Nat Commun︱马骏/柳娜/黎映琴/蒋伟团队发现一组与鼻咽癌免疫异质性相关的lncRNA标志物有效预测远处转移
撰文︱梁叶琳
责编︱王思珍
制版︱查佳雪
鼻咽癌（nasopharyngeal carcinoma，NPC）高发于中国，病例占全球的47%，约70%的患者初次就诊时已是中晚期[1-3]。治疗后仍有20-30%患者发生远处转移，是导致鼻咽癌患者死亡的主要原因[4, 5]。目前根据肿瘤分期和治疗前血浆EB病毒（Epstein-Barr virus，EBV）DNA载量预测鼻咽癌患者治疗后发生远处转移风险的效能不足[6]，临床上仍缺乏有效的标志物实现患者的转移风险预测。而且鼻咽癌的肿瘤微环境中存在大量淋巴细胞浸润[7]，提示鼻咽癌中存在促癌成分和免疫成分的复杂调控。因此，利用分子标志物可能在分子异质性层面能为转移的预测提供有价值信息。
长非编码RNA（long noncoding RNA，lncRNA）是一组长度大于200bp的非编码RNA，其数量远远多于编码蛋白的RNA，起初被认为是基因转录的“噪音”，但越来越多的证据表明lncRNA广泛参与人体各项生命活动的调控[8]，并与包括癌症在内的人类疾病息息相关[9]。LncRNA通过促进癌细胞生长侵袭，调节免疫应答和癌症相关信号通路促进肿瘤转移[10]。但目前鲜有研究报道lncRNA标志物能否作为鼻咽癌患者远处转移风险的预测因子。
近日，中山大学肿瘤防治中心马骏/柳娜/黎映琴团队与桂林医科大学附属医院蒋伟团队合作在Nature Communications上发表了题为“A lncRNA signature associated with tumor immune heterogeneity predicts distant metastasis in locoregionally advanced nasopharyngeal carcinoma”的研究。该研究基于回顾性多中心队列，发现一组lncRNA转移预测标志物，并揭示该组标志物与鼻咽癌免疫异质性相关，为鼻咽癌个体化危险分层及其精准治疗提供理论依据。
为了筛选鼻咽癌远处转移相关的lncRNA，研究者在18例鼻咽癌组织与18例正常鼻咽癌黏膜组织，以及10对配对的治疗后有无发生远处转移的鼻咽癌组织中采用芯片进行lncRNA表达水平的对比分析，通过两组对比的差异基因锁定了149个与鼻咽癌远处转移相关的候选lncRNA（图1a, b）。进一步地，在训练队列中（n1=177）采用RT-qPCR的方法进一步检测候选lncRNA的表达，并采用LASSO筛选9个lncRNA构建转移预测模型，将患者分成转移高风险组和转移低风险组。生存分析发现，高风险组患者5年远处转移率高达34%，低风险组则仅为7%（图1c）。在中山大学肿瘤防治中心的内部验证队列（n2=177）和桂林医科大学附属医院的外部验证队列（n3=150）中，采用lncRNA预测模型将患者分组，同样发现高危组患者的5年无转移生存均差于低危组患者（图1d, e）。多中心验证的数据表明，该lncRNA模型能准确区分不同转移风险的患者。
图1 构建lncRNA模型准确甄别转移高危鼻咽癌患者
（图源：Liang YL, et al., Nat Commun, 2022）
为了进一步了解组成预测模型的9个lncRNA的功能，研究者采用功能富集分析，发现这些lncRNA除了富集在上皮间质转化等转移相关信号通路外，也富集在免疫相关的信号通路（图2a, b）。与免疫杀伤功能、抗原提呈相关的基因，以及趋化因子和免疫细胞标志基因在低危组中显著上调（图2c）。免疫浸润分析显示低危组患者与高危组相比，存在更多CD8+T细胞和CD20+B细胞浸润（图2d），免疫组化数字病理分析结果进一步证实了高低危组免疫细胞浸润的差异（图2e, f），揭示了该lncRNA模型对转移的预测能力可能与其反映了免疫异质性相关。
图2 lncRNA模型与鼻咽癌免疫异质性相关
（图源：Liang YL, et al., Nat Commun, 2022）
为比较该lncRNA模型与传统临床指标的效能差异，研究者采用受试者工作特征（receiver operating characteristic，ROC）曲线，在三个队列中均发现lncRNA模型对鼻咽癌转移的预测效能优于临床N分期和治疗前血浆EBV DNA载量（图3a-c）（注：外部队列无EBV DNA数据）。多因素Cox回归分析发现N分期和lncRNA模型都是预测无转移生存的独立影响因素，且N分期与肿瘤解剖学相关，lncRNA模型与分子异质性相关，因此研究者推测将两者结合可能有助于进一步提高转移预测效能。为验证这一推测，研究者采用回归分析构建N分期和lncRNA的结合模型。ROC分析发现新模型与单个模型相比，能进一步提高对转移的预测能力（图3d-f），表明lncRNA模型和N分期结合能分别从分子异质性和解剖学的维度提供预后信息，精准甄别转移高危人群，有望成为指导患者个体化危险分层和精准治疗的标志物。
图3 lncRNA模型预测效能优于传统临床指标
（图源：Liang YL, et al., Nat Commun, 2022）
