基因组多组学--非小细胞肺癌肿瘤免疫空间格局的驱动因素：致癌基因突变

作者，Evil Genius

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今天我们分享文献

知识积累

肺腺癌（LUAD）是一种分子水平高度异质性的肺癌，其特征为不同的致癌驱动突变，这些突变同时影响肿瘤生物学行为和临床预后。

EGFR与KRAS等驱动基因的发现推动了靶向治疗的革命性发展。

肺癌肿瘤微环境（TME）由免疫细胞、基质细胞和细胞外基质组成的复杂网络构成，这些组分与癌细胞存在动态交互。TME通过促进或抑制治疗效果深刻影响着治疗应答，因此解析TME动态对于提升疗效和克服耐药机制至关重要。

空间组学技术的进展揭示了肿瘤微环境的精密架构，表明临床转归不仅取决于癌细胞内在突变，更受到肿瘤相关细胞群间相互作用的影响。

研究重点解析了KRAS与EGFR（LUAD两大最常见驱动基因）及其与TP53共突变相关的TME差异，从机制层面揭示了肿瘤生物学特性及靶向治疗耐药性的产生根源。

结果1、致癌驱动突变与特定临床特征相关

WES检测确定了驱动突变状态。

根据驱动突变状态将患者分为六组：KRAS（71例）、EGFR（26例）、MET（9例）、PIK3CA（8例）、BRAF（3例）及未知驱动突变（40例）。

KRAS与PIK3CA突变患者多有吸烟史，而EGFR突变在女性和非吸烟患者中富集。

IMC空间蛋白组。

结果2、致癌驱动突变影响肺腺癌患者TME的细胞组成

与髓系细胞相比，EGFR、PIK3CA及未知驱动突变肿瘤中淋巴系细胞比例较高，而KRAS、BRAF和MET驱动肿瘤则呈现相反趋势。PIK3CA突变组癌细胞比例较低，提示其微环境参与程度更高。肥大细胞在EGFR突变组特异性富集。

聚焦KRAS和EGFR这两个高频突变基因。KRAS突变肿瘤中，G12C（27例）、G12D（9例）、G12V（19例）及其他突变（16例）均未引起免疫细胞比例的显著变化。而EGFR突变肿瘤则呈现显著差异：p.E746_A750del（7例）和p.G719A（4例）突变组的癌细胞比例显著降低，经典单核细胞增多；p.G719A突变组调节性T细胞显著增加，提示免疫抑制性微环境；p.E746_A750del突变组CD163+巨噬细胞升高，可能促进促肿瘤环境。p.G719A突变组中T细胞与CD163+巨噬细胞同时增多，可能反映活跃的免疫监视机制。p.E746_A750del和p.G719A突变组内皮细胞比例最高，提示这些特定基因背景中血管生成活性增强。这些发现凸显了不同EGFR驱动突变类型导致的TME细胞组成差异。

结果3、TP53共突变与免疫抑制性细胞间相互作用及规避行为相关

奥希替尼在伴有TP53共突变的EGFR突变非小细胞肺癌患者中疗效显著降低。

通过识别EGFR/TP53双突变患者，可制定更精准的治疗策略，如加强随访、早期放疗/消融处理耐药病灶，或早期采用TKI联合免疫治疗等方案。

比较EGFR单突变与EGFR/TP53共突变肿瘤：发现TP53共突变组中：1）CD8+与CD4+T细胞与NK细胞的相互作用增强，且NK细胞与内皮细胞接触更频繁。CD8+T细胞与NK细胞的物理邻近可通过IL-2、IFN-γ及颗粒酶/穿孔素交换形成激活环路，协同增强抗肿瘤活性；而NK-内皮细胞接触可能反映内皮介导的免疫调节——肿瘤条件化内皮细胞既可表达趋化因子招募NK细胞，又能上调PD-L1或释放一氧化氮抑制其杀伤功能；2）B细胞与中性粒细胞相互作用显著减弱。肿瘤浸润B细胞常聚集于三级淋巴结构（TLS），与良好预后相关，而中性粒细胞则促进免疫抑制，二者的空间分离可能维护TLS功能完整性；3）CD163-与CD163+巨噬细胞与T细胞相互作用增强，而CD163-巨噬细胞显著规避肥大细胞。巨噬细胞与T细胞的共定位可能构成TP53突变EGFR肿瘤特有的混合免疫特征。这些空间模式表明，TP53共突变将EGFR驱动的肺腺癌重塑为兼具强化细胞毒性潜能与髓系/血管精细调控的微环境。

结果4、致癌驱动突变主导肺腺癌空间微环境格局：TP53共突变状态引发进一步差异

探究不同驱动突变组间的空间组织结构差异：通过计算每个细胞最邻近10个细胞的组成特征，我们定义了9种特征性细胞邻域（CN1-9）：CD163-巨噬细胞富集区（CN1）、肿瘤核心区（CN2）、肿瘤边界区（CN3）、未分类细胞区（CN4）、血管微环境（CN5）、中性粒细胞富集区（CN6）、B细胞富集区（CN7）、辅助T细胞富集区（CN8）及泛免疫细胞区（CN9）。中性粒细胞富集区（CN6）几乎仅存在于KRAS驱动肿瘤中（图4B）；PIK3CA驱动肿瘤中血管微环境（CN5）显著富集，提示其血管生成活性更高；未知驱动突变肿瘤中未分类细胞区（CN4）比例极低。这表明恶性肿瘤细胞的基因组改变确实影响TME的空间组织模式。

拓展至20个最近邻细胞定义的更广泛细胞邻域（BCN、Broader Cellular Neighbourhoods）分析发现，BCN8（泛免疫热点2）与生存改善呈强相关，且该关联独立于驱动突变类型。BCN8以肥大细胞等高密度免疫细胞为特征，尽管有研究报道肥大细胞与肺腺癌更好预后相关[29,30]，其具体机制仍需深入探索。这些发现表明：驱动突变引导而非完全决定TME结构；肿瘤内在基因背景为特定微环境奠定基础，但高阶免疫结构的形成可独立于基因型发生。因此，最佳治疗策略应整合基因组数据与空间免疫指标。

针对EGFR突变肿瘤特异性构建的细胞邻域（ECN）分析显示，TP53共突变导致辅助T细胞主导的邻域（ECN5）显著减少，尽管总辅助T细胞比例未变。这与前述相互作用分析结果一致，说明TP53突变主要通过破坏T细胞空间生态而非改变细胞数量影响微环境。因此，T细胞空间组织紊乱连同基因组不稳定性，可能是导致EGFR驱动肺腺癌对奥希替尼耐药的潜在机制。

最后来看看方法

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