多组学分析揭示干扰素通路衰减是化疗难治性卵巢癌的驱动因素

多组学分析发现肿瘤细胞中I型干扰素通路活性降低是HGSC原发性铂类耐药的关键驱动因素。

卵巢高级别浆液性癌（HGSC）是最致命的妇科恶性肿瘤之一。尽管一线采用铂类-紫杉醇化疗，仍有10%-15%的患者表现为原发性耐药（化疗难治），预后极差[1]。目前，对于驱动化疗难治性HGSC的分子机制了解甚少，也缺乏有效的生物标志物或治疗策略。为了更深入的了解这一机制，Aferteva等人[2]利用DECIDER观察性试验（NCT04846933）的前瞻性队列，对化疗难治性和化疗敏感性HGSC患者的治疗初诊活检组织进行了多组学分析，旨在发现探究原发性耐药的分子驱动因素。

图1图形摘要

研究方法

本研究为一项回顾性队列研究。研究者从DECIDER试验中筛选出31例接受新辅助化疗（NACT）后病情稳定或进展的化疗难治性HGSC患者，并选择了62例临床基线特征相似但对NACT有反应（部分或完全缓解）且无铂间期（PFI）超过6个月的化疗敏感性患者作为对照(图2A，2B)。

研究对治疗前活检组织进行了全基因组测序（WGS）、批量RNA测序（bulk RNA-seq）、单细胞RNA测序（scRNA-seq）以及循环免疫荧光（CyclF）空间蛋白分析。使用PRISM[3]算法对bulk RNA-seq数据进行去卷积，以分离癌细胞、免疫细胞和基质细胞的表达成分。利用PROGENy[4]推断通路活性，利用CollecTRI[5]推断转录因子活性。通过单细胞和空间数据分析IFN-I通路活性的异质性。此外，在HGSC细胞系（COV362，Kuramochi）中进行了scRNA-seq和细胞活力实验，以验证IFN-I通路在铂类敏感性中的功能作用。

图2 DECIDER队列中化疗难治性与化疗敏感性HGSC患者的研究设计与临床特征

研究结果

患者特征

本研究从DECIDER试验中确立了31例NACT治疗后病情稳定或进展的化疗难治性HGSC患者亚队列，并选择62例基线特征相似但对治疗有反应且无铂间期>6个月的化疗敏感性患者作为对照(图2A，2B)。难治组患者在诊断时疾病负荷更高，表现为更高的播散评分（p=0.026）和更频繁的大量腹水（p=0.024）(图2B)。对83例患者的活检组织进行分析，其中58例（20例难治，38例敏感）进行了批量RNA-seq，9例进行了scRNA-seq，73例（23例难治，50例敏感）获得了WGS数据，4例进行了CycIF分析。

基因组景观

基于初治肿瘤的WGS数据分析显示，所有患者均存在TP53功能失调。两组间在同源重组修复基因突变、折叠倒位、HRD相关突变特征（SBS3/ID6）及主要致癌驱动基因（KRAS、MYC、CCNE1、NF1）的畸变频率上均无显著差异（所有FDR p>0.60）(图3A)。BRCA1/2和RAD51C/D的胚系突变仅见于敏感组。两组在拷贝数变异谱（增益、缺失、等位基因失衡）(图3B)、17号染色体LOH(图3C)及肿瘤进化状态方面均高度相似。

图3化疗难治性与化疗敏感性HGSC的基因组景观

低干扰素-高缺氧细胞状态与化疗难治性及预后相关

对癌细胞成分的bulk RNA-seq分析显示，化疗难治肿瘤的JAK-STAT通路活性显著降低（FDR p<1e-16），而缺氧通路活性显著升高（FDR p<1e-6）(图4A)。转录因子活性分析表明，干扰素调节因子（IRF2、IRF9、IRF1）活性在难治组中降低，而HIF1A活性升高(图4B)。JAK-STAT与缺氧活性呈负相关（ρ=-0.59）(图4D)。多变量Cox分析证实JAK-STAT评分是总生存期的独立预后因素（HR=0.73，p=0.009）(图4E)。GSEA显示干扰素α反应通路在难治组中显著下调(图4F)。在DECIDER和TCGA队列中，JAK-STAT高活性组的总生存期均显著优于低活性组(图4G，4H)。

图4 与化疗难治性相关的通路和转录因子

scRNA-seq和空间蛋白谱分析证实IFN-I活性与化疗难治性相关

对9例肿瘤的scRNA-seq分析显示，敏感组恶性细胞的IFN-I通路活性显著高于难治组（p<1e-9）(图5D)，且活性异质性更大，包含难治组中未见的高活性细胞亚群(图5E)。t-CyclF空间分析显示，敏感肿瘤中pSTAT1阳性癌细胞形成簇状聚集，而难治肿瘤中大多数癌细胞为pSTAT1阴性(图5F，5G)。pSTAT1在敏感组的癌细胞和基质细胞中表达显著更高（均p<0.01）。

图5 对选定患者进行的scRNA-seq和CycIF分析揭示了化疗敏感患者中IFN-I活性的异质性

卵巢癌细胞系的铂类反应与IFN-I信号传导相关

在COV362和Kuramochi细胞系中，基于CisSenScore将经铂类药物处理过的细胞分为“更敏感”和“较不敏感”组(图6B)。PCA识别出27个与铂类敏感性相关的PCs(图6C-E)。GSEA显示，"较不敏感"细胞中干扰素α反应通路活性显著下调(图6F)。外源性IFN-α（10U/mL）与顺铂联用显著增强了两种细胞系对顺铂的敏感性（COV362 p=0.0009；Kuramochi p<0.0001）(图6G，6H)。

图6 HGSC细胞系的scRNA-seq分析显示IFN-I反应决定铂类药物耐药性

文章小结

本研究通过整合多组学、单细胞和功能实验数据，确立了癌细胞中固有的IFN-I通路活性是HGSC对一线铂类化疗反应的关键因素。化疗难治性HGSC的特征在于IFN-I通路活性衰减和缺氧通路活性增强。IFN-I活性低是HGSC患者不良预后的独立生物标志物。体外实验证实，增强IFN-I信号可以提高癌细胞对铂类的敏感性。这些发现为将IFN-I通路激活作为克服HGSC化疗难治性的精准治疗策略提供了强有力的理论依据。

参考文献：

[1] Ledermann, J.A., Raja, F.A., Fotopoulou, C., Gonzalez-Martin, A., Colombo, N., and Sessa, C.; ESMO Guidelines Working Group (2013). Newly diagnosed and relapsed epithelial ovarian carcinoma: ESMO Clinical Practice Guidelines for diagnosis, treatment and follow-up. Ann. Oncol. 24, vi24–vi32.

[2] Aferteva D, Yu R, Rajavuori A, et al. Multi-omics analysis reveals the attenuation of the interferon pathway as a driver of chemo-refractory ovarian cancer. Cell Rep Med. 2025;6:102316.

[3] Häkkinen A, Zhang K, Alkodsi A, et al. PRISM: recovering cell-type-specific expression profiles from individual composite RNA-seq samples. Bioinformatics. 2021;37(17):2882-2888.

[4] Schubert M, Klinger B, Klünemann M, et al. Perturbation-response genes reveal signaling footprints in cancer gene expression. Nat Commun. 2018;9(1):20.

[5] Müller-Dott S, Tsirvouli E, Vazquez M, et al. Expanding the coverage of regulons from high-confidence prior knowledge for accurate estimation of transcription factor activities. Nucleic Acids Res. 2023;51(20):10934-10949.

审批编号: CN-170826 有效期至: 2026-02-03
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