子宫内膜癌分子分型及临床应用研究进展*

王铭洋，范文生，叶明侠，杨 雯，王 楠，李明霞，孟元光**

(1.中国人民解放军总医院第一医学中心，北京 100853;2.南开大学医学院，北京 100853)

子宫内膜癌(endometrial carcinoma,EC)是女性生殖系统常见的恶性肿瘤，在全球范围内其发病率逐年升高。文献报道，西方国家每10000例女性中有10～19例患EC[1]。近年我国EC的发病率与病死率逐年上升，发病率居女性生殖系统恶性肿瘤的第二位[2]。多数EC患者经手术治疗后预后较好，但对于晚期或复发、转移性EC，传统的治疗手段效果有限，患者预后较差。目前用于指导EC术后治疗的依据是分期术后病理检查，包括组织类型、肿瘤分级和分期，疗效评估和疾病监测则依靠血清CA125水平及超声、磁共振等辅助检查，然而这些检查的敏感度和特异性较差。因此，探寻新的疗效评估标记物，精确、高效地对EC患者进行预测与分类，建立系统、规范、个体化的治疗依据是精准医学治疗下热点研究方向，具有重要的临床意义。

1 EC传统分型

基于EC流行病学及发展过程中的雌孕激素作用、预后差异，1983年Bokhman[3]总结提出EC的传统分型方法，将EC分为Ⅰ型和Ⅱ型。Ⅰ型为雌激素依赖型子宫内膜癌，好发于绝经后人群，合并高血压、糖尿病及肥胖症者多见，最常见的组织学亚型是子宫内膜样腺癌(约占80%～85%)[4]，还包括一些少见的类型，如内膜样腺癌伴鳞化、黏液腺癌及分泌型癌，其主要内分泌特征表现为高雄激素及脂质、碳水化合物代谢紊乱，病灶多局限于子宫，预后较好。Ⅱ型子宫内膜癌又叫非雌激素依赖型，约占10%，主要为浆液性癌、透明细胞癌、癌肉瘤等，此类肿瘤侵袭性强，预后差[5]。然而在临床实践中发现传统分型作为临床风险预测存在一定不足，2016年Brinton等研究得出不同于传统分型的结果：雌激素水平与I型、II型EC风险呈正相关。此外，两种分型并非完全独立，分型相同的患者预后可能差异很大，且两者分子水平的检测结果存在交叉。有研究指出[6]，TP53基因在II型EC的突变率超过90%，在I型EC中的突变率约20%。

世界卫生组织(World Health Organization,WHO)[7]于2014年提出9种规范的EC病理分型，包括子宫内膜样腺癌(estrogen-related endometrioid carcinomas,EEC)、浆液性子宫内膜癌(serous endometrial carcinoma,SEC)、浆液性癌(serous carcinoma,SC)、黏液性子宫内膜癌、透明细胞癌、神经内分泌肿瘤、癌肉瘤、未分化癌、去分化癌。其中，低分化子宫内膜癌、未分化癌、去分化癌等均属于高级别子内膜癌[8]。临床工作中,病理是诊断EC的金标准，然而对组织形态学相近的SC和低分化EEC来说，诊断存在一定分歧。一项涉及56例高级别EC的病理回顾研究中[9]，3名病理学家仅有62.5%的诊断一致率。虽然p53免疫组化在区分SC和低分化EEC方面具有实用价值[7]，然而文献[6]指出少数高级别EEC与SC一样存在p53免疫组化异常。较明确的是，虽然低分化EEC与SC存在组织形态学的近似，但是两者的预后有明显差异，SC比低分化EEC预后差[10]，足以见得，病理学诊断错误可能引起临床诊疗决策失误。此外，分子水平异质性对于病理分型也是一个障碍[11]，美国癌症基因图谱[12]发现近25%诊断为高级别EEC与SC存在相似的分子表型。

2 TCGA分子分型的提出

肿瘤分子分型的概念由美国国立癌症研究所(National Cancer Institude,NCI)在1999年第一次提出，旨在应用分子分析技术为疾病分类提供更多信息，进而将疾病从宏观形态学转向以分子特征为基础的微观分类体系。

2013年美国癌症基因组图谱(The Cancer Genome Atlas,TCGA)[12]结合对373例EC样本(包括307例EEC，53例SC和13例混合型EC)进行基因组学、转录组学和蛋白组学的分子水平综合分析及临床特征、预后的总结，第一次提出EC的4种分子分型，即POLE突变型(7%)、MSI高突变型(28%)、低拷贝数型(39%)、高拷贝数型(26%)。

