《Signal Transduction and Targeted Therapy》：Concordance analysis of DNA and RNA profiling: The MD Anderson IMPACT2 study in precision oncology
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本期刊物推薦一項探討DNA與RNA檢測在臨床實踐中一致性及預后價值的前瞻性研究。為解決腫瘤DNA檢測未能完全滿足臨床需求的問題，研究人員在IMPACT2（NCT02152254）臨床試驗框架下，對829名患者開展DNA與RNA綜合分析，發現TP53基因突變與VEGFA過表達存在顯著關聯，并證實表達失調基因≥6個的患者總生存期縮短，從而揭示了整合RNA分析在補充DNA信息、改善治療選擇與預后評估方面的潛力。
在精準醫學時代，DNA測序（DNA sequencing）已成為腫瘤治療決策的“羅盤”，幫助醫生鎖定可靶向的基因突變，從而為患者選擇最有效的藥物。然而，這個“基因藍圖”并非總能揭示腫瘤的全部秘密。許多患者的DNA檢測找不到“可成藥”的靶點，或者找到的突變對治療效果影響不明。這是因為DNA是相對靜態的指令手冊，而真正驅動腫瘤生長、轉移和耐藥行為的，是DNA指令被翻譯執行后活躍的轉錄本（transcript）和蛋白質。于是，科學家們將目光投向了能夠反映腫瘤動態生物學狀態的RNA表達譜（RNA profiling），試圖從“施工圖紙”的活躍程度中尋找新線索。但RNA檢測在臨床上仍處于探索階段，其與DNA檢測結果的一致性如何，能否真正用于指導治療、預測患者預后，是亟待解答的關鍵問題。為了解答這些疑問，MD安德森癌癥中心的研究團隊基于一項名為IMPACT2的前瞻性、隨機臨床試驗，對829名晚期癌癥患者進行了深入分析，其研究成果發表在《Signal Transduction and Targeted Therapy》上，為我們理解DNA與RNA在腫瘤中的復雜對話提供了寶貴洞見。
為開展此項研究，研究人員主要運用了以下幾個關鍵技術方法：
- 1.
前瞻性臨床隊列與樣本：研究基于IMPACT2（NCT02152254）臨床試驗的B部分隊列，該部分自2019年4月至2023年10月入組了438名連續患者，所有患者均計劃進行腫瘤活檢，并優先進行DNA和PD-L1檢測。最終，在829名總患者中有253名有足夠剩余腫瘤組織的患者接受了RNA測序分析。
- 2.
DNA與RNA分子譜分析：對腫瘤組織使用Tempus xT檢測法進行DNA下一代測序（next-generation sequencing），以識別基因組改變。RNA分析同樣由Tempus在DNA測序完成后進行，采用基于測序的全轉錄組RNA測序，無需匹配的正常組織對照。
- 3.
數據分析與統計學方法：使用Python（Jupyter, NumPy, pandas等包）處理和分析數據。一致性分析采用Fisher精確檢驗評估每個DNA報告基因與每個RNA報告基因之間的關聯顯著性，并對多重檢驗進行Benjamini-Hochberg校正�？偵嫫冢∣S）分析采用Kaplan-Meier方法和log-rank檢驗，并基于表達失調基因數量對患者進行分層（0-2個，3-5個，≥6個）。
研究結果
患者人口統計學和基線特征
共有829名患者參與了IMPACT2研究。在獲得RNA分析結果的253名患者中，中位年齡為60歲，52%為女性。最常見的腫瘤類型是結直腸癌（21%）、頭頸癌（12%）和肉瘤（12%）。用于DNA和RNA分析的樣本主要來自肝、軟組織和淋巴結等部位。與剩余185名因腫瘤組織不足而未進行RNA分析的患者相比，兩組在人口學和基線特征上無顯著差異，表明接受RNA分析的253名患者能代表B部分的總患者群體。
