《International Journal of Oral Science》：Mutational signature-based classification uncovers emerging oral cancer subtypes with distinct molecular patterns
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为解决HPV阴性、无明确风险因素（NIRF）的口腔鳞状细胞癌（OCSCC）发病率上升但分子特征不明的问题，研究人员对公开多组学数据进行分析，通过突变特征鉴定出NIRF-OCSCC亚型，发现其具有内源性时钟样突变和APOBEC相关突变，并展现出独特的免疫逃避和抗菌反应，为首个针对NIRF-OCSCC的分子基因组特征研究，对病因探索和临床管理具有重要意义。
口腔，是我们品味美食、畅快交流的重要门户。然而，这个看似平常的部位，近年来却悄然面临着一场健康危机。传统的观点认为，头颈部鳞状细胞癌（HNSCC）主要与吸烟、饮酒以及人乳头瘤病毒（HPV）感染这“三大风险因素”密切相关。但一个令人困惑的现象逐渐浮现：越来越多不吸烟、不饮酒、HPV检测也为阴性的患者，特别是年轻女性，被诊断出患有一种特殊类型的口腔癌——口腔鳞状细胞癌（OCSCC），其好发部位是活动性舌头。这类患者被归为“无明确风险因素”（NIRF）群体。这种新兴的、病因不明的口腔癌发病率持续上升，构成了一个重要的临床和科学难题。我们不禁要问：驱动这些肿瘤生长的“元凶”究竟是谁？它们的分子特征是否与传统风险因素相关的口腔癌截然不同？解答这些问题，对于理解疾病本质、改进诊疗策略乃至未来预防都至关重要。
近期，发表在《International Journal of Oral Science》上的一项题为“Mutational signature-based classification uncovers emerging oral cancer subtypes with distinct molecular patterns”的研究，为我们揭开了这层神秘面纱的一角。该研究团队另辟蹊径，从一个独特的视角——肿瘤基因组的“突变特征”（Mutational signatures）入手，对公开的癌症基因组图谱（TCGA）等大型多组学数据库进行了深度挖掘和分析。突变特征就像是肿瘤细胞在生长过程中，其DNA因各种内外部因素（如化学致癌物、紫外线、DNA修复缺陷、细胞自身代谢等）受损后所留下的独特“指纹”。通过解读这些“指纹”，可以追溯癌症发生和发展过程中活跃的突变过程，从而推断其可能的病因和分子机制。
为了系统地描绘NIRF-OCSCC的分子图谱，研究者们整合运用了多项关键生物信息学与实验技术。他们首先从TCGA等公共数据库获取了253例OCSCC和94例喉癌（LXSCC，作为烟草暴露的对照）的全外显子组测序（WES）数据、DNA甲基化数据和转录组数据。核心分析采用了突变特征提取与拟合技术，特别是使用转录链偏向性（384通道）的SigProfilerExtractor工具进行从头（de novo）特征提取，并结合Mutational Signature Analysis工具进行稳健的COSMIC参考特征拟合，以克服常见工具对SBS5等“时钟样”特征的过拟合问题。此外，研究还进行了驱动基因的正向选择分析（dN/dS分析）、差异基因表达与通路富集分析，并对部分病例进行了免疫组化验证，以关联分子发现与肿瘤组织学特征。
研究结果
患者基于从头突变特征的聚类
通过对347例样本（253例OCSCC，94例LXSCC）的突变谱进行分析，研究提取出四个主要的从头突变特征（SBS384A-D），并据此将患者分为四个特征鲜明的集群。将这些特征分解为已知的COSMIC参考特征后，集群被重新命名并赋予了明确的生物学含义：
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SBS1集群：以时钟样特征SBS1为主导，反映了与年龄相关的内源性突变过程。
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SBS1/APOBEC集群：同时富含SBS1和APOBEC酶相关特征（SBS2, SBS13），表明内源性突变与APOBEC活性共同驱动。
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SBS16集群：以特征SBS16为主导，该特征在口腔癌中与吸烟（尤其是合并饮酒）相关。
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SBS4/SBS92集群：几乎完全由喉癌组成，以烟草相关的SBS4和SBS92特征为主，突变负荷最高。
临床病理学特征与突变特征集群匹配
研究发现，基于突变特征的分类与患者的临床特征高度吻合：
