【佳學基因檢測】胃癌基因檢測：精細診斷與靶向藥物治療的需要
胃癌基因檢測導讀
根據(jù)《腫瘤發(fā)生的基因原因與靶向藥物選擇方法》，胃癌 (GC) 是一種復雜且異質(zhì)性的疾病，具有顯著的表型和遺傳變異。傳統(tǒng)的分類系統(tǒng)主要依賴于對臨床病理特征和常規(guī)生物標志物的評估，可能無法捕捉個體胃癌 (GC) 的多樣化臨床過程。新一代測序、蛋白質(zhì)組學和代謝組學等組學技術的最新進展，為了解胃癌 (GC) 中潛在的遺傳變異和生物學事件提供了重要的見解。用于識別胃癌 (GC) 亞型的聚類策略可能為開發(fā)針對特定亞型的療法提供新的工具，從而改善胃癌 (GC) 治療和臨床試驗結果。然而，在臨床實踐中實施胃癌 (GC) 分子分類的可行性和治療意義尚待解決。《胃癌基因檢測：精細診斷與靶向藥物治療的需要》探討了當前的分子分類，描述了臨床相關分子特征的現(xiàn)狀，分析了它們與傳統(tǒng)胃癌 (GC) 分類的相關性，并討論了潛在的臨床應用。
胃癌基因檢測：精細診斷與靶向藥物治療的需要關鍵詞：
胃癌，聚類分類，異質(zhì)性，治療
1. 胃癌診斷與治療的必備基礎知識
胃癌是全球最常見的癌癥之一。2020 年 GLOBOCAN 報告顯示，胃癌在全球發(fā)病率和死亡率排名中分別位居第五和第四位。值得注意的是，東亞、東歐和南美洲的胃癌發(fā)病率和死亡率尤其高。胃癌是一種高度異質(zhì)性的疾病，個體化治療方法至關重要 。在胃癌發(fā)展的早期階段，由于檢測技術的限制，最常見的分類系統(tǒng)是基于形態(tài)的，包括世界衛(wèi)生組織 (WHO) 分類系統(tǒng)（管狀、乳頭狀、黏液性和低黏度）、Lauren 分類系統(tǒng)（彌漫型、腸型和混合型）和 Nakamura 分類系統(tǒng)（分化型和未分化型）。早期和晚期胃癌具有廣泛的形態(tài)學差異，導致分類系統(tǒng)的數(shù)量不斷增加。然而，僅僅依靠組織學分類不足以有效地對患者進行分層，進行個體化治療，改善臨床結果。
20 世紀 80 年代末，HER2和 VEGF等靶向分子的發(fā)現(xiàn)在胃癌治療中發(fā)揮了重要作用，加上佳學基因等機構不斷推進胃癌基因檢測在診斷與治療中的應用，標志著胃癌靶向治療時代的到來。與形態(tài)學分型相比，個體基因分型更精確，可以采用相應的藥物進行基因靶向治療。然而，隨著實踐的不斷深入，針對單一分子通路進行治療已逐漸顯現(xiàn)出其局限性，包括應用患者人群規(guī)模、耐藥性和副作用等。迫切需要全面闡明胃癌的分子特征，以發(fā)揮精準腫瘤學的潛力，提高患者生存率。
隨著科技的進步，新一代測序（NGS）、代謝組學、蛋白質(zhì)組學等組學技術在醫(yī)學領域取得了重大突破，為理解胃癌的異質(zhì)性提供了微觀層面的直接證據(jù)。2011年，Shah等利用基因表達數(shù)據(jù)區(qū)分了具有流行病學和組織學差異的胃癌亞型，表現(xiàn)出良好的一致性，增進了對腫瘤生物學的理解。同年，Tan等通過對37個胃癌細胞系的基因表達分析，確定了胃癌的兩個主要固有亞型（G-INT和G-DIF），為后續(xù)臨床基因組分型研究奠定了堅實的基礎。各種組學方法的應用有助于更深入地了解胃癌詳細的生物學特性，為個體化治療和藥物研發(fā)提供基礎，提高癌癥治療的效果和患者生存率。本綜述總結了胃癌 (GC) 組學分類的最新研究，闡明了其在診斷、預后和治療反應預測以及藥物設計中的潛在臨床應用。
2. 基于簇的GC分子分類
在過去的十年中，基于聚類的胃癌分類研究取得了顯著進展。迄今為止，已發(fā)表了 27 篇與胃癌患者樣本聚類分類相關的文章，其中 14 篇對研究進行了進一步驗證（表 I）。2014 年，癌癥基因組圖譜 (TCGA) 研究網(wǎng)絡報告了一項里程碑式的研究，該研究涵蓋了當時最全面的胃腺癌分子特征（16 ）。隨后，基于 TCGA 數(shù)據(jù)庫開展了大量基于聚類的亞型研究。除 TCGA 研究外，2015 年亞洲癌癥研究組 (ACRG) 開展的一項主要基因表達譜研究揭示了胃癌新的表達亞型。該分類方案與不同的分子改變、疾病進展和預后模式密切相關。越來越多的國家和地區(qū)，如新加坡、韓國和中國，開始了類似的研究。這些研究通常采用主流分類方法，如共識聚類、K 值聚類和非負矩陣分解等，對胃癌 (GC) 患者樣本進行基于聚類的亞型分析。這一發(fā)現(xiàn)不僅與不同的基因組變異模式相關，而且與胃癌 (GC) 復發(fā)模式、預后和藥物敏感性有關。
表一.胃癌分子分類的基本信息。
| 時間 | 來源/國家 | GC 的類型 | 樣本數(shù)量 | 聚類方法 | 組名 | 驗證隊列（N） | （參考文獻） |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 2013 | 新加坡 | GC（201） | 201 | CC | 間充質(zhì)、增殖、代謝 | 墨爾本癌癥中心 (80) | （3） |
| 2014 | 新加坡 | GC (60) | 60 | 轉(zhuǎn)速測量模塊 | 高、低 | / | （30） |
| 2014 | 美國、韓國、日本、加拿大、澳大利亞 | GC（295） | 295 | UC | EBV、MSI、GS、CIN | / | （16） |
| 2015 | 韓國 | GC (300) | 300 | 主成分分析 | MSI、MSS/EMT、MSS/TP53+、MSS/TP53− | TCGA隊列；GSE15459 | ( 29 ) |
| 2017 | 韓國 | GC (65) | 65 | HC | 亞型1-4 | PMID：24816253 (100) | ( 31 ) |
| 2018 | 韓國 | GC（93） | 93 | UC | 議員、議員 | 延世大學世福蘭斯醫(yī)院（65）；高新大學醫(yī)學院（109）；MDACC 隊列（40）；SMC 隊列（432）；ACRG 隊列（300） | ( 32 ) |
| 2018 | 中國 | DGC (84) | 84 | CC | PX1-3 | / | ( 34 ) |
| 2019 | 英國、德國 | 電動氣槍 (107) | 107 | Mclust算法 | 第1-3組 | OCCAMS隊列（158）；BELFAST隊列（63）；ACRG隊列（300）；新加坡隊列（191） | ( 56 ) |
| 2019 | 韓國 | EOGC（80） | 80 | CC | 亞型1-4 | TCGA隊列（268）；ACRG隊列（306）；新加坡隊列（192） | ( 33 ) |
| 2019 | 中國 | DGC (83) | 83 | CC | Ph1-3 | / | ( 35 ) |
| 2021 | TCGA-STAD | GC (375) | 375 | HC | L1-3 | / | （17） |
| 2021 | TCGA-STAD、ACRG-STAD、GSE84437 | GC（1148） | 1,148 | CC | 管理學博士、教育學碩士、管理學碩士 | / | （18） |
| 2021 | TCGA-STAD | GC (375) | 375 | CC | 膽固醇生成型、糖酵解型、混合型、靜止型 | / | （19） |
| 2021 | 中國 | GC (70) | 70 | NMF | 亞型1-4 | 浙江大學 (23) | ( 36 ) |
| 2021 | TCGA-STAD | GC（243） | 243 | 十大經(jīng)典聚類算法 | CS1-2 | GSE62254；GSE26253；GSE15459；GSE84437 | ( 28 ) |
| 2021 | TCGA-STAD | GC (375) | 375 | CC | C1-2 | / | （20） |