综上所述，该研究首次建立并验证了鼻咽癌转移预测的lncRNA模型，能准确甄别鼻咽癌转移高风险人群，其预测效能优于传统临床N分期和治疗前EBV DNA；同时探索了该组lncRNAs的功能，揭示了高转移风险组和低转移风险组在免疫微环境的差异，为lncRNA模型对转移预测的潜在机制提供理论依据。该研究基于多中心的队列进行lncRNA筛选、模型的构建及验证，充分展示了模型的稳健性。同时研究者利用临床经济适用的RT-qPCR方法进行lncRNA的表达检测并用于模型的构建，方法简单易用；并且与临床N分期结合能进一步提高预测的准确性，简便易行，在临床上具有非常广阔的应用前景，对指导患者个体化危险分层和精准治疗具有重要意义。该研究表明lncRNA模型对鼻咽癌转移的调控可能跟免疫调节相关，但每个lncRNA对转移的调控机制可能不同，具体的分子机制仍需后续进一步探索。
原文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-022-30709-6
通讯作者马骏（一排左三），通讯作者柳娜（二排左二），通讯作者黎映琴（三排右三）
（照片提供自：马骏实验室）
作者简介（上下滑动阅读）
马骏/柳娜/黎映琴团队围绕鼻咽癌的精准诊疗展开研究，涵盖鼻咽癌多组学分子分型、表观遗传调控、免疫调控、微生物组学和代谢组学等，成果发表在NEJM、Lancet、JCO等顶尖期刊，领导制定了首个由中国学者牵头的国际指南《中国-美国临床肿瘤学会鼻咽癌诊治指南》，团队入选科技部重点领域创新团队及教育部创新团队发展计划，荣获“国家科技进步二等奖”2项。课题组拟招聘博士后1-2人，生物、医学或生物信息学背景均可，支持申请国自然、博士后基金和广东省各层次人才项目。此外，课题组拟招聘全职科研助理2-3人，有分子生物学、基础医学背景者优先，要求具备良好的学习能力、独立工作能力和团队沟通能力。有意者请将个人简历发至柳娜教授邮箱（liun1@sysucc.org.cn）
【1】PNAS︱舒兴盛/应颖团队发现锌指蛋白转录因子促进结直肠癌发生的表观遗传学机制
【2】Cell Discov︱张亮/汪思佳/李青峰团队合作发现人类毛发白化调控的新机制
【3】Current Biology︱藻类与珊瑚共生关系独立于光合作用，助于对抗珊瑚白化
【4】Trends Cell Biol︱徐铭团队从单细胞层面评述衰老细胞的异质性及研究进展
【5】Nat Commun︱余棣华团队发现EZH2促进乳腺癌骨转移的新机制
【6】STAR Protocols︱在三维基因组环境下鉴定细胞类型特异性转录调控因子协作的计算方案
【7】PNAS︱杨欢/江学良/夏宝玉团队变废为宝：微生物腐蚀构筑高效的析氧催化剂
【8】STTT︱范华昊/童贻刚/宋立华等发表新冠疫苗研发长篇综述
【9】STAR Protocols︱苏文如/郑颖丰团队发表基于高维质谱流式的人类血液免疫细胞功能分析的实验方案
【10】Cell Death Dis︱张金华课题组揭示肝纤维化新机制：肝星形细胞中MyD88通过促进巨噬细胞M1极化增强肝纤维化
参考文献（上下滑动阅读）
1. Chen, Y.-P. et al. Nasopharyngeal carcinoma. The Lancet 394, 64-80 (2019).
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3. Bray, F. et al. Global cancer statistics 2018: GLOBOCAN estimates of incidence and mortality worldwide for 36 cancers in 185 countries. CA Cancer J Clin 68, 394-424 (2018).
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5. Chen, L. et al. 10-Year Results of Therapeutic Ratio by Intensity-Modulated Radiotherapy Versus Two-Dimensional Radiotherapy in Patients with Nasopharyngeal Carcinoma. Oncologist 24, e38-e45 (2019).
6. Mao, Y. P. et al. Re-evaluation of 6th edition of AJCC staging system for nasopharyngeal carcinoma and proposed improvement based on magnetic resonance imaging. Int J Radiat Oncol Biol Phys 73, 1326-1334 (2009).
7. Ferradini, L. et al. Cytotoxic potential despite impaired activation pathways in T lymphocytes infiltrating nasopharyngeal carcinoma. Int J Cancer 47, 362-370 (1991).
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本文完