SMARCA4突变已成为肺癌预后不良的生物标志物，并在癌症治疗中具有潜在的预测价值，但缺乏针对哪些患者需要进行检测的建议。在一个免疫组织化学分型的非小细胞肺癌（NSCLC）大队列中全面研究了SMARCA4变异及其临床病理意义。通过免疫组织化学（IHC）研究了总共1416名患者是否存在SMARCA4缺陷。随后，对其中397例患者的肿瘤进行了全面的测序，以研究SWI/SNF和SMARCA4变异的突变谱。2.9%的NSCLC患者存在IHC SMARCA4缺陷。在测序的肿瘤中，38.3%显示SWI/SNF复合体变异，9.3%有SMARCA4突变。值得注意的是，SMARCA4变异在大细胞癌（LCC）中比其他组织学肿瘤亚型更普遍。SMARCA4缺陷型和SMARCA4突变型肿瘤分别占全部LCC的40.5%和51.4%。多变量分析证实SMARCA4突变是肺癌的独立预后因素。部分肿瘤的免疫表型常表现为TTF1阴性和HepPAR1阳性。SMARCA4突变或其缺陷与有吸烟史和不良预后相关，且与EGFR突变相互排斥。综上所述，SMARCA4变异在LCC中的高发生率可能提示其诊断和预后价值。本研究证实了SMARCA4 IHC在识别SMARCA4变异肿瘤中的必要性，这可能在LCC和无已知驱动事件的肿瘤中特别重要。
研究背景
在许多癌症中，哺乳动物SWI/SNF染色质重塑复合体的变异已成为重要的致癌事件。SWI/SNF复合物由15个蛋白质亚单位组成，其中最具临床重要性的亚单位包括SMARCA4、SMARCB1/INI1和ARID1A。它们的变异通常是失活或缺失，可以在上皮癌、肉瘤和横纹肌样瘤中观察到。这些蛋白亚单位功能缺失的最终结果被认为是SWI/SNF复合体的不稳定，导致核小体结构的改变，从而导致异常转录激活或SWI/SNF与其他癌基因之间的异常相互作用。在胸部肿瘤中，SMARCA4突变见于一个独特的高级别胸部肉瘤亚群，这一亚群后来构成了一个独特的诊断实体，称为“胸部SMARCA4缺陷未分化肿瘤”。进一步研究表明，SMARCA4变异也可能与5-15%的NSCLC相关，特别是一些以实性为主或明显坏死的腺癌。然而，关于哪些NSCLC患者需要对SMARCA4突变状态进行辅助检查，目前缺乏标准建议。
了解NSCLC是否携带SMARCA4突变具有几个临床意义。首先，SMARCA4突变与这些患者的预后较差相关，可能需要更积极的随访或治疗。其次，研究发现SMARCA4突变与高肿瘤突变负荷（TMB）相关，而与PD-L1表达低或阴性相关。因此，虽然其中一些患者可能PD-L1表达低，但一些SMARCA4突变癌症患者可能因与高TMB相关而适合接受免疫治疗，这些可能通过二代测序（NGS）进一步证实。第三，虽然SMARCA4变异尚未成为可用于治疗的靶点，但SMARCA4突变可能与化疗（如顺铂）耐药相关，此外一些正在开发中的新型靶向疗法（如CDK4/6抑制剂）可能使这些患者获益。
鉴于这些意义，在一些NSCLC患者中识别SMARCA4突变可能至关重要。虽然二代测序可用于这一目的，但该技术在许多中心的广泛使用仍然有限。免疫组织化学（IHC）仍然是更容易获得的诊断方法，但有必要确定哪些亚群的NSCLC患者将从SMARCA4表达状态的常规调查中获益。另一个困难在于，一些SMARCA4变异（例如称为2类变异的错义突变）无法通过IHC检测到。
因此，在本研究中，研究者首先根据世界卫生组织（WHO）分类标准，使用IHC对该机构的一个大队列NSCLC患者的组织学类型进行了全面表征，以达到标准化组织学诊断。LCCs通过其缺乏分化和缺乏TTF-1和p40表达来鉴定。随后，研究者系统地研究了这些NSCLC患者的免疫组化谱和SMARCA4蛋白复合物的突变状态，以提供与病理结果和临床结果的相关性。特别是，研究者检查了之前记录的与干细胞特性相关的标志物，如SOX2和SALL4，以及HepPar1，据报道，HepPar1存在于SMARCA4缺失的肺腺癌中，并反映肝样分化。Claudin 4被用于确定NSCLC的上皮性质，因为在SMARCA4缺失的胸部未分化肿瘤或肉瘤样恶性肿瘤中，Claudin 4可能呈阴性。SMARCA2是SWI/SNF复合体的另一个成分，在SMARCA4缺陷的肿瘤中也可以显示缺失。研究者还检查了肺癌中的SMARCA4变异是否与其他驱动突变和易获得的IHC标志物相关。由于现有数据主要来自白种人队列，因此在亚洲患者中研究这些特征很重要，而已知亚洲患者与白种人患者相比，有不同的吸烟史、驱动突变背景和治疗应答。综上所述，研究者试图提供一个全面的临床病理分析，严格的IHC亚型肺癌，并探讨在NSCLC诊断路径和实践中的意义。据研究者所知，本研究代表了对SMARCA4变异及其临床病理意义进行详细研究的最大的亚洲患者队列。