| 2021 | TCGA-STAD | GC (371) | 371 | NMF | C1-2 | GSE62254 (300); GSE15459 (192); GSE84437 (433); 天津 (90) | （21） |
| 2021 | GSE84433 | GC (357) | 357 | NMF | 亞型1-3 | GSE84426 (76) | ( 40 ) |
| 2022 | 德國 | GC (362) | 362 | K均值 | T1-3；S1-3 | VARIANZ隊列（42） | ( 39 ) |
| 2022 | TCGA-STAD，GSE13861，GSE26899，GSE26901，GSE57303，ACRG-STAD，GSE15459，GSE34942，GSE84426，GSE8443 | GC（1673） | 1,673 | HC | 缺氧簇-高、缺氧簇-中、缺氧簇-低 | / | （22） |
| 2022 | TCGA-STAD、GSE84437、GSE62254 | GC（996） | 996 | CC | IS1-3 | / | （23） |
| 2022 | TCGA-STAD | GC (443) | 443 | K均值 | C1-3 | GSE84437 (433); 中國 (20) | ( 24 ) |
| 2023 | 中國 | 電動氣槍 (103) | 103 | NMF | SI、S-II、S-III | / | ( 37 ) |
| 2023 | TCGA-STAD | GC (323) | 323 | CC | 組1（ARID1A+類型）、組2（TP53+類型）、組3（CDH1 +類型） | GSE26253 (432)；ACRG 隊列 (300)；GSE26899 (93)；GSE13861 (65)；GSE26901 (109) | ( 25 ) |
| 2023 | TCGA-STAD | GC (348) | 348 | NMF | NMF1-3 | GSE84437 (433); GSE26253 (432) | ( 26 ) |
| 2023 | 中國 | GC（196） | 196 | CC | DGC 簇 1-3、IGC 簇 1-3/DGC TF 簇 1-2、IGC TF 簇 1-2/DGC 磷酸化蛋白質(zhì)組簇 1-3、IGC 磷酸化蛋白質(zhì)組簇 1-3 | / | ( 38 ) |
| 2023 | TCGA-STAD | GC (350) | 350 | CC | 集群1-2 | GSE62254；GSE15459；GSE57303；GSE34942；GSE84437；GSE26942；GSE29272；GSE28541；GSE13861 | ( 27 ) |
3. TCGA和ACRG分類
TCGA 數(shù)據(jù)庫根據(jù)以下特征將胃腺癌分為四種亞型：Epstein-Barr 病毒 (EBV; 8.8%)、微衛(wèi)星不穩(wěn)定性 (MSI; 21.7%)、基因組穩(wěn)定 (GS; 19.7%) 和染色體不穩(wěn)定性 (CIN; 49.8%) 。EBV 陽性腫瘤表現(xiàn)出磷脂酰肌醇 3-激酶 (PIK3CA) 和富含 AT 的相互作用結構域蛋白 1A (ARID1A) 的復發(fā)性突變，以及極端 DNA 高甲基化和程序性死亡配體 1/2 (PD-L1/2) 的過表達。還觀察到Janus 激活激酶 2 (JAK2) 和 Erb-B2 受體酪氨酸激酶 2 (ERBB2) 的擴增。 MSI 腫瘤的特征是錯配修復缺陷，在老年患者（中位年齡 72 歲）和女性患者（56%）中比在男性（早期）患者中更常見。MSI-high胃癌 (GC) 的 PD-L1 表達率也較高。GS 亞型的體細胞拷貝數(shù)變異 (SCNA) 較低，富含彌漫性組織學變異，并且存在 Ras 同源物家族成員 A (RHOA) 和 E-鈣粘蛋白 (CDH1) 突變。CIN 腫瘤更常見于胃食管連接處/賁門部，并表現(xiàn)出明顯的非二倍體性和受體酪氨酸激酶-Ras (RTK/Ras) 的局灶性擴增。CIN 腫瘤中 TP53 突變的頻率也很高（圖 1）。
圖 1.TCGA 和 ACRG 胃癌亞型的關鍵特征。該圖展示了 TCGA 和 ACRG 研究中 8 個胃癌亞型的一些顯著特征。連接線展示了 TCGA 胃癌數(shù)據(jù)集中 ACRG 亞型與 TCGA 胃癌亞型的分布情況。TCGA，癌癥基因組圖譜；ACRG，亞洲癌癥研究組；EBV，愛潑斯坦-巴爾病毒；GS，基因組穩(wěn)定；CIN，染色體不穩(wěn)定性；MSI，微衛(wèi)星不穩(wěn)定性；MSS/EMT，微衛(wèi)星穩(wěn)定/上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化；MSS/TP53 +，微衛(wèi)星穩(wěn)定/上皮/TP53 完整；MSS/TP53-，微衛(wèi)星穩(wěn)定/上皮/TP53 缺失。
ACRG 進行的另一項主要基因表達譜研究報道了 4 種胃癌 (GC) 表達亞型，即 MSI (22.7%)、微衛(wèi)星穩(wěn)定/上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化 (MSS/EMT; 15.3%)、微衛(wèi)星穩(wěn)定/上皮/TP53 缺失 (MSS/TP53 - ; 35.7%) 和微衛(wèi)星穩(wěn)定/上皮/TP53 完整 (MSS/TP53 + ; 26.3%)。MSI 亞型主要發(fā)生在胃竇 (75%)，通常表現(xiàn)為腸道亞型 (>60%)。大多數(shù)此類病例在早期診斷 (>50%)，并表現(xiàn)出高頻率的 MLH1 RNA 表達缺失和 DNA 甲基化升高。多項研究證實，該亞型與 KRAS（23.3%）、ARID1A（44.2%）、PI3K-PTEN-mTOR 通路（42%）和 ALK（16.3%）等基因高突變有關。大量研究結果表明，MSI 與腫瘤浸潤淋巴細胞（TIL）和 PD-L1 水平 之間存在顯著相關性。MSS/EMT 亞型多見于較年輕的晚期患者（III/IV 期），通常表現(xiàn)為彌漫性 Lauren 亞型 (>80%)；這些病例包括大量印戒細胞癌，并表現(xiàn)出 CDH1 表達的缺失。 MSS/TP53 +亞型EBV感染率較高，PIK3CA、ARID1A、SMAD4、APC和KRAS基因突變率高于其他亞型。MSS/TP53-亞型TP53基因突變率最高（60%），且ERBB2、上皮生長因子受體（EGFR）、CCND1、MDM2、CCNE1、GATA6、ROBO2和MYC等基因多態(tài)性局灶性擴增。MSI亞型與預后良好相關，而MSS/EMT胃癌與預后不良相關（圖1 ）。
TCGA 和 ACRG分類表現(xiàn)出一些相似性 (圖 1 )。 兩個分類都包含 MSI 亞型，TCGA GS、EBV 和 CIN 亞型分別對應于 ACRG MSS/EMT、MSS/TP53 +和 MSS/TP53 −亞型。 然而，也存在許多差異，主要在分子機制、驅(qū)動基因和預后關聯(lián)方面：i) TCGA 數(shù)據(jù)集中所有 ACRG 亞型均包含歸類為 TCGA GS 和 CIN 亞型的腫瘤；ii) RHOA 和 CDH1 突變在 TCGA GS 亞組中很常見，但在 ACRG MSS/EMT 亞組中并不普遍，而 RHOA 突變在 ACRG MSS/TP53 +和 MSS/TP53- 亞型中更常見； iii) TCGA 分類與預后的相關性比 ACRG 分類與預后的相關性弱得多。
4. 基因組/轉(zhuǎn)錄組分類
