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复发或转移性头颈部鳞状细胞癌（R/M HNSCC）预后较差。有限的治疗选择凸显了精准治疗的必要性。研究者利用来自近期一项伞式试验的下一代测序（NGS）数据，探究多种临床特征与基因变异之间的相关性。分析了近期这项基于基因组学的伞式试验中纳入的 419 例 HNSCC 患者的靶向 DNA 和 RNA 测序数据图谱。开展包括生存分析在内的综合分析，以评估整体基因组图谱、突变特征模式、拷贝数变异及其与患者结局的相关性。
多种基因组变异可作为接受靶向治疗患者的预测因素。NOTCH1 突变和MYC 扩增与较差预后相关（分别为 P=0.0037、P=0.0016）。CDKN2A 突变影响接受 CDK4/6 抑制剂治疗患者的临床结局，且效应因突变类型而异（缺失型突变者生存期延长，SNV/indel 型突变者生存期较差）。在 TRIUMPH 试验中，p16 阳性与接受免疫治疗患者的良好预后相关。对这些组群进行分层后揭示了新的基因组特征，例如 HPV 阳性口咽癌中 TP53 与 PIK3CA SNV/indel 呈互斥性，以及年轻口腔癌患者中 TP53 突变高发生率，且该现象与胚系易感突变、吸烟习惯或 p16 表达无关。
基因组谱分析在 R/M HNSCC 的管理中发挥重要作用，或有助于识别精准治疗的潜在靶点。
对 TRIUMPH 试验中 419 例复发 / 转移性 HNSCC 病例进行靶向 NGS 检测，发现 102 种与通路相关的突变谱；
NOTCH1 和 MYC 变异可能与接受 PIK3CA 靶向治疗的较差结局相关；
CDKN2A 缺失与 SNV/indel 在对 CDK4/6 抑制剂的应答中呈现不同趋势；
亚组分析显示，HNSCC 中 p16 状态与免疫治疗应答可能存在关联；
年轻（年龄＜40 岁）口腔癌在 HNSCC 中呈现独特的突变谱；
PIK3CA SNV/indel 在 HPV 阳性口咽肿瘤中富集。
研究背景
头颈部鳞状细胞癌（HNSCC）起源于口腔、咽和喉，占癌症相关总死亡率的 5.7%。尽管化疗、免疫检查点抑制剂和靶向治疗等治疗手段不断进步，但由于疾病侵袭性强、治疗选择有限，复发 / 转移性头颈部鳞状细胞癌（R/M HNSCC）的管理仍具挑战性，其中位总生存期约为 1 年。目前，帕博利珠单抗被视为 R/M HNSCC 的一线治疗，可单药或联合化疗使用。
与其他癌症的研究思路相似，多项研究通过 HNSCC 基因组谱分析已鉴定出多种关键突变（TP53、CDKN2A、PIK3CA、NOTCH1、HRAS 和 CASP8）。TP53 是突变最频繁的基因（60%–70%），其次为 CDKN2A（40%–60%）、PIK3CA 和 NOTCH1，前两者与不良预后相关。按 p16 状态分层显示，HRAS 突变更常见于 p16 阴性肿瘤，尤其是 TP53 野生型肿瘤。部分此类病例中伴随 CASP8 突变共存，提示存在一个独特亚组。这些发现与 p16 阳性、HPV 相关肿瘤在分子和免疫学上均存在差异。尽管已对 HNSCC 进行全面基因谱分析，但利用基因信息指导治疗决策仍不明确，需进一步广泛研究以明确已鉴定突变的临床意义和治疗价值。
本研究基于近期伞式试验 TRIUMPH（头颈部和食管鳞状细胞癌转化生物标志物驱动的伞式项目；ClinicalTrials.gov 注册号：NCT03292250）的 NGS 数据，综合分析多种临床特征与基因改变的关联。因此，本研究报道基于 NGS 的 HNSCC 精准医学的潜在分层和基因特征，并分析值得进一步研究的目标亚组。TRIUMPH 研究是一项多中心、多臂、非随机、开放标签的 Ⅱ 期生物标志物匹配靶向治疗伞式临床试验。TRIUMPH 研究明确了其靶向治疗策略和特定分子靶点如下：
臂 1 使用阿培利司（BYL719），靶向 PIK3CA；
臂 2 使用波齐替尼（poziotinib），靶向 EGFR/HER2；
臂 3 使用尼达尼布（nintedanib），FGFR 抑制剂；
