单基因纯生信分析拿下28+？“基因突变分析”新套餐”！
众所周知，在肿瘤研究中，往往某个基因、某个细胞或是某个蛋白，对肿瘤疾病风险或预后等具有至关重要的作用，发挥着不可替代的功能。因此有很多大佬课题组都会深入到某一个基因上进行挖掘，不管是实验的通路探讨还是生信的基因分析，这种深入下去的研究通常都能拿到高分文章。 相比湿实验的不断验证，基因片段的生信研究也是非常有价值的，通常也是审稿专家所青睐的，所以今天小云带来的这篇高分文章，就是一个肿瘤相关的单基因生信研究，TP53是髓系肿瘤中的一个关键肿瘤抑制基因，作者主要从该基因的突变和片段缺失入手，解析TP53的基因型构型，利用大量TP53突变患者的分子队列和临床数据，进行TP53配置和疾病亚型的预后影响分析，作者还开发了一种新方法来预测TP53等位基因配置，并确定与临床和细胞遗传学因素相关的可能等位基因参与！总之，这项肿瘤单基因研究为髓系肿瘤的研究和预后改善提供了遗传基础和临床依据。 小伙伴们，这种可能是上高分的最佳途径哟，
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题目：定义髓系肿瘤中TP53突变临床意义的新方案
杂志：
Journal of Hematology & Oncology
影响因子：IF= 28.5012
发表时间：2023年8月3日
研究背景
TP53是癌症（包括骨髓瘤[MN]）中关键肿瘤抑制基因（TSG）。TP53可受到不同形态的低效/功能丧失（LOF）病变的影响。MN中不良预后归因于TP53突变 (
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)和17p缺失（del[17p]）导致的杂合性丧失（LOH）。Li-Fraumeni 综合征 (LFS) 中的先天性杂合
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是该基因双等位基因失活后癌症进化之前致癌级联中的第一个命中，这一过程与隐性TSG失活的2次命中理论一致。早期研究表明一些
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患者可能因体细胞复制中性LOH (CNLOH)或隐性宏/微缺失而导致双等位基因失活。推测的单等位基因体细胞
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不会影响生存，但双等位基因命中确实会带来不利的预后。第2次TP53命中代表了原发性
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患者中最相关的病变，通常具有广泛的双等位基因亚克隆，与其功能和临床影响一致。
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发生在不同的基因组配置中。特别是双等位基因失活与癌症的总体生存率较差有关。仅影响一种等位基因的病变可能不会直接导致白血病，这在预后不良的病例中质疑隐性双等位基因亚克隆的存在。
数据来源
患者队列：汇集了1010名TP53突变患者以及6390名
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病例的荟萃分析队列的分子和临床数据。来自克利夫兰诊所（CC，n=1357）、慕尼黑白血病实验室（MLL，n=1962）和公开数据集（纪念斯隆·凯特林癌症中心、癌症基因组图谱(TCGA)，BEAT AML主试验，n=4081）。对于CC，整个外显子组测序(WES)收集的数据进行了遗传学研究样本子集，配对的肿瘤和生殖系DNA用于WES。为了确定能够描述
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等位基因状态的最佳VAF界值，使用了基于生存数据的二次抽样回归的统计稳健策略。
研究思路
作者首先针对患者队列进行数据分类整合，然后检查TP53突变和17p缺失的分布，获取
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患者中的错义突变和截断；接下来对不同的TP53配置和疾病亚型的预后影响进行分析；作者为了解决精确
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等位基因状态的不确定性，开发了一种新方法来准确预测TP53等位基因配置；并确定与临床和细胞遗传学因素相关的可能等位基因参与情况；最后确认选定病例中双等位基因TP53失活和克隆嵌合以及探讨并发体细胞突变的频率和与TP53MT相关的因素。
主要结果
1. 患者队列的临床特征
作者筛查了7400名MN患者，发现其中1010名(14%)患者有1285
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(图1A)。诊断时的中位年龄为70岁(IQR 61-77)。低风险MDS(LR-MDS)、高风险MDS(HR-MDS)、sAML和原发性AML(pAML)的比例分别为34%、17%、4%和27%(表1)。在这项研究中，HR-MDS患者的定义是原始细胞计数≥5%。大多数
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患者在细胞遗传学评估中具有复杂的核型(704/981；72%)(表1)。
表1 研究队列的临床和细胞遗传学特征
2. TP53突变和17p缺失的分布
在检测到的
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中，74%的患者出现错义突变，15%出现截短，而11%的患者同时出现错义和截短的命中(图1A)。错义突变分布在6个主要位点，包括典型热点病变(此处定义为来自最典型位点的±5个氨基酸，图1A)。大多数错义
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(69%)在规范位点(R175H、Y220C、M237I、R248Q、R273H、R282W)中检测到。没有观察到不同MN亚型之间
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的数量或病变位置存在任何差异(图1B)。总体而言，203名患者存在del(17p)，其中118名(58%)患者存在
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错义，17%存在
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截短，6%的患者同时存在错义和截短的
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，而19%的患者未发现突变。突变通常与TP53基因座的缺失同时发生，无论是作为孤立的病变，还是在复杂核型的情况下更常见，其中81%的del(17p)患者中发现了
