大家好,今天跟大家分享一篇题为Genomic and transcri ptomic landscape ofhuman gastroin testinal stromal tumors(人胃肠道间质瘤的基因组和转录组图谱)胃肠道间质瘤(GIST) 是最常见的肉瘤,通常起源于胃或小肠。大多数 GIST 是由KIT (75–80%) 或PDGFRA (5-10%)中的激活突变引起的。
01
研究背景
胃肠道间质瘤 (GIST) 在临床上具有异质性,在个体患者中表现出不同程度的疾病侵袭性。我们全面描述了 117 例 GIST 队列的基因组和转录组学景观,其中包括来自 105 例患者的 31 例低风险、18 例中危、29 例高风险、34 例转移性和 5 例新辅助 GIST。GIST 的肿瘤突变负荷显著降低,但拷贝数变异范围广。
侵袭性 GIST 比低/中等风险 GIST 携带更多的基因组畸变。复杂的基因组改变、染色体裂解和 kataegis 选择性地发生在侵袭性 GIST 中。尽管缺乏突变,但已鉴定出复发性失活的 YLPM1 突变 (10.3%,68 例患者中有 7 例),在高危/转移性 GIST 中富集,功能研究进一步证明 YLPM1 失活促进 GIST 增殖、生长和氧化磷酸化。
来自个体患者的空间和时间分离的 GIST 在转移性 GIST 中表现出复杂的肿瘤异质性。最后,提出了四种具有不同基因组特征、表达谱、免疫特征、临床特征和亚型特异性治疗策略的突出亚型。这项大规模分析描述了情况,并提供了对 GIST 发病机制和精确治疗的进一步见解。
见图一
GIST 队列的分子图谱。
图一
a 每列代表一个单独的肿瘤 (n = 78)。将成对肿瘤和正常样本的患者分为两组: WGS (n = 19) 和 WES (n = 59)。上图显示有关临床风险分层、KIT 或 PDGFRA 突变外显子、原发肿瘤部位和 TKI 治疗信息的信息。每个后续面板都显示特定的分子谱。NA,不可用。样本根据风险分层进行排名,然后是 TMB。在上图中,TKI 表示手术前(肿瘤采集)的 TKI 治疗,而 GIST 样本在采集样本之前显示 TKI 的病理进展(耐药)。DEL,缺失;BND,易位;INV, 倒置;DUP,重复。
b 箱线图显示交替负担随着风险分层的增加而增加。左图为编码突变 L (n = 23)、I (n = 5)、H (n = 22) 和 M (n = 23) 的 TMB。中心,常染色体基因组区域中 CNV 片段的百分比,L (n = 23)、I (n = 5)、H (n = 22) 和 M (n = 23)。右图为 19 个 WGS 肿瘤中的 SV 数量,L (n = 8)、H (n = 6) 和 M (n = 4)。
c 不同风险分层中编码区的克隆(左)和亚克隆(右)突变数。L (n = 15)、I (n = 5)、H (n = 16) 和 M (n = 19)。(b, c) 中的 P 值是使用双侧 wilcoxon 秩和检验 (*P < 0.05;**P < 0.01;***P < 0.001;****P < 0.0001)计算的。L 表示低风险,I 表示中等风险,H 表示高风险,M 表示转移性。箱线图的下限、中心线和上限分别表示数据的第一个四分位数、中位数和第三个四分位数。须线延伸到四分位距 (IQR) 的 1.5 倍以内的最大值和最小值。源数据作为 源数据 文件提供。
见图二
78 个 GIST 的基因组改变景观。
图二
a 来自 68 名患者的 78 个 GIST 的临床和基因组改变的综合图。中间面板显示了选定的突变基因和变异类型。包括已知的 GIST 驱动基因和在至少 3 例患者中检测到的复发性突变基因。每个基因的突变频率在左侧显示为条形图,括号中标记了受影响的病例数。每个基因的相应 GO 生物过程在右侧显示为彩色块。右侧的蓝色注释表示基因是否在癌症基因普查 (CGC) 列表中。底部面板显示了 GISTIC2.0 检测到的选定局灶性 CNV 基因。拷贝数:CN = 0 表示深度缺失,CN = 1 表示浅层缺失,CN = 3 表示增益,≥4 表示扩增。红色基因符号表示已知的 GIST 驱动因素。
b 条形图说明了不同风险下递归突变基因(上)和拷贝数改变(下)的相对比例。
c 棒棒糖图显示了 KIT 、 PDGFRA 和 YLPM1 中所有非沉默突变的分布。比例尺表示蛋白质序列的长度(氨基酸),基因的蛋白质结构域用颜色表示。括号中的数字表示患者人数。
d GIST 中 KIT 突变的 96 突变谱。在 46 个 GIST 中共鉴定出 59 个 SNV。KIT 突变的分布与总体 SNV 分布不同,显示 T > C 和 T > A 偏倚。源数据作为 源数据 文件提供。
见图三
GIST 中 YLPM1 失活的频率很高,YLPM1 失活在体外和体内促进肿瘤生长和增殖。
图三
a 来自同一患者的多个肿瘤具有相同的 YLPM1 突变。
b 73 个 GIST 中 YLPM1 基因组和蛋白质畸变的总结。
c YLPM1 蛋白失活通过 GIST 活检的免疫印迹证明。
YLPM1野生型GIST48和GIST-T1细胞系用作阳性对照。YLPM1 失活由相对表达水平 (YLPM1/GAPDH) < 0.3 定义,标准化为 GIST-T1。所有面板均代表来自 3 次独立实验的数据。