POLE突变型：POLE是DNA聚合酶ε(DNA poly-Merase Epsilon，polε)的核心催化亚基，与DNA复制和修复相关，参与DNA链延长过程，并在延长中校正复制错误[13]。POLE的核酸外切酶区域突变会导致大量基因突变。POLE突变型以EEC为主，常呈高级别病变且伴有淋巴浸润[14]，TCGA研究中，约6.4%的低级别EEC和17.4%的高级别EEC属于POLE突变型(约占EC的10%)。分子水平上，此类肿瘤突变特征表现为PTEN(94%)、PIK3CA(71%)、PIK3R1(65%)、FBXW7(82%)、ARID1A(76%)、KRAS(53%)和ARID5B(47%)，且具有极高的TMB水平(232×106muts/Mb)和丰富的肿瘤浸润淋巴细胞(Tumor Infiltrating Lymphocyte,TIL)。在4种分子分型中此类患者预后最好。研究表明，EC在PI3K/Akt/mTOR信号通路上具有高度突变的特点[15]，PTEN是该信号通路的重要基因，其功能的丧失会导致该通路不受控激活和随后的癌变。研究显示[11]，PTEN突变在多达80%的EEC和55%的子宫内膜增生症中分离出来。2019年Liang等[16]对120例EC患者进行免疫组化分析，免疫组化结果中，PTEN、ER、PR的组合可成为预后预测模型，三者均高表达(大于50%)时提示肿瘤低度恶性。据推测，PTEN基因突变是EC预后较好一个重要生物标记物。

MSI高突变型：DNA错配修复(mismatch repair，MMR)基因能识别和修复在DNA复制、重组过程中的错误，其缺陷导致微卫星不稳定(microsatellite instability，MSI)。文献报道，MSI现象存在于多种类型的实体瘤中，如EC、结直肠癌、肺癌等[17]，还与Lynch及散发性内膜癌有关[18]。TCGA研究中，MSI高突变型约占EC的30%，28.6%的低级别EEC和54.3%的高级别EEC属于MSI型。分子水平上，此类肿瘤特征突变包括PTEN(88%)、RPL22(33%)、KRAS(35%)、PIK3CA(54%)、PIK3R1(40%)和ARID1A(37%)，且具有较高TMB水平(18×106muts/Mb)，而且有一定的TIL[19]。此类肿瘤多数预后较好。

低拷贝数型：拷贝数变异(copy-number variant，CNV)是指基因组部分重复的现象[12]，TCGA根据体细胞拷贝数变异的特点将第三种分子及预后特征的EC归为低拷贝数型，此类型包含了TCGA研究中60%的低级别EEC、8.7%的高级别EEC、25%的混合癌和2.3%的SC。分子水平上，本类型患者在PTEN(77%)、CTNNB1(52%)、PIK3CA(53%)、PIK3R1(33%)、ARID1A(42%)和KRAS(16%)显示突变，TMB水平约(2.9×106muts/Mb)，此类型在4种亚型中具有中等预后。其中，CTNNB1在这类肿瘤中呈特征性表达。CTNNB1是Wnt/β-catenin信号通路的重要基因，这一通路在50%的EEC和80%的SC中均有异常表达[20]。CTNNB1突变后在细胞核内积累并促进细胞增殖。Kurnit等[21]研究245例低级别(中高分化)、早期(I/II期)的EEC患者，对其进行基因测序发现，CTNNB1和TP53突变是这类患者复发进展的重要标志。Vermij等[19]总结，CTNNB1可能成为分子分型中第5种分子分类指标。

高拷贝数型：TCGA数据中，最后一组被称为高拷贝数型，又叫浆液样(Serous-Like)子宫内膜癌，在四个亚型中最具异质性，包含了约94%的SC、62%的混合性癌、25%的高级别EEC和仅5%的低级别EEC。分子水平上，与低拷贝数相比有大量拷贝数变异(CNV)，特征突变表现在TP53(92%)、PPP2R1A(22%)和PIK3CA(47%)。TP53基因是至今为止与肿瘤相关性最高的基因，在人类基因组稳定性中起着至关重要的作用。有研究[22]证实,TP53抑癌基因的突变与肿瘤的发生、快速进展和较强的侵袭性有关。高达90%的浆液性癌中存在肿瘤抑制基因TP53突变[23]。高拷贝数型肿瘤TMB水平约(2.3×106muts/Mb)。与其他3个亚型相比，本分型患者预后最差。

3 替代分子分型的提出及研究进展

由于TCGA分子分型方法较繁琐、耗资大、临床实践性差，且TCGA未形成规范的分组方法，其他研究者利用TCGA数据进一步研究,力求寻找临床实用的简易分类。研究较多的替代分型是ProMisE分子风险分型。