研究结果
NSCLC患者的SMARCA4缺陷：
研究者在由1416例手术切除的NSCLC患者组成的队列中，通过IHC评估了SMARCA4缺陷，并研究了SMARCA4缺陷的IHC结果对患者临床病程的影响。经IHC评估的SMARCA4缺陷被定义为完全失去染色。该队列包括982例腺癌、275例鳞状细胞癌、37例LCCs和122例其他组织学亚型的肿瘤，经形态学和IHC结果证实。在41个肿瘤（2.90%）中发现SMARCA4表达缺失，在LCC中最常见（15/37，40.5%）（表1）。在腺癌和鳞状细胞癌中，SMARCA4缺陷的发生率分别为2.3%和1.1%。除了组织学类型外，男性性别、有吸烟史、肿瘤增大和阳性PD-L1（TPS≥1%）表达似乎显示出与SMARCA4缺陷相关（表1）。
表1
在本队列中，LCC占所有肿瘤的2.6%。所有LCC均为EGFR突变阴性，3例KRAS突变，1例ALK阳性，经IHC评估。HepPar1染色了相当大比例（40%）的SMARCA4缺陷型LCC（图1A，表2）。同时，SMARCA4缺陷型腺癌（图1B，C）倾向于发生在曾经吸烟的男性患者中（表3）。免疫组织化学结果显示，这些肿瘤更多为TTF1阴性。分子检测显示，这些肿瘤中的大多数也呈EGFR、ALK和KRAS驱动突变阴性。SALL4在少部分病例中异常表达。尽管大多数SMARCA4野生型腺癌没有PD-L1表达（TPS<1%），但比例增加的SMARCA4缺陷型腺癌有PD-L1阳性表达（TPS>1%）（表3）。同时，CD8-淋巴细胞密度在SMARCA4缺陷组和SMARCA4保留组之间似乎没有显著差异。
图1
表2
表3
研究者采用Kaplan-Meier曲线分析本队列NSCLC患者的总体生存情况，如图2所示。平均随访时间为58.4个月（范围：0.065-288.35个月）。SMARCA4缺陷的NSCLC患者的中位生存期为42.4个月，而无SMARCA4缺陷的患者为157.7个月（log-rank p=0.001）（图2A）。在腺癌中，SMARCA4缺陷患者的中位生存期为66.54个月，而无SMARCA4缺乏患者的中位生存期为172.1个月（log-rank p=0.036）（图2B）。
图2
NSCLC中SWI/SNF和SMARCA4变异：
为了表征SMARCA4缺陷肿瘤的分子谱，研究者对来自IHC研究队列的397例患者进行了NGS分析。其中腺癌254例，鳞癌106例，LCC 37例。该队列包含了每个组织学组的代表性比例，以提供每个亚型的总体情况，而所有LCC患者都被纳入该队列，因为患者数量相对较少，并且在这一组中发现了显著的SMARCA4缺陷。患者年龄为64.9±11.5岁，女性占33.8%，从不吸烟者占34.8%。152例（38.3%）患者存在SWI/ SNF复合体相关基因变异。50例（12.6%）肿瘤存在不止一个SWI/SNF复合体相关基因变异。共检测到14个SWI/SNF家系基因的231个突变，包括56例患者中符合1类突变（无义突变、剪接位点、移码突变、大片段缺失）的72个突变；和96例患者中符合2类突变（错义突变，所有其他意义未知的变异）的159个突变（表4）。SWI/SNF家族中最常见的突变基因是ARID1A、SMARCA4、ARID1B和ARID2（图3A）。值得注意的是，没有任何肿瘤同时出现SMARCA4（9.3%的所有患者）和SMARCA2（4.0%的所有患者）变异，这可能与已知的对肿瘤细胞的合成致死效应（与SWI/SNF复合物相关）相一致。
表4
图3
同时，在所有分析的397例NSCLC中有37例（9.3%）发现SMARCA4突变，在LCC中发生率最高（19/37，51.4%；表4），显著高于其他各组。这些突变包括符合1类变异的19个变异和符合2类变异的18个变异（图3B）。1类突变似乎在腺癌和LCC中更主要，但另一方面，2类突变似乎在鳞状细胞癌中过度表达。
