膀胱癌分子分型的研究进展

刘志韬，刘富金，王 飞

（1.海南医学院附属海南医院 海南省人民医院泌尿外科， 海南 海口 570311；2.海南医学院附属海南医院 海南省人民医院病理科， 海南 海口 570311）

膀胱癌是泌尿生殖系统第二常见的恶性肿瘤［1］，根据肿瘤浸润深度可分为非肌层浸润性膀胱癌（non-muscle invasive bladder cancer，NMIBC）和肌层浸润性膀胱癌（muscular invasive bladder cancer，MIBC），NMIBC 发病率为70%～80%，特征是容易复发和进展，需要长期监测、随访及手术干预；MIBC 发病率为20%～30%，特征是进展快、易转移，五年生存率低［2］。目前膀胱癌患者的治疗选择很大程度上取决于病理学分期和组织学分级，然而，由于膀胱癌具有高度异质性，相同级别的肿瘤可能有不同的预后和治疗反应［3］。因此，建立一种高效、简洁的新方法来选择治疗方式是非常重要的。随着测序、质谱等技术的快速发展，从基因层面研究膀胱癌的分子分型有利于提高膀胱癌的诊疗水平。与传统的病理分型方法相比，新的分型方法涉及更多的肿瘤生物学信息，具有更广阔的应用前景［4］。

1 NMIBC 分子分型

目前NMIBC 相关的分子分型研究和报道并不多，随着MIBC 的研究进一步深入，业内逐渐加强了对NMBIC 的关注，以期为相关患者带来更为高效的诊治。目前主流的NMIBC 分子分型是2016 年Hedegaard 等［5］提出的UROMOL 分型，研究人员对来自多个中心的476 份样本（460 NMIBC， 16 MIBC）进行了转录组测序分析，将NMIBC 分为3类：Class 1、Class 2 和 Class 3。Class 1 高表达早期细胞周期的相关基因CCDN1和FGFR3，临床预后最好，他们还发现Class 1 与Sjödahl 及其同事提出的Urobasal A 型（Uro A）相似，通过分析NMIBC 和MIBC 的混合队列，发现大多数NMIBC 中存在Uro A 型［6］；Class 2 高表达晚期细胞周期调控因子和ERBB2相关的转录因子，Class 2 与Sjödahl 及其同事提出的基因组不稳定型相似；Class 3 具有基底样表型和FGFR3突变的特点，总生存期较短，代表NMIBC 的休眠肿瘤状态，并随着FGFR3突变逐渐转变为基底型MIBC。有研究证明NMIBC 的进展也受肿瘤分化状态的影响［7］，然而目前的NMIBC 分型对肿瘤分化状态研究较少，因此未来还需要更多的研究来完善现有的分型方法，以期能更好地评估NMIBC 的进展风险。

2 MIBC 分子分型

MIBC 可根据基因表达不同而分为不同的分子分型，这些分子分型可能与临床特点、治疗反应、预后评估等相关［8］。目前主流的分子分型系统认为膀胱癌至少可以分为两大类：管腔型和基底型［9-14］。管腔型肿瘤的特点是高表达管腔细胞标志物（如KRT-20、FGFR3、FOXA1、GATA3）、活化的PPAR 受体及雌激素受体等，其预后相对较好；基底型肿瘤的特点是高表达基底细胞标记物（如KRT5/6、KRT14），其预后较差。UNC 分型则在基底型MIBC 基础上发现了一个与乳腺癌亚型中相似的“claudin-low”亚型，“claudin-low”亚型属于基底型，但两者在疾病特异性生存率和总生存率上均无显著差异［9］。其研究结果还发现，高级别膀胱癌与乳腺癌亚型高度相似，乳腺癌的一些治疗方法是否可以适用于膀胱癌还有待进一步研究。2017 年TCGA 分型［10］则将管腔型和基底型进一步细分为5 种亚型：管腔型、管腔浸润型、管腔乳头状细胞型、基底鳞状细胞型和神经型。管腔型、管腔浸润型、管腔乳头状细胞型高表达管腔细胞标志物；基底鳞状细胞型高表达基底细胞标记物；神经型高度表达神经分化基因。2012 年Lund 分型将膀胱癌分为Urobasal A 型、Urobasal B 型、浸润型、鳞状细胞癌样型、基因组不稳定型［11］。2018 年Lund 分型将膀胱癌分为10 种亚型：尿路上皮样型（UroA-Prog， UroA，UroB， UroC）、基因组不稳定型（GU）、基因不稳定浸润型（GU-inf） 、间质样型（Mes-like）、基底/鳞状型（Ba/Sq）、基底/鳞状浸润型（Ba/Sq-inf）、小细胞神经内分泌型（Mes-like）［12］。Uro 和GU 型被归为管腔型，Ba/Sq、Ba/Sq-inf、Mes-like 和Mes-like 被归为基底型。MAD 分型则在管腔型基础上提出P53样型，P53野生型基因在P53 样型中显著激活，对化疗耐药，所有具有耐药性的MIBC 化疗后均成为P53 样型，提示P53基因可能在化疗中发挥重要作用［13］。NanoString 分型在这两种分型基础上提出第三种分型：双阴型，双阴型既不表达管腔型基因也不表达基底型基因，但是几乎所有免疫检查点配体在双阴型肿瘤中都过表达，因此该分型的患者可能从免疫治疗中获益［14］。