Talhouk等[24]在2015年通过回顾TCGA数据，将自身数据与TCGA数据进行对比，对143例EC患者进行回顾性分析提出8种预设的替代分型，并将提出的预设模型与当前欧洲肿瘤内科学会(European Society for Medical Oncology,ESMO)风险分层进行对比,筛选出最恰当的替代分子分型。通过高通量基因测序技术检测POLE核酸外切酶区域突变情况、DNA MMR免疫组化及p53免疫组化方法得到4组分型，即POLE突变型、MSI高突变型、p53野生型、p53突变型。其中，POLE突变型的筛选未找出简易的替代方法。McConechy等[25]证实MMR免疫组化与MSI检测结果具有高度一致性，可用于替代MMR状态的检测。

此后，2016年Talhouk等[26]对60例EC患者使用该分型方法进行分型，证实该分型在诊刮标本及分期手术子宫标本的一致率较高，提示将此分型方法用于诊刮标本能尽早为患者个体化治疗提供有效信息，以免过度治疗。2017年McConechy等[27]再次对319例EC患者使用上述分型方法进行验证研究，得出与临床预后拟合较好的结果，并发现该分型与ESMO风险分级体系结合优于单纯ESMO对预后的监测效果，进而将该分子风险分层体系命名为ProMisE(Proactive Molecular Classification Tool)。ProMisE分类方法操作简单，成本相对较低，展现出广阔的科学研究价值和临床应用前景。McConechy等[28]回顾分析406例EC患者的临床资料，结果显示POLE突变者的无进展生存期及总生存期均长于非突变组。Timmerman等[1]对108例EC患者使用替代分型进行分类得出POLE突变型7例(6%)、MSI高突变型33例(31%)、p53野生型48例(44%)、p53突变型23例(21%)，发现POLE突变型预后最好，p53突变型预后最差。

4 分子分型在临床的应用研究与展望

4.1 对预后的预测价值 当前，大量关于分子分型的回顾性研究证实其对预后的预测能力。研究发现[29]，同样是诊断为EEC的患者，POLE突变组和MSI高突变组的无复发生存期明显长于p53野生型和p53突变型。McMeekin等[30]研究1024例EEC的临床数据发现，MSI型EEC往往合并不良预后因素，如FIGO分期晚、肿瘤细胞高级别和淋巴脉管间隙受累(LVSI)，然而其预后与错配修复蛋白系统完整型无显著差异。一项PORTEC-3试验中初步得出高风险POLE突变型患者预后较好，并且与治疗措施无关[31]。目前，POLE突变型和MSI高突变型EC患者预后较好的原因仍不明确，考虑与肿瘤免疫微环境有关[22]。TCGA数据[12]提示，POLE突变型和MSI高突变型均有较高的肿瘤突变负荷(TMB)水平和肿瘤浸润淋巴细胞(TIL)。Santin等[32]对131例EC患者肿瘤组织进行POLE突变检测，发现POLE突变型肿瘤组织中T淋巴细胞数量显著高于POLE野生型肿瘤组织，且浸润T淋巴细胞表面PD-1表达升高。Mehnert等[33]发现，POLE突变型EC肿瘤组织中淋巴细胞浸润丰富，肿瘤组织局部微环境中免疫应答反应活跃。较高的TMB水平和丰富的TIL提示肿瘤免疫原性较强，可刺激机体适应性免疫应答。这也成为免疫检查点抑制剂药物在EC领域的研究热点之一[19]。

4.2 对诊断的补充价值 对于组织形态学相近，病理难明确诊断的患者，分型更具有指导价值及优势。Talhouk等[26]研究发现，子宫内膜活检与子宫切除标本的分子分型具有高度一致性，通过对诊刮病理进行分析，有利于实现对患者的精准诊断及风险分级。2019年，国际妇产科病理协会[8]建议，将基于分子分型的描述与FIGO分级一起应用在病理描述中，如“低级别子宫内膜癌(中分化)”，其中低级别包括中、高分化，高级别指低分化，这是分子分型与临床结合的一大突破。

4.3 对治疗的指导价值 Talhouk等[24]指出,有一半的POLE突变型和MSI高突变型患者被认定为高风险，被过度治疗，承受药物或治疗手段的副反应。当前，EC缺乏严格统一的治疗规范，主要是以手术为主的放疗、化疗、内分泌治疗等系统治疗。传统治疗方案中，患者不得不承受手术范围大、并发症风险多、辅助治疗的副反应等压力。在大量临床试验结果的支持下，分子分型的应用可能实现EC治疗的个体化、精准化、标准化。

4.3.1 精准评估手术范围 对患者生存质量最有益处的个体化手术方案是临床医师考虑的重要问题。Talhouk等[26]发现，对子宫内膜活检或子宫切除标本进行分子分型具有高度一致性。Chapel等[34]的研究也证实，诊刮标本及子宫切除标本的DNA MMR的免疫组化结果高度一致。子宫内膜活检组织的分子分型可能成为临床医师评估手术方式、手术范围的有效工具，减少过度治疗或治疗不足。基于分子分型与预后的强关联性，或许可考虑以下问题：哪些患者可保留生育功能?哪些患者不必行淋巴清扫?哪些患者需扩大手术范围，如切除阑尾和大网膜?哪些患者更适合非手术治疗?

