原癌基因MYC编码一种核转录因子，该因子在多种细胞过程中发挥重要作用，如细胞周期进程、增殖、代谢、粘附、凋亡和治疗耐药性。MYC扩增在几种侵袭性实体恶性肿瘤中持续观察到，并且与不良预后和远处转移相关。虽然MYC对头颈部鳞状细胞癌（HNSCC）患者的致瘤作用已众所周知，但该基因扩增可能产生治疗耐药性（尤其是对免疫检查点抑制剂的耐药性）的分子机制仍未得到充分研究。本研究介绍了一个复发/转移性（R/M）HNSCC患者的独特病例，尽管最初对基于纳武利尤单抗的治疗有反应，但在获得MYC扩增后，转移性疾病迅速发展。研究者对这名患者在基线和进展时的肿瘤进行了比较转录组分析，以探究MYC可能赋予免疫疗法和/或放化疗耐药性的潜在分子过程，并使用TCGA-HNSC数据集和机构队列进一步探索与HNSCC中MYC扩增相关的临床病理特征和关键分子网络。这项研究强调了MYC扩增是免疫检查点抑制剂耐药的潜在机制配市值股票，并建议将其用作R/M HNSCC的预测生物标志物和潜在治疗靶点。

研究背景

局部晚期头颈部鳞状细胞癌（HNSCC）与非病毒介导疾病的较差5年生存率（仅为40%）相关，并且综合多模态疗法会导致大量功能性疾病。由于全身细胞毒性化疗在治疗复发/转移性（R/M）HNSCC方面成功率较低，最近的临床重点已转移到免疫治疗，即靶向T细胞抑制性受体（其功能作为免疫检查点，如程序性死亡受体1（PD-1））的抗体。尽管如此，据报道，在复发/转移性（R/M）的一线治疗中，只有15-20%接受治疗的患者PD-1抑制剂可释放抗肿瘤免疫力并实现持久的临床反应，总体4年总生存率约为15%，在 PD-L1综合阳性评分（CPS）为20或更高的病例中达22%。患者之间治疗效益的这种差异，加上缺乏针对免疫疗法耐药性的任何标准有效疗法，使得需要鉴定预测性生物标志物以更好地为临床医生的治疗决策提供信息。虽然有报道称CPS评估较高的PD-L1表达可预测对免疫检查点抑制剂（ICI）的良好反应，但CPS仍然是一种不完善的生物标志物，大多数患者最终会产生治疗耐药性。因此，鉴定改进的反应和耐药性生物标志物非常重要，因为免疫治疗进展后的生物标志物靶向疗法（如HRA）表明，确定驱动HNSCC治疗耐药性的具体机制是治疗发展的关键。此外，关于头颈癌对ICI的耐药机制知之甚少，这进一步限制了预测无反应者和研究针对R/M HNSCC对ICI耐药机制的新疗法的能力。

MYC致癌基因变异在各种实体恶性肿瘤中均有高发性，并且与侵袭性疾病和不良临床预后相关。虽然在特定人类淋巴瘤中发现了频繁MYC获得性功能突变，但在HNSCC中，扩增似乎是MYC基因中发生的主要基因变异，在TCGA的HNSCC队列中估计发生率为12%，而突变仅发生在一小部分（1.2%）患者中。已知MYC扩增对转录组具有广泛的影响，驱动与卵巢癌、乳腺癌和肺癌等细胞生长、增殖、抗凋亡和代谢过程相关的各种有丝分裂原和生存信号通路的上调。此外，MYC在抑制宿主抗肿瘤免疫应答中发挥重要作用，其机制包括通过抑制性细胞因子（如TGFβ和免疫调节分子如PD-L1、CD47和MHC I）修饰肿瘤微环境。尽管MYC的致瘤作用是众所周知的，但该基因突变或扩增可能导致HNSCC治疗耐药性的分子机制仍未得到充分研究。最近有一例复发/转移性（R/M）HNSCC患者的病例报告，强调了由于获得MYC扩增而导致的转移性病变对纳武利尤单抗的不同反应。MYC扩增的病变对ICI有耐药性，而所有其他没有MYC扩增的病变都对治疗有反应，这表明MYC扩增可能在R/M HNSCC的ICI耐药性中发挥作用。另一项研究支持这一观点，MYC扩增调节PD-L1表达，并导致食管鳞状细胞癌对ICI治疗的反应性降低。

