中国台湾中央研究院生物化学研究所Chen等在顶级期刊《细胞》上发表重要研究成果，首次对东亚地区不吸烟肺腺癌患者的蛋白基因组图谱做了深入地分析，揭示了早期肺腺癌的独特驱动因素和生物标 ，以及性别相关的差异。研究成果显示，非吸烟者的肺癌与吸烟者的肺癌是一种不同且独特的疾病，很可能对靶向药物表现出不同的反应。(Cell. 2020, 182: 226-244.e17. doi: 10.1016/j.cell.2020.06.012.)

为弄清东亚地区肺腺癌的蛋白基因组学特征，研究者在中国台湾收集了103例未经治疗的肺腺癌患者肿瘤组织和肿瘤周围正常组织(NAT)的信息，包括全外显子测序、RNA测序、蛋白质组学和磷酸化蛋白质组学数据。103例患者中58%是女性，83%不抽烟，中位年龄为63岁。从肿瘤的类型和分期来看，89%的肺腺癌，80%的肿瘤处于ⅠA和ⅠB早期阶段。

在91例肺腺癌患者的肿瘤组织中，鉴定出23145个非同义体细胞单核苷酸变异(SNV)。在转录组水平上，共量化了30155个RNA。在蛋白组水平上，超过10000个独特的蛋白质和20000个磷酸酶被量化。

结果显示，大多数(85%)患者有EGFR突变，其次是TP53(33%)和RBM10(20%)突变。该研究队列与TCGA(癌症基因组图谱)队列的SNV总体比例不同，该队列中胞嘧啶到胸腺嘧啶(C>T)的突变最常见，而TCGA队列中吸烟相关的胞嘧啶到腺嘌呤(C>A)突变最常见。该研究队列中，C>A突变在吸烟和不吸烟人群中无显著差异。

RBM10和EGFR-L858R突变在女性患者中频繁发生，且RBM10突变在年龄较大的女性中更为普遍;而KRAS和APC在男性患者中经常发生突变。在有吸烟史的患者中，KRAS和ATM是常见的突变。

除了预期的EGFR和KRAS突变之间存在相互排他性之外，RBM10突变与TP53、KRAS、XIRP2和ZNF804B突变也相互排他。这些突变频率高的突变排他性的存在，可能表明它们之间存在新的合成致死性，或存在独特的克隆进化，这为新药研发提供了新的思路。

将本研究队列和TCGA比较，重要基因突变频率存在很大差异。该研究中，排名靠前的基因突变集中在EGFR、RBM10和RNF213，而TCGA队列中KRAS突变发生的频率较高。提示东亚地区从不吸烟肺腺癌患者的基因组与TCGA存在差异。

研究者基于非负矩阵分解(NMF)算法对该研究队列的基因变异进一步分析，确定了5个突变谱。基于这个突变谱，能分析这些突变的可能来源。其中5-甲基胞嘧啶的脱氨、APOBEC胞嘧啶脱氨酶、烟草诱变剂暴露，以及二苯并[a,j]吖啶(DBAC)与该队列的突变特征匹配最好。提示不吸烟肺腺癌患者肿瘤内的突变来源，与上面4个因素密切相关。此外，烷基化剂二甲基肼(DMH)以及1,8-二硝基芘(1,8-DNP)诱变特征也与该研究队列突变有一定匹配度。

APOBEC，中文叫做载脂蛋白B mRNA编辑酶催化多肽，是一个大家族，它们是一类高效的胞苷脱氨酶，对单链DNA和RNA上的胞苷有脱氨基作用。该研究队列中，高APOBEC突变特征患者占比44%，且在女性中占比较高(57%)，男性相对较低(25%)。

与低APOBEC突变特征和EGFR激活突变的女性相比，高APOBEC突变特征和野生型EGFR的女性更年轻，平均年龄分别为66.3岁和52.9岁。高APOBEC突变特征存在于74%的年轻女性(≤60岁)和所有无EGFR突变的女性中，而男性患者中未观察到类似的趋势。在TCGA队列中没有观察到性别或年龄特异性差异。

研究者分析发现，对于早发、且非吸烟的肺腺癌女性而言，APOBEC突变特征有潜在的独特贡献。对TCGA队列的生存分析显示，低APOBEC突变特征与所有患者、所有女性患者和无EGFR激活突变的女性患者的总生存期较长相关。

从接受联合免疫疗法(PD-1和CTLA-4)治疗的晚期非小细胞肺癌队列看，高APOBEC突变特征与无进展生存期略微延长相关，这种相关性显著。意味着APOBEC突变特征有望成为免疫治疗疗效预测的标志物。

研究者将前述5个突变谱相关的基因变异对应到染色体上。分析发现，致癌标志富集的染色体区域与TP53、ERBB2、MYC和APC等致癌基因或肿瘤抑制基因的位置重叠。例如，EGFR基因的大本营7p染色体、TP53所在的17p染色体和RB1所在的13q染色体上富集Nitro-PAH相关突变特征;而KRAS所在的12p染色体上富集了PAH和烷化剂相关突变特征。至于这种相关性是不是驱动癌症的关键因素，还有待进一步研究。

研究者尝试分别基于蛋白组、转录组和磷酸化蛋白质组数据，将患者肿瘤分成不同的分子亚型。初步研究发现，基于蛋白组的分子分型具有一定的临床意义。一些不吸烟的早期肺腺癌与吸烟的晚期肺腺癌显示相似的生物学特性。研究者认为，基于蛋白组数据的分子分型的临床意义，超越了临床分期和基因组驱动突变分型。

研究者还找到了一个有潜力作为非小细胞肺癌早期检测和治疗的生物标志物MMP11，值得在更大的队列中进一步验证。

研究者通过对肿瘤和肿瘤周边的健康组织深入的分析，首次提出了东亚肺腺癌的蛋白基因组学图谱，找到了非吸烟肺腺癌的可能自身和环境驱动因素，揭示了早期肺腺癌进展的分子特征，对东亚地区非吸烟肺癌的精准治疗有一定的促进作用。

(编译 张娜)