科研论文丨GenoLab M助力尿路上皮癌中用药相关基因突变谱的测定
时间:
2024-12-06
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文章梗概


近日,太阳集团电子游戏生物用户俄罗斯彼得罗夫肿瘤研究所和圣彼得堡儿科医学院的科学家们在International Journal of Molecular Sciences上发表了题为“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。基于太阳集团电子游戏生物的NGS测序平台——GenoLab M,以3’RACE为基础开发了RNA的panel测序技术,该panel涵盖了所有与尿路上皮癌治疗相关的基因,包括FGFR1-4、KRAS、NRAS、BRAF、ERBB2(HER2)、CD274(PD-L1)PIK3CA,并完成了233例患者的检测,获得了用药相关基因的突变谱。

科研论文丨GenoLab M助力尿路上皮癌中用药相关基因突变谱的测定


背景介绍

尿路上皮癌(UCs)包括尿路上皮肿瘤和膀胱恶性肿瘤。上尿路肿瘤,即起源于肾盂或输尿管的肿瘤,只占所有UCs的5-10%。尿路上皮癌患者的基因组研究已获知多个肿瘤抑制基因(TP53ARID1AKDM6AKMT2DCDKN2A/2BRB1的失活以及多个原癌基因FGFR3CCND1PIK3CAERBB2MDM2的激活3′ RACE是一项成熟的技术,用于RNA分子3’端的扩增和测序。3′ RACE可用来识别融合基因,针对那些已知基因序列位于5′端,未知基因主要位于3′端融合转录本。通常,这些融合基因具有纤维细胞生长因子受体(FGFR)家族基因的特征。FGFR3基因融合在UCs中的现频率相当高(2-6%),并且可FGFR抑制剂erdafitinib进行靶向治疗。其他FGFR家族成员的遗传变异相对较少见;然而,一些研究报告了UCs中FGFR1FGFR2基因融合的情况。鉴于此,研究者基于3′ RACE开发靶向RNApanel测序方法,同时分析FGFR和其他原癌基因的激活突变、基因融合以及mRNA表达的变化。


*以下为该研究成果解读


结果概要

01 靶向RNA测序鉴定的FGFR1-4基因突变

233例肿瘤样本中,有54例(23.2%)发现了FGFR2/3基因激活点突变或基因融合。在11名患者中识别出FGFR3重排,而其中8名患者,常用的PCR试剂盒无法检测。7名患者具有FGFR2基因的低水平扩增(3-5个拷贝);然而,FGFR2 mRNA表达的增加仅在其中两个样本中观察到,其中一个具有FGFR3阳性突变。


02 RAS/RAF基因热点区的突变

233例UCs样本中,KRASHRASNRASBRAF基因突变出现在3012.9%)样本中,HRAS基因突变最为常见,发生在13/233(5.6%)的患者中。


03 HER2 (ERBB2) 基因:点突变、扩增与mRNA超表达

233个样本中,HER2基因的点突变出现在17例(7.3%)样本中。ddPCR检测到HER2拷贝数增加(拷贝数≥ 3)的有7031.4%)。高水平HER2扩增(拷贝数≥ 10)的肿瘤具有显著升高的HER2 mRNA表达(图1)。


科研论文丨GenoLab M助力尿路上皮癌中用药相关基因突变谱的测定

ddPCR测定尿路上皮癌UCs样品中不同扩增水平HER2基因mRNA的表达



04 免疫检查点抑制剂治疗的预测标志物:PD-L1的表达和微卫星不稳定性

233例UCs样本中,40例呈现PD-L1阳性,181例阴性。高PD-L1表达与疾病晚期阶段相关,且未能在HER2表达增加或FGFR2/3激活的患者中观察到。在227份可用于PCR和毛细管电泳的样品中,只有3份(1.3%)显示出高水平微卫星不稳定性。



05 PIK3CA基因的突变 

42例(18%)肿瘤患者出现了不同位点的PIK3CA突变且这些患者比没有该突变的患者年轻一些。




06 潜在分子标记的共现分析

科研论文丨GenoLab M助力尿路上皮癌中用药相关基因突变谱的测定

233例UCs样本中发现的所有分子突变瀑布图

图2显示了在233例患者中检测到的所有基因突变的全局图,以及表达量情况。研究者进一步分析了这些遗传标记之间的关系(图3)。FGFR4的表达量数据被排除在分析之外,因为该基因在样本中的表达通常非常低,在肿瘤亚群的的置信度区间无法进行测量。





科研论文丨GenoLab M助力尿路上皮癌中用药相关基因突变谱的测定


3 UCs激活的基因突变之间的关联

FGFR2/3基因的突变或融合似乎与RAS/RAF基因的突变互斥。相反,HER2基因的点突变与上述基因的遗传事件无关。此外,HER2 mRNA的高表达,无论是否伴有HER2基因扩增,都与FGFR2/3RAS/RAF的突变状态不相关(即,在突变阳性和突变阴性病例中发生的频率相似)。有趣的是,PD-L1 mRNA的高表达被发现与HER2FGFR3的高表达或FGFR2/3点突变或融合互斥(图3)。


结论

NGS是尿路上皮癌分子诊断的首选技术。与商业化的PCR试剂盒不同,NGS能够检测到FGFR3融合的全部谱系。此外,多基因panel测序可以识别一些相对罕见的遗传事件,例如FGFR2KRASBRAF和其他基因的变异。重要的是,基于RNA的测序还能分析临床相关基因的表达,如HER2ERBB2PD-L1。研究中使用的基于3′ RACE的RNA测序,操作简单、耗时少且成本低廉。这种方法可全面评估尿路上皮癌患者中潜在药物相关基因的遗传变异。


参考文献

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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