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(图1C)。无论配置如何，与
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携带者相比，
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携带者的总生存期(OS)较差(HR2.7[95%CI 2.53–3.02])。截短和错义
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或规范和非规范错义
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之间的OS没有观察到显着差异(图1D和B)。
图1 TP53突变的热点位置和17号染色体缺失的分布
3. 不同的TP53配置和疾病亚型影响预后
按照传统定义，作者将患者分为单
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命中组和双
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命中组。简而言之，单次TP53命中被定义为：(i)一个TP53突变或(ii)孤立的17p缺失，而两次TP53命中被定义为
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和(i)另一个
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或(ii)17p缺失或(iii)TP53轨迹UPD。作者发现36%的
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患者出现单次打击，而64%的患者出现两次打击(图2A)。具有不同配置的TP53双重命中在p/sAML和HR-MDS病例中得到丰富(图2A)。总体而言，TP53两次命中的携带者，无论是错义和/或截短，其OS比单次TP53命中的携带者更差(HR：2.5[2.08–3.02]，图2B)。根据潜在疾病形态的亚组分析得出了类似的结果。然而，与AML相比(HR：1.5[1.16–2.04]；图2C)，MDS中单次和双次TP53命中之间的OS差异显着更大(HR：3.1[2.43–4.09])。当在AML(HR：1.8 [1.42–2.46])和MDS(HR：1.3 [1.08–1.67])中比较TP53单次命中与
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时，
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也与较差的OS相关，但在MDS/MPN亚型中则不然(图2C和D)。最终，虽然所有患者的AML病例的OS始终比MDS病例更差，但作者观察到，在假定具有单等位基因
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的患者中，差异程度更为显着(图2E)。与这些发现相平行的是，这种更差的预后还伴随着AML中
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的VAF显著高于MDS，无论是双重打击(64% vs. 46.5%，p<0.001)还是单次打击(中位数30 vs. 18%，p<0.001；图2E)病变。
图2 不同的TP53配置和疾病亚型会影响预后
4. 解决双等位基因与等位基因困境的新方法单等位基因
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为了解决精确
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等位基因状态的不确定性，作者开发了一种新方法来准确预测TP53等位基因配置。根据临床测序提供的VAF值，在以下患者中确定了强制性双等位基因
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：i)一次TP53命中且VAF>50%或ii)两次TP53命中且组合VAF>50%或iii)
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VAF+del克隆性(17p)>50%(图3A、B)。然而，亚克隆嵌合体与双等位基因TP53命中(缺失和纯合突变)的存在可能无法通过
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和VAF<50%进行区分。 同样，TP53命中≥2次且组合VAF <50%的患者可能存在多个纯单等位基因或双等位基因命中的亚克隆嵌合。以前通过传统分类推测的单等位基因病例应区分为可能真正的单等位基因
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和/或可能包含亚克隆隐性双等位基因TP53病变的病例。由于双等位基因
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克隆的存在与较差的OS相关，因此作者应用随机森林回归分析，以生存作为TP53等位基因状态的替代标记，以微调VAF截止值，以便将可疑病例分为可能的单等位基因病例和可能的单等位基因病例。作者通过将数据随机分成20%/80%比例的测试/训练集，并在30次运行的测试集中计算Harrell的C指数(一致性)来交叉验证VAF截止值(图3D)。发现23%的VAF截止值是分离这些单等位基因和双等位基因
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的最佳选择(图3D)。 因此，作者将
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分为三个主要组：A)“必然”双等位基因，B)“可能双等位基因”，以及 C)“可能单等位基因”组(图3E)。基于这种方法，579名(57%)患者具有强制性双等位基因
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，239名(24%)患者具有可能双等位基因
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，192名(19%)患者具有可能单等位基因
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。可能具有单等位基因
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的患者的OS(中位OS：29[10-77])与
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组相似(中位：42[15-103])，p=0.070。然而，与
