胃癌中主要SWI/SNF复合物亚基突变/缺失与临床预后及肿瘤免疫反应的关系

周志毅，黄丹丹，杨树东，郭 庆，饶 秋

目前，抗PD-1/PD-L1免疫检查点抑制剂治疗可显著改善多种癌症的预后，包括胃癌。高微卫星不稳定(microsatellite instability, MSI)、高肿瘤突变负荷及PD-L1高表达是该疗法重要的三个预测性指标。然而，符合这三个指标的患者对其治疗反应的差异仍较大[1]。有必要继续寻找特异有效的预测性标志物。近来研究发现，PD-1免疫检查点抑制剂的临床获益与SWI/SNF复合物亚基功能缺失/突变密切相关[2]。SWI/SNF复合物由10～15个亚基组成，其中20%以上的恶性肿瘤存在SWI/SNF复合物亚基基因突变，参与多种癌症的发生、发展[3-4]。本研究利用公开数据集分析胃癌中主要SWI/SNF亚基突变/缺失情况，及其与临床预后、MSI、肿瘤突变负荷、免疫抑制分子表达及肿瘤浸润淋巴细胞(tumor-infiltrating lymphocytes, TILs)的关系，以探讨其与胃癌发生、发展及肿瘤免疫活性的关系，为其作为胃癌免疫治疗反应的有效标志物提供依据。

1 材料与方法

1.1 TCGA和cBioPortal分析应用cBioPortal数据库(http://www.cbioportal.org)分析胃癌中主要SWI/SNF亚基突变/缺失的情况[5]，并下载胃癌数据(TCGA，Nature 2014)，分析其与MSI状况及肿瘤突变率的关系。并进一步分析SWI/SNF亚基突变/缺失及MSI状况对肿瘤突变率的影响。

1.2 LinkedOmics数据分析使用LinkedOmics(http://www.linkedomics.org/login.php)[6]分析并下载数据，统计分析胃癌主要SWI/SNF亚基突变与预后，及其与肿瘤抑制分子PD-L1(CD274)/CTLA4基因mRNA表达的相关性。

1.3 TISIDB分析应用TISIDB(http://cis.hku.hk/TISIDB)数据库[7]分析主要SWI/SNF亚基突变与胃癌TILs之间的关系。

1.4 统计学方法应用SPSS 23.0软件进行统计学分析。相关性分析采用Spearman检验，两组数据间的差别采用T检验，Kaplan-Meier法进行生存分析，二元Logistic回归模型对下载数据进行独立性危险因素分析。

2 结果

2.1 cBioPortal数据分析结果胃癌中SWI/SNF亚基突变/缺失占比前6位的亚基为ARID1A、ARID1B、ARID2、PBRM1、SMARCA2及SMARCA4，分别占32.4%(95/293)、10.6%(31/293)、9.2%(27/293)、7.8%(23/293)、8.9%(26/293)及6.8%(20/293)，合计占比42.3%(124/293)(图1)。其突变/缺失常多个同时存在，≥2个者占44.4%(55/124)(图2)；且其突变/缺失均与高MSI(表1)及高肿瘤突变率(表2)呈显著相关性。

表1 TCGA数据示SWI/SNF亚基突变/缺失与MSI的相关性

表2 TCGA数据示SWI/SNF亚基缺失/突变中肿瘤突变率改变

图1 cBioPortal中TCGA数据示胃癌6个主要SWI/SNF亚基突变/缺失情况

图2 TCGA数据示胃癌中主要SWI/SNF亚基同时缺失/突变数：≥2个同时缺失/突变者占44.4%；1～6代表SWI/SNF亚基同时缺失/突变的数目

2.2 LinkedOmics数据分析结果LinkedOmics分析示：胃癌中各个主要SWI/SNF亚基突变患者的预后相对较好(表3)。本组进一步下载数据，根据亚基同时突变数将患者分为<2个组和≥2个组，≥2个组患者的预后显著较好(χ2=4.972，P=0.026，图3)。主要SWI/SNF亚基突变与免疫抑制分子CD274及CTLA4 mRNA表达具有显著相关性(表4、5)，除了SMARCA4突变，可能与其占比较少有关。