研究表明，大多数SMARCA4 1类变异的病例存在IHC SMARCA4缺失或SMARCA4缺陷，而在2类变异的病例中不常见（表4）。仅在2例未携带SMARCA4突变的病例中检测到SMARCA4缺陷。因此，SMARCA4 IHC是SMARCA4突变的特异性标志物（对NGS队列的特异性=99.4%）。除了在LCC中的发生率增加，SWI/SNF和SMARCA4变异与吸烟、较高的肿瘤突变负荷和阳性PD-L1（TPS≥1）表达相关（表5）。TPS≥1%的SMARCA4缺陷型NSCLC和TPS<1%的NSCLC在平均TMB方面无显著差异，尽管在野生型的对照中观察到PD-L1表达水平增加似乎与逐步升高的TMB相关（p=0.0023，图3C）。
表5
此外，必须指出的是，虽然SMARCA4 IHC是SMARCA4突变的特异性标志物，但在2型突变中通常为阴性，因为错义突变仅在很小的范围内改变了蛋白质，SMARCA4抗体仍能识别这种蛋白质。然而，对于1型突变，在队列中SMARCA4 IHC检测缺失的敏感性为18/19例（94.7%）。
SWI/SNF突变与EGFR突变呈负相关，与TP53、NF1突变呈正相关，与其他常见驱动突变（如KRAS、ALK和ROS1）无明确关联（表6）。SMARCA4突变显示出类似的关联，但与KEAP1和STK11有额外的相关性。表7显示了RAS、KEAP1、STK11和P53基因共变异的肿瘤数量。
表6
表7
SWI/SNF和SMARCA4变异患者的生存结局：
术后平均随访时间为54.7个月（范围：0.10-217.5个月）。重要的是，SMARCA4突变预示着NSCLC患者较差的预后（p=0.004）（图4A），1类变异患者的生存率低于2类变异患者（图4B）。SWI/SNF复合突变患者的总体生存情况如图4C、D所示。1类SWI/SNF突变患者的预后较差，但这主要归因于该组中SMARCA4变异的预后影响（图4D）。这表明SMARCA4在SWI/SNF复合体中相对于其他基因的临床重要性。
图4
研究者在SMARCA4突变的肿瘤中进一步分析了临床重要的预后因素。单变量分析显示SMARCA4突变（p=0.013）和晚期（p<0.001）与较差的生存率相关。在这项分析中，SMARCA4突变类型（1类或2类）似乎未证明相关性。进一步的多变量分析显示SMARCA4突变（p=0.014）和分期（p<0.001）是NSCLC患者队列中独立的不良预后因素（表8）。
表8
讨 论
SWI/SNF变异已成为NSCLC的不良预后预测因素，但其在各种NSCLC组织学亚型中的发生情况、临床病理特征以及与IHC和分子谱的相关性尚不完全清楚。也有基于高加索人口的报告，而关于亚洲人口的数据则不那么全面。由于研究表明有SMARCA4变异的肿瘤具有更强的化疗耐药性，因此在临床上诊断肺癌中的这些变异变得越来越重要。本研究通过使用IHC提供精确的组织学亚型并进行分子研究，对一个大队列的NSCLC患者的SMARCA4变异进行了全面的临床病理分析。
目前发现了两类SMARCA4变异。SMARCA4的1类变异主要是截短突变、融合和纯合缺失，而2类变异是错义突变或意义不明的变异。1类变异导致向全长蛋白翻译的缺陷，表现为IHC上的蛋白表达缺失，即SMARCA4缺陷。而对于2类变异，取决于突变的性质，在大多数情况下SMARCA4表达是完整的。1类突变似乎比2类突变具有更大的预后意义，并导致最差的生存。据报道，在NSCLC队列中，SMARCA4变异的发生率约为5-15%。在本研究中，在所有测序的肿瘤中，9.3%携带SMARCA4突变，其中1类突变（如截短突变）和2类突变的比例似乎与癌症基因组图谱（TCGA）的研究结果基本一致。有趣的是，对TCGA队列进行的通路分析表明，携带SMARCA4突变的肿瘤中，以下基因的表达可能升高：包括发育、分化、代谢和有丝分裂过程相关基因。进一步的研究对于理解这些不同过程如何影响SMARCA4突变肿瘤的发生至关重要。