d 苏木精和伊红染色(下)和 YLPM1 免疫组织化学 (IHC) 染色(上):野生型 YLPM1 的病例 94 显示保留的 YLPM1 表达;具有 YLPM1 移码突变的病例 104 显示 YLPM1 表达缺失。
e IHC 在组织微阵列验证队列中评估的 YLPM1 表达总结。YLPM1 的 f-m 恢复抑制 YLPM1 失活的 GIST 中的肿瘤生长和增殖。
f Sanger 测序显示 GIST-T1YLPM1KO成功建立同基因细胞。
g 慢病毒介导的 YLPM1 恢复降低了 GIST-T1 的活力YLPM1KO细胞,通过 CellTiter-Glo 活力测定法评估。数据以平均值表示,± s.d. n = 3。
h 结晶紫染色测定显示 YLPM1 的恢复抑制细胞增殖。显示了代表性板(顶部)和平均百分比面积(底部)。数据以平均值表示,± s.d. n = 3。i YLPM1 的恢复抑制不依赖锚定的生长。显示了代表性板(顶部)和平均菌落数(底部)。数据以平均值表示± s.d. n = 3。j-l YLPM1 的恢复抑制了 GIST-T1 的生长YLPM1KO裸鼠的异种移植物。显示了照片图像 (j)(Ctrl 为 n = 9 只小鼠,YLPM1 恢复为 n = 8 只小鼠,请注意 2 只小鼠无肿瘤生长)、移植肿瘤的生长曲线 (k) 和肿瘤重量 (l)。误差线是 s.e.m. ±平均值。m GSEA 揭示参与 Hallmark 细胞凋亡基因集的基因在 GIST-T1 中上调YLPM1KO群。NES,标准化富集评分。NOM P 值、名义 P 值。所有 P 值均使用双侧 Student’s t 检验计算。源数据作为 源数据 文件提供。
见图四
基因组失衡。
图四
a 73 个 GIST 不同风险分层中的染色体手臂水平 CNV 频率。深红色、红色和浅红色分别代表原发性 (低风险、中危和高风险,n = 50) 和转移性 GIST (n = 23) 的扩增 (AMP) 频率。深蓝色、蓝色和浅蓝色分别代表低风险或中等风险、高风险和转移性 GIST 中的缺失 (DEL) 频率。具有显著组差异的组用绿色星号表示(GISTIC q 值和卡方检验 P 值均< 0.05)。
b GISTIC 2.0 检测到 1-22 和 X 染色体的局灶水平拷贝数增加和丢失,G 分数标记在纵轴上。选定的癌症相关基因被标记在显著的峰区域中。
c、d 使用 MVisAGe R 包在不同风险组中定量测量 CNV 与基因表达之间的关联。黑色代表原发性 GIST (n = 49),红色代表转移性 GIST (n = 21)。c 跨 1-22 号染色体的平滑基因水平 Pearson 相关系数(平滑的 ρ 值)的全基因组图。箭头表示来自 GISTIC 的局灶性 CNV 峰。d 未平滑的 ρ 值和所选基因是根据 Focal-CNV 峰中选定区域中的基因组位置绘制的。星号表示 GIST 中的已知驱动程序。
见图五
复杂的基因组畸变。
图五
a 两个具有染色体裂网 CN 振荡特征的侵袭性病例的 SV 和 CNV 曲线。(左)转移性 GIST 中 1 号染色体上存在染色体丝浆的证据,CN 在 2 个 CN 水平和 LOH 之间振荡。(右)在高危 GIST 中 8 号染色体上有染色体脱裂的证据,CN 振荡跨越 3 个 CN 水平。染色体位置和染色体裂口区域中的 SV 检出显示在顶部面板上。随后的面板显示受影响区域内 SNP(灰点)的总 CN(黑色矩形)、次要 CN(红色矩形)和总拷贝数对数比。CN,拷贝数。
b 降雨图显示了具有局部超突变的 3 个 GIST 的突变间距离与基因组位置的关系。横轴显示按染色体基因座排序的突变(从 1 号染色体上的第一个突变位置到 Y 染色体上的最后一个突变位置),纵轴表示突变间距离。下半部分详细显示了局部超突变位点。源数据作为 源数据 文件提供。
见图六
GIST 的转移演变描述。
图六
a 转移病灶图 (P = 原发性 GIST;M=转移性 GIST)、复发时间(m=月,yr=年)和 TKI 靶向治疗(IM = 伊马替尼,SU = 舒尼替尼,幼稚 = 无 TKI 治疗)。
b 热图显示 4 名患者每个病灶中非沉默突变的癌细胞分数 (CCF)。突变的数量标记在左侧。躯干(紫色)和私有(黄色)突变的百分比标记在右侧。
c 从 4 例患者的每个病灶中确定了 CNV 和拷贝中性 (CN-LOH) 区域。躯干 CNV 的百分比标记在 Circos 图的中心。
d 基于所有非沉默突变的 4 名患者的系统发育树。分支和树干长度与它们的数量突变成正比。选定的癌症相关基因和躯干 CNV 臂用箭头表示。对于非沉默突变:purple = 所有样本中存在突变;green=部分样本共享的突变,yellow=私有突变。对于 CNV:躯干臂水平拷贝数缺失事件标记为蓝色,躯干臂水平拷贝数扩增事件标记为红色。
e 树干(左圆圈)和分支(右圆圈)中 6 个碱基突变的相对贡献。Trunk 等于 (b) 中的截干 SNV,branch 等于 (b) 中的共享和私有 SNV。
02
研究结论
总之,我们对 GIST 多组学的综合分析是一种有价值的工具,它提供了对 GIST 发病机制的补充和更全面的理解,并为加快基础研究向临床更精确治疗提供了机会。
好了,今天的文献解读就到这儿来,我们下期再见!如果你正在开展临床研究.需要方案设计.数据管理. 数据分析等支持.也随时可以联系我们。