā)表了題為“Use of 3′ Rapid Amplification of cDNA Ends (3′ RACE)-Based Targeted RNA Sequencing for Profiling of Druggable Genetic Alterations in Urothelial Carcinomast”的科研成果。基于真邁生物的NGS測序平臺——GenoLab M，以3’RACE為基礎開發(fā)了RNA的panel測序技術，該panel涵蓋了所有與尿路上皮癌治療相關的基因，包括FGFR1-4、KRAS、NRAS、BRAF、ERBB2（HER2）、CD274（PD-L1）和PIK3CA，并完成了233例患者的檢測，獲得了用藥相關基因的突變譜。

科研論文丨GenoLab M助力尿路上皮癌中用藥相關基因突變譜的測定


背景介紹

尿路上皮癌（UCs）包括尿路上皮腫瘤和膀胱惡性腫瘤。上尿路腫瘤，即起源于腎盂或輸尿管的腫瘤，只占所有UCs的5-10%。尿路上皮癌患者的基因組研究已獲知多個腫瘤抑制基因（TP53、ARID1A、KDM6A、KMT2D、CDKN2A/2B和RB1）的失活以及多個原癌基因（FGFR3、CCND1、PIK3CA、ERBB2和MDM2）的激活。而3′ RACE是一項成熟的技術，用于RNA分子3’端的擴增和測序。3′ RACE也可用來識別融合基因，針對那些已知基因序列位于5′端，而未知基因主要位于3′端的融合轉錄本。通常，這些融合基因具有纖維細胞生長因子受體（FGFR）家族基因的特征。FGFR3基因融合在UCs中的出現(xiàn)頻率相當高（2-6%），并且可被泛FGFR抑制劑erdafitinib進行靶向治療。其他FGFR家族成員的遺傳變異相對較少見；然而，一些研究報告了UCs中FGFR1和FGFR2基因融合的情況。鑒于此，研究者基于3′ RACE開發(fā)靶向RNA的panel測序方法，可同時分析FGFR和其他原癌基因的激活突變、基因融合以及mRNA表達的變化。


*以下為該研究成果解讀


結果概要

01?靶向RNA測序鑒定的FGFR1-4基因突變

在233例腫瘤樣本中，有54例（23.2%）發(fā)現(xiàn)了FGFR2/3基因激活點突變或基因融合。在11名患者中識別出FGFR3重排，而其中8名患者，常用的PCR試劑盒無法檢測。7名患者具有FGFR2基因的低水平擴增（3-5個拷貝）；然而，FGFR2?mRNA表達的增加僅在其中兩個樣本中觀察到，其中一個具有FGFR3陽性突變。


02?RAS/RAF基因熱點區(qū)的突變

在233例UCs樣本中，KRAS、HRAS、NRAS和BRAF基因突變出現(xiàn)在30例（12.9%）樣本中，且HRAS基因突變最為常見，發(fā)生在13/233（5.6%）的患者中。


03?HER2 (ERBB2)?基因：點突變、擴增與mRNA超表達

在233個樣本中，HER2基因的點突變出現(xiàn)在17例（7.3%）樣本中。ddPCR檢測到HER2拷貝數(shù)增加（拷貝數(shù)≥ 3）的有70例（31.4%）。高水平HER2擴增（拷貝數(shù)≥ 10）的腫瘤具有顯著升高的HER2?mRNA表達（圖1）。


科研論文丨GenoLab M助力尿路上皮癌中用藥相關基因突變譜的測定

圖1 ddPCR測定尿路上皮癌UCs樣品中不同擴增水平下HER2基因的mRNA的表達



04?免疫檢查點抑制劑治療的預測標志物：PD-L1的表達和微衛(wèi)星不穩(wěn)定性

在233例UCs樣本中，40例呈現(xiàn)PD-L1陽性，181例陰性。高PD-L1表達與疾病晚期階段相關，且未能在HER2表達增加或FGFR2/3激活的患者中觀察到。在227份可用于PCR和毛細管電泳的樣品中，只有3份（1.3%）顯示出高水平微衛(wèi)星不穩(wěn)定性。



05?PIK3CA基因的突變?

42例（18%）腫瘤患者出現(xiàn)了不同位點的PIK3CA突變，且這些患者比沒有該突變的患者年輕一些。




06?潛在分子標記的共現(xiàn)分析

科研論文丨GenoLab M助力尿路上皮癌中用藥相關基因突變譜的測定

圖2 在233例UCs樣本中發(fā)現(xiàn)的所有分子突變的瀑布圖

圖2顯示了在233例患者中檢測到的所有基因突變的全局圖，以及表達量情況。研究者進一步分析了這些遺傳標記之間的關系（圖3）。FGFR4的表達量數(shù)據(jù)被排除在分析之外，因為該基因在樣本中的表達通常非常低，在腫瘤亞群的的置信度區(qū)間無法進行測量。





科研論文丨GenoLab M助力尿路上皮癌中用藥相關基因突變譜的測定


圖3 UCs中激活的基因突變之間的關聯(lián)

FGFR2/3基因的突變或融合似乎與RAS/RAF基因的突變互斥。相反，HER2基因的點突變與上述基因的遺傳事件無關。此外，HER2?mRNA的高表達，無論是否伴有HER2基因擴增，都與FGFR2/3或RAS/RAF的突變狀態(tài)不相關（即，在突變陽性和突變陰性病例中發(fā)生的頻率相似）。有趣的是，PD-L1?mRNA的高表達被發(fā)現(xiàn)與HER2、FGFR3的高表達或FGFR2/3點突變或融合互斥（圖3）。


結論

NGS是尿路上皮癌分子診斷的首選技術。與商業(yè)化的PCR試劑盒不同，NGS能夠檢測到FGFR3融合的全部譜系。此外，多基因panel測序可以識別一些相對罕見的遺傳事件，例如FGFR2、KRAS、BRAF和其他基因的變異。重要的是，基于RNA的測序還能分析臨床相關基因的表達，如HER2（ERBB2）和PD-L1。研究中使用的基于3′ RACE的RNA測序，操作簡單、耗時少且成本低廉。這種方法可全面評估尿路上皮癌患者中潛在藥物相關基因的遺傳變異。


參考文獻

Mitiushkina N V, Tiurin V I, Anuskina A A, et al. Use of 3′ Rapid Amplification of cDNA Ends (3′ RACE)-Based Targeted RNA Sequencing for Profiling of Druggable Genetic Alterations in Urothelial Carcinomas[J]. International Journal of Molecular Sciences, 2024, 25(22): 12126.

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