Cancer Cell：上尿路尿路上皮癌（UTUC）分子分型以及分子诊断新方法的研究

曾 津介评

（西安交通大学第一附属医院泌尿外科，陕西西安 710061）

上尿路尿路上皮癌（upper urinary tract urothelial carcinoma，UTUC）包括肾盂癌和输尿管癌，与膀胱癌同属尿路上皮癌。UTUC 发病年龄多为50～70岁，占全部尿路上皮癌的5%～10%。UTUC 与膀胱癌有许多类似的临床病理特征，但是UTUC 本身也有其特殊点。UTUC 侵袭性更高、预后较差，术后仍有22%～47%的患者在随访期间出现膀胱内复发。此外，UTUC 起源自胚胎的中胚层，可能与Lynch 综合征（遗传性非息肉病性结直肠癌）有关；也有研究表明UTUC 有可能是由马兜铃酸的暴露所诱发。然而，相比于膀胱肿瘤，目前对于UTUC 发生发展的分子机制研究甚少，同时也缺乏有效的生物标志物用于分子分型、精准诊断以及预后判断。

来自美国德克萨斯大学MD 安德森癌症中心的MOSS 等于2017 年发表在Eur Urol 杂志的文章[MOSS TJ, QI Y, XI L, et al.Comprehensive genomic characterization of upper tract urothelial carcinoma.Eur Urol,2017,72(4):641-649]首次报道了使用全外显子组测序（whole exome sequencing,WES）以 及 RNA 测 序(RNA sequencing, RNA-seq) 对UTUC 进行整合基因组分析。该研究纳入31 例未经治疗的UTUC 患者组织样本，其中输尿管癌10 例，肾盂癌21 例。经过全外显子测序分析发现，FGFR3 是最常见的突变基因，突变频率为74.1%。FGFR3 在低级别肿瘤中比例较高，突变频率为92%，而在高级别肿瘤中突变频率为60%。FGFR3 基因检测到20个 突 变 位 点，15 个 为S249C，2 个 为Y373C，还 有R248C 和S371C 突 变，1 个 位 点 出 现FGFR3-TACC融合。其他主要基因的突变频率包括：KMT2D(44.4%)、PIK3CA(25.9%)和TP53(22.2%)。高级别UTUC 肿瘤往往具有更高的基因组不稳定性。研究者也根据基因突变类型、有无吸烟、膀胱有无复发等因素从分子分型层面将UTUC 分为4 类。

最近，日本京都大学Seishi Ogawa 课题组在Cancer Cell 杂志上发表了一项UTUC 整合基因组分析的研究[FUJII Y,SATO Y,SUZUKI H,et al.Molecular classification and diagnostics of upper urinary tract urothelial carcinoma.Cancer Cell 2021,14,39(6):793-809.e8]。 研究者首先建立了一个能对UTUC 进行多重分析的平台。研究者从198 个患者中收集了199 个UTUC 肿瘤新鲜冷冻样品（其中1 例患者由于存在双侧UTUC，故进行了两次采样）。所有的患者来自于3 家不同的医疗中心，且在手术前未接受过其他药物治疗。该研究共检测到51 709 个突变，其中包括48 609 个单核苷酸突变、128 个二核苷酸突变以及2 972 插入/删除突变，大多数被影响的基因包括TERT 启动子区域、KMT2D、CDKN2A、FGFR3 以及TP53 等。此外，尽管UTUC 和膀胱癌之间的频率总体上高度相似，但在某些特定基因的突变频率上，两种肿瘤却存在着极大的不同。CDKN2A和KMT2D 在UTUC 中优先受影响，而ERBB2 在膀胱癌中更频繁发生突变。此外，KMT2D 和TP53 在输尿管癌中存在更高的突变频率，而肾盂癌中则发现HRAS、KDM6A 以及TERT 启动子突变频率更高。

研究者进一步对UTUC 中出现的亚型进行了分类，根据TP53、MDM2、RAS 以及FGFR3 等基因的突变情况把UTUC 病例分为超突变型（5.5%）、TP53/MDM2 型（37.7%） 、RAS(HRAS/KRAS/NRAS，15.1%) 、FGFR3（35.2%）以 及 三 阴 型（6.5%）这5 种分子分型。研究者进一步通过对158个UTUC 样本通过RNA 测序并进行无差聚类分析，鉴定出了C1～C5 五种表达谱亚型。大多数FGFR3突变和大多数超突变亚型分类在C1 表达谱亚型中，TP53/MDM2 突变和三阴性亚型主要分为C3～C5 表达谱亚型之中，而大多数情况下在RAS 突变亚型和FGFR3 其中一个子集的突变情况下属于C2 表达谱亚型。此外，研究者还根据肿瘤特异性CpG 岛的DNA甲基化状态进行了无差聚类分析，得到了DNA 甲基化不同程度（低中高）的三个亚类。

最后，研究者对43 例UTUC 患者其中的41 例术前1～2 个月的以及25 例术后的尿液样本以及18 例非尿路上皮癌患者的尿液样本进行了收集，并确保这些队列之间具有临床和遗传学背景的可比性，利用尿液沉渣DNA 对UTUC 中常见突变的30 个基因进行目标捕获测序。研究发现尿沉渣测序对非超突变亚型的预测具有较高的准确性(87.7%～98.6%) ，该结果提示尿沉渣DNA 测序具有作为UTUC 预后生物标志物和诊断工具的潜在价值。

点评：该研究通过199 例UTUC 整合基因组分析，发掘出了5 种基因突变分类、基因表达、组织学特征以及尿沉渣DNA 测序的检测方法，揭示了UTUC 中的遗传改变情况，并实现了遗传/分子分型，这对于UTUC 的无创诊断、预后判断以及治疗选择均具有很高的临床参考价值。对此，约翰·霍普金斯大学Greeberg 膀胱癌研究所（Johns Hopkins Greenberg Bladder Cancer Institute）所长在同期的Cancer Cell杂志对该研究进行了专栏评述[ MCCONKEY DJ, SINGLA N,PIERORAZIO P,et al.Molecular subtypes of upper tract urothelial cancer: Setting the stage for precision therapy.Cancer Cell,2021,39(6):745-747]。在该评述中，作者进一步凝练了UTUC 五类分子分型的特点以及对治疗的敏感性，其中，超突变型多为非肌层浸润，与Lynch 综合征相关，对FGFR3 抑制剂敏感，可能化疗或免疫治疗有效；TP53/MDM2 型多为高级别肿瘤，具有高侵袭以及转移潜能，可能化疗或免疫治疗有效；RAS 型多见于肾盂癌，非浸润性；FGFR3 型多为低级别，非浸润性，对FGFR3 抑制剂敏感；三阴型则多为高级别、高侵袭性，对化疗或免疫治疗有一定的效果。但对于各分子分型的UTUC 与患者的长期预后以及治疗药物敏感性等确切关系，仍需要大样本以及多中心的深入研究。