最新整理：分子检测如何指导肾癌精准分类及治疗决策

分子检测的应用对泌尿生殖系统肿瘤分类产生了重大影响。2022 年世界卫生组织将分子定义的肾肿瘤实体纳入其分类，包括琥珀酸脱氢酶（SDH）缺陷型肾细胞癌（RCC）、FH 缺陷型 RCC、TFE3 重排 RCC、TFEB 改变 RCC、ALK 重排 RCC、ELOC 突变 RCC 和SMARCB1 缺陷型肾髓质 RCC。本综述旨在概述肾癌中最重要的分子变异，特别关注特征性基因变异的诊断价值、其染色体位置以及与肾肿瘤亚型的相关性。现在可能还没有完全转向分子RCC分类，但毫无疑问，分子检测的应用将提高肾癌诊断的准确性，最终指导患者的个体化治疗策略。

研究背景

肾癌管理的快速发展凸显了在决策过程中纳入多专业知识的重要性，特别是利用新型分子技术来促进个体化诊断和治疗。过去，肾癌的分类主要基于组织形态学特征和确凿的免疫组织化学特征。对肾癌分子变异的了解不断增加，加上下一代测序（NGS）在全球的应用，正推动诊断方法从形态学到分子检测的重大转变。提出了进一步的分层和新的肿瘤实体定义。2022年，世界卫生组织（WHO）第五版“泌尿及男性生殖系统肿瘤”分类考虑了这些新进展，引入了部分基于分子特征的肾肿瘤分类。新型分子定义的肾脏上皮性肿瘤包括琥珀酸脱氢酶（SDH）缺陷型 RCC、FH 缺陷型 RCC、TFE3 重排 RCC、TFEB 改变 RCC、ALK 重排 RCC、SMARCB1 缺陷型髓质 RCC 和 ELOC 突变 RCC。此外，在更多的肾肿瘤实体中发现了特征性基因变异，正在收集证据，尚未确定关键特征，包括与频繁的KRAS突变相关的伴有核极向倒置特征的乳头状肿瘤，NF2突变双相型玻璃样砂粒体RCC，体细胞TSC2失活突变嗜酸性空泡状肿瘤（EVT），以及可能以MTOR突变为特征的低级别嗜酸细胞肿瘤。EWSR1::PATZ1融合在甲状腺样滤泡癌中反复被发现。

罕见肾肿瘤的诊断检查经常需要分析复杂的分子变异，包括不同的遗传和基因组改变。理想情况下，肾肿瘤的分子检测不仅有助于准确诊断，而且为个体化治疗提供依据。本综述讨论了特定分子变异对诊断新型和新兴肾肿瘤类型的价值，以及作为遗传性肿瘤综合征筛查工具的价值。如图1所示，我们按染色体顺序概述了肾癌中的分子变异（突变、拷贝数变异和基因融合）。我们认为，这将有助于病理学家和分子生物学家解读分子肿瘤检测或研究不同的畸变，作为其转化研究的一部分。表1总结了不同肾癌实体中的分子变异。

图1

表1

肾癌诊断中的分子变异

1号染色体

FH

延胡索酸水合酶/富马酸水合酶（FH）基因位于染色体 1q42，编码参与三羧酸（TCA）循环的关键酶之一。其主要功能是催化富马酸盐生成L-苹果酸盐。其（双等位基因）突变和/或缺失被认为是 FH 缺陷型 RCC（以前被归类为遗传性平滑肌瘤病和肾细胞癌（HLRCC-RCC））的主要分子事件。FH 胚系突变的病例通常以侵袭性 RCC 以及皮肤和子宫平滑肌瘤为特征。然而，最近的证据表明，这些癌症可能散发；因此，在2022 WHO分类中，FH缺陷型RCC包括散发性和遗传性病例。值得注意的是，基因检测的广泛应用发现了更多胚系FH突变患者，提示家族性FH缺陷的发生率可能高于先前估计。FH缺陷型RCC可表现出广泛的形态，较常见的是乳头状和管状囊性生长模式，具有病毒包涵体样大核仁。图2A展示了我们之前发表的FH缺陷型RCC代表性病例的组织学，需要分子检测辅助诊断。此外，有研究报道，嗜酸细胞（“低级别”）分化RCC与FH缺失相关。出于诊断目的，免疫组化显示FH蛋白表达完全缺失可用于识别相关病例，但在携带单核苷酸变异（SNV）的病例中，FH蛋白表达可能保留，因此在可疑病例中必须进行基因检测。

