硬纤维瘤,亦称为侵袭性纤维瘤病,是一种具有局部侵袭性的肿瘤,虽不具转移性,但其复发率极高,严重影响患者的生活质量。当前,关于硬纤维瘤的分子层面研究仍显不足,这限制了患者的治疗选择。本研究旨在揭示新的硬纤维瘤预后标志物,验证以往研究中提出的标志物,并深入探讨硬纤维瘤在基因组、表观基因组与转录组的分子异质性,为精准疗法提供理论基础。
研究方法
本研究对20例原发性硬纤维瘤的31个样本进行了RNA-seq分析,鉴定出14个在复发与未复发患者之间存在显著表达差异的基因。然而,这些基因在患者组内部以及同一肿瘤的不同区域表现出极大的表达可变性。我们还验证了先前两项研究中的预后基因表达特征,发现不同患者及同一肿瘤内部这些基因的表达差异显著。例如,在Salas研究的36个基因特征中,仅FECH基因在复发与未复发肿瘤中显示出显著的差异表达,且与原研究结果相悖;而Kohsaka研究中的IFI6和LGMN基因在本研究中未能体现与复发相关的差异表达,其在同一肿瘤内部的表达也出现了异质性。
结果展示
使用免疫组化(IHC)技术在蛋白水平上验证了这些标志物的可变表达,且与局部复发之间未显示明显关联。这进一步证实了基于基因表达特征的预后分类容易受到肿瘤采样区域的影响。
在分析过程中,患者1的原发性和复发性肿瘤均携带CTNNB1基因的T41A突变,复发性肿瘤的两个区域还出现了S45P突变,并且两者的VAF存在差异。系统发育分析表明,原发性肿瘤拥有三个不同的亚克隆,而复发性肿瘤拥有两个新亚克隆,其中复发性肿瘤共享PTP4A1基因突变,其RNA表达低于原发性肿瘤的野生型区域。此外,原发性和复发性肿瘤的DNA拷贝数变化较小,但在DNA甲基化和转录组谱上却表现出显著差异。原发性肿瘤的一个区域展现出独特的转录组特征,富含与线粒体氧化磷酸化途径相关的基因,其中某些基因的表达与甲基化呈负相关。
患者2的原发性和复发性肿瘤亦同样携带CTNNB1 T41A突变,第三次复发肿瘤则出现三种新的DNA突变(MKI67、MYOF和HAUS1),其中MYOF突变在RNA-seq分析中得到验证,而HAUS1的亚克隆突变在第二次复发肿瘤的一个区域也有发现。原发性和复发性肿瘤同样表现出多个克隆和亚克隆的DNA拷贝数变化,其DNA甲基化谱则形成不同的聚类,转录组分析提示原发性肿瘤与第二次、第三次复发肿瘤之间在转录组谱上存在显著差异,但第二次复发肿瘤的一个区域与原发性肿瘤十分相似。
在患者3中,原发性肿瘤及大多数复发性肿瘤均携带CTNNB1 S45F突变,仅第二次复发肿瘤的一个样本未检出该突变,但RNA-seq结果依然证实其存在。第一次和第二次复发的某一区域显示出大量局灶性DNA拷贝数变化,而第二次复发肿瘤的表观基因组谱明显不同于其他样本,原发性肿瘤与第一次复发肿瘤在转录组水平上表现出高异质性,第三次复发肿瘤则富集了12个缺氧相关基因。
总结
本研究首次全面揭示了硬纤维瘤在基因组、表观基因组与转录组层面的高度肿瘤内与肿瘤间异质性,表明基于单肿瘤活检的分子分析可能低估了该肿瘤的分子改变程度,且预后转录组特征易受取样偏差的影响。复发性硬纤维瘤展现出原发性肿瘤中不存在的多种分子改变,提示肿瘤在发展过程中经历了分子进化,这对药物研发及生物标志物的验证具有重要意义。
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