NGS 技術的廣泛應用推動了基因組學和轉(zhuǎn)錄組學的快速發(fā)展。這顯著增強了對胃癌 (GC) 生物學的理解，為腫瘤細胞、正常細胞及其微環(huán)境之間的復雜相互作用提供了新的見解。基因組亞型和轉(zhuǎn)錄組亞型本質(zhì)上是相互關聯(lián)的。關于基因組/轉(zhuǎn)錄組聚集亞型的研究共計 16 項研究（表 II），其中四項研究對亞型進行了描述性表征。這些研究涵蓋各個方面，但主要集中于 EMT、代謝特征和免疫特征。下面就這些方面進行總結。
表二：基于基因組/轉(zhuǎn)錄組聚類研究的胃癌亞型特征。
| 排序類型（基礎） | 組名（N） | 生存 | 組織學 | TCGA | 臨床/免疫 | 分子發(fā)現(xiàn) | （參考文獻） |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 轉(zhuǎn)錄組（DEG） | 間充質(zhì) (60) | 漫反射（58.2） | CD44高表達和CD24低表達 | （3） | |||
| 增生性 (93) | 腸道（73.6） |
特征為與細胞周期相關的基因組 高GI、TP53突變DNA低甲基化 |
|||||
| 代謝（48） | 腸道（53.6） | 速射電鏡 | |||||
| 轉(zhuǎn)錄組（DEG） | 亞型 1 (11) | miR-202/CACNA1E/II型糖尿病 | ( 31 ) | ||||
| 亞型 2 (29) | miR-338/CCL21/NF-κB信號傳導 | ||||||
| 亞型 3 (13) | miR-146B/PSMD3/蛋白酶體 | ||||||
| 亞型 4 (12) | miR-34A (C)/VCL/粘著斑 | ||||||
| 轉(zhuǎn)錄組（DEG） | 間充質(zhì) | 不好 | 漫反射（61.9） | 高基因組完整性；MSS | ( 33 ) | ||
| 表型/MP (27) |
完整的 MLH1 活性 高 驅(qū)動 EMT 和 IGF1/IGF1R 通路激活的信號通路 |
||||||
| 上皮 | 好的 | 基因組完整性低 | |||||
| 表型/EP (66) | 所有 SFRP 的統(tǒng)一下調(diào) | ||||||
| 轉(zhuǎn)錄組（DEG） | 第 1 組（28） | 不好 |
富含參與細胞周轉(zhuǎn)的通路， CTSE 和膜性 CLDN18 評分高 |
( 56 ) | |||
| 第 2 組 (39) | 富含代謝過程 | ||||||
| 第 3 組（40） | 好的 |
富含免疫反應途徑， IDO1 陽性免疫細胞和 IP10 表達較高 |
|||||
| 轉(zhuǎn)錄組（腫瘤特異性 lncRNA） | L1（171） | 好的 | 腸 | 微星 | LINC01614 高表達 ARID1A、PIK3CA、KMT2B、KRAS 和 FBXW7 突變 | （17） | |
| L2（104） | 擴散 | EB病毒；GS | CDH1突變 | ||||
| L3（100） | 不好 | 腸 | 宮頸上皮內(nèi)瘤變 | 存在 TP53 突變 低甲基化 致癌 lncRNA 過度表達 | |||
| 轉(zhuǎn)錄組（與免疫、DNA修復、致癌和基質(zhì)特征相關的 15 條通路） | 免疫剝奪/ImD | 腸 | 宮頸上皮內(nèi)瘤變 | 免疫浸潤低 | DNA損傷修復活性高、腫瘤非整倍體水平高、ITH高、TMB高、TP53突變頻繁 | （18） | |
| 基質(zhì)富集/StE | 不好 | 擴散 | GS | 晚期腫瘤比例較高；基質(zhì)特征高 |
DNA損傷修復活性低 低 ITH 高 EMT |
||
| 免疫豐富/ImE | 好的 | 腸 | MSI；EBV | 免疫浸潤高 |
高 DNA 損傷修復活性；高 TMB 高 PD-L1 表達；ARID1A 突變 |
||
| 轉(zhuǎn)錄組（23 個糖酵解基因和 20 個膽固醇基因） | 膽固醇生成 (53) | 不好 | TP53 和 MYC 異常擴增 | （19） | |||
| 糖酵解 (47) | PDCD1 和 CTLA4 表達較高 | ||||||
| 混合（110） | MPC1/2 高表達 | ||||||
| 靜止 (122) | |||||||
| 外顯子組（基于突變特征、拷貝數(shù)變異、新抗原、克隆性和必需基因組改變） | 亞型 1 (22) | 腸道（72.7） | 宮頸上皮內(nèi)瘤變 (90.9) | 肝轉(zhuǎn)移傾向 | 復發(fā)性 TP53 突變和 ERBB2 擴增高 TMB/TNB；腫瘤內(nèi)異質(zhì)性 | ( 36 ) | |
| 亞型 2 (16) | 腸道（62.5） | 宮頸上皮內(nèi)瘤變（50）； | 老年患者 | 頻繁的 TP53、LRP1B 和 SYNE1 突變 | |||
| GS（50） | 高TMB/TNB | ||||||
| 亞型 3 (12) | 彌漫/混合（66.7） | GS | 腹膜轉(zhuǎn)移傾向 | ARID1A 頻繁缺失 | |||
| 亞型 4 (20) | 好的 | 漫射/混合 (70) | GS | 腹膜轉(zhuǎn)移傾向 | ARID1A 突變特征 1 顯性 | ||
| 轉(zhuǎn)錄組（代謝相關 lncRNA 調(diào)控因子） | C1（299） | EB病毒；MSI | 免疫浸潤高 | 富含干擾素-γ反應、干擾素-α反應和炎癥反應 ARID1A、AHNAK2、PIK3CA 和 ZBTB20 突變 | （20） | ||
| C2（67） | 富含膽汁酸代謝；TP53 突變高 CNV | ||||||
| 轉(zhuǎn)錄組（免疫 DEG） | C1（175） | 不好 | 擴散 | 老年患者；免疫休息 | 富含上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化、血管生成和紫外線反應 BNC2、CDH1 和 CTNNB1 突變 | （21） | |
| C2（196） | 好的 | 腸 | 富含 MYC 靶點、氧化磷酸化和 E2F 靶點；APC、NBEA、PIC3CA、XIRP2、RNF43、SMAD4、TP53、KRAS 和 BNCA 中的高 TMB 突變 | ||||
| 轉(zhuǎn)錄組（重要基因） | 亞型 1 (171) | HLADQA1、HLA-DPA1 和 TRIM22 表達較高 | ( 40 ) | ||||
| 亞型 2 (103) | 不好 | 高基質(zhì)特征 | 高 SPARC、COL3A1 和 CCN 表達 | ||||
| 亞型 3 (83) | 好的 | 免疫浸潤高 | FGL2 和 DLGAP1-AS5 表達較高 | ||||
| 轉(zhuǎn)錄組（m6A相關缺氧通路DEG） | 缺氧簇高（279） | 不好 | 免疫力高 晚期腫瘤浸潤比例較高 | 富含基質(zhì)和轉(zhuǎn)移性激活途徑，例如 EMT、血管生成、肌肉生成、刺猬信號和通過 NFkB 的 TNFa 信號 | （22） | ||
| 缺氧簇培養(yǎng)基（657） | |||||||
| 低氧簇 (378) | 好的 | 富含與 MYC 靶標 V2、MYC 靶標 V1、E2F 靶標和 G2 M 檢查點相關的信號通路 | |||||
| 轉(zhuǎn)錄組（TIME 相關特征基因） | IS1（369） | 不好 | Notch、Hippo、Wnt、TGF-β和PI3K表達較高 | （23） | |||
| IS2（324） | 富含細胞周期通路 | ||||||
| IS3（303） | 好的 | 免疫浸潤高 | 富含免疫相關致癌途徑 | ||||