上述几种分型方法是目前已发表，且较为常用的，但仍有一些少见的分型方法，如2022 年中山大学肿瘤防治中心泌尿外科周芳坚团队［15］认为以往的分子分型研究大多集中在mRNA 的表达水平上，因此他们对来自TCGA 数据库的320 例MIBC 患者的3 764 个lncRNA 进行分析，将MIBC 分为4 种分型：Cluster 1、Cluster 2、Cluster 3、Cluster 4，（中位无病生存期分别为11.8、15.3、17.9 和18.9 个月），Cluster 1 显示TTN基因突变频率高，M2 巨噬细胞富集；Cluster 2 表现出对免疫治疗的潜在敏感性和对化疗的不敏感性；Cluster3 对免疫治疗具有潜在敏感性，对化疗不敏感；Cluster4 对免疫治疗不敏感，对化疗敏感。然而，该分型尚未应用于临床，还需要进行大范围、多中心和前瞻性的研究来证实。2021 年郑州大学第一附属医院张毅团队［16］提出免疫分型这一观点，认为膀胱尿路上皮癌可分为四种分型：免疫无知型、免疫失活型、冷肿瘤型和热肿瘤型。免疫无知型具有免疫抑制特点，免疫失活型对免疫治疗无反应。这两种分型的中性粒细胞相对增加，而中性粒细胞与抗肿瘤免疫作用相反，因此这两种分型预后差。冷肿瘤型完全没有免疫细胞浸润，病理类型大多为乳头状型，其分期较早，预后好。热肿瘤型被T 细胞和其他免疫细胞浸润，具有良好的抗肿瘤免疫，预后仅次于冷肿瘤型。在这4 种不同亚型中，不同的肿瘤内在信号通路参与了不同的免疫细胞的浸润和排斥，因此靶向这些肿瘤内在信号通路可能是未来治疗膀胱癌的一种有效方法。不论是主流还是非主流分型系统都从基因及分子水平对膀胱癌进行分型，都促进了对膀胱癌的认识和理解，但是不同的分型系统方法不同，标准不一，在一定程度上阻碍了实际临床应用。