研究者分析的一个优势是在所有病例中使用IHC来确定肿瘤的组织学分类，其中腺癌由TTF1阳性支持，鳞癌有p40阳性支持，LCC由这两种标志物均不表达支持。本研究的一个重要发现是SMARCA4变异在LCC中富集。在NSCLC中，LCC是指在形态学和免疫组织化学上缺乏特异性分化的NSCLC，与较差的预后相关。研究者发现SMARCA4缺陷可能是相当大比例（约40.5%）该肿瘤的基础，这可能部分解释了LCC的侵袭行为。SMARCA4变异被认为在这一LCC亚群中起着关键的致癌作用。在本研究中，这些变异与肿瘤大、TMB高和PD-L1表达（TPS≥1%）相关。最近，一项研究报告了在SMARCA4缺陷的胸部肿瘤患者中，有前景的免疫治疗反应，其中大多数有反应的患者为PD-L1 TPS≥1%。另一份报告也表明SMARCA4缺陷的NSCLC具有较高比例的PD-L1 TPS≥1%。虽然研究者发现SMARCA4表达和SMARCA4缺陷的LCC之间没有显著的预后差异，但这种组织学实体的相对罕见可能为分析带来混杂因素。尽管如此，在临床实践中确定SMARCA4缺陷的LCC亚群可能是必要的，因为这可能预测对免疫治疗或化疗的应答。
由于LCC只能在广泛取样的切除标本中得到明确诊断，因此在小活检或细胞学检查中识别这一实体是不可能的。然而，超过70%的LCC患者表现为晚期疾病，这使许多患者无法接受手术，而且可能无法获得LCC的切除标本。因此，当活检或细胞学样本无特异性分化、TTF1和p40阴性、缺乏腺癌特有的驱动突变时，LCC始终是一种诊断可能性。这类患者可能特别受益于进一步的SMARCA4检测，因为SMARCA4变异可能在LCC亚组中显著富集。
同时，在本队列中，亚洲人群中腺癌的SMARCA4缺陷率约为2.3%，似乎低于高加索人群。在亚洲腺癌中，EGFR突变的高发生率似乎与SMARCA4缺陷相互排斥，这可能解释了这一发现。TTF1阴性和患者吸烟状态进一步与SMARCA4缺陷相关，这对这些患者的诊断提出了特别的担忧。至于鳞状细胞癌，SMARCA4变异不常见。SMARCA4突变预后意义的研究结果与以前的报道基本一致。值得注意的是，2019年的一项研究表明，在1013例NSCLC患者中，患者生存期较差，临床病程较侵袭性。尚不确定SMARCA4缺失是否可以解释该队列中观察到的生存差异。研究者发现SMARCA4缺陷和SMARCA4突变的肿瘤预示着更差的结局，而SWI/SNF变异并没有显著改变总生存期（图4），这似乎突出了SWI/SNF复合物中SMARCA4蛋白的预后重要性。与此同时，与本研究发现相似，Naito等人的论文也表明，在SWI/SNF表达缺失的肿瘤中，PD-L1阳性和肿瘤突变负荷增加，再次提示免疫治疗可能是这些患者的潜在治疗选择。
本研究存在一些局限性。最大的队列主要集中在SMARCA4 IHC研究，而不是测序研究。研究者推断，在目前的病理学实践中，IHC仍然是最容易获得的诊断方法。虽然SMARCA4缺陷可能无法在2类SMARCA4突变中被检出，但研究者认为一些2类突变可能是乘客突变，在临床实践中检测SMARCA4缺陷可能更有效和更容易获得。IHC表达缺失反映了当存在致病性突变时SMARCA4缺失的结果。另一方面，当没有SMARCA4突变时，不太可能出现SMARCA4缺陷。在这些病例中，无突变的表达缺失可能是由于表观遗传失活；例如，启动子甲基化或蛋白质翻译后调节。在没有SMARCA4突变的情况下，SMARCA4缺陷本身是否具有预后意义尚不确定，这需要对这一小部分患者进行进一步研究。
虽然目前的WHO分类并未推荐对NSCLC进行常规SMARCA4免疫组织化学检测，但越来越多的研究似乎表明，该标志物可能对患者的预后有显著意义，而且本研究表明，SMARCA4缺陷在LCC和腺癌中普遍存在。因此，本研究结果表明，以下用于识别SMARCA4缺陷的诊断方法可能适用于一些NSCLC患者：当缺乏鳞状分化，肿瘤的IHC结果为 TTF1阴性和p40阴性，并且分子研究显示无驱动突变时，应进行SMARCA4 IHC，因为这些患者亚群携带SMARCA4缺陷的概率较高。SMARCA4缺陷的存在高度提示该肿瘤具有预后最差的1类SMARCA4变异。通过分子分析检测2类SMARCA4变异，该类变异预示着比野生型肿瘤略差的预后，可能有助于将其纳入NGS基因panel。识别SMARCA4缺陷无疑将加深我们对NSCLC分子分型和亚型的理解。
参考文献：
Cheung, Alvin Ho-Kwan et al. “SMARCA4 deficiency and mutations are frequent in large cell lung carcinoma and are prognostically significant.” Pathology, S0031-3025(24)00056-4. 15 Feb. 2024, doi:10.1016/j.pathol.2023.12.414