| 轉(zhuǎn)錄組（預后衰老相關基因） | C1（143） | 好的 | EB病毒；MSI | 高TMB | ( 24 ) | ||
| C2（117） | GS | 免疫浸潤高 | 低 TMB 和 SCNA 上調(diào)免疫激活途徑和基質(zhì)激活途徑 高 MHC 分子和大多數(shù)趨化因子（受體）表達 | ||||
| C3 (91) | 宮頸上皮內(nèi)瘤變 | 高SCNA | |||||
| 轉(zhuǎn)錄組（代謝相關基因） | NMF1（135） | 好的 | TMB 高；TTN、MUC16 和 TP53 突變 鏈式突變和獨特突變發(fā)生率高 | ( 26 ) | |||
| NMF2 (98) | TTN、TP53 和 LRP1B 突變 | ||||||
| NMF3 (115) | 不好 | TP53、TTN 和 MUC16 驅(qū)動基因突變：CNBD1 | |||||
| 轉(zhuǎn)錄組（代謝相關基因） | 簇1（164） | 不好 | GS | 免疫浸潤高 | 低甲基化；激活多種細胞間通訊相關信號通路 | ( 27 ) | |
| 集群 2 (186) | 好的 | 微星 | 高代謝特征；高TMB；激活核苷酸加工和修復相關途徑 |
N，數(shù)量；TCGA，癌癥基因組圖譜；DEG，差異表達基因；GI，基因組不穩(wěn)定性；SPEM，表達解痙多肽的化生；miR，miRNA；CACNA1E，鈣電壓門控通道亞基α1；CCL21，CC基序趨化因子配體21；PSMD3，蛋白酶體26S亞基，非ATPase 3；VCL，粘著斑蛋白；MSS，微衛(wèi)星穩(wěn)定性；IGF1，胰島素樣生長因子1；EBV，愛潑斯坦-巴爾病毒；GS，基因組穩(wěn)定；CIN，染色體不穩(wěn)定性；MSI，微衛(wèi)星不穩(wěn)定性；ITH，腫瘤內(nèi)異質(zhì)性；EMT，上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化；TMB，腫瘤突變負擔；MPC1/2，線粒體丙酮酸載體1和2； TNB，腫瘤新抗原負擔；CNV，拷貝數(shù)變異；TIME，腫瘤免疫微環(huán)境；SCNA，體細胞拷貝數(shù)變異。
總共有 5 篇文章討論了不同亞型間 EMT 通路的差異，其中 2 篇文章對它們進行了特征性命名。2013 年，Lei等將胃腺癌患者分為三大亞型，其中間充質(zhì)亞型在癌癥干細胞通路中表現(xiàn)出高活性。Oh等認為內(nèi)在亞型中的間充質(zhì)表型 (MP) 亞型表現(xiàn)出與 Tan等分類的基因組彌漫 (G-DIF) 腫瘤類似的臨床和分子特征。ACRG 的研究也得出了類似的結論。此外，MSS/EMT 亞型（ACRG 分類）被認為是 MP 亞型的一個子集，兩者都被認為與不良預后相關。 Li等報道，富含基質(zhì)(StE)亞型與 Oh等的 MP 亞型具有相似的特征，包括高基因組穩(wěn)定性、明顯的 EMT 特征、對標準化療耐藥及預后不良。Ning等提示，在 MSS/EMT 亞型(ACRG 分類)腫瘤中，高缺氧狀態(tài)與高 m6A 甲基化呈正相關。先前的研究表明，EMT 顯著增強癌細胞的運動和擴散，在腫瘤進展中起著核心作用 。此外，Oh等報道 MP 組患者胰島素樣生長因子 1(IGF1)/IGF1 受體(IGF1R)通路激活度較高，該通路被認為是許多癌癥的重要治療靶點。多項研究已在富集EMT特征的群體中發(fā)現(xiàn)了免疫抑制特征。先前研究報道，EMT和TGF相關信號通路的激活導致T細胞向腫瘤的運輸減弱，從而降低了腫瘤細胞的細胞毒性。
細胞能量代謝紊亂是癌細胞的核心特征之一 。Lei等人報告稱，他們研究中分類的代謝亞型與表達解痙多肽的化生相關的途徑之間存在顯著相關性，該化生被認為是胃腺癌發(fā)展的中間步驟。Bornschein等人根據(jù)差異表達基因?qū)⑽甘彻苓B接處 (GEJ) 腺癌分為三組，并揭示了基質(zhì)增強和預后不良亞組（第 1 組）中脂肪酸代謝途徑的富集。先前的研究表明，脂肪組織可以在肥胖患者中創(chuàng)造促炎微環(huán)境，導致基質(zhì)激活，與更具侵襲性的腫瘤行為和不良預后有關 ( 68-70 ) 。巴雷特食管的存在與第 1 組的指定密切相關。第 2 組以代謝途徑為特征，這些途徑通常在腸道和肝膽系統(tǒng)中活躍。共有 4 項研究對 TCGA 數(shù)據(jù)集進行了分析，根據(jù)代謝相關基因?qū)喰头诸?。Zhu等根據(jù)糖酵解相關基因和膽固醇相關基因的表達將 TCGA 樣本分為四種亞型，并發(fā)現(xiàn)膽固醇亞型中 MYC 和 TP53 的異常擴增。MYC 表達上調(diào)與胃癌 (GC) 細胞系中更具侵襲性的表型相關。MYC 擴增是癌癥中 MYC 突變的常見機制。據(jù)報道，GC 患者血漿樣本中存在 MYC 擴增。糖酵解亞組的細胞毒性 T 淋巴細胞相關抗原 4（CTLA-4）和 PDCD1 表達增加。 Li等報道，TP53突變率較高的C2亞型在膽汁酸代謝中富集。Tao等報道，簇2不僅表現(xiàn)出多種代謝途徑的激活，還表現(xiàn)出核苷酸加工和修復相關途徑的激活以及更高的腫瘤突變負荷(TMB)。這與胃癌患者預后改善相關。
腫瘤組織和細胞存在不同程度的代謝失調(diào)和免疫功能障礙。Li等將GC患者不僅分為StE亞型，還分為免疫剝奪(ImD)和免疫豐富(ImE)亞型。ImD和ImE亞型與Oh等的上皮表型(EP)有幾個共同的特征，例如基因組不穩(wěn)定性高、DNA損傷修復活性增強以及對標準化療的敏感性。然而，Li等的分類可以捕捉到EP內(nèi)的腫瘤內(nèi)異質(zhì)性，包括顯著不同的腫瘤免疫微環(huán)境、體細胞突變和SCNA模式、對化療和免疫治療的反應以及臨床結果。ImD和ImE亞型均有較高的TMB，但它們的免疫浸潤水平差異很大。主要原因可能是 ImD 中 SCNAs 出現(xiàn)頻率較高，從而抑制了抗腫瘤免疫反應。同樣，Wu等人 使用 TCGA 數(shù)據(jù)集根據(jù)免疫相關基因?qū)⒅饕愋头譃?C1 和 C2。C1 亞型表現(xiàn)出免疫靜止、EMT 和血管生成通路活性。相比之下，C2 亞型主要表現(xiàn)出 MYC 靶點、氧化磷酸化和 E2F 靶點通路的富集，同時 TMB 較高。TMB 可作為預測免疫治療反應的指標，TMB 高的患者的臨床結果得到改善。一些研究報告稱，高 TMB 與胃癌 (GC) 患者的預后良好相關。值得注意的是，Tao等分類的簇1盡管免疫細胞富集，但預后較差，這與先前的研究結果相矛盾。Tao等認為，這種差異可能是由于簇1中免疫細胞的先天免疫和記憶細胞狀態(tài)，以及存在各種具有免疫抑制作用的免疫細胞。
此外，許多分類研究同時關注其自身的分子分類與傳統(tǒng) Lauren 分類以及經(jīng)典 TCGA 分類之間的相關性。研究發(fā)現(xiàn)，根據(jù) Lauren 分類，彌漫型亞型主要與 EMT 特征、基因組穩(wěn)定性和晚期 GC相關。腸道亞型常見于具有MSI 、TP53突變或高TMB的患者。
5. 蛋白質(zhì)組學分類
蛋白質(zhì)組學技術主要依賴于液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法，在癌癥研究中日益受到關注。它們用于鑒定和定量分析癌癥中受調(diào)控的蛋白質(zhì)及其翻譯后修飾。這些技術還有助于闡明其與拷貝數(shù)變異、表觀遺傳沉默和微小RNA (miRNA) 表達改變之間的關聯(lián)。近年來，針對各種癌癥的多項蛋白質(zhì)組學研究重新發(fā)現(xiàn)了許多通過基因表達識別的相同亞型，并提出了新的疾病分類。