图2

SDHB

1号染色体上的琥珀酸脱氢酶复合物铁硫亚基B（SDHB）失活导致酶复合物缺陷和TCA循环相关癌代谢物积累。这种失活与SDH缺陷型RCC有关。SDH缺陷型RCC通常表现为嗜酸性粒细胞增殖，伴有泡状胞质改变，有时伴有胞质包涵体。重要的是，SDHB 表达在所有 SDH 缺陷型肿瘤中缺失，无论哪个 SDH 亚基突变（SDHA、SDHB、SDHC 和 SDHD）。因此，SDHB免疫组化（IHC）可辅助诊断。

1号染色体拷贝数变异

1、2、6、10、13、17、21和Y染色体缺失在嫌色RCC（chrRCC）中较为常见。1 号染色体变异也见于透明细胞 RCC（ccRCC）、集合管癌（CDC）、肾母细胞瘤、黏液小管状和梭形细胞 RCC（MTSC-RCC）和嗜酸细胞瘤。ccRCC中发现1p36缺失提示预后较差。在CDC中观察到1p、6、8、9、14和22缺失，这有助于将CDC与其他类型的RCC和上尿路尿路上皮癌区分开来。此外，1p和16q染色体同时缺失提示肾母细胞瘤预后不良，可作为强化化疗的依据。MTSC-RCC中可见多个染色体缺失，涉及1、4、6、8、9、13、14、15和22号染色体。此外，嗜酸细胞瘤常见1、14、21、X和Y染色体缺失。染色体1q扩增与不良预后有关，在前瞻性研究中已被用作肾母细胞瘤的预后标志物。

2号染色体

ALK

在2022 WHO分类纳入的新型肾上皮性肿瘤中，间变性淋巴瘤激酶（ALK）重排RCC被定义为一种单独的亚型。染色体重排，如涉及染色体 2p23 上 ALK 基因的重排，可形成产生嵌合蛋白的融合。其具有新的功能，相比正常对应物，通常过表达，更活跃。野生型 ALK 蛋白是一种受体酪氨酸激酶，具有严格限制的表达模式。ALK基因融合导致具有致癌活性的嵌合蛋白。

ALK重排RCC似乎非常罕见，占所有RCC病例的不到1%，一些病例与不良临床结局有关。识别了多个ALK融合伴侣，包括VCL、TPM3、EML4、STRN和HOOK1。其中，vinculin（VCL）::ALK基因融合在儿童患者中似乎很独特。此外，ALK::STRN和ALK::PLEKHA7基因融合在类似后肾腺瘤的肿瘤中有报道，证实了基因融合伴侣可能影响形态学甚至临床结局的观点。

ALK易位的诊断性检测主要包括荧光原位杂交（FISH）和NGS。IHC 可提示 ALK 重排，显示融合蛋白强表达。然而，高ALK蛋白表达可能由基因易位以外的原因引起，因此必须进行分子检测。正确诊断ALK融合RCC具有重要的临床意义，因为异常活性的ALK蛋白是有希望的靶点，可使用克唑替尼等ALK抑制剂。