2019 年，为了将目前主流的6 种MIBC 分型系统进行整合，Kamoun 等［17］提出了共识分子分型。研究人员通过对1 750 个MIBC 基因进行分析，定义了6 种亚型，分别为管腔乳头状型（Lum-P）、管腔非特异型（Lum-NS）、管腔不稳定型（Lum-U）、基质丰富型（Sr）、基底/鳞状型（Ba/Sq）和神经内分泌样型（NE-like）。Lum-P 型年轻患者比例较高，分期多为T2 期，以FGFR3突变为主，38% 的病例中有KDM6A突变，33%的病例中有CDKN2A 纯合子缺失，预后最佳。有研究表明，抑制突变的FGFR3可降低膀胱癌的恶性潜能，证实了FGFR3是膀胱癌的有效治疗靶点［18］。Lum-NS 型老年患者较多，分期多在T3-T4 期，主要表现为PPARG（76%的肿瘤）和ELF3（35%的肿瘤）的突变，可能对新辅助化疗敏感，其预后与Lum-P 型相似。Lum-U 型中男性患者较多，多分期多在T2 期，是管腔型中基因组最不稳定的亚型，以ERCC2和TP53突变为主，总生存率较低。Sr 型主要表现为平滑肌、肌成纤维细胞、成纤维细胞和内皮基因的过表达，其预后仅次于Lum-P 型。Ba/Sq 型在女性和较高分期的肿瘤中多见，分期多为T3-T4 期，其组织学检查表明79%为鳞状分化的肿瘤，高表达EGFR 受体及其配体，提示可能受益于EGFR 靶向治疗。Ba/Sq 肿瘤中免疫检查点标记和抗原呈递机制基因表达较高，表明此类肿瘤可能对免疫疗法更敏感。同时也有研究表明Ba/Sq 型的患者可能受益于以顺铂为基础的新辅助化疗［19］。此类亚型虽然预后较差，但治疗选择较多，未来还需要更多的临床试验来分析该亚型选择何种治疗方式最佳。NE-like 型最为少见，显示出细胞周期活性升高和低氧信号，表现为TP53和RB1的突变或缺失，预后最差。对膀胱癌共识分子分型进一步研究分析，可针对每种亚型的提供最合适的治疗方案。然而需要注意的是，膀胱癌是一种异质性肿瘤，同一肿瘤中可能存在多种亚型，这可能影响分子分型的精准化治疗，因此还需要更深入的研究来提高分子分型的准确性。

3 分子分型对治疗的指导意义

3.1 分子分型预测新辅助化疗（NAC）的疗效及预后

化疗一直是膀胱癌患者治疗的基石，对于MIBC 患者，美国国家综合癌症网络指南推荐以顺铂为基础的新辅助化疗然后行根治性膀胱切除术［20］，同时NAC 也是局部晚期或转移性膀胱癌的一线治疗［21］。然而并非所有膀胱癌患者都从NAC中受益，有研究表明，NAC 只能改善30%～40%的患者的总生存率［22］，且由于其严重的毒副作用，NAC 的临床应用率并不高。因此临床研究的首要任务是识别可用于预测NAC 治疗反应的生物标志物。Seiler 等［23］研究证实了不同的分子分型对NAC的药物敏感性不同，他们发现基底型较管腔型从NAC 中获益更多，而在所有分型中预后最差的NElike 型也可从NAC 中受益。Choi 等的一项研究表明，P53 样型膀胱癌对NAC 具有耐药性［13］。Marzouka 等［12］发现Ba/Sq 型的患者可能受益于NAC［19］。而Ba/Sq 型高表达基底细胞标记物，P53 样型属于管腔型［13］，因此也证实了Seiler 等的研究结果。分子分型的优势在于可以选择适合NAC 的患者，因此，对于基底型或者神经内分泌样型膀胱癌患者应先接受NAC，而不是立即根治性膀胱切除术。

