从基因组学和表观基因组学探索套细胞淋巴瘤亚

作者：王韵壹、李英、熊慧卿

从基因组学和表观基因组学探索套细胞淋巴瘤亚型的起源、发病机理和临床表现

2022-08-09 12:17 来源: 周叔说生活

原标题：从基因组学和表观基因组学探索套细胞淋巴瘤亚型的起源、发病机理和临床表现

整理：肿瘤资讯

来源：肿瘤资讯

研究背景：

MCL最初由CCND1重排驱动，分为两种不同的分子亚型：cMCL和nnMCL，其临床生物学行为不同。最常见的cMCL来源于幼稚成熟B细胞，SOX11多为阳性，并存在大量的基因组变异。患者通常表现为全身性淋巴结肿大，预后较差。而nnMCL起源于记忆B细胞，SOX11阴性，基因组较稳定，其表现为惰性起病，早期通常累及外周血和脾脏，但不累及淋巴结。两种MCL亚型都携带t(11;14)易位，但导致这两种亚型重排的机制及随后驱动它们的分子机制尚不清楚。

既往研究通过全外显子组、转录组或靶向测序等方法对MCL的突变谱进行了研究，但这些研究并未揭示MCL的全基因组层面的变异，也没有很好的阐明MCL两种分子亚型之间的差异。此外，DNA甲基化改变与全基因组遗传事件的关系仍然不明确。

研究方法：

对61例MCL患者（44例cMCL，17例nnMCL）的肿瘤和正常样本进行了全基因组测序（WGS），对21例患者进行了全外显子测序（WES），以及基于5例代表性患者的基因组作为参考基因组，进行转录组测序和DNA甲基化测序。

研究结果：

· 患者的基线特征如下表所示：

表1. 61例MCL患者的临床病理特征

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· IG/CCND1易位时IG断裂基因组学特征

60例患者存在Cyclin D1过表达，59例检测到CCND1与IGH发生重排(IGH/CCND1)，1例为IGK/CCND1重排。55例MCL在V(D)J基因重组过程中，IG基因断裂是由RAG酶介导的，其中44例IG基因断裂，可能发生在IGHD和IGHJ重组的初始阶段，对断裂处RAG的重组信号序列(RSS)进一步鉴定发现该连接处增加了1到59个非模板核苷酸(图1A-B)。其余11例中有2例发生不平衡易位，变异几乎全部来自14q(TRAJ19-IGHD21片段)，分别插入CCND1的上游或3’非翻译区(UTR) (图1C)。另外还有5例MCL患者的IGH基因断裂点与活化诱导的胞嘧啶脱氨酶（AID）参与类别转换重组（CSR）和体细胞高频突变（SHM）机制一致，表明这些易位可能是在成熟B细胞的滤泡生发中心反应期间产生的(图1D-E)。

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图2. IG/CCND1易位的断裂特征

· IG/CCND1易位时IG断裂表观基因组学特征

对chr11上的断裂点分析发现，19例患者易位(14例cMCL，5例nnMCL)发生在89bp的主要易位簇区域(MTC)。cMCL和nnMCL其余断裂点在MTC两侧分布相似(图2A)。随后分析t(11;14)相关的局部染色质特征，发现MTC基因位点对应于细胞增强子区域(H3K4me1)(图2B)。有意思的是，MTC处断裂将促进该位点现有的增强子/启动子延伸，而远离MTC处断裂似乎产生了新的激活的增强子/启动子，这可能是这些区域与IG的活性增强子/启动子区域融合所致 (图2C)。利用HiC-seq技术对这5例MCL患者的肿瘤细胞与正常对照相比，发现所有MCL患者这一区域的三维染色质结构发生了结构变异。值得注意的是，CCND1总是在TAD的远侧边缘，进一步证实了这些免疫球蛋白和新的启动子/增强子区域之间发生特定的结构变异导致CCND1基因的失调(图2D)。

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图2.chr11上IG/CCND1易位的综合分析

· 不同MCL亚型结构变异

WGS分析显示cMCL的复杂改变(52%)明显高于nnMCL(18%，图3A)，染色体碎裂主要发生在1、5、10、12、13号染色体 (图3B)。染色体编织发生在14条不同的染色体(2、6、12和19号染色体各2例)，其中1例中TERT是唯一受影响的癌基因(图3C)。两种MCL亚型均存在染色体编织和染色体碎裂现象，另外断裂-融合桥（BFB）是MCL中较为常见的新发现，但仅在少数cMCL中可见(20%)。此外，BFB周期会导致BMI1基因(4例)和MIR17HG基因(2例)扩增，并与较差的临床结局相关(图3D)。通过对结构变异（SV）分析发现 SV断裂主要发生在激活的启动子/增强子以及转录延伸相关的染色质区域，表明开放/活性染色质可能促进SV的形成，并可能影响基因表达(图3E)。拷贝数改变（CNA）图谱发现，MCL多存在1p22-p13、6q、9p21/CDKN2A、9q22-q31、11q22-q23/ATM、13q14/RB1、13q33q34和17p/TP53的缺失，3q25-q29和7p的扩增。同时还在10q21.1和15q14-q21.1处发现了新的缺失，cMCL和nnMCL的CNA变异分布存在显著差异(图3F)。

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图3. MCL复杂的基因组变异

· MCL7个新的驱动基因