撰文｜高思妍 责编 | 周叶斌
生殖细胞肿瘤(GCT)是发生在婴儿、儿童、青少年和成人时期的睾丸、卵巢和生殖道外部位的肿瘤。GCT主要分为两种临床亚型：青春期前(I型)和青春期后(II型)。I型主要为畸胎瘤和卵黄囊瘤，而II型可能包含精原细胞瘤和非精原细胞瘤。流行病学和分子数据表明，I型和II型可能由不同的机制或不同的原始生殖细胞(PGC)发展阶段引起。目前I型和II型GCT均采用化疗方案，还没有有效的靶向分子疗法被批准用于治疗GCT，因此确定治疗靶点是改善GCT患者预后的当务之急。近日，Lin Xu 团队在 Nature Communications 发表了题为 Integrated genomic analysis reveals aberrations in WNT signaling in germ cell tumors of childhood and adolescence 的研究。该研究对0-24岁年龄段的GCT进行了综合基因组分析，通过体细胞突变、拷贝数改变和启动子甲基化等分析，发现WNT通路激活是儿童、青少年和青壮年GCT的一个突出特征，并与不良预后相关。这些结果强调了WNT通路信号在所有年龄段GCT中的重要性，为未来开发相关靶向治疗提供了基础。
本研究对50例0-18岁GCT患者的肿瘤/正常样本进行了全外显子测序，检测到共1180个体细胞突变，其中包含预测会产生蛋白改变的299个体细胞单核苷酸变异(SNVs)和19个体细胞小范围插入/缺失(INDELs)。为了验证发现队列中的突变并研究这些突变在更大队列中的比例，研究对129例GCT样本进行了定制捕获深度测序(包括发现队列中48例样本和另外81例GCT样本)(图1)。
图1：131例GCT样本(包含所有进行全外显子测序或定制捕获深度测序的样本)基因图谱结果，用于验证的51个基因选择是基于其在发现队列中出现频率高或基于先前研究的候选GCT驱动基因(EC：胚胎癌；SE：精原细胞瘤/异常生殖细胞瘤；TER：畸胎瘤；MMGCT：混合性恶性生殖细胞瘤；YST：卵黄囊瘤)。其中最引人注目的发现是，在10例YST和3例包含YST特征的MMGCT样本中，6个WNT通路基因(CTNNB1、APC、LRP5、TCF7L2、CHD8和FAT1)的突变率。通过整合RNA测序和全外显子测序数据，研究发现在有FAT2或FAT3体细胞蛋白改变突变的GCT样本中，与没有这种突变的GCT样本相比，CTNNB1的表达显著增加。FAT家族基因常在I型GCT中发生突变，而KIT和KRAS突变大多出现在在II型GCT中。本研究还运用高密度SNP阵列评估了148例GCT样本的拷贝数改变，I型GCT的拷贝数增加通常出现在12p、20q和21号染色体，拷贝数减少出现在1p和6q；II型GCT的拷贝数增加通常出现在12p和20q，拷贝数减少出现在10号染色体和19q(图2)。
图2：I型和II型GCT全基因组拷贝数变异的GISTIC分析基于测序结果，本研究深入分析了DNA拷贝数，启动子甲基化和基因表达数据来探究GCT样本中WNT通路基因突变模式。WNT通路激活因子表现出低水平的启动子甲基化程度和频繁的拷贝数增加，而WNT信号的抑制因子具有高水平的启动子甲基化程度和频繁的拷贝数缺失(图3)。这种模式存在于I型和II型GCT中，表明它可能是GCT的一般特征，与年龄无关。
图3：启动子甲基化程度与拷贝数改变模式提示GCT中WNT通路的激活/抑制。本研究还通过研究WNT基因拷贝数改变与预后的关系以评估WNT通路激活对GCT的预后意义。没有局灶性WNT基因拷贝数改变的GCT患者没有复发且生存率为100%，而有1-5个WNT基因局灶性拷贝数改变的患者的复发略有增加(7%的患者)，生存率略有下降。然而，在局部拷贝数改变超过5个WNT基因的GCT患者中，肿瘤复发率显著增加，患者生存率显著降低。
图4：(c) 114例GCT患者复发的比例按WNT基因拷贝数改变分组。(d) 114例I型和II型GCT患者的总生存率根据WNT基因拷贝数改变的数量进行分组。最后，本研究在体外研究中证实了WNT抑制剂可以抑制GCT细胞生长(图5)，进一步提示了WNT通路基因表达与GCT患者预后的相关性。
图6：在WNT抑制剂IWR-1或PORCN抑制剂处理下的GCT细胞生长变化。以上研究结果均表明了WNT通路可能是各年龄阶段GCT患者不良结果的驱动因素，或许可以成为预测GCT患者预后的因素之一。同时，本研究结果也可为今后研发针对GCT靶向治疗的参考，WNT抑制剂或可成为研究GCT靶向治疗的方向。撰文
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*本文由深圳市拾玉儿童公益基金会“儿童肿瘤前沿”团队编译或约稿，文中图表均源引自文献原文。本文著作权归文章作者所有，欢迎个人转发分享，未经允许禁止转载，作者拥有所有法定权利，违者必究。如需转载，请留言或联系[email protected]。本文旨在分享儿童肿瘤科研前沿成果，不是治疗方案推荐。如需获得疾病治疗方案指导，请前往正规医院就诊。
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Germ cell tumors (GCTs) are neoplasms of the testis, ovary and extragonadal sites that occur in infants, children, adolescents and adults. Post-pubertal (type II) malignant GCTs may present as seminoma, non-seminoma or mixed histologies. In contrast, pre-pubertal (type I) GCTs are limited to (benign) teratoma and (malignant) yolk sac tumor (YST). Epidemiologic and molecular data have shown that pre- and post-pubertal GCTs arise by distinct mechanisms. Dedicated studies of the genomic landscape of type I and II GCT in children and adolescents are lacking. Here we present an integrated genomic analysis of extracranial GCTs across the age spectrum from 0-24 years. Activation of the WNT pathway by somatic mutation, copy-number alteration, and differential promoter methylation is a prominent feature of GCTs in children, adolescents and young adults, and is associated with poor clinical outcomes. Significantly, we find that small molecule WNT inhibitors can suppress GCT cells both in vitro and in vivo. These results highlight the importance of WNT pathway signaling in GCTs across all ages and provide a foundation for future efforts to develop targeted therapies for these cancers.
DOI: 10.1038/s41467-023-38378-9
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