多組學(xué)分析發(fā)現(xiàn)腫瘤細胞中I型干擾素通路活性降低是HGSC原發(fā)性鉑類耐藥的關(guān)鍵驅(qū)動因素。

卵巢高級別漿液性癌（HGSC）是最致命的婦科惡性腫瘤之一。盡管一線采用鉑類-紫杉醇化療，仍有10%-15%的患者表現(xiàn)為原發(fā)性耐藥（化療難治），預(yù)后極差[1]。目前，對于驅(qū)動化療難治性HGSC的分子機制了解甚少，也缺乏有效的生物標志物或治療策略。為了更深入的了解這一機制，Aferteva等人[2]利用DECIDER觀察性試驗（NCT04846933）的前瞻性隊列，對化療難治性和化療敏感性HGSC患者的治療初診活檢組織進行了多組學(xué)分析，旨在發(fā)現(xiàn)探究原發(fā)性耐藥的分子驅(qū)動因素。

圖1圖形摘要

研究方法

本研究為一項回顧性隊列研究。研究者從DECIDER試驗中篩選出31例接受新輔助化療（NACT）后病情穩(wěn)定或進展的化療難治性HGSC患者，并選擇了62例臨床基線特征相似但對NACT有反應(yīng)（部分或完全緩解）且無鉑間期（PFI）超過6個月的化療敏感性患者作為對照(圖2A，2B)。

研究對治療前活檢組織進行了全基因組測序（WGS）、批量RNA測序（bulk RNA-seq）、單細胞RNA測序（scRNA-seq）以及循環(huán)免疫熒光（CyclF）空間蛋白分析。使用PRISM[3]算法對bulk RNA-seq數(shù)據(jù)進行去卷積，以分離癌細胞、免疫細胞和基質(zhì)細胞的表達成分。利用PROGENy[4]推斷通路活性，利用CollecTRI[5]推斷轉(zhuǎn)錄因子活性。通過單細胞和空間數(shù)據(jù)分析IFN-I通路活性的異質(zhì)性。此外，在HGSC細胞系（COV362，Kuramochi）中進行了scRNA-seq和細胞活力實驗，以驗證IFN-I通路在鉑類敏感性中的功能作用。

圖2 DECIDER隊列中化療難治性與化療敏感性HGSC患者的研究設(shè)計與臨床特征

研究結(jié)果

患者特征

本研究從DECIDER試驗中確立了31例NACT治療后病情穩(wěn)定或進展的化療難治性HGSC患者亞隊列，并選擇62例基線特征相似但對治療有反應(yīng)且無鉑間期>6個月的化療敏感性患者作為對照(圖2A，2B)。難治組患者在診斷時疾病負荷更高，表現(xiàn)為更高的播散評分（p=0.026）和更頻繁的大量腹水（p=0.024）(圖2B)。對83例患者的活檢組織進行分析，其中58例（20例難治，38例敏感）進行了批量RNA-seq，9例進行了scRNA-seq，73例（23例難治，50例敏感）獲得了WGS數(shù)據(jù)，4例進行了CycIF分析。

基因組景觀

基于初治腫瘤的WGS數(shù)據(jù)分析顯示，所有患者均存在TP53功能失調(diào)。兩組間在同源重組修復(fù)基因突變、折疊倒位、HRD相關(guān)突變特征（SBS3/ID6）及主要致癌驅(qū)動基因（KRAS、MYC、CCNE1、NF1）的畸變頻率上均無顯著差異（所有FDR p>0.60）(圖3A)。BRCA1/2和RAD51C/D的胚系突變僅見于敏感組。兩組在拷貝數(shù)變異譜（增益、缺失、等位基因失衡）(圖3B)、17號染色體LOH(圖3C)及腫瘤進化狀態(tài)方面均高度相似。

圖3化療難治性與化療敏感性HGSC的基因組景觀

低干擾素-高缺氧細胞狀態(tài)與化療難治性及預(yù)后相關(guān)