3.2 分子分型预测免疫治疗的疗效及预后

在过去的几十年里，MIBC 的治疗没有取得重大进展，标准的治疗仅限于化疗和根治性膀胱切除术［24］。免疫检查点抑制剂（ICIs）的出现给膀胱癌的治疗带来了巨大的变化，ICIs 已经成为失去根治性切除机会和转移性膀胱癌患者的二线治疗及不适合铂类化疗患者的一线治疗［20］。程序性死亡受体1（PD-1）和程序性死亡-配体1（PD-L1）抑制剂是目前最成熟的免疫治疗方法，当前使用较为广泛的ICIs 包括针对PD-L1（阿替利珠单抗、durvalumab 和avelumab）及PD-1（nivolumab 和pembrolizumab）。然而并非所有患者都能从免疫治疗中获益［25］，肿瘤标志物及分子分型的开发和验证，对于接受ICIs 的患者至关重要。2017 年TCGA 分型中管腔浸润型中度表达PD-L1 和CTLA-4，该亚型虽然对NAC 不敏感，但阿替利珠单抗对该亚型治疗有一定的反应性。基底/鳞状细胞型高表达免疫标记物PD-L1 和CTLA4，基于顺铂的NAC 和免疫检查点抑制剂治疗都是合适的治疗选择［10］。神经型虽然总生存期最短，但对阿替利珠单抗最为敏感［26］，因此对于神经型的膀胱癌患者可能首先适用免疫治疗。Rosenberg 等［27］研究中发现，2014 年TCGA 分型中的Cluster I 型肿瘤（类似于管腔乳头状细胞型）对阿替利珠单抗耐药，而Cluster II 型肿瘤（类似于p53 样型/管腔浸润型）对阿替利珠单抗最为敏感。MAD分型中的P53 样型MIBC 对化疗明显耐药［13］，提示P53 样型MIBC 患者可优先考虑免疫治疗方案。随着越来越多ICIs 应用于临床，人们发现ICIs 联合化疗、放疗及两种ICIs 的双免疗法较单一的ICIs 疗法更能改善患者的预后［28］。因此未来的膀胱癌分子分型还需要预测多种联合治疗方式的药物反应性及预后，以期为膀胱癌患者提供更细致、更准确的个体化治疗。

3.3 分子分型预测靶向治疗的疗效及预后

晚期膀胱癌是一种进展较快的恶性肿瘤，分子靶向治疗的出现可以帮助优化一线和二线治疗，从而延长患者的总生存期［29］。随着分子分型研究的不断深入，与肿瘤发生发展相关的多种分子标志物被证明可以作为治疗靶点，其中成纤维细胞生长因子受体3（FGFR3）是膀胱癌中较常见的肿瘤驱动基因，早期临床试验表明，FGFR3 靶向药可以延长FGFR3 突变型膀胱癌的总生存期［30-32］。管腔型MIBC 的特点是FGFR3 突变，提示该分型可能受益于FGFR3 靶向治疗。有研究发现，在40%的膀胱癌标本中，人表皮生长因子受体2（HER2）过表达，在74%的膀胱癌标本中，表皮生长因子受体（EGFR）过表达，基底型MIBC 高表达EGFR，而管腔型MIBC 则高表达HER2［33］。目前使用的EGFR 酪氨酸激酶抑制剂吉非替尼对晚期MIBC 效果不太明显，而另一种EGFR 酪氨酸激酶抑制剂厄洛替尼对于接受根治性膀胱切除术的患者，可降低临床病理分期，提高术后患者的生存率。针对HER2 的单克隆抗体曲妥珠单抗在HER2 过表达的MIBC 中取得了一定的疗效［29］。虽然抗HER2 靶向治疗在膀胱癌临床应用较少，但越来越多临床试验表明，抗HER2靶向治疗可以为膀胱癌提供新的治疗策略。膀胱癌分子分型及治疗方式与乳腺癌相似，而管腔型MIBC 高表达雌激素受体（ER），因此MIBC 是否也可以借鉴乳腺癌的治疗方式行内分泌治疗或ER 靶向治疗？许多研究已经证实ER 与膀胱癌存在密切联系，因此深入研究ER 对膀胱癌的疗效，将会给ER+尤其是女性膀胱癌患者的治疗提供新的思路。

4 挑战与展望

膀胱癌分子分型系统正在不断更新，然而目前的分子分型系统主要集中在基因组学和转录组学的研究中，而蛋白质组学、免疫组学及代谢组学等也与膀胱癌的发生、发展密切相关。因此，在膀胱癌分子分型的研究中应该引入更多组学。此外，由于膀胱癌具有高度异质性，同一患者的肿瘤组织可能存在两种及以上的亚型，并随着肿瘤的进展，亚型可能发生改变，未来还需要更多的研究来完善分子分型系统。与传统的病理分型相比，分子分型可以更全面地分析肿瘤的内在特征，为膀胱癌个体化治疗提供指导。在未来，分子分型将成为传统病理分型的重要补充。

作者贡献度说明：

刘志韬：主要进行文献筛选、综述写作等工作；刘富金：仔细审阅初稿后提供中肯修订意见，加以完善，形成修订稿；王飞：文章整体把控、文章内容审校等。

所有作者声明不存在利益冲突关系。