2号染色体拷贝数变异

如1号染色体部分所述，2号染色体缺失是chrRCC中常见的遗传改变之一。

3号染色体

3p缺失和VHL失活

染色体 3p25-26 上抑癌基因 VHL 双等位基因失活是 ccRCC 的标志。突变、拷贝数缺失或启动子高甲基化导致失活，导致HIF1A积累和HIF靶基因过表达。由于其普遍性，VHL 突变可用作 ccRCC 诊断标志物。然而，VHL突变也见于其他几种肾癌亚型，如管状囊性RCC（TC-RCC）（17%）、乳头状RCC（papRCC）（1.1%）、chrRCC（1.5%）和FH缺陷型RCC（1.8%）。综上所述，对于ccRCC，VHL突变是典型的（>80%的ccRCC），但没有特异性。此外，其在很大程度上与预后或预测参数无关，限制了诊断潜力。最重要的是，开发了针对VHL-HIF通路的肾癌新疗法；因此，对VHL变异的广泛分析可能使这些药物能够广泛使用。

PBRM1、SETD2和BAP1

在ccRCC 中，位于染色体 3p 上 VHL 附近的其他三个抑癌基因经常同时缺失：PBRM1（约 50% 的病例）、SETD2（约 20% 的病例）和 BAP1（约 15% 的病例）。与 VHL 一样，PBRM1 突变往往发生在肿瘤发展的早期。PBRM1和SETD2突变通常共存，而PBRM1和BAP1突变在克隆水平上似乎是相互排斥的，具有不同的肿瘤表型。最近，研究表明，包括PBRM1、SETD2或BAP1突变在内的多种亚克隆驱动因素促进ccRCC的高度肿瘤内遗传多样性，并影响临床结局。尽管仍在研究中，但可以预见，在未来，对遗传亚克隆结构的详细分析可能成为ccRCC诊断的一部分，影响临床决策。

5号染色体

SDHA

SDHA是SDH复合体的另一个成员。位于 5 号染色体上的基因对其进行编码。与 SDHB 类似，SDHA 失活会导致 SDH 缺陷型 RCC。SDHA基因可发生胚系致病变异，但见于不到0.3%的人群。由于其终生外显率仅为约 1.7%，通过大型 NGS 检测鉴定的 SDHA 突变通常被认为是与肾肿瘤无关的偶然发现。重要的是，IHC分析显示，在SDHA缺陷型RCC中，SDHA和SDHB均呈阴性。

5号染色体拷贝数变异

研究表明，染色体5q、8p、9p和14结构变异可能影响ccRCC预后。染色体5q拷贝数增加与良好预后相关，而缺失则与不良影响有关。

6号染色体

TFEB

2001年，一例儿童肾肿瘤首次报道了涉及转录因子EB（TFEB）6p21位点的基因融合。基于相似的形态学、免疫组化特征和相关分子病理，最初在2016 WHO分类中，TFEB重排肾肿瘤与与IGHM增强子3结合的转录因子（TFE3）重排RCC一起归为小眼症相关转录因子（MiT）家族易位癌亚型。除TFEB和TFE3外，该转录因子亚家族还包括TFEC和MiTF。除TFEC外，在RCC中已发现涉及所有这些因素的基因易位。在2022 WHO分类中，TFEB改变的肾细胞癌成为一个独立的实体，包括TFEB扩增RCC。大多数TFEB易位RCC发生于儿童和年轻成人。

TFEB最常见的5’融合伴侣是位于 11 号染色体的 MALAT1 基因（t(6;11)(p21;q12)易位）。有趣的是，MALAT1编码一种长链非编码RNA，驱动完整TFEB蛋白过表达。最近报道了其他几个融合伴侣，包括KHDRBS2、COL21A1、CADM2、CLTC、EWSR1和ACTC。

TFEB-tRCC 是一种特别罕见的疾病，可能被低估，因为其包括多种非特异性形态，需要通过 RT-PCR、FISH 或 RNA 测序进行分子确认。TFEB 断裂分离 FISH 探针可用于诊断具有 TFEB 易位的 RCC。然而，RNA测序可提供一种更有效的方法，因为还可以检测PPP1R10::TFEB等易位中观察到的臂内倒位。这些变异会产生假阴性 FISH 结果。TFEB 蛋白强核免疫反应性可能提示存在 TFEB 融合，或者在极少数情况下，也可能由 TFEB 扩增引起。TFEB 扩增的 RCC 显示出广泛的形态，因此更容易被错误分类。重要的是，在这些情况下，TFEB 扩增不伴TFEB 重排。报道了包括TFEB基因的染色体6p扩增。这增加了基于mRNA表达或有助于拷贝数分析的大规模NGS诊断此类病例的可能性。