有 4 項研究基于蛋白質(zhì)組亞型對胃癌 (GC) 進行分子分類，所有研究均針對中國人群（表 III）。Ge等根據(jù)腫瘤和正常組織之間基因產(chǎn)物的顯著差異表達，將北京腫瘤醫(yī)院 84 例彌漫型胃癌 (GC) (DGC) 患者分為 PX1-3 亞型。PX1 和 PX2 亞型表現(xiàn)出整個細胞周期的失調(diào)，PX2 亞型還表現(xiàn)出 EMT 促進。PX3 亞型富含免疫相關蛋白和藥物靶點蛋白，例如 TMEM173 (STING)、CD276、CD40、FCGR1A、ARG1、SIRPA、NT5E 和 IDO1。PI3K -AKT、CXCR4 和粘著斑通路的 DNA 突變在 PX3 亞型中富集。晚期胃癌的預后分析中，PX1型胃癌患者預后最好，PX3型胃癌患者預后最差，這可能與免疫調(diào)節(jié)蛋白的異常富集有關。隨后，本機構進行了磷酸化蛋白的蛋白質(zhì)組學分析，將83例DGC患者分為Ph1-3亞型。Ph1亞型預后最好，富含TILs和基質(zhì)細胞。已證實腫瘤內(nèi)和基質(zhì)TIL水平升高與各種癌癥的預后改善相關 。Ph1亞型還表現(xiàn)出rRNA加工和RNA聚合酶II啟動子活性上調(diào)。Ph2亞型主要表現(xiàn)為DNA代謝和修復過程上調(diào)，伴隨胃酸分泌等胃基本功能的喪失。 Ph3亞型表現(xiàn)為染色體分離上調(diào)，細胞間相互作用和通訊喪失。此外，與之前的蛋白質(zhì)組學亞型相比，Ph1亞組包含一些被分配到PX2和PX3組的患者，但這些患者的總生存期(OS)優(yōu)于原來的PX2和PX3組，這表明基于磷酸化蛋白質(zhì)組學數(shù)據(jù)的亞型分析可能更準確。
表三：基于蛋白質(zhì)組聚類研究的胃癌亞型特征。
| 排序類型（基礎） | 組名（N） | 生存 | 臨床/免疫 | 分子發(fā)現(xiàn) | （參考文獻） |
|---|---|---|---|---|---|
| 蛋白質(zhì)組（DEP） | PX1（16） | 好的 | 富含細胞周期相關蛋白 | ( 34 ) | |
| PX2（34） | 富含細胞周期相關和 EMT 過程蛋白 | ||||
| PX3 (34) | 不好 | 富含免疫反應蛋白 CXCR4、PI3K-AKT 和粘著斑通路突變 TMEM173 (STING)、ARG1、NT5E、CD40、IDO1、SIRPA、CD276 和 FCGR1A 表達較高 | |||
| 磷酸化蛋白質(zhì)組（差異表達的磷酸化位點） | Ph1（22） | 好的 | 較年輕（<50 歲）；早期（II 期）腫瘤內(nèi) TIL 和間充質(zhì)細胞含量較高 | 上調(diào)rRNA加工和RNA聚合酶II啟動子活性 | ( 35 ) |
| Ph2 (33) | 年齡較大（>50 歲）；晚期（III-IV 期） | DNA代謝過程和DNA修復上調(diào)，同時失去胃的基本功能，包括胃酸分泌 | |||
| Ph3 (28) | 年齡較大（>50 歲）；晚期（III-IV 期） | 染色體分離上調(diào)，細胞間相互作用和通訊基本喪失 | |||
| 蛋白質(zhì)組、磷酸化蛋白質(zhì)組和 TF 活性 | DGC (83) | 差（ARID1A 突變） | 免疫浸潤高 | 富含免疫系統(tǒng)、補體級聯(lián)、ECM 組織和細胞遷移蛋白潛在靶點：CDK4/6 | ( 38 ) |
| IGC (102) | 良好（ARID1A 突變） | 富含 DNA 損傷、ERBB 信號、代謝和 VEGF 信號通路蛋白 潛在靶點：ATM/ATR | |||
| 蛋白質(zhì)組（差異表達的上調(diào)蛋白質(zhì)） | DGC 集群 1 (23) | 好的 | 以細胞周期和 DNA 復制為特征，上調(diào) S 期特征蛋白 | ||
| DGC 集群 2 (28) | 以 ECM 組織、膠原蛋白形成和生物合成為特征 | ||||
| DGC 集群 3 (28) | 多種免疫反應相關蛋白以及調(diào)節(jié)中性粒細胞脫顆粒和補體級聯(lián)的蛋白質(zhì)的過度表達 | ||||
| IGC 第一組 (18) | 好的 | 多種免疫反應相關蛋白以及調(diào)節(jié)中性粒細胞脫顆粒和補體級聯(lián)的蛋白質(zhì)的過度表達 | |||
| IGC 第 2 組 (49) | 以 ECM 組織、膠原形成和生物合成為特征；基質(zhì)評分高 | ||||
| IGC 第 3 組（25 個） | 不好 |
以細胞周期和 DNA 復制為特征， 上調(diào) G2M 相變特征蛋白 |
|||
| TF 活性（在 >50% 的患者中檢測到） | DGC TF 簇 1 (40) | 好的 | 主要 TFs：MLX 和 SMARCC1；參與 RNA 剪接和 DNA 復制的 SWI/SNF 復合物 | ||
| DGC TF 簇 2 (43) | 不好 | 淋巴管侵犯 (75.6) 竇 (46.7) | 主要 TFs：NFKB1、RELA 和 IRF2；NFKB 復合物參與免疫反應、CAM 翻譯和細胞遷移 | ||
| IGC TF 簇 1 (42) | 好的 | 早期 | 主要 TFs：NFKB2；參與 Rho 蛋白信號轉(zhuǎn)導和血小板活化的 NFKB 復合物 | ||
| IGC TF 簇 2 (60) | 不好 | 主要 TFs：SMARCE1 和 TFAP4；參與翻譯和細胞周期進程的 SWI/SNF 復合物 | |||
| 磷酸化蛋白質(zhì)組（在 >50% 的患者中檢測到） | DGC磷酸化蛋白質(zhì)組簇1（27） | 以 RNA 剪接、細胞周期、DNA 修復和 RHO GTPase 循環(huán)為特征 | |||
| DGC磷酸化蛋白質(zhì)組簇2（37） | 以細胞骨架組織為特征 | ||||
| DGC 磷酸化蛋白質(zhì)組簇 3 (16) | 以鈣粘蛋白結合和細胞粘附分子結合為特征 | ||||
| IGC磷酸化蛋白質(zhì)組簇1（27） | 以細胞骨架組織和肌動蛋白細胞骨架組織為特征 | ||||
| IGC磷酸化蛋白質(zhì)組簇2（26） | 以 RNA 剪接和 DNA 修復為特征 | ||||
| IGC磷酸化蛋白質(zhì)組簇3（30） | 以細胞周期為特征 | ||||
| 蛋白質(zhì)組（DEP） | S-I (40) | 不好 | 年齡較大（75%≥65）；西沃特II型 | LEPR 基因突變；CSMD1 和 ANKRD36C 基因突變明顯共現(xiàn)，IKBKB 和 PRKDC 激酶富集 | ( 37 ) |
| S-II (23) | 免疫浸潤低 | NCKAP1基因突變；特征蛋白：FBXO44；MUC4與CPED1基因突變明顯共現(xiàn)；HIPK2激酶富集；蛋白激酶靶點：CSNK2A1 | |||
| S-III (40) | 好的 | Siewert III型 | WIZ 中的突變；RYR2 和 TTN 中的互斥突變 FAT4 和 PRKDC 基因表現(xiàn)出顯著的突變共現(xiàn) CHEK2 和 AURKB 激酶的富集 “G2M 檢查點”標志的高整合蛋白質(zhì)豐度 “胰腺 β 細胞”的低整合蛋白質(zhì)豐度 |
N，數(shù)量；EMT，上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化；TIL，腫瘤浸潤淋巴細胞；DGC，彌漫型胃癌；IGC，腸型胃癌；TF，轉(zhuǎn)錄因子；DEP，差異表達蛋白；CSNK2A1，酪蛋白激酶II亞基α