DNA和RNA分析檢測到的改變分布
在253名接受RNA分析的患者中，DNA檢測在242個獨特基因中報告了改變，RNA表達分析則在52個獨特基因中報告了改變。每名患者的基因組改變中位數為4個基因，表達改變中位數為2個基因。DNA報告的事件中，移碼或終止增益占42.9%，拷貝數事件占30.4%。RNA報告的事件中，87.7%為過表達。此部分的關聯性分布通過熱圖清晰展示。
DNA和RNA分析報告改變的一致性
在253名同時接受DNA和RNA分析的患者中，有50名患者表現出一致性，即在同一基因中同時存在基因組改變和表達改變。這50名患者中共發生了58個一致事件，涉及23個基因�？截悢凳录䴓嫵闪舜蟛糠郑�78%）的一致事件。一致性狀態因腫瘤類型和腫瘤純度而異，具有一致事件的樣本通常具有更高的腫瘤純度。
DNA和RNA分析所識別改變之間的顯著關聯
對所有DNA和RNA報告基因組成的12,584個基因對進行關聯性檢驗，發現其中123個基因對存在顯著關聯。值得注意的是，TP53基因改變與VEGFA基因過表達之間存在高度顯著的關聯，這可能在部分上解釋了TP53突變患者對貝伐珠單抗（bevacizumab）的腫瘤反應。對123個顯著關聯基因對的通路注釋分析顯示，它們與PI3K/AKT信號通路有強烈關聯。
腫瘤轉錄負擔與總生存期
研究人員分析了腫瘤轉錄負擔（Tumor Transcriptional Burden, TTB，即每位患者表達失調的基因數量）對總生存期（OS）的影響。結果發現，表達失調基因數量越多的患者預后越差：擁有0-2個、3-5個和≥6個表達失調基因的患者，其中位OS分別為9.8個月、11.9個月和6.7個月。這一生存差異具有統計學顯著性。
此外，研究還探討了TTB與PD-L1狀態的關系。PD-L1陰性腫瘤的患者往往比PD-L1陽性腫瘤的患者擁有更多表達失調的基因，盡管這種趨勢未達到統計學顯著性，但可能提示高TTB的腫瘤具有更具侵襲性、免疫排斥的表現。
研究結論與意義
本研究通過對IMPACT2前瞻性臨床試驗數據的回顧性分析，系統評估了DNA與RNA分子譜在臨床中的關聯及其預后價值，為RNA分析在精準腫瘤學中的應用提供了新的證據。
首先，研究發現DNA與RNA改變在AR、AKT2、CDK4、CDKN2A、CDKN2B、ESR1、KRAS和TP53等關鍵驅動基因子集中存在顯著一致性，其中拷貝數事件占主導。這支持了基因擴增常導致RNA過表達的已知觀點，也說明了在部分情況下，DNA改變可直接影響轉錄水平。
其次，一個關鍵發現是TP53基因改變與VEGFA過表達之間存在顯著關聯。VEGFA是TP53已知的轉錄靶點，其過表達可能部分解釋了TP53突變腫瘤對抗血管生成藥物（如貝伐珠單抗）產生反應的原因。這凸顯了RNA分析在揭示DNA數據中不易察覺的、具有臨床意義的基因-基因相互作用方面的潛力。
第三，研究提出了“腫瘤轉錄負擔”這一概念，并證實TTB≥6與更短的總生存期顯著相關。這表明全局性的轉錄組失調可能反映了更具侵襲性的腫瘤生物學特性或對治療的耐藥性，TTB有望成為一個值得進一步研究的預后生物標志物。
最后，盡管PD-L1陰性狀態與高TTB的關聯未達統計學意義，但這可能指向一種更“冷”的腫瘤免疫微環境，值得在更大隊列中驗證。
總而言之，盡管RNA檢測尚未獲得監管批準用于治療選擇，但本研究結果表明，RNA分析能夠捕獲DNA分析無法完全反映的腫瘤生物學復雜性。它尤其可能在缺乏經典DNA可操作突變的腫瘤中，為治療決策提供補充性、甚至具有指導意義的見解。未來，隨著人工智能和機器學習技術的發展，整合DNA、RNA等多組學數據，將有望進一步優化治療選擇，從而最終改善患者結局。