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相比，可能患有双等位基因
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的患者(中位OS：14[7-37])的预后较差(p<0.001；图3C)。
图3 评估TP53病变的等位基因状态
虽然当作者在强制性双等位基因
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组内比较AML与MDS时，OS相似；然而，AML的预后比同类MDS更差，这与AML患者中较高的
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VAF一致(图4A)。此外，与单等位基因组和可能的双等位基因组相比，发现强制性双等位基因
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状态与pAML(OR：1.84，[1.44–2.96])、sAML(OR：2.50[1.25–4.99])、复杂核型(OR：10.70 [5.20–21.9])，或del(17p)载体(OR：5.42 [2.80–10.5])(图4A)。为了进一步突出传统分类方法的局限性，作者将开发的新算法应用于之前分类的单TP53命中组和双TP53命中组。发现新亚组之间存在显著的OS差异，单等位基因/双等位基因病例的预后分辨率更好。此外，可能双等位基因TP53命中的患者的生存率介于可能单等位基因
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和强制性双等位基因
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病例之间(图4B)。这种生存差异也在外部验证队列中得到了验证。
图4 确定与临床和细胞遗传学因素相关的可能的等位基因参与
5. 确认选定病例中双等位基因TP53失活和克隆嵌合
与传统分类相比，作者基于VAF的新颖方法允许将192名单次命中的患者重新分类为可能的双等位基因类别，将32名双命中的患者重新分类为可能的
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单等位基因类别。因此，单次或两次TP53命中中的VAF<50%确实可能与获得双等位基因失活的亚克隆的存在有关。为了进一步证实这些结果并表征亚克隆构型，作者选择了4名患者(3名可能是单等位基因的，1名可能是双等位基因
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)，并应用了单细胞DNA突变和拷贝数分析。作者发现在所有研究病例中，一些细胞含有单等位基因
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，而另一些细胞则含有双等位基因病变。例如，在pAML病例(UPN13)中，批量NGS显示
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，VAF为8%；然而，6%的细胞实际上是双等位基因的。在另一个HR-MDS病例(UPN125)中，批量NGS显示
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的VAF为33%，而4%为双等位基因。在案例(UPN423)中，NGS检测到两个
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，合并VAF为20%，但通过单细胞DNA分析，该样本含有32%的双等位细胞。最后，一例LR-MDS(UPN875)有两个
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(错义和截短)；然而，单细胞DNA分析显示有3个
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，双等位细胞的百分比为34%。
6. 并发体细胞突变的频率和与
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相关的因素
作者发现41%的病例将
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作为唯一的分子病变，而其余59%的病例则存在其他体细胞事件。特别是，在分离
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的患者中，复杂核型更为常见(p<0.001)。至于疾病关联，LR-MDS病例的共突变负担较低，而MDS/MPN组的百分比最高(p=0.0015)。有趣的是，同时发生事件的发生率根据
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状态而变化。
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组每位患者的减刑率为2.10次。相比之下，其他组中的这一比率较低，在强制性双等位基因组、可能双等位基因组和可能单等位基因组中，每位患者的共突变率分别为0.80、1.42和1.76。然后，作者应用新分类方案来研究必然性与可能单等位基因和可能双等位基因
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患者之间的突变配置是否存在显着差异。在单变量分析中，作者发现与可能的单等位基因/可能的双等位基因病例相比，IDH1、IDH2、EZH2、SUZ12、ASXL1、DNMT3A、JAK2、RUNX1、SF3B1、SRSF2、TET2和U2AF1突变在强制性双等位基因患者中较少见；然而，这种相关性在多变量设置中并不显著。
文章小结
总之，这项研究证明了描绘
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亚克隆嵌合体对于模拟MN疾病进展的重要性。除了遗传背景，
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的作用在不同的疾病亚型中也可能不同(例如，AML与MDS)，个体(单次打击)VAF水平可以不同地塑造患者的轨迹。这项研究开发的方法可以被纳入预测系统，如IPSS-M提高其对患者预后的精确度。TP53失活状态的解决可能证明是一个有价值的工具，用于确定最适合TP53靶向治疗策略的候选者！这一篇特别牛的单基因突变分析，把TP53的功能和潜在分子功能研究的非常透彻，因此也一具拿下28+的高分，单基因分析拿高分已经非常普遍了，有很多类型的单基因或单细胞分析，重点就是研究的深入，做科研一旦深入，那其价值随之就来了，所以小伙伴们也要找到自己的定位，锚定方向，冲下去，一样的可以拿高分论文，有任何需要都欢迎呼叫小云，小云为您的科研保驾护航！