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解剖部位：舌癌（OTSCC）主要集中在SBS1集群（占该集群52%）；SBS16集群以口底癌为主；硬腭和牙槽嵴肿瘤则多集中在SBS1/APOBEC集群。
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风险因素：绝大多数NIRF-OCSCC（94%）集中在SBS1和SBS1/APOBEC这两个集群。而吸烟和饮酒相关的肿瘤则主要富集在SBS16和SBS4/SBS92集群。
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人口学：年轻患者（<40岁）主要在SBS1集群；老年患者（≥70岁）平均分布在SBS1和SBS1/APOBEC集群。女性患者更多见于两个NIRF富集群。
NIRF富集群由内源性突变过程驱动，烟草相关集群显示部位特异性突变过程
深入分析发现，NIRF富集的SBS1和SBS1/APOBEC集群表现出显著升高的内源性突变活动。SBS1集群的突变负荷相对较低，而SBS1/APOBEC集群由于APOBEC的高致突变性，突变负荷显著增高。有趣的是，烟草暴露的致突变效应具有解剖部位特异性：在喉部，烟草主要导致SBS4/SBS92特征和高突变负荷；而在口腔，吸烟（尤其是合并饮酒）则与SBS16特征相关，且突变负荷远低于喉癌。研究还指出，在TCGA数据中，SBS5特征的过拟合可能掩盖了SBS16和SBS92的识别。
NIRF富集群中的癌症驱动基因突变
驱动基因分析显示，不同集群具有独特的基因突变谱。虽然TP53、CDKN2A和FAT1等抑癌基因在所有集群中都受到正向选择，但表观遗传修饰基因的突变呈现集群特异性。例如，NSD1突变仅限于烟草相关的SBS16和SBS4/SBS92集群。而两个NIRF富集群则特异性富集了涉及抗原呈递系统（HLA-A, HLA-B, B2M）和免疫细胞毒性反应（CASP8）的基因突变，提示了独特的免疫编辑压力。
NIRF富集群展现抗菌反应和角化相关的基因表达程序
多组学整合分析进一步强化了集群的独特性。DNA甲基化分析显示，大多数NIRF集群患者具有非吸烟者典型的甲基化模式。转录组分析揭示，SBS1和SBS1/APOBEC集群显著上调了与抗菌体液反应（如S100A7、DEFB4A）和角化/表皮发育相关的基因通路。对两例NIRF舌癌样本的免疫组化验证显示，肿瘤中存在高角蛋白表达和异质性的S100A7（一种抗菌肽）染色，并检测到脂多糖信号，提示了微生物组分可能的参与。
APOBEC突变的起源
在SBS1/APOBEC集群中，APOBEC相关突变更倾向于APOBEC3A而非APOBEC3B的底物序列背景，且APOBEC3A的mRNA表达在该集群中升高。有趣的是，APOBEC3A的表达水平与细菌特异性免疫反应通路基因的激活显著相关。免疫细胞反卷积分析也显示，SBS1/APOBEC集群含有更高比例的促炎M1型巨噬细胞和CD8+T细胞。
研究结论与讨论
这项研究首次对发病率不断上升的NIRF-OCSCC进行了系统的分子和基因组表征。通过基于突变特征的创新性分类方法，研究成功地将HPV阴性的口腔癌和喉癌划分为四个具有不同病因和分子程序的亚型。其中，SBS1和SBS1/APOBEC这两个NIRF富集群的发现，明确地将这类新兴临床实体定义为由内源性突变过程（时钟样突变和APOBEC活性）驱动的独特疾病亚型。
研究修正了对传统风险因素分子影响的认识。研究发现，在口腔癌中，先前被认为与饮酒相关的SBS16特征，实际上更可能是烟草吸烟（或吸烟饮酒共同作用）的结果，且在口底部位富集。而烟草在喉部则主要通过SBS4/SBS92特征引发更高的突变负荷，这种解剖部位差异可能与唾液对致癌物的清除、局部暴露浓度等因素有关。
NIRF-OCSCC展现出独特的分子景观。除了内源性突变，它们还具有特异性的驱动基因突变谱（如影响抗原呈递的基因），并激活了抗菌反应和角化相关通路。这些发现强烈提示，微生物刺激和相关的局部免疫反应可能在NIRF-OCSCC的发生发展中扮演了重要角色。对肿瘤样本的初步观察也支持了瘤内可能存在细菌组分。
这些发现具有重要的临床启示。NIRF-OCSCC中抗原呈递机制的缺陷暗示，这类肿瘤可能对基于PD1/PD-L1轴的免疫检查点抑制剂产生原发性或获得性耐药。相反，APOBEC3A的过表达所导致的复制应激，则可能使肿瘤细胞对ATR抑制剂等靶向疗法格外敏感，为精准治疗提供了新思路。
总之，该研究不仅揭示了NIRF-OCSCC这一新兴亚型的神秘面纱，为其病因探索（如微生物作用）开辟了新方向，也为重新理解烟草、酒精在头颈癌中的复杂作用提供了新视角。基于突变特征的分类框架，为未来在更大规模、不同人群队列中验证这些发现，并最终实现更精细的分子分型、预后预测和个体化治疗奠定了坚实的基础。