本研究介绍了一个特殊病例，一名R/M HNSCC患者尽管最初对基于纳武利尤单抗的疗法有反应，但在转移性病变获得MYC扩增后迅速进展。研究者对该患者的HNSCC进行了转录组分析，以确定MYC扩增可能导致免疫疗法耐药的潜在分子过程。根据这些发现，研究者搜索了内部基因组测序平台，并确定了另外7名MYC扩增HNSCC患者以及48名MYC野生型匹配对照，以进一步阐明MYC驱动疾病的更广泛的临床病理特征。最后，研究者使用从TCGA获得的转录组数据进行基因表达和通路分析，以进一步探索与HNSCC中的MYC扩增相关的关键分子网络。总的来说，这项研究旨在强调MYC扩增作为治疗耐药的潜在机制，并建议将其用作R/M HNSCC治疗的预测生物标志物和潜在治疗靶点。

病 例

一名58岁男性，有80包年的烟草史，但在2020年7月诊断发现右侧颈部肿块时戒烟（图1）。颈部CT软组织对比显示双侧淋巴结异常肿大，外观异质，声门水平下咽前部软组织突出。随后在超声引导下对右颈部淋巴结进行细针穿刺，结果显示少量转移性鳞状细胞癌累及纤维和淋巴组织，此时患者被转诊至本机构的多学科头颈肿瘤团队。内窥镜检查发现3cm的会厌带蒂病变。对会厌病变进行活检，结果显示为鳞状细胞癌。p16免疫组织化学染色为阴性。随后进行PET/CT扫描，结果显示颈部淋巴结转移，最明显位于双侧2级，伴有沿声门前连合病变的轻度代谢亢进，分期为（cT1N2cM0，IVa期，美国癌症联合委员会第8版）。对原发性会厌标本进行基线Oncoplus分子分析，结果显示CDKN2A缺失、TP53缺失、BAP1重排和KDM6A突变。发现标本为微卫星稳定（MSS），肿瘤突变负荷（TMB）为18.0 mut/Mb。PD-L1免疫组化染色为阴性（CPS<1%）。

图1

患者参加了针对局部晚期、HPV阴性HNSCC的II期临床试验（NCT03944915），该试验评估了基于纳武利尤单抗的化疗免疫疗法，随后进行基于反应分层的局部区域治疗。该患者开始接受三个周期的诱导化疗免疫疗法，包括纳武利尤单抗360 mg、第1天，紫杉醇100 mg/m2、第1/8/15天和卡铂AUC 5、第 1 天（21天为一个周期），随后影像学显示根据RECIST 1.1肿瘤缩小42%，随后按照方案接受放化疗（CRT）治疗，包括顺铂100 mg/m2，每21天一次，每日分次放射治疗（RT），每次2 Gy，共70 Gy，分35次照射大体疾病和双侧颈部。完成CRT后，患者按照方案开始进行纳武利尤单抗辅助治疗。完成CRT三个月后，患者接受PET检查，结果显示代谢完全缓解。MRI检查显示无残留颈部淋巴结转移或可辨别的可测量喉部肿瘤，符合RECIST 1.1标准的完全缓解，直接喉镜检查显示临床完全缓解。然而，在纳武利尤单抗辅助治疗期间，即完成放化疗六个月后，患者接受CT影像学检查，结果显示新的纵隔和肺门淋巴结肿大。随后的PET扫描显示纵隔和双侧肺门淋巴结肿大以及左肾上腺结节的18F-氟脱氧葡萄糖（FDG）亲和力。2021年9月，支气管内超声和纵隔淋巴结的细针穿刺检查显示p16阴性，转移性鳞状细胞癌。对纵隔淋巴结进行了重复Oncoplus分子分析，结果显示除了基线分析中检测到的基因变异（例如CDKN2A和TP53缺失、BAP1重排以及KDM6A突变）外，还存在获得性MYC扩增，支持原发性疾病和进展性疾病之间存在克隆关系。值得注意的是，该活检组织在免疫组织化学染色中也发现PD-L1阴性。

患者开始接受化疗方案，包括卡铂（AUC 5 第1天）、5-氟尿嘧啶（5-FU，1000 mg/m2/d，第1-4天）和西妥昔单抗（400 mg/m2，随后每周250 mg/m2，21天为一个周期）。重复影像学显示，在4个周期的化疗/西妥昔单抗治疗后，病情进展，胸内淋巴结肿大（LAD）和肾上腺病变均间歇性增加，并且T10和T12出现新的脊椎转移。患者接受了右髋的姑息性XRT，然而，他的体能状态迅速恶化，并在开始化疗/西妥昔单抗治疗复发/转移性HNSCC五个月后，最终因病情进展而死亡。

