骨肉瘤是最常見的原發(fā)性惡性骨腫瘤，多好發(fā)于青少年。過去40年里骨肉瘤一線治療依然以手術(shù)聯(lián)合化療為主，該方案可以治愈50-70%的初治非轉(zhuǎn)移患者。然而，在表現(xiàn)出化療耐藥或伴發(fā)轉(zhuǎn)移性疾病的患者中，這一比例不足20%[1,2]。因此，亟需開發(fā)一種臨床患者分層方法，準確評估化療預(yù)后并采取針對性措施，進而有效延長患者生存期。
本研究入組了110例骨肉瘤患者，并按照患者是否實現(xiàn)五年無病生存（Disease-free survival，DFS）分為預(yù)后好組（28例）與預(yù)后差組（82例）。
選用允英公司AllNGS Panel-315實體瘤分子管家套餐，完成入組患者體內(nèi)腫瘤發(fā)生及發(fā)展相關(guān)的總計315個基因的全部外顯子與部分內(nèi)含子區(qū)段測序。測序數(shù)據(jù)經(jīng)嚴格質(zhì)控與比對注釋后，發(fā)現(xiàn)不同隊列里突變分布特征并不一致，其中有16個基因突變僅存在于預(yù)后好組中，而另有35個基因突變只分布于預(yù)后差組中。
借助于機器學(xué)習(xí)隨機森林（Random forest，RF）算法與支持向量機（Support Vector Machine，SVM）算法，本研究對所有檢測到的點突變（Single nucleotide variants，SNV）進行了篩選與建模，發(fā)現(xiàn)位于29個基因上的總計40個SNVs可以區(qū)分骨肉瘤患者化療預(yù)后。
值得注意的是，我們在炎黃中國人基因頻率數(shù)據(jù)庫（Chinese Millionome Database，CMDB）中將這40個SNVs的頻率與骨肉瘤患者進行了對比，證實其中21個SNVs的頻率與健康人群存在顯著性差異（P＜0.05），提示這些SNVs可能與骨肉瘤發(fā)生風(fēng)險高度相關(guān)。
進一步地，本研究濾除了40個SNVs中的全部同義突變，只保留位于15個基因上的17個非同義SNVs。有趣的是，患者攜帶這17個非同義SNVs的數(shù)量與患者化療預(yù)后顯著相關(guān)（P＜0.05，OR=0.799），尤其是攜帶FAT1或MSH2基因上兩個SNV位點的患者，相比于非攜帶者而言更易于獲得良好的化療預(yù)后。
為了驗證這一結(jié)論，我們后續(xù)又新募集了一個總共包含26名骨肉瘤患者的驗證隊列（8例預(yù)后好，18例預(yù)后差），并證實了攜帶這兩個非同義SNVs將對化療預(yù)后提供有益貢獻。
此外，本研究通過生物信息學(xué)分析調(diào)查了上述FAT1與MSH2兩個基因之間的關(guān)系，并構(gòu)建了調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。我們首次發(fā)現(xiàn)，中國人群中存在MSH2-TP53-FAT1這一調(diào)控軸，可能對骨肉瘤患者的化療藥物響應(yīng)具有重要意義。
綜上，本研究首次報道了兩個對中國骨肉瘤患者化療預(yù)后具有重要意義的生物標志物，同時分析了其背后可能存在的潛在的分子機制。研究成果拓展了骨肉瘤的伴隨診斷與精準分子醫(yī)療領(lǐng)域，并為指導(dǎo)骨肉瘤患者化療后生存預(yù)測及臨床分層治療提供了重要參考與理論依據(jù)。
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