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Signal Transduction and Targeted Therapy | DNA与RNA多组学联合分析揭示肿瘤转录负荷对晚期癌症患者生存的影响

Signal Transduction and Targeted Therapy | DNA与RNA多组学联合分析揭示肿瘤转录负荷对晚期癌症患者生存的影响
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本研究基于IMPACT2临床试验数据,系统分析了DNA与RNA测序的一致性,发现TP53基因组变异与VEGFA过表达显著相关,且高肿瘤转录负荷(≥6个基因)与更短总生存期相关,提示RNA测序在精准肿瘤学中的潜在临床应用价值。

 

文献概述

本文《Concordance analysis of DNA and RNA profiling: The MD Anderson IMPACT2 study in precision oncology》,发表于《Signal Transduction and Targeted Therapy》杂志,回顾并总结了在IMPACT2前瞻性精准肿瘤学研究中,对晚期癌症患者进行DNA与RNA多组学联合分析的结果。研究评估了DNA基因组变异与RNA表达改变之间的协调性,探索了肿瘤转录负荷(TTB)与总生存期(OS)的关系,并分析了PD-L1状态对表达异常基因数量的影响。结果表明,RNA测序可提供独立于DNA变异的生物学信息,且高TTB与不良预后显著相关。该研究强调了RNA测序在肿瘤分子分型和预后预测中的潜在价值,为多组学指导治疗策略提供了临床证据。

背景知识

在精准肿瘤学领域,DNA测序已成为识别驱动突变、指导靶向治疗的标准手段,已有百余种基于DNA变异的靶向药物获得FDA批准。然而,仅依靠DNA变异无法完全反映基因功能状态,因转录调控、表观遗传修饰及转录后调控等因素可能导致DNA变异不引起相应的RNA表达变化。RNA测序可捕获基因表达水平、可变剪接、融合转录本及肿瘤微环境信息,提供动态的肿瘤生物学图景。尽管RNA检测在研究中广泛应用,如Oncotype DX在乳腺癌中的应用,但其在临床治疗决策中的作用仍属探索性,缺乏大规模前瞻性数据支持。此外,肿瘤转录负荷(Tumor Transcriptional Burden, TTB)——即异常表达基因的数量——作为潜在预后标志物尚未在多癌种前瞻性试验中系统评估。本研究基于IMPACT2试验,首次在多癌种背景下系统分析DNA与RNA数据的一致性及其对生存的影响,填补了多组学整合在真实世界临床队列中的证据空白,为RNA测序的临床转化提供了重要依据。

 

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研究方法与实验

本研究纳入IMPACT2试验中接受Tempus xT检测的438例晚期癌症患者,其中253例同时完成DNA和RNA测序。DNA测序覆盖472个癌症相关基因,检测单核苷酸变异、拷贝数变异、融合和剪接变异;RNA测序基于全转录组测序,评估基因表达异常(过表达或低表达)。研究定义“一致事件”为同一基因在DNA和RNA层面均发生变异。采用Fisher精确检验评估DNA与RNA变异之间的关联,Benjamini-Hochberg方法校正多组比较。通路富集分析使用Reactome数据库。总生存期(OS)通过Kaplan-Meier法分析,按TTB分组(0–2、3–5、≥6个基因异常表达)进行log-rank检验。PD-L1状态与TTB的关系采用Mann-Whitney U检验。

关键结论与观点

  • 在253例接受RNA测序的患者中,50例(19.8%)存在58个DNA与RNA一致事件,其中拷贝数变异占78%,且与表达水平呈强正相关(Spearman r=0.72)
  • TP53变异与VEGFA过表达是关联最显著的基因对之一,提示TP53突变可能通过VEGFA通路增强对贝伐珠单抗的敏感性
  • 通路分析显示,DNA-RNA显著关联基因富集于PI3K/AKT信号通路(调整p=5.87e−30),提示该通路在多组学调控中的核心地位
  • 肿瘤转录负荷(TTB)与总生存期显著相关:TTB为0–2、3–5和≥6个基因的患者中位OS分别为9.8、11.9和6.7个月(p=0.03),高TTB预示更差预后
  • PD-L1阴性肿瘤倾向于具有更高的基因表达异常数量(p=0.11),提示高TTB可能代表更具免疫排斥表型的肿瘤
  • 肿瘤纯度与一致事件检出率显著相关(p=0.001),表明低肿瘤纯度可能影响多组学一致性检测

研究意义与展望

该研究首次在多癌种前瞻性队列中系统评估了DNA与RNA测序的一致性及其临床意义,证实RNA测序可提供独立于DNA变异的生物学信息,尤其在拷贝数变异与表达水平之间表现出高度协调性。TP53-VEGFA的强关联为抗血管生成治疗的生物标志物开发提供了理论依据,支持在TP53突变患者中优先考虑贝伐珠单抗治疗。

肿瘤转录负荷(TTB)作为一个新型预后标志物,显示出对生存的独立预测价值,尤其是在高TTB(≥6基因)患者中生存显著缩短。这一发现提示全局性转录失调可能代表更侵袭性的肿瘤表型,值得在更大队列中验证。此外,TTB与PD-L1状态的潜在关联提示其可能用于识别免疫“冷”肿瘤,为联合治疗策略提供线索。

尽管RNA检测尚未被FDA批准用于治疗选择,但本研究支持其在精准肿瘤学中的补充作用,尤其在缺乏可靶向DNA变异的患者中。未来研究应将RNA测序整合至前瞻性治疗决策流程中,验证其在匹配治疗和改善预后中的价值。结合AI与机器学习,多组学数据有望进一步优化个体化治疗策略。

 

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结语

本研究基于IMPACT2临床试验数据,系统分析了DNA与RNA多组学数据在晚期癌症患者中的协调性与临床意义。研究发现,约20%的患者存在DNA与RNA层面的一致变异,其中拷贝数变异与表达水平高度相关,且TP53变异与VEGFA过表达显著关联,提示潜在治疗靶点。更重要的是,肿瘤转录负荷(TTB)被识别为一个独立预后因子:携带≥6个异常表达基因的患者中位总生存期仅为6.7个月,显著低于低TTB患者。该结果强调了RNA测序在揭示肿瘤生物学复杂性方面的独特价值,不仅补充DNA测序信息,还可提供预后分层工具。尽管PD-L1阴性趋势与高TTB相关,尚需更大样本验证。总体而言,本研究为RNA测序在精准肿瘤学中的临床应用提供了有力证据,支持其作为多组学整合策略的一部分,用于优化治疗决策与风险分层。未来需开展前瞻性试验,评估RNA指导治疗的实际临床获益。

 

文献来源:
Stephanie T Schmidt, Mehmet A Baysal, Siqing Fu, Funda Meric-Bernstam, and Apostolia Maria Tsimberidou. Concordance analysis of DNA and RNA profiling: The MD Anderson IMPACT2 study in precision oncology. Signal Transduction and Targeted Therapy.
突变后复合物亲和力变化计算
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