臂 4 使用阿贝西利（abemaciclib），靶向 CDK4/6。
研究结果
患者临床特征：
预筛选后，本研究使用 TRIUMPH 试验 419 例患者的基因组和临床信息。这些患者的基线特征汇总于表 1。419 例患者中，276 例（65.8%）为当前或既往吸烟者。中位年龄 61 岁，多数患者（88%，n=368/419）为男性。原发肿瘤部位为口腔（35%，n=145）、下咽（20%，n=82）、口咽（19%，n=78）和喉（18%，n=75）。200 例患者评估 p16 状态，60 例（30%）阳性。多数 p16 阳性 HNSCC 病例为口咽癌（76%，n=42/55）。
表1
HNSCC 的基因组和转录组图谱：
研究者分析了 HNSCC 体细胞突变的整体模式，包括体细胞单核苷酸变异（SNV）、插入 / 缺失（indel）和扩增（图 1A）。最常见突变基因与既往研究报道一致，包括 TP53（71%，n=296/419）、CDKN2A（27%，n=112/419）、PIK3CA（26%，n=110/419）、FAT1（23%，n=95/419）和 EGFR（16%，n=69/419）。研究者还观察到热点位点的反复突变，例如 PIK3CA 的功能获得性突变（p.E545K/A/G、p.E542K 和 p.H1047R/L）以及 CDKN2A 的截短突变（p.R80*、p.W110 * 和 p.X51_splice）。
图1
研究频繁检测到 PIK3CA（15%）、EGFR（13%）、FGFR1（6%）和 CCND1（25%）扩增。拷贝数增加与 EGFR（P=2.20×10⁻¹⁶）、ERBB2（P=2.63×10⁻⁹）和 PIK3CA（P=0.0011）表达升高之间存在明确相关性，FGFR1 除外。值得注意的是，EGFR 扩增导致的表达升高幅度大于 PIK3CA 扩增。
使用突变特征多变量分析（SigMA）进行的突变特征分析显示，SBS5（时钟样）占主导，其次为 SBS3（同源重组缺陷）、SBS98（未知）、SBS30（碱基切除修复缺陷）、SBS97（未知）、SBS1（时钟样）、SBS9（η 聚合酶超突变）、SBS18（活性氧损伤）、SBS8（未知）和 SBS4（烟草烟雾）（图 1B）。总体而言，该特征谱凸显了 HNSCC 中活跃的异质性突变过程。
基因变异与临床结局的关联：
研究者分析了 419 例在 PI3K、EGFR/HER2、FGFR 或细胞周期通路中存在基因组变异 [包括 SNV、indel 或拷贝数变异（CNV）] 的患者。首先，研究者描述了这些变异在整个队列中的总体发生频率；其次，研究者检查了在 TRIUMPH 试验中接受相应靶向治疗患者的生存数据。尽管部分携带相关基因组变异的患者最终未入组该特定臂 —— 且通路间也存在重叠 —— 但该方法可全面概述某些共存突变如何显著影响治疗结局。
在 146 例（34.8%）存在 PI3K 通路变异（PIK3CA、PIK3CB、PIK3C2A、PIK3C3、PIK3CD 或 PIK3R1）的患者中，110 例（75%）携带 PIK3CA 突变，最常见为 E545K（18.2%）、E542K（14.5%）或 H1047R（6.4%）（图 2A）。然而，在 TRIUMPH 试验中接受 PIK3CA 抑制剂治疗的患者中，这些热点变异（Fisher 精确检验 P=1.00；图 2B）、变异类型（SNV/indel vs 扩增；图 2C）或多个 PI3K 通路突变共存（图 2D）均与生存无关。相比之下，NOTCH1 突变（对数秩检验 P=0.0037；图 2E）和 MYC 扩增（对数秩检验 P=0.0016；图 2F）与较差生存相关，提示非 PI3K 通路因素可能影响结局。
图2