鉴于在初始部分缓解后接受抗PD-1治疗时观察到快速进展的疾病中获得性MYC扩增，研究者继续从内部数据集中表征MYC扩增HNSCC的临床病理特征，对本病例患者中有和没有MYC扩增的配对样本进行RNA测序，并分析了从TCGA-HNSC数据集获得的MYC扩增病例的转录组数据。

获得性MYC扩增HNSCC的临床病理学特征：

为了进一步探究获得性MYC扩增肿瘤的临床和分子特征，研究者对2018年至2021年期间在该机构接受治疗的HNSCC患者的医疗记录进行了回顾性审查。研究者根据复发时的OncoPlus检测确定了8例MYC扩增阳性的病例（包括本例患者），以及48例带有野生型MYC的匹配对照病例。MYC扩增病例的中位年龄为61岁，25%为口咽p16阳性，所有病例（100%）在诊断时均患有局部疾病并最初接受了放化疗，而大多数（63%）最终在治疗过程中接受了免疫治疗。MYC扩增与喉原发部位的富集显著相关，并显示出TP53和CDKN2A基因变异频率升高的数值趋势，与以前的报告相似。两组之间的中位年龄、性别、治疗方式、p16状态（HPV阳性的替代生物标志物）以及诊断时的肿瘤分期没有差异，MYC扩增患者在主要治疗后出现复发和/或转移性疾病的发生率没有显著增加的趋势，MYC扩增患者为100%，而野生型MYC患者为72.9%（p=0.08）。此外，虽然在可用于分析的样本量较小的情况下，总体生存期在统计学上没有显著差异，但MYC扩增患者的中位生存期为40.6个月，而MYC野生型个体的中位生存期为49.1个月。

获得性MYC扩增的患者配对样本的RNA-Seq分析：

鉴于在HNSCC免疫治疗耐药情况下与MYC扩增相关的转录变化尚不清楚，研究者接下来对病例报告中描述的患者在基线和接受纳武单抗时R/M疾病快速进展时收集的肿瘤标本进行RNA-Seq分析。对配对样本进行的纯描述性比较转录组分析表明，已知受MYC调节的基因在疾病进展时上调，例如WNT/β-catenin通路激动剂、糖酵解途径的核心基因（例如编码磷酸果糖激酶、己糖激酶II和烯醇化酶的基因）、脂肪酸代谢基因（例如乙酰辅酶A羧化酶、脂肪酸合酶和ATP-柠檬酸裂解酶）基因、核苷酸调节因子（例如核糖核苷酸还原酶和外核苷三磷酸二磷酸水解酶）和蛋白质调节因子（例如真核翻译和延伸因子）合成网络，以及在细胞增殖和存活中发挥作用的分子（图2）。相反，已知能负向调节细胞周期、细胞凋亡和细胞粘附的WNT拮抗剂（肿瘤抑制因子）在MYC扩增疾病中下调。值得注意的是，与基线相比，参与宿主抗肿瘤免疫反应的基因（例如免疫激活调节剂、I类人类白细胞抗原（HLA）、STAT 1/2和与募集免疫抑制细胞相关的趋化因子）在MYC扩增肿瘤中几乎普遍下调。虽然这些描述性观察结果可能提供与获得性MYC扩增相关的转录组变化的快照，但预测数千个基因（近15％的转录组）是MYC的直接靶标，凸显了MYC调节信号网络的复杂性。

