小细胞肺癌是一种侵袭性极强的肺癌,发展迅速,早期就容易扩散到身体的其他部位。它的主要特点是高突变负荷,几乎所有患者都带有RB1和TP53基因的突变,这两个基因在控制细胞生长方面起着至关重要的作用。RB1的失活使细胞失去对细胞周期的控制,而TP53的失活则破坏了细胞应对DNA损伤的能力。正是因为这些基因突变,小细胞肺癌细胞快速生长并具有极强的侵袭性。
然而,研究人员发现了一种非常少见的小细胞肺癌亚型,这类癌症患者没有RB1和TP53基因的失活,同时许多患者年轻且并没有吸烟史。为了深入研究这种非典型小细胞肺癌的成因,科学家对一组患者的肿瘤样本进行了详细的基因组和病理分析。结果发现,这些非典型小细胞肺癌大多数都与一种名为染色体碎裂的现象有关。
染色体碎裂是指染色体在某个阶段经历了大规模的局部断裂和重新排列,这一现象导致癌细胞内的基因发生显著的变化。具体来说,在非典型小细胞肺癌中,染色体碎裂导致了CCND1、CDK4和MDM2等重要基因的扩增。CCND1和CDK4是与细胞周期相关的基因,它们的扩增使得癌细胞能够不受控制地生长;MDM2则是一种能抑制肿瘤抑制因子TP53功能的基因,这在缺乏TP53突变的背景下尤为重要。
染色体碎裂这一现象本身是非常复杂的。通常情况下,细胞的染色体在分裂过程中保持完整并精确复制。然而,染色体碎裂时,染色体会经历大规模的断裂,随后以一种不规则的方式重新拼接,这种“错误的拼接”可能导致某些癌基因的扩增。这一过程对癌症的发展至关重要,尤其是在非典型小细胞肺癌中,染色体碎裂几乎成为了这类癌症的标志性特征。
值得注意的是,这种染色体碎裂导致的基因扩增,不仅仅是一个简单的数量增加。在许多病例中,这种扩增还发生在所谓的“染色体外DNA”(ecDNA)上,这是一种独立于染色体存在的小型DNA环。这些小型DNA环可以快速复制,进一步加速癌细胞的生长和扩散。
令人惊讶的是,研究还发现非典型小细胞肺癌与另一类肺部神经内分泌肿瘤——肺类癌有着密切的联系。肺类癌是一种生长较为缓慢、通常不与吸烟有关的肿瘤,患者往往较为年轻。尽管肺类癌的恶性程度较低,但在某些情况下,它也会转化为更具侵袭性的癌症。研究表明,这类非典型肺类癌很可能是由肺类癌或其前体细胞经过染色体碎裂后的转化而来的。
与典型的小细胞肺癌相比,非典型小细胞肺癌患者往往更为年轻,且大多数没有吸烟史。肿瘤在这些患者中的表现与典型小细胞肺癌相似,通常在病情确诊时已经出现转移。转移的常见部位包括大脑、骨骼、肝脏和肾上腺。病理学上,尽管非典型小细胞肺癌在形态学上与经典小细胞肺癌相似,但其增殖率略低,且在基因组上展现出了独特的扩增模式。
非典型小细胞肺癌的这一发现不仅拓宽了我们对小细胞肺癌的认知,也为其治疗提供了新的思路。传统的小细胞肺癌治疗主要依赖于铂类药物等化疗药物。然而,非典型小细胞肺癌患者对这些治疗的反应远不如典型的小细胞肺癌患者,这表明我们需要开发新的治疗手段。
研究人员发现,非典型小细胞肺癌的某些患者可能对免疫检查点抑制剂(如PD-1抑制剂)有较好的反应,这一发现为免疫疗法在这类患者中的应用提供了新的依据。此外,由于CCND1、CDK4和MDM2等基因在非典型小细胞肺癌中的扩增现象,靶向这些基因的药物也可能成为未来治疗的方向。
参考文献:
Rekhtman N, Tischfield S E, Febres-Aldana C A, et al. Chromothripsis-mediated small cell lung carcinoma[J]. Cancer Discovery, 2024.