耐药黑色素瘤的多器官图

　　对肿瘤、AN和NAN转录组进行解卷积，以破译器官特异性免疫环境。

　　

摘要

目前治疗的转移和失败是皮肤黑色素瘤患者死亡的最常见原因。为了确定潜在的遗传和转录组学景观，在本研究中，我们分析了11例快速尸检中MAPK抑制剂(MAPKi)和/或免疫检查点阻断(ICB)治疗后的多器官转移和肿瘤邻近组织，以及获得性耐药导致的死亡。两种治疗都会引起共同的基因改变，提示免疫逃避，交叉治疗耐药机制。大的，非聚集的缺失，倒位和染色体间易位主导重排。我们分析了来自单独黑色素瘤队列的数据，包括345名治疗初期患者和35名患者匹配的治疗前和获得性耐药肿瘤样本，进行了跨队列分析，以确定MAPKi和ICB分别是尸检中与治疗初期肿瘤相比富集的基因扩增和缺失的因素。在尸检队列中，晚期突变和结构变异显示出突变和重排特征的移位，MAPKi特别选择了同源重组缺陷、错配和碱基切除修复的特征。转录组特征和串扰与肿瘤邻近的宏观环境提名器官特异性适应途径。免疫荒漠、CD8⁺-巨噬细胞偏向原型、T细胞衰竭和2型免疫是免疫环境的特征。这种多器官分析的治疗耐药黑色素瘤提供了初步的见解与潜在的改善治疗策略。

主要

皮肤黑色素瘤(CM)表现出紫外线相关的高突变负担。相互排斥的BRAF和NRAS突变在约70%的转移性CM3中驱动MAPK成瘾。CM基因组还含有大量的结构变异(SVs)4和嗜色变。目前对这种突变景观的了解来自于最近开发的高度活跃治疗的肿瘤，包括早期疾病。MAPK抑制剂(MAPKi)/免疫检查点阻断(ICB)疗法如何改变突变景观，从而导致死亡，在很大程度上仍然未知。

转移性死亡是大多数癌症相关死亡的原因，而CM是最具转移性的癌症之一(约60%的脑转移尸检)。尽管有实验性的转移研究，但很难获得患者来源的转移组织，这限制了对临床转移和器官特异性进化的理解。虽然器官特异性转移前生态位的概念已在实验中得到证实，但临床上对转移瘤与其部位特异性宏观环境之间的共同适应知之甚少。

尽管MAPKi/ICB已成为发达国家转移性CM患者的标准治疗方法，但临床复发很常见，多药耐药是高度致命的。在一些队列中，CM获得性MAPKi耐药已经在组学尺度上进行了评估，但对临床获得性ICB耐药的了解有限。转移到可接近的解剖部位过度代表了目前获得性耐药的数据集。监测(例如液体活检)和对抗耐药性的治疗策略需要深入了解多器官机制和异质性。全外显子组测序(WES)和全基因组测序(WGS)可以表征被称为“突变特征”的模式，这些模式反映了DNA诱变过程和缺陷DNA损伤修复过程的印记19,20。目前尚不清楚特定恶性肿瘤的罕见特征，如紫外线相关的CM，是否在晚期突变中常见，这可能是由于特定治疗的影响。在肿瘤进化过程中出现的这些特征可能代表可靶向通路缺陷或合成致死性。

因此，我们从BRAFMUT或NRASMUT CM患者中收集了快速尸检黑色素瘤(RAM)队列，这些患者最初接受MAPKi/ICB治疗并对其有反应，但后来因疾病进展而死亡。该队列包括71个不同的转移性肿瘤，41个肿瘤邻近“正常”(AN)组织代表器官特异性肿瘤宏观环境，38个肿瘤非邻近正常(NAN)组织。我们从肿瘤和患者匹配的NANs中生成并分析了WES以及来自一个子集的WGS。为了剖析不同疗法的作用，我们比较分析了仅接受MAPKi或仅接受ICB治疗进展的CM患者的纵向肿瘤前和肿瘤后的WES数据。此外，我们基于肿瘤细胞富集转录组开发了器官特异性转移特征，并分析了肿瘤和AN组织之间的配体受体信号传导。最后，我们对肿瘤、AN和NAN转录组进行解卷积，以破译器官特异性免疫环境。