7号染色体

MET

间充质上皮转化（MET）基因位于人类染色体 7q31，编码 MET 受体酪氨酸激酶，作用于肝细胞生长因子（HGF）下游。其在细胞增殖、分化、迁移和存活中起着重要作用。作为一个原癌基因，MET基因突变导致c-Met蛋白组成型激活。通常在遗传性乳头状肾癌（HPRCC）中观察到胚系MET突变。MET上调定义为MET和/或HGF扩增、7号染色体拷贝数增加（MET和HGF基因位点）和/或MET激酶结构域突变。MET上调见于高达80%的papRCC，而MET基因变异在散发性papRCC中相当罕见（45岁）患者中可能被特别低估。

TFE3重排RCC报道了许多融合伴侣。由于TFE3融合的断点位点通常在框内，pre-mRNA剪接产生在外显子-外显子连接处融合的嵌合mRNA转录本。这些转录本编码与TFE3一系列编码C端的外显子相关的融合伴侣的N端部分。三种最常见的易位包括t(X;1)(p11.2;q21)，融合PRCC和TFE3基因；t(X;17)(p11.2;q25)，融合ASPSCR1 和 TFE3 基因；以及t(X;1)(p11.2;p34)，融合 SFPQ 和 TFE3 基因。最近利用RNAseq技术，发现了更多的融合伴侣，包括NONO、RBM10、DVL2、PARP14、GRIPAP1、MED15、KATA6A、NEAT1、EWSR1和CLTC。TFE3 融合伴侣通常涉及与 RNA 剪接和加工相关的基因，提示其在 TFE3 重排 RCC 肿瘤发生中的潜在作用。这些融合可持续激活TFE3或影响其核定位，驱动其致癌活性。然而，已知的 TFE3 基因融合种类相当多，可能导致 TFE3 重排 RCC 在形态学和临床上的高度异质性。此外，研究表明，TFE3重排RCC的预后取决于TFE3融合伴侣，凸显了准确分子检测的重要性。目前，TFE3重排RCC尚无标准化的诊断性检查，TFE3 IHC通常产生不可靠的结果。使用断裂分离探针的TFE3 FISH检测一直是诊断的金标准，但与TFEB-tRCC类似，该检测无法发现小的染色体内基因倒位，如RBM10::TFE3、GRIPAP1::TFE3、RBMX::TFE3和NONO::TFE3。基于NGS的技术可以在伴侣未知的情况下识别基因融合事件，能够对TFE3重排RCC进行准确的分子诊断，可能在未来更广泛地用于诊断常规。

总 结 

分子变异越来越多地用于肾癌的分类，特别是在涉及小活检、非典型高级别肿瘤和原发灶不明转移癌这些具有挑战性的病例中。然而，这些变异通常非一种类型的肾癌所独有，明确的诊断可能需要使用专门设计的 NGS panel 分析突变、拷贝数变异和易位。虽然单独检测VHL突变无诊断和预后意义，但近期研究表明，49%的VHL相关RCC患者对新型HIF-2α抑制剂Belzutifan治疗有显著反应。这提示检测VHL/HIF分子变异可能具有预测潜力，在未来可考虑用于指导治疗决策。

随着测序技术的发展和对分子标志物的了解增加，分子检测变得越来越重要，有助于肾癌的准确分类和临床决策。然而，与形态学特征相关联对于全面诊断是必不可少的。

参考文献：

Zhang X, Bolck HA, Rupp NJ, Moch H. Genomic alterations and diagnosis of renal cancer. Virchows Arch. 2023 Nov 24. doi: 10.1007/s00428-023-03700-9. Epub ahead of print. PMID: 37999735.