Shi等報道ARID1A突變對DGC和腸型GC（IGC）的預后意義相反，DGC的預后較差，而IGC的預后較好。因此，基于多層次蛋白質(zhì)組學數(shù)據(jù)比較DGC和IGC具有重要意義。Shi等基于蛋白質(zhì)組學、磷酸化蛋白質(zhì)組學、轉(zhuǎn)錄因子(TF)活性分析和腫瘤微環(huán)境中不同細胞類型的相對豐度，對196例中國DGC和IGC患者進行了分子分型（表Ⅲ）。對差異上調(diào)蛋白進行聚類分析，發(fā)現(xiàn)DGC簇1和IGC簇3的特點是細胞周期相關蛋白（如CDK6和CDK1/2）和DNA復制相關蛋白（如AHCTF1和ORCS3）的富集。許多免疫反應相關蛋白（如IDO1、ICAM1和CD163）以及調(diào)節(jié)中性粒細胞脫顆粒和補體級聯(lián)的蛋白質(zhì)（如C5、IL 16和FCER1G）在DGC簇3和IGC簇1中過表達。DGC簇1預后良好但對化療不敏感，而IGC簇3預后不良但對化療敏感，表明具有相似蛋白質(zhì)表達譜的兩組之間的臨床結果存在顯著差異。ATM / ATR是參與DNA錯配修復的關鍵激酶，可能是DGC治療的潛在靶點。IGC的潛在靶點是CDK4 / 6。先前研究表明，CDK4 / 6抑制劑不僅能誘導腫瘤細胞周期停滯，還能增強抗腫瘤免疫?；赥F活性的亞型證明了TFs SMARCC1和NFKB1在DGC和IGC中的重要性。接受輔助化療的 IGC 中 SMARCC1 活性高或 DGC 中 NFKB1 活性低的患者預后良好。據(jù)報道，NFKB 復合物在免疫反應、細胞增殖/死亡和炎癥以及其他功能中起著至關重要的作用。相反，SWI/SNF 復合物與 IGC TF 簇 2 中的翻譯和細胞周期進程有關，而與 DGC TF 簇 1 中的 RNA 剪接和 DNA 復制有關。磷酸化蛋白質(zhì)組亞型與蛋白質(zhì)組亞型之間存在相關性。根據(jù)腫瘤微環(huán)境中不同細胞類型相對豐度的亞型，DGC 和 IGC 之間的預后差異在富含基質(zhì)成分的免疫簇 3 中發(fā)生逆轉(zhuǎn)。
食管胃連接處腺癌 (AEG) 的發(fā)病率逐年增加，且預后較差。Li等根據(jù)蛋白質(zhì)組聚類分析對 103 例 AEG 腫瘤樣本進行了分類。Siewert II 型患者中 SI 亞型更豐富，而 Siewert III 型患者中 S-III 亞型更常見。S-III 亞組預后最好，其次是 S-II 亞組，SI 亞組預后最差。在 SI 亞型中發(fā)現(xiàn)了最常見的瘦素受體 (LEPR) 以及 CSMD1 和 ANKRD36C 基因的顯著共現(xiàn)。LEPR 是瘦素的受體，而瘦素是一種主要由脂肪組織分泌的蛋白質(zhì)激素。已發(fā)現(xiàn) LEPR 基因型與多種癌癥風險相關，包括食管鱗狀細胞癌、乳腺癌和胃癌 (GC) 。在 S-III 亞型中發(fā)現(xiàn)的 RYR2 和 TTN 突變是互斥的，而 FAT4 和 PRKDC 基因表現(xiàn)出明顯的共突變關系。RYR2 基因在類固醇代謝中起著至關重要的作用，可以降低患乳腺癌的風險。在 S-II 亞型中，發(fā)現(xiàn)了 MUC4 和 CPED1 基因的特定共現(xiàn)突變，其中 NCKAP1 突變最為常見。此外，在 SI 和 S-III 亞型中，CDK1/2 與其磷酸化底物之間存在明顯相關性。此外，研究發(fā)現(xiàn) CSNK2A1 與 S-II 亞型中 Occludin S408 的磷酸化顯著相關，CSNK2A1 可能是 S-II 亞型的靶點。此外，已證明 CSNK2A1 通過磷酸化各種蛋白質(zhì)（包括 SIRT）參與腫瘤發(fā)生。Li等發(fā)現(xiàn)并證實 S-II 亞型的特征蛋白 FBXO44 可在體內(nèi)外促進腫瘤進展和轉(zhuǎn)移。最近的研究表明 FBXO44 是人類癌癥中 DNA 復制偶聯(lián)重復序列的關鍵抑制劑。
6. DNA甲基化、代謝組學和多組學分類
自1925年在細菌中發(fā)現(xiàn)5-甲基胞嘧啶以來，DNA甲基化研究逐漸取得進展，DNA甲基化分析作為一種新興工具，成為提高病理診斷準確性的輔助手段。2014年，Lei等根據(jù)768個癌癥相關基因中1421個CpG位點的甲基化狀態(tài)，將患者分為低甲基化(L)和高甲基化(H)亞組，女性患者高甲基化與GC的MSI相關，H組高甲基化的CpG位點更多位于CpG島，并以Polycomb占據(jù)為特征。
代謝組學涉及檢查生物體液、細胞和組織中存在的代謝物，并廣泛用于識別生物標志物。Wang等人對 362 例胃癌 (GC) 患者進行了空間代謝組學研究，并確定了三種腫瘤 (T1-3) 和三種基質(zhì) (S1-3) 特異性亞型，它們具有不同的組織代謝模式。腫瘤特異性 T1 亞型與 CD3、CD8、FOXP3、MIB1 和 HER2 表達呈正相關，而與 MMR 狀態(tài)呈負相關。T1 亞型表現(xiàn)出 45 條顯著上調(diào)的代謝途徑，包括 13 條與碳水化合物代謝相關和 10 條與氨基酸代謝相關。值得注意的是，核苷酸代謝以及抗壞血酸和檸檬酸代謝僅在 T1 中上調(diào)。在最近的一項關于銀屑病的研究中，抗壞血酸和檸檬酸代謝的上調(diào)被證明可以增強 Treg 的免疫抑制。相反，腫瘤特異性亞型 T2 表現(xiàn)出 HER2、MIB1、CD3 和 FOXP3 下調(diào)，但 MMR 狀態(tài)率很高。此外，還發(fā)現(xiàn)了 17 條顯著上調(diào)的代謝途徑，其中 7 條與碳水化合物代謝相關，4 條與氨基酸代謝相關。此外，這種亞型的預后不良。腫瘤特異性亞型 T3 被證明與生物素代謝和細胞質(zhì) DNA 傳感途徑有關。cGAS-STING 通路被確定為先天免疫和病毒防御中的重要 DNA 傳感機制。cGAS-STING 信號通路還在促進腫瘤轉(zhuǎn)移中發(fā)揮作用，并且該通路的慢性激活可能會反而誘導免疫抑制性腫瘤微環(huán)境。 T1 和 S3、T2 和 S2 以及 T3 和 S1 之間觀察到亞型相似性。
整合的單細胞基因組學、表觀基因組學、轉(zhuǎn)錄組學、蛋白質(zhì)組學和/或代謝組學分析正在重塑我們對健康和疾病中細胞生物學的理解。人們已經(jīng)對各種癌癥進行了基于多組學數(shù)據(jù)的分子分類。Hu等人根據(jù)與預后相關的 mRNA、長非編碼 RNA、miRNA 和 DNA 甲基化 CpG 位點的數(shù)據(jù)，將胃癌 (GC) 樣本分為 CS1 和 CS2 亞型。在預后良好的 CS1 亞型中富集的主要通路參與激活細胞外相關生物過程，包括 EMT、細胞粘附組織、對生長因子的反應和細胞基質(zhì)粘附途徑。促進 EMT 的 SMOC2 在 CS1 亞型中顯著上調(diào)。 CS2亞型預后不良，主要富集于與細胞周期相關的通路，包括G1/S特異性轉(zhuǎn)錄、G2M檢查點、E2F靶點、DNA復制和修復生物過程。CS2亞組患者表現(xiàn)出激活的程序性死亡-1 (PD-1)信號，這與CS2患者中發(fā)現(xiàn)的大多數(shù)EBV和MSI亞型相關。
Mun等對 80 例早發(fā)性胃癌（EOGC）的配對腫瘤和癌旁正常組織進行了蛋白質(zhì)組學分析，將其分為 4 種亞型（亞型 1～4）。每種亞型都表現(xiàn)出不同的基因和蛋白質(zhì)特征。亞型 1 主要參與與細胞增殖相關的過程；亞型 2 主要與免疫反應過程有關；亞型 3 主要參與代謝相關的過程；亞型 4 主要參與侵襲相關的過程。值得注意的是，預后更好的亞型 2 顯示 CXCR5 及其下游 G 蛋白（GNAI3、GNB3-5 和 GNG4）的突變可通過與這些途徑中的磷酸化蛋白（吞噬體中的 NCF2/4 和 CYBA/B，以及 T 細胞信號轉(zhuǎn)導中的 CD8A、CD247、LCK 和 PLCG）相互作用來調(diào)節(jié)抗原呈遞細胞的吞噬體活性和 T 細胞的 TCR 信號轉(zhuǎn)導。相反，預后較差的亞型 4 表明，主要由 RHOA 和 RAC1 信號調(diào)節(jié)的肌動蛋白細胞骨架的活性可能受到其上游通路中兩個基因 PLK4 和 NEK3 突變的影響，通過與參與肌動蛋白細胞骨架調(diào)節(jié)的磷酸化蛋白質(zhì)（RHOA 或 RAC1 信號中的 MSN、PPP1R12B/C、MYLK、ACTN4、VCL、PXN、PAK4 和 ARHGEF7）的關聯(lián)。