在 119 例（28.4%）存在 EGFR/HER2 通路变异（EGFR、ERBB2、ERBB3、ERBB4、MET、PDGFRA）的患者中，EGFR 是最常变异的基因（58%，n=69），其次为 ERBB4（15.1%，n=18）、ERBB2（9.2%，n=11）和 ERBB3（5%，n=6）（图 2G）。这些单独变异均未显著影响接受 EGFR/HER2 靶向治疗患者的生存（P=0.15；图 2H）。同样，在 49 例（11.7%）携带 FGFR1-4 变异的患者中，FGFR1 最常见（53.1%，n=26），其次为 FGFR3（16.3%，n=8）、FGFR2（14.3%，n=7）和 FGFR4（4.1%，n=2）（图 2I）。在接受 FGFR 抑制剂治疗的患者中，这些特定变异均与生存无关（图 2J）。
在细胞周期通路中，187 例患者（44.6%）表现出 CDKN2A（59.9%，n=112）或 CCND1（54.5%，n=102）变异（图 2K）。尽管 CCND1 扩增与临床结局无关（图 2N），但在接受 CDK4/6 抑制剂治疗的患者中，CDKN2A 缺失与生存期延长相关（P=0.013），而 CDKN2A SNV/indel 与较差生存期相关（P=0.049）（图 2L 和 M）。多变量 Cox 回归分析证实了这些发现，强调评估基因变异的存在与否及亚型对优化治疗决策的重要性。
口咽癌 p16 状态的基因组和临床特征：
HPV 状态是口咽癌分类的主要因素。p16 蛋白表达可用于确定此类癌症的 HPV 状态。研究者通过 HPV 基因分型进一步补充 HPV 状态。研究者分析了口咽癌患者 HPV 阳性和阴性亚组之间的基因和临床特征。如既往报道，HPV 阴性患者 TP53 突变率（11/16，68.8%）高于 HPV 阳性患者（4/43，9.3%）（图 3A）。值得注意的是，研究者在 p16 阴性患者中观察到 TP53 与 PIK3CA SNV/indel 呈互斥性（Fisher 精确检验，P=0.0018；图 3B），证实 PIK3CA 在 TP53 阴性、HPV 阴性口咽癌中的驱动作用。相比之下，研究者在 HPV 阳性患者中未观察到此类模式（P=0.43；图 3C）。
图3
转录组模式也与 HPV 状态相关（图 3D）。在 HPV 阳性患者中，研究者鉴定出免疫过程和趋化因子相关基因上调（图 3D 和 E），包括 IL2RG、BTN1A2 和 PTPN7。同样，在整个队列中，IFNG 在 p16 阳性患者中上调，如既往报道。p16 阳性患者中 T 细胞功能相关基因和细胞毒性细胞因子的几何平均表达升高，提示对免疫治疗应答良好。在伞式试验中，最初接受免疫治疗（臂 5）的 HPV 阳性口咽癌患者，与接受其他靶向治疗的患者相比，生存结局延长（图 3F，对数秩检验，P=0.064）。
年轻 HNSCC 患者的基因组特征：
年轻个体口腔癌的病因尚不清楚。研究者探究了参与该试验的年轻 HNSCC 患者（年龄≤40 岁）的临床和基因组特征。研究的 21 例患者中，16 例（76%）确诊为口腔癌。年轻患者 TP53 突变发生率（11/16，69%）与老年口腔癌组（101/129，78%）相当（Fisher 精确检验，P=0.28，图 4A 和 C）。此外，研究者未检测到年轻组（6/14，43%）与老年组（78/121，64%）之间吸烟史存在显著差异；事实上，年轻组不吸烟者比例高于老年组（Fisher 精确检验，P=0.15，图 4D）。所有患者均未表现出显著的反复胚系变异（图 4B），从而排除先天性遗传易感因素的存在。此外，所有接受 p16 状态评估的患者均为阴性（6/6，图 4E）。年轻患者所有可评估肿瘤均无微卫星不稳定性（MSI）（0/5），老年患者 79 例肿瘤中有 13 例（16%）存在 MSI，尽管该差异无统计学意义（Fisher 精确检验，P=1.00，图 4F）。年轻患者口腔癌高发生率提示，除已知遗传和其他危险因素外，其起源具有异质性，值得进一步探索。
图4
讨 论
本研究利用 NGS 数据对 HNSCC 患者进行全面基因组分析。本研究纳入来自伞式研究的 419 例 HNSCC 患者进行基因分析，揭示了临床相关靶向通路并鉴定出潜在治疗候选靶点。除预设臂外，在 AKT-mTOR、NOTCH、RAS-RAF 和 TP53 通路中观察到反复变异，这些可能成为未来靶向策略的候选轴。