图2

MYC扩增的获得与广泛的转录组变化相关：

由于研究者无法基于单例测序分析得出具有统计学意义的结论，研究者接下来使用从TCGA-HNSC数据集中获得的样本进行了转录组评估。值得注意的是，携带MYC扩增的肿瘤（n=59）富集喉部疾病、TP53和CDKN2A突变，并且表现出已知与几种癌症（包括 HNSCC）致癌作用相关的多种驱动基因的显著上调（例如ELAVL2、CXCL5、FGFR4、CCNP、STC2、POU5F1B和SYT12）。显著下调的基因包含已知的肿瘤抑制因子和免疫反应调节因子（MYD88、NAT1、DDB2、PPP2R5C、LPAR6、CNP、CASP1、CXCL10 和 CEACAM1）（图3a）。有趣的是，T细胞募集趋化因子、免疫检查点、与抗原呈递相关的基因和IFN-γ信号传导的相对表达在MYC扩增的肿瘤中呈下调趋势。由于表达模式分析无法捕捉到信号传导水平上基因间动态相互作用引起的样本间细微差异，研究者接下来应用了基于通路的评分方法，将基因表达数据投射到生物网络中。使用KEGG和MSigDB Hallmark通路数据库的基因集富集分析（GSEA）显示，MYC扩增肿瘤中上调最多的通路由促进肿瘤生长、转移和化学耐药的过程所代表，例如缺氧、蛋白质代谢、糖酵解、上皮-间质转化、血管生成、WNT（已被证明可转录激活MYC表达）、NOTCH、mTORC1、Hedgehog、Hippo和IL-6/JAK/STAT3信号传导（图3b）。另一方面，与抗肿瘤免疫反应相关的通路（例如，干扰素-γ反应、T细胞受体信号传导、自然杀伤细胞介导的细胞毒性、抗原加工和呈递、Th1/Th2细胞分化和Toll样受体信号传导）在下调信号轴中富集（图3b），这可能在一定程度上解释了免疫疗法对MYC驱动的恶性肿瘤的疗效不佳。为了更详细地查询转录组数据，采用iPANDA算法来预测从Reactome数据库检索到的通路的差异激活，该数据库提供了信号传导轴的层次结构，分组为更广泛的生物功能领域。PandaOmics支持GSEA分析，揭示了与细胞周期进程、基因表达、信号转导和代谢相关的信号网络在携带MYC扩增的患者中上调，而与免疫系统和细胞凋亡相关的细胞过程下调（图3c）。值得注意的是，虽然两组之间的HPV频率、年龄、性别和诊断时的肿瘤分期没有差异，但MYC扩增肿瘤患者的5年总生存率低于MYC野生型患者（图3d），支持上述分子景观变化与患者结局的相关性。

图3

讨 论

免疫检查点抑制剂单独使用或与化疗联合使用在R/M HNSCC中已发挥重要作用并且与生存率提高有关，但获得性耐药的机制尚不清楚。本研究介绍了一个特殊病例，患者患有p16阴性会厌鳞状细胞癌，分期为T1N2cM0（IVA），在诱导纳武利尤单抗/化疗后出现部分反应，随后进行确定性同步CRT，显示出完全的代谢反应。有趣的是，尽管早期对治疗有反应，但不幸的是，该患者在积极接受纳武利尤单抗辅助治疗时出现了快速进展的转移性疾病，并且被发现获得了基线活检中不存在的MYC扩增。这就引出了一个问题：在该患者快速进展的转移性HNSCC中， MYC扩增的获得如何导致促进免疫逃避和治疗耐药的分子通路功能障碍。虽然MYC扩增在上皮型恶性肿瘤中已被充分描述并且与不良预后相关，但其在HNSCC治疗耐药性和免疫逃避中的作用尚未被明确。

研究者最初查询了内部数据库，查找复发时有MYC扩增的HNSCC患者以及MYC野生型对照，以描述该队列的临床病理学特征。值得注意的是，研究者发现MYC扩增的HNSCC在喉部原发部位富集，并且似乎与TP53和CDKN2A基因变异和HPV阴性疾病的较高频率相关，这与之前的报告一致。然而，尽管有这些发现，本队列中的MYC扩增也在其他亚部位和HPV阳性HNSCC患者中发现。虽然由于内部队列的样本量较小，无法进行具有统计学意义的预后比较，并且MYC状态仅在复发时可评估，但MYC扩增患者的中位生存期似乎呈现更差的数值趋势，且复发率更高，尽管大多数患者最终除了接受放化疗外还接受了免疫治疗，这与之前的观察结果相符。

尽管这些发现提示了独特的临床病理模式和预后意义，但无法探究获得性MYC变异在治疗耐药性（包括HNSCC中的免疫逃避）中的潜在作用。因此，研究者对来自指示病例的配对样本进行了RNA-Seq分析，以描述性地比较基线MYC野生型肿瘤样本与接受抗PD-1治疗时获得MYC扩增的远处转移性疾病。值得注意的是，研究者发现在WNT/β-catenin信号（与多种人类癌症类型的免疫排斥密切相关）、糖酵解途径、脂肪酸代谢、核苷酸调节剂和蛋白质合成网络中发挥作用的基因相对上调。同时，研究者发现已知可负向调节细胞周期、细胞凋亡和细胞粘附的肿瘤抑制因子相对下调，这与之前的观点一致，即HNSCC中的MYC扩增与激活DNA修复途径和促进DNA损伤检查点反应有关，这可能导致化疗和放疗耐药性。值得注意的是，本例患者的配对RNA-Seq分析还发现参与宿主抗肿瘤免疫反应的基因相对下调，包括免疫激活调节剂、I类HLA、STAT1/2和与肿瘤微环境内免疫抑制细胞募集有关的趋化因子。先前的研究证实了这些发现，表明MYC激活会导致免疫抑制性肿瘤微环境（如调节性T细胞）的富集，同时排除CD8+ T细胞和NK细胞，这种情况在包括HNSCC在内的几种肿瘤类型中都存在，并且有报道称MYC扩增后免疫检查点抑制剂的转移灶反应存在差异。虽然无法对单个患者进行正式的统计比较，但这些发现表明存在潜在的MYC介导的免疫逃逸机制，这可能解释了该患者在获得MYC扩增后对免疫检查点抑制剂产生继发性耐药的原因。值得注意的是，该患者在基线时肿瘤中没有PD-L1表达，这也可能解释了尽管该患者接受了免疫检查点抑制剂治疗，但仍存在免疫逃逸现象。然而，研究者注意到基线时肿瘤突变负荷非常高（18 mut/MB），即使没有PD-L1表达，也可以通过产生更高的新抗原负荷来预测对免疫检查点抑制的反应，从而促进免疫检查点抑制剂更深层次、更持久的反应。这支持了研究者的假设，即获得性MYC驱动的免疫抑制过程可能在该患者接受纳武利尤单抗时的疾病快速进展中发挥作用，即使存在强大的新抗原。