图3 LinkedOmics数据示多个SWI/SNF亚基同时突变患者的总生存率

表3 LinkedOmics分析主要SWI/SNF亚基突变患者的总生存率

表4 LinkedOmics分析SWI/SNF亚基突变与CD274 mRNA表达的相关性

表5 LinkedOmics分析SWI/SNF亚基突变与CTLA4 mRNA表达的相关性

2.3 TISIDB数据库分析结果TISIDB数据库分析示：主要SWI/SNF亚基突变与TILs中CD4+和CD8+T细胞、树突状细胞及单核细胞数有显著相关性(表6，图4)，说明其可能作用于肿瘤免疫活性。

表6 TISIDB数据库分析主要SWI/SNF亚基突变与TILs的关系

图4 ARID1B突变胃癌TILs中活化CD4+(A)、CD8+(B)T细胞及树突状细胞数(C)改变

2.4 Logistic回归分析结果以肿瘤突变率高、低作为因变量(以突变率高四分位为界，分为低突变率和高突变率)，运用Logistic回归分析MSI、分子分型、SWI/SNF亚基缺失/突变及拷贝数在胃癌肿瘤突变率中的影响。统计发现SWI/SNF亚基缺失/突变与MSI、分子分型均是肿瘤突变率的独立性相关因素(表7)。

表7 Logistic回归分析MSI、分子分型、SWI/SNF亚基缺失/突变及拷贝数对胃癌肿瘤突变率的影响

3 讨论

本组结果显示ARID1A、ARID1B、ARID2、PBRM1、SMARCA2、SMARCA4是胃癌中SWI/SNF复合体亚基发生突变/缺失的6个主要亚基，占比近一半。胃癌的区域化研究显示有30%的胃癌存在染色质重塑物的体细胞突变，包括ARID1A、SMARCA2和SMARCA4等，且发生在早期致癌阶段[8]。表明SWI/SNF亚基突变/缺失可能涉及胃癌的致癌机制。

本实验发现，主要SWI/SNF亚基突变病例的总生存率均相对较高，且≥2个亚基同时突变/缺失者的预后较好。可能因SWI/SNF亚基功能具有相互补偿作用，可改善某一亚基功能失活的影响[3]，其功能障碍可能与多个亚基同时异常有关，本组亦发现胃癌中SWI/SNF亚基突变/缺失有近一半为多个同时存在。目前，对于胃癌中SWI/SNF亚基异常的临床病理及预后意义尚存在争议。有研究通过免疫组化发现，ARID1A缺失与肿瘤大小、淋巴结转移和肿瘤分化显著相关，ARID1A缺失表达是预后不良的独立因素[9]。然而，也有研究显示ARID1A表达与胃癌患者生存率之间无相关性[10]。Zou等[11]发现早发性胃癌中ARID1A蛋白表达降低与TILs密度显著相关，ARID1A基因突变患者比野生型患者具有更长的生存期，ARID1A蛋白低表达或表达异质性较低的患者具有更好生存期的趋势。本实验也发现，SWI/SNF亚基突变与免疫抑制分子PD-L1及CTLA-4高表达、高TILs、高MSI以及高肿瘤突变率有显著相关性。有观点认为，SWI/SNF亚基失活突变在致癌作用与抑癌的免疫原性之间存在平衡[12]。

分子分型包括EBV型、基因组稳定型、染色体不稳定型及MSI型本实验发现，SWI/SNF亚基突变/缺失可能是除高MSI以外，导致肿瘤免疫活性升高的另一个重要因素。SWI/SNF亚基突变/缺失与高MSI的高度相关性说明两者可能协同导致肿瘤的免疫活性升高。本组经回归分析发现，SWI/SNF亚基突变/缺失及MSI均是导致高肿瘤突变率的独立自变量，两者作用于肿瘤免疫活性具有相对独立性。富集分析显示，在ARID1A突变胃肠癌中，多个上调信号途径均与肿瘤免疫活性显著相关[13]，应考虑将前者作为胃癌免疫疗法的预测标记。

总之，本实验发现胃癌中主要SWI/SNF亚基突变/缺失可能与MSI协同，并可独立作用于胃癌的肿瘤突变率、肿瘤免疫活性和免疫抑制分子表达等变量，参与胃癌的发生、发展，并使这部分胃癌亚型具有积极的免疫治疗反应，可将其作为鉴定或预测胃癌患者对免疫疗法是否有效的标记。