为确定影响患者结局的变量，研究者同时检查了生存数据和分子状态。研究者发现 EGFR 扩增与 EGFR 表达升高相关，且与患者较差生存相关。EGFR 扩增与表达的强相关性提示，其可能与西妥昔单抗在 R/M HNSCC 中的疗效相关。
研究者在伞式试验中建立了接受靶向治疗患者的基因组图谱与临床结局之间的关联，揭示了多项重要发现。值得注意的是，在接受 PIK3CA 靶向药物治疗的患者中，NOTCH1 突变和 MYC 扩增与较差生存相关。这些变异既往被认为与 PI3K 抑制剂耐药相关，尽管它们也可能调节对包括化疗在内的其他治疗方式的应答。因此，本研究数据有力地表明，偏离指定靶向通路的突变可显著影响临床结局。
相比之下，尽管在整个 TRIUMPH 队列的多变量 Cox 回归中，CDKN2A 突变未预测较差生存，但携带 CDKN2A SNV/indel 的患者接受 CDK4/6 抑制剂治疗时表现出不良结局。总体而言，这些观察结果强调了 HNSCC 治疗应答的复杂性，并突出靶内和脱靶基因变异均可影响患者预后。因此，除目标通路外，全面突变谱分析对于优化精准肿瘤学治疗策略仍至关重要。
HPV 感染在 HNSCC 发病机制中发挥关键作用，尤其是在口咽癌中。HNSCC 的基因变异可通过 TP53 突变识别，与 p16 状态密切相关。p16 阳性 HNSCC 肿瘤中常无 TP53 突变，降低异质性。在无 TP53 突变的情况下，PIK3CA 体细胞突变似乎对 p16 阳性 HNSCC 的病因更重要。在本队列中，p16 阳性 HNSCC 肿瘤表现出 IFNG、细胞毒性细胞因子基因和趋化因子相关细胞因子表达升高。此外，免疫治疗已证实对 p16 阳性 HNSCC 患者预后良好。
在对胚系变异的检查中，未根据原发部位或年轻患者亚组观察到明确模式或反复变异。然而，年轻口腔癌患者 TP53 突变发生率仍较高。值得注意的是，这些年轻患者未表现出高 p16 阳性率，也无当前 / 既往吸烟史。突变特征分析显示基因组过程多样，凸显 HNSCC 病因的异质性。值得注意的是，年轻口腔癌患者中，微卫星不稳定性、致病性胚系变异或烟草使用史均未富集。典型危险因素的缺乏凸显了该年龄组口腔肿瘤复杂且尚未明确的起源。因此，需要全面整合研究以阐明驱动年轻起病口腔癌的独特发病机制。
本研究存在若干局限性。首先，分析仅限于靶向基因测序和表达数据，与全外显子或全基因组方法相比，可能限制了基因组图谱和突变特征分析的范围。其次，尽管多数肿瘤标本在初诊时获取，但部分患者入组前可能接受过全身治疗，且全面治疗史并非统一可获得。第三，由于仅进行一次测序，仅提供单一分子快照，后续肿瘤进化可能未被检测到。最后，分析的亚组数量相对较少，导致某些比较的统计学效能有限。
总之，本研究对 HNSCC 患者进行大规模基因组分析，鉴定出多种与临床特征相关的基因特征。尽管 HNSCC 异质性带来挑战，但本研究发现通过详细基因组谱分析为真实世界患者的治疗提供了宝贵见解。
参考文献：
Hwang S, Hong MH, Shin SH, Yun T, Lee KW, Kim JH, Ahn MJ, Keam B, Lee HW, Kim MK, Yun HJ, Kim Y, Kim HJ, Cho SH, An HJ, Oh SY, Park SG, Koh YW, Ahn HK, Kwon JH, Lee YG, Park KU, Hwang IG, Kim SB, Kim S, Kim HR; KCSG TRIUMPH investigators. Identifying predictive markers of head and neck squamous cell carcinoma in an umbrella trial (KCSG HN 15-16 TRIUMPH trial). ESMO Open. 2025 Oct;10(10):105772. doi: 10.1016/j.esmoop.2025.105772. Epub 2025 Sep 17. PMID: 40967067; PMCID: PMC12478085.