比较转录组图谱：罕见肾癌复杂分类的辅助诊断新模态

《Nature Communications》：Comparative transcriptome atlas as an assistive modality for complex classification of rare kidney cancers

　　本研究针对罕见肾癌分类复杂、缺乏分子特征辅助手段的临床难题，通过整合全基因组测序（WGS）和RNA测序（RNA-seq）数据构建了比较转录组图谱。研究发现基于219例肾肿瘤转录组的无监督聚类结果与WHO 2022组织学分类高度一致，并能有效界定未分类肾细胞癌（unclassified RCC）的分子特征，其中Cluster X亚群高表达神经发育相关基因（如SOX1、OLIG3）且预后显著较差。该图谱为罕见肾癌的精准分类和预后预测提供了新工具。

　　

在泌尿系统肿瘤中，肾癌的分子分型近年来取得显著进展，但罕见亚型的诊断仍面临巨大挑战。根据世界卫生组织（WHO）2022年最新分类，肾肿瘤已细分为21种亚型，包括黏液样梭形细胞癌（MTSCC）、TFE3重排肾细胞癌（TFE3-RCC）、获得性囊性疾病相关肾细胞癌（ACD-RCC）等。然而，部分病例因组织学特征复杂被归类为"未分类肾细胞癌（unclassified RCC）"，临床医生缺乏有效的分子分型工具来指导精准治疗。

目前大多数研究如癌症基因组图谱（TCGA）计划主要聚焦于常见亚型（透明细胞癌、乳头状癌等），导致罕见肾癌的分子特征认知存在空白。尽管基因检测面板已应用于临床，但仅能识别少数已知驱动基因突变，对组织学不明确的病例帮助有限。这种诊断困境可能导致患者接受不恰当的治疗方案，凸显了开发新型辅助诊断工具的迫切性。

为解决这一难题，研究团队对227例肾肿瘤进行系统分析，包括140例罕见亚型。通过全基因组测序（WGS）发现，罕见亚型中VHL基因突变频率显著低于透明细胞肾细胞癌（ccRCC），而CDKN2A基因突变在肉瘤样肾细胞癌（sRCC）等侵袭性亚型中更为常见。引人注目的是，研究人员构建了包含219例样本的比较转录组图谱，通过多种无监督聚类算法（包括t-SNE、UMAP和主成分分析）证实转录组特征与组织学分类高度一致。

关键技术方法包括：对227例肾肿瘤进行WHO 2022标准组织学评估；对52例罕见亚型进行全基因组测序（WGS）；对219例样本（含140例罕见亚型）进行RNA测序并构建比较转录组图谱；应用细胞起源（COO）算法推断肿瘤细胞来源；采用bootstrap分析验证聚类稳定性。

全基因组测序揭示罕见亚型的独特基因变异

WGS分析显示罕见亚型具有独特的基因组特征。与ccRCC频繁的VHL突变不同，除肉瘤样肾细胞癌（sRCC）等少数亚型外，罕见亚型VHL突变率较低（8/52）。CDKN2A基因突变在侵袭性亚型（如TFE3-RCC、集合管癌）中更为常见，提示其与肿瘤恶性进展相关。拷贝数变异（CNA）分析发现，未分类RCC中14q、18p和18q染色体缺失频率较高，可能参与复杂组织学特征的形成。

肿瘤突变负荷与细胞起源的特征

研究显示不同亚型的肿瘤突变负荷（TMB）存在显著差异：TFE3-RCC、上皮样血管平滑肌脂肪瘤（eAML）等亚型TMB较低，而线粒体DNA拷贝数在管状囊性肾细胞癌（tcRCC）中呈现较大异质性。通过细胞起源（COO）算法分析，研究人员将肿瘤分为近端小管（PT）、远端小管（DT）、集合管（CD）和间充质（MC）四种类型，发现罕见亚型的细胞起源具有多样性，这可能解释其分子特征的复杂性。

比较转录组图谱界定未分类RCC的分子特征

转录组聚类分析将肿瘤分为四大类：透明细胞型、乳头状型、嫌色细胞/嗜酸细胞型及其他类型。值得注意的是，MTSCC与乳头状肾细胞癌（pRCC）在聚类中相互重叠，提示二者可能共享相似的分子通路。而未分类RCC则分散于不同聚类中，体现其高度异质性。通过bootstrap验证，主要亚型的聚类稳定性较高（Jaccard指数：ccRCC 0.824，pRCC 0.780），而未分类RCC的分散分布进一步证实其分子特征的多样性。

Cluster X亚群与预后相关性

研究发现在转录组图谱中存在一个特殊聚类——Cluster X，该亚群包含多数肉瘤样变和未分类RCC病例，患者预后显著较差。基因集富集分析（GSEA）显示，Cluster X中免疫应答相关通路上调，而血管生成通路下调。差异表达基因分析发现，SOX1、OLIG3等神经发育基因在该亚群中显著高表达，基于这些基因构建的签名在TCGA队列中也能有效预测患者生存。

本研究通过整合多组学数据，首次构建了针对罕见肾癌的比较转录组图谱。该图谱不仅能辅助复杂病例的分类诊断，还能识别具有预后意义的分子亚群（如Cluster X）。特别是对未分类RCC的分子界定，为这类疑难病例的精准治疗提供了新思路。研究人员强调，转录组图谱可作为基因检测面板的重要补充，在未来临床实践中发挥辅助诊断作用。该研究为罕见肾癌的分子分型建立了新标准，对推进肾脏肿瘤的精准医疗具有重要意义。