Li等使用多元 Cox 回歸模型從 mRNA、miRNA 和 DNA 甲基化數(shù)據(jù)集中識別關鍵特征，將患者分為三種亞型。亞型 1 和 3 的腫瘤主要位于胃竇，而亞型 2 的腫瘤主要位于賁門。亞型 1（ARID1A +型）的特征包括高 ARID1A 和 PIK3CA 突變，這與良好的預后相關，主要對應于之前報道的 EBV、MSI 和 EP 亞型。ARID1A 在多個調(diào)控過程中起關鍵作用，包括 PI3K/AKT/mTOR 通路的調(diào)節(jié)、類固醇受體的調(diào)控、DNA 損傷檢查點以及 p53 和 KRAS 靶點的調(diào)控，對致癌或抑癌基因表達的調(diào)控有重要意義。 2 型腫瘤（TP53 +型）具有高度復發(fā)性的 TP53 突變，與預后不良相關，并且主要對應于之前報道的 CIN 和 EP 亞型（83%）。3 型腫瘤（CDH1 +型）具有較高的 CDH1 和載脂蛋白 (APO) A1 突變，并且與預后不良相關；這種類型主要對應于之前報道的 GS 和 MP 亞型（72%）。CDH1 是遺傳性彌漫性胃癌 (GC) 綜合征的基礎 。APO A1 是血漿高密度脂蛋白中的主要載脂蛋白，對多種疾病有治療潛力。詳細信息見表IV。
表 IV.基于 DNA 甲基化/代謝組學/多組學聚類研究的胃癌亞型特征。
| 排序類型（基礎） | 組名（N） | 生存 | TCGA | 臨床/免疫 | 分子發(fā)現(xiàn) | （參考文獻） |
|---|---|---|---|---|---|---|
| DNA甲基化分析（腫瘤特異性CpG甲基化位點） |
L/低甲基化 (17) H/高甲基化 (43) |
女性（36%） | 高甲基化的 CpG 位點更常位于 CpG 島，并標記為多梳占據(jù) SEZ6L、FLT4 和 ALK CpG 位點，差異最大 | （3） | ||
| 空間代謝組學（腫瘤/基質(zhì)區(qū)域中的差異代謝產(chǎn)物） | T1/HER2+MIB+CD3+(161)/S3/HER2+MIB+CD3+FOXP3+(164) | 好的 | 早期病理 UICC 分期 高 TIL | 與HER2、MIB1、DEFA-1、CD3、CD8、FOXP3呈正相關，與MMR、pEGFR呈負相關；核苷酸代謝豐富；核苷酸代謝、抗壞血酸和醛糖酸代謝上調(diào) | ( 39 ) | |
| T2/HER2+ MIB+CD3+ (55)/S2/HER2-MIB-CD3− (50) | 不好 | 晚期病理 UICC 分期 低 TIL | 與 HER2、MIB1、CD3、FOXP3 呈負相關，但與 MMR 呈正相關 | |||
| T3/pEGFR+ (131)/S1/FOXP3− (125) | 與 pEGFR 呈正相關，與生物素代謝和細胞質(zhì) DNA 傳感途徑有關 | |||||
| 轉(zhuǎn)錄組、DNA甲基化（OS相關mRNA、LncRNA、miRNA、DNA甲基化CpG位點和突變基因） | CS1（131） | 不好 | 宮頸上皮內(nèi)瘤變 (71.5) | 白人患者；年輕 | 富含細胞外相關生物過程的激活，包括 EMT、細胞粘附組織、細胞成分形態(tài)發(fā)生、對生長因子的反應和細胞基質(zhì)粘附途徑高 SMOC2 表達 | ( 28 ) |
| CS2（112） | 好的 | EB病毒；MSI | 富含細胞周期，包括 G2M 檢查點、細胞周期、E2F 靶點、G1/S 特異性轉(zhuǎn)錄、DNA 復制和修復生物過程高 TMB；高免疫激活特征評分 TTN、MUC16 和 ARID1A 突變 | |||
| 蛋白質(zhì)組、基因組（mRNA） | 亞型1 | 細胞增殖相關過程：細胞周期和 DNA 復制、RNA 加工、翻譯和蛋白質(zhì)降解 | ( 33 ) | |||
| 亞型2 | 好的 | EB病毒；MSI | 免疫反應相關過程：抗原呈遞、BCR/TNF/Toll 樣受體信號傳導、TCR 信號傳導和吞噬體；吞噬作用和抗原呈遞；TCR 信號傳導 | |||
| 亞型 3 | 代謝相關過程：氧化磷酸化、脂肪酸β-氧化、檸檬酸循環(huán) | |||||
| 亞型4 | 不好 | GS | 侵襲相關過程：肌動蛋白細胞骨架、MAPK、PI3K-AKT、WNT、RHOA 和鈣粘蛋白信號傳導；RHOA | |||
| 基因組、轉(zhuǎn)錄組、DNA甲基化（通過多元Cox回歸模型篩選出的mRNA、microRNA、DNA甲基化數(shù)據(jù)的重要特征） | 亞型 1/ARID1A+ 型 (151) | 好的 | EB病毒；MSI |
ARID1A 和 PIK3CA 突變 宇宙特征：SBS6 GSVA 基因集：KRAS_SIGNALING_DN、CDC73_TARGET_GENES、STK33_SKM_DN 潛水基因：ORC1、EZH2、CDC7、ASF1B、CENPU、CDCA7、MAPK4 和 DUSP26 |
( 25 ) | |
| 亞型2/TP53+型 (94) | 宮頸上皮內(nèi)瘤變 | TP53 突變；宇宙特征：SBS17b GSVA 基因集：ANDROGEN_RESPONSE、MYCMAX_ 03、STK33_SKM_UP 潛水基因：DKK1、IGFBP1、MATN3 | ||||
| 亞型3/CDH1 +型（78） | GS | CDH1 和 APOA1 突變；宇宙特征：SBS1 GSVA 基因集：TGF_BETA_SIGNALING、AHRARNT_01、CAHOY_ASTROGLIAL 潛水員基因：APOA1 |
N，數(shù)量；TCGA，癌癥基因組圖譜；MMR，錯配修復；HER2，表皮生長因子受體 2；p-EGFR，磷酸化表皮生長因子受體；MIB1，E3 泛素蛋白連接酶；CD3，分化簇 3；CD8，分化簇 8；FOXP3，叉頭框 P3；EMT，上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化；EBV，愛潑斯坦-巴爾病毒；MSI，微衛(wèi)星不穩(wěn)定性；GS，基因組穩(wěn)定；CIN，染色體不穩(wěn)定性；TMB，腫瘤突變負擔。
7.基于分子分型的個性化治療
胃癌是消化系統(tǒng)最常見的惡性腫瘤之一，具有顯著的異質(zhì)性和復雜的分子特征 ( 122 )。從歷史上看，與基于病理或形態(tài)學分類的治療相比，針對單個基因的靶向治療在延長生存期和改善生活質(zhì)量方面顯示出良好的前景。由于 Claudin 18.2 具有獨特的生物學行為——幾乎只在胃粘膜中表達，并在惡性轉(zhuǎn)化過程中出現(xiàn)在腫瘤細胞表面——已成為胃癌治療的一個有希望的靶點 ( 123 )。在多項國際多中心 II/III 期臨床試驗中，zolbetuximab（一種抗 claudin 18.2 單克隆抗體）與化療聯(lián)合使用時，顯示出能夠改善先前未接受治療的、高 claudin 18.2 水平的胃癌患者的 OS 和無進展生存期 ( 124 - 127 )。近期的系統(tǒng)綜述詳細描述了緊密連接蛋白18.2的生物學行為及其靶向治療的臨床療效( 123 )。然而，這些方法存在療效有限、副作用嚴重的局限性。隨著胃癌精準醫(yī)療時代的到來，涉及多基因聚類的個體化治療逐漸顯現(xiàn)優(yōu)勢，有效解決了胃癌高度異質(zhì)性所導致的療效不理想問題( 128 )。在27項胃癌分子亞型研究中，10項根據(jù)自身的分子亞型結果描述了合適的治療方案(圖2 )。