對癌細胞成分的bulk RNA-seq分析顯示，化療難治腫瘤的JAK-STAT通路活性顯著降低（FDR p<1e-16），而缺氧通路活性顯著升高（FDR p<1e-6）(圖4A)。轉(zhuǎn)錄因子活性分析表明，干擾素調(diào)節(jié)因子（IRF2、IRF9、IRF1）活性在難治組中降低，而HIF1A活性升高(圖4B)。JAK-STAT與缺氧活性呈負相關(guān)（ρ=-0.59）(圖4D)。多變量Cox分析證實JAK-STAT評分是總生存期的獨立預(yù)后因素（HR=0.73，p=0.009）(圖4E)。GSEA顯示干擾素α反應(yīng)通路在難治組中顯著下調(diào)(圖4F)。在DECIDER和TCGA隊列中，JAK-STAT高活性組的總生存期均顯著優(yōu)于低活性組(圖4G，4H)。

圖4 與化療難治性相關(guān)的通路和轉(zhuǎn)錄因子

scRNA-seq和空間蛋白譜分析證實IFN-I活性與化療難治性相關(guān)

對9例腫瘤的scRNA-seq分析顯示，敏感組惡性細胞的IFN-I通路活性顯著高于難治組（p<1e-9）(圖5D)，且活性異質(zhì)性更大，包含難治組中未見的高活性細胞亞群(圖5E)。t-CyclF空間分析顯示，敏感腫瘤中pSTAT1陽性癌細胞形成簇狀聚集，而難治腫瘤中大多數(shù)癌細胞為pSTAT1陰性(圖5F，5G)。pSTAT1在敏感組的癌細胞和基質(zhì)細胞中表達顯著更高（均p<0.01）。

圖5 對選定患者進行的scRNA-seq和CycIF分析揭示了化療敏感患者中IFN-I活性的異質(zhì)性

卵巢癌細胞系的鉑類反應(yīng)與IFN-I信號傳導(dǎo)相關(guān)

在COV362和Kuramochi細胞系中，基于CisSenScore將經(jīng)鉑類藥物處理過的細胞分為“更敏感”和“較不敏感”組(圖6B)。PCA識別出27個與鉑類敏感性相關(guān)的PCs(圖6C-E)。GSEA顯示，"較不敏感"細胞中干擾素α反應(yīng)通路活性顯著下調(diào)(圖6F)。外源性IFN-α（10U/mL）與順鉑聯(lián)用顯著增強了兩種細胞系對順鉑的敏感性（COV362 p=0.0009；Kuramochi p<0.0001）(圖6G，6H)。

圖6 HGSC細胞系的scRNA-seq分析顯示IFN-I反應(yīng)決定鉑類藥物耐藥性

文章小結(jié)

本研究通過整合多組學(xué)、單細胞和功能實驗數(shù)據(jù)，確立了癌細胞中固有的IFN-I通路活性是HGSC對一線鉑類化療反應(yīng)的關(guān)鍵因素。化療難治性HGSC的特征在于IFN-I通路活性衰減和缺氧通路活性增強。IFN-I活性低是HGSC患者不良預(yù)后的獨立生物標志物。體外實驗證實，增強IFN-I信號可以提高癌細胞對鉑類的敏感性。這些發(fā)現(xiàn)為將IFN-I通路激活作為克服HGSC化療難治性的精準治療策略提供了強有力的理論依據(jù)。

參考文獻：

[1] ?Ledermann, J.A., Raja, F.A., Fotopoulou, C., Gonzalez-Martin, A., Colombo, N., and Sessa, C.; ESMO Guidelines Working Group (2013). Newly diagnosed and relapsed epithelial ovarian carcinoma: ESMO Clinical Practice Guidelines for diagnosis, treatment and follow-up. Ann. Oncol. 24, vi24–vi32.

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