鉴于无法基于单例配对测序分析得出具有统计学意义的结论，研究者查询了公开可用的TCGA-HNSC数据集中的转录组变化。研究者再次发现喉部疾病和HPV阴性患者的富集，以及与TP53的关联增加（如先前在文献和我们的内部数据集中所述），以及与MYC野生型相比生存率显着下降。由于HPV阴性状态和TP53突变的存在是HNSCC中侵袭性疾病表型的独立预测因素，它们也可能是MYC扩增患者总体生存率较低的原因，需要进行机制研究。TCGA-HNSC分析同样发现致癌驱动基因上调，以及肿瘤抑制基因和免疫反应调节途径下调。此外，iPANDA通路激活预测分析具体确定了与细胞周期进程、信号转导和代谢相关的信号网络的上调，而免疫细胞过程和细胞凋亡确实下调。这些为基于单个病例的RNA-Seq分析的假设提供了额外的支持，即除了放化疗耐药性之外，MYC驱动的免疫逃避机制在该患者尽管对基于免疫疗法的多模态治疗有初步反应但预后不佳的原因中起着关键作用。本研究结果强调需要进行更多研究来探究MYC介导的HNSCC获得性免疫疗法耐药机制，以及潜在的组合治疗策略，以针对驱动这种治疗耐药性的细胞过程。

本研究的局限性包括单个患者病例限制了明确的结论，以及内部队列中MYC扩增病例数量较少限制了统计比较的能力。此外，由于MYC扩增与MYC野生型队列的比较具有回顾性，因此单个机构的DNA测序可能存在选择偏差和潜在的混杂因素，这限制了明确的结论和普遍性。此外，TCGA-HNSC患者的转录组数据是从原发性肿瘤中获得的，这可能无法完全反映R/M疾病进展时发生的MYC诱导信号异常的复杂网络。最后，虽然转录组通路分析侧重于潜在的MYC驱动的免疫逃避机制，但对化疗、放疗和靶向治疗的治疗耐药性也可能发挥作用。需要进一步研究以从机制上区分对免疫疗法和其他治疗方式的治疗耐药性。由于没有公认的HNSCC细胞或动物模型模拟MYC扩增，研究者目前正在创建携带MYC扩增的HNSCC类器官库。使用这些模型进行的机制研究将在后续出版物中报告。

总之，本研究表明，虽然MYC扩增在HNSCC中相对不常见，但它可能不仅在放化疗耐药中发挥关键作用，还表明获得性克隆变异可能通过各种潜在的免疫抑制机制驱动对免疫疗法的耐药，值得进一步研究。对HNSCC中MYC驱动的免疫逃避的潜在机制进行表征，可以开发生物标志物选择的靶向联合治疗策略来克服对免疫疗法的耐药性。

参考文献：

Cyberski TF, Singh A, Korzinkin M, Mishra V, Pun F, Shen L, Wing C, Cheng X, Baird B, Miao Y, Elkabets M, Kochanny S, Guo W, Dyer E, Pearson AT, Juloori A, Lingen M, Cole G, Zhavoronkov A配市值股票, Agrawal N, Izumchenko E, Rosenberg AJ. Acquired resistance to immunotherapy and chemoradiation in MYC amplified head and neck cancer. NPJ Precis Oncol. 2024 May 23;8(1):114. doi: 10.1038/s41698-024-00606-w. PMID: 38783041; PMCID: PMC11116544.

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