4.3.2 选择合适的辅助治疗 Sastin等[32]的离体肿瘤细胞研究发现，POLE突变型肿瘤细胞对铂类药物体外耐药率明显高于POLE野生型细胞株，同时发现高风险MSI型放疗敏感性优于化疗。研究发现[35]，中高危MSI高突变型的患者对于阴道内放疗比较敏感，这种方法可预防盆腔淋巴结复发。有文献总结[31],MSI型患者进行术后辅助放疗有助于提高疾病特异性生存期。有研究提示p53突变型可能存在放疗抵抗。Bosse等[36]研究发现，对于p53免疫组化异常的高风险患者，化疗可改善预后。综上，POLE突变型EC患者早期可能不需辅助治疗，而且此类患者可能存在铂类化疗药物耐药,MSI高突变型患者的辅助治疗以放疗较好,p53突变型患者有较强的放疗抵抗，对化疗的治疗反应较好。正在进行的PORTEC4a试验[19](NCT03469674)是第一项前瞻性研究分子分型指导下辅助放疗对中高风险的EC患者疗效的临床试验，在该研究对象中，一组患者进行标准的阴道内放疗(vaginal brachytherapy，VBT)，另外一组根据分子分型选择个体化辅助治疗，包括无辅助治疗、阴道内放疗和体外照射放疗，试验结果或可对分子分型指导下的辅助治疗做出理性分析。

4.3.3 探索新的治疗模式 近年，免疫检查点抑制剂成为肿瘤免疫治疗的研究热点，被证实在多种肿瘤的治疗中具有重要价值，分子分型也为当前治疗手段匮乏的复发性或转移性EC提供了新的治疗策略[37]。临床研究较多的免疫检查点抑制剂多针对程序性死亡受体-1(programmed cell death protein 1，PD-1)及其配体(programmed cell death ligand 1，PD-L1)。肿瘤细胞表面的PD-L1与活化的T淋巴细胞表面PD-1结合可减弱T细胞介导的细胞毒性，形成免疫抑制的肿瘤微环境造成免疫逃逸[38]。

抗PD-1抑制剂的药物主要包括Nivolumab单抗和Pembrolizumab单抗。Nivolumab是第一代靶向PD-1抗体的高纯度人源化IgG4亚型单克隆抗体，可阻断PD-1与PD-L1的相互作用进而提高免疫应答。Santin等[32]对2例多线辅助治疗(包括放疗、化疗)无显著疗效的POLE突变型EC患者采用Nivolumab治疗，2例均表现出临床治疗效应。另一种靶向PD-1的抗体是Pembrolizumab(商品名Keytruda)，于2014年获美国FDA批准用于晚期黑色素瘤治疗。2016年有研究提示[33]MSI和POLE突变型EC的进展性转移性疾病患者对Nivolumab或Pembrolizumab治疗具有较好的治疗反应，转移灶缩小并持续7个月(Nivolumab)和14个月(Pembrolizumab)。2017年Ott等[39]为评估Pembrolizumab用于进展性实体肿瘤的治疗中安全性和有效性的临床试验(KEYNOTE-028)得到初步结果，24例PD-L1阳性的晚期EC患者在接受Pembrolizumab治疗后，3例部分缓解，3例病情稳定，证实Pembrolizumab在PD-L1阳性晚期EC患者治疗中具有一定的安全性和临床效应。2017年5月Pembrolizumab已被美国FDA批准用于无法进行手术或转移的MMR缺陷肿瘤的治疗。2019年Prendrgast等[40]纳入74例复发性EC患者的研究发现，传统治疗失败后的MSI型患者对于Pembrolizumab的治疗反应较高。2019年NCCN子宫内膜癌指南(第3版)将Pembrolizumab推荐作为MSI-H/dMMR型EC的治疗方案。免疫治疗已经在EC治疗领域展现出广阔前景。

5 结 语

EC传统分型用于指导临床尚有一定限制，基于分子水平的研究成为临床及科研的重要领域。大量研究已证实,分子分型可用于对EC患者进行风险分级和预后预测，还可能实现对疾病的准确诊断、个体化手术、恰当的辅助治疗，并为EC免疫治疗的深入研究及开展奠定一定基础，为难治性、复发性EC患者带来福音。大量前瞻性临床试验的探索与验证有望真正实现EC诊疗中的精准化、个体化、规范化。