圖 2.胃癌簇亞型的治療格局。該圖展示了 10 項簇分類研究中提到的亞型對應的有效藥物治療選擇。每個亞型下方提供了與治療和 TCGA 亞型相關的信息。圖表右下角包含一個圖例以供參考。使用BioRender.com創(chuàng)建。TCGA，癌癥基因組圖譜；EBV，愛潑斯坦-巴爾病毒；GS，基因組穩(wěn)定；CIN，染色體不穩(wěn)定性；MSI，微衛(wèi)星不穩(wěn)定性；IGF1，胰島素樣生長因子 1；EMT，上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化；TIL，腫瘤浸潤淋巴細胞；TS，胸苷酸合酶；DPD，二氫嘧啶脫氫酶；PTX，紫杉醇；5-FU，氟尿嘧啶；CTLA-4，細胞毒性 T 淋巴細胞相關抗原-4；PD-1，程序性死亡-1。
輔助化療主要以氟嘧啶為主，包括 S1 單藥治療（替加氟、吉美嘧啶和奧替拉西林的組合）或卡培他濱和奧沙利鉑或 S1 和多西他賽的聯(lián)合治療。輔助化療在東亞國家已顯示出良好的生存獲益。Lei等報道，GC 的代謝亞型對 5-氟尿嘧啶 (5-FU) 比其他兩種亞型更敏感，這可能是因為二氫嘧啶脫氫酶和胸苷酸合酶 (TS) 的表達顯著降低所致。此外，另外三項研究也發(fā)現(xiàn)了特定分子亞型對 5-FU 的敏感性。一項前瞻性研究表明，MSI（dMMR）的GC患者可能無法從5-FU輔助化療中獲益。Li等研究了四種不同化療方案（順鉑、卡培他濱、奧沙利鉑和多柔比星）在不同GC亞型中的反應率，發(fā)現(xiàn)幾乎所有藥物的敏感性模式均一致：ImE＞StE＞ImD。順鉑在ImD組中有效率最高（ImD：73%；StE：46%；ImE：67%）。這可能是由于ImD組中同源重組缺陷的發(fā)生率較高，從而增加了ImD組對順鉑化療的敏感性，這一現(xiàn)象在BRCA1/2陰性三陰性乳腺癌中得到了廣泛的研究。順鉑在 Tao等人的 1 型簇和 Zhu等人 的 IS3 亞型中也有效。先前的一項研究表明，具有高部分等位基因丟失水平的 CIN胃癌 (GC) 患者更有可能從基于順鉑的新輔助化療中獲益。Shi等人發(fā)現(xiàn) IGC 中 SMARCC1 活性升高和 DGC 中 NFKB1 活性降低的患者可能從化療中獲益。值得注意的是，NFKB1 與乳腺癌的化療耐藥性有關。SMARCC1 是轉(zhuǎn)換或蔗糖不可發(fā)酵 (SWI/SNF) 復合物的核心亞基 。多項證據(jù)表明，SWI/SNF 復合物改變可作為癌癥免疫療法療效的生物標志物。SWI/SNF 復合物的異常表達被認定為 GS胃癌 (GC) 患者的獨立不良預后因素（基于 TCGA 分類）。檢測 SWI/SNF 復合物的異常可能有助于識別可能受益于新治療方法的患者。一項臨床研究表明，SMARCC1 陽性患者復發(fā)后可受益于吉西他濱治療，因為 SMARCC1 可以調(diào)節(jié)癌細胞對吉西他濱的耐藥性。關于吉西他濱，Li等報道 C1 亞型比 C2 亞型更敏感。
Oh等研究表明，以 5-FU 為基礎的化療可改善 EP 亞型腫瘤患者的預后，但該化療方案對 MP 亞型腫瘤患者無益。MP 亞型胃癌 (GC) 細胞對 IGF1/IGF1R 通路抑制劑（林西替尼）更敏感。Lei等發(fā)現(xiàn)間充質(zhì)亞型細胞系對靶向抑制磷酸肌醇 3-激酶 (PI3K)-AKT-mTOR 通路 (PAM) 特別敏感。先前的研究表明，PAM 通路的過度激活通過顯著影響細胞遷移來促進 EMT 和轉(zhuǎn)移。雖然該通路的一些抑制劑已經(jīng)獲得美國食品藥品監(jiān)督管理局的批準，但耐藥性和毒性問題仍然存在，并且仍然需要敏感性標志物。
此外，對于 HER2 (也稱為 ERBB2) 過表達或擴增的患者，應將曲妥珠單抗添加到一線細胞毒性化療中。免疫療法已被證明是對各種癌癥的有效治療方法。PD-1 和 CTLA-4 屬于免疫球蛋白相關受體家族，在調(diào)節(jié) T 細胞免疫反應中發(fā)揮不同作用。富含免疫細胞的亞型比其他亞型更有可能從免疫療法中獲益，例如 Li等人的 ImE 亞型、Zhu等人的糖酵解亞型和 Zhu等人的 IS3 亞型。MSI 和 EBV 亞型（基于 TCGA 分類）已被基本證實對免疫療法敏感。多項研究發(fā)現(xiàn)，MSI 亞型胃癌 (GC) 可能無法從化療中獲益，可能是因為 TS 水平升高。MSI 亞型胃癌 (GC) 患者由于 PD-L1 表達升高，對免疫療法的反應性增強。PAM 通路突變率高的 MSI 亞型胃癌 (GC) 患者通常表現(xiàn)出較低的 TIL 數(shù)量和對免疫檢查點抑制劑的原發(fā)性耐藥性，這表明免疫療法可作為晚期 MSI-H胃癌 (GC) 患者的分層方法。同樣，EBV 陽性胃癌 (GC) 也可能對免疫檢查點療法有反應，但其療效有待驗證。高 CTLA-4 水平和較低的 TIL 可能影響抗 PD-1 單克隆抗體對 EBV胃癌 (GC) 患者的有效性。 Ge等報道稱，DGC的PX3亞型IDO1和ARG1表達較高，可能受益于IDO1和ARG1抑制劑。多種IDO1和ARG1抑制劑已在臨床試驗中得到評估。
8. 如何更好地從胃癌基因檢測中獲益：佳學基因的建議
胃癌是一種復雜的消化系統(tǒng)惡性腫瘤，具有高度異質(zhì)性，在流行病學、組織學和分子生物學方面具有獨特的差異?；诰垲惖膩喰驮谖赴┭芯恐芯哂兄匾獌r值。與傳統(tǒng)的分子分類方法不同，聚類分類方法可以將胃癌細分為具有獨特分子特征、腫瘤生物學特性和臨床表現(xiàn)的亞組。這種方法為個性化治療、優(yōu)化臨床試驗設計和改善患者管理奠定了基礎，從而推動醫(yī)學進步。
免疫組織化學、原位雜交或逆轉(zhuǎn)錄定量聚合酶鏈式反應分析可評估蛋白質(zhì)和mRNA的表達，可作為臨床實踐中對胃癌進行分層的有效且經(jīng)濟有效的工具。然而，在臨床應用中，選擇合適的生物標志物或基因組、采用標準化的實驗程序以及整合臨床數(shù)據(jù)進行綜合分析對于確保結果的可靠性和可重復性至關重要。
雖然基于簇的胃癌亞型分析為臨床診治提供了重要信息，但其仍存在局限性：i）目前研究成果多來自基礎研究的生物信息學分析，與傳統(tǒng)病理分型或單基因分型不同，尚未廣泛應用于臨床，這可能是下一步胃癌基因組亞型研究的重點；ii）目前的胃癌基因組亞型分析系統(tǒng)雖然多樣，但尚未在大樣本（n>1,000）中得到驗證，需要同時在大樣本中進行比較，以探索最具適應性的基因組亞型才能精準應用；iii）隨著胃癌的發(fā)展，分子變化呈動態(tài)變化，因此尋找穩(wěn)定的分子以建立一致的分類系統(tǒng)至關重要；iv）胃癌常同時表現(xiàn)出腫瘤間和腫瘤內(nèi)的異質(zhì)性，需要進一步探索空間基因組學、單細胞技術和其他新技術在胃癌簇分類中的作用。
總而言之，胃癌不應被視為單一疾病。基于聚類的分子分類有助于胃癌研究，使我們能夠更深入地了解不同亞型胃癌的生物學特性，為個性化治療和精準醫(yī)療奠定基礎。此外，利用亞型聚類的新信息將有助于設計更精準、更有針對性的臨床試驗，從而提高相關研究的有效性和可信度。這種方法有望加速新治療方法的發(fā)現(xiàn)，為胃癌患者提供更有效的治療選擇，推動醫(yī)學研究朝著更合理、更個體化的方向發(fā)展。
9：不知如何選擇胃癌基因檢測？
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(責任編輯：佳學基因)
