FGFR3突变通过调控PPARγ维持膀胱癌Luminal亚型并增强化疗敏感性的机制研究

Muscle-invasive bladder cancer is an aggressive disease with poor prognosis. Only about 20-40% of patients would benefit from neoadjuvant chemotherapy. It has been a major clinic issue to find appropriate biomarker to predict neoadjuvant chemosensitivity. In previous study, we showed that FGFR3 mutation is a potential biomarker to predict neoadjuvant chemosensitivity. FGFR3 mutant tumors showed luminal subtype characteristics in transcriptome analysis. We also validated that FGFR3 could upregulate PPARγ expression in bladder cancer cells. Based on the previous study, we made following hypothesis: FGFR3 mutation could enhance chemosensitivity in bladder cancer through activating PPARγ, and could regulate the luminal subtype characteristics. In this study, we aim to study the mechanism of FGFR3 mutation enhance chemosensitivity through FGFR3-PPARγ regulating axis, validate the relationship between FGFR3 mutation and luminal subtype. The study would provide detailed and solid evidence for FGFR3 mutation as biomarker to predict neoadjuvant chemosensitivity in bladder cancer, which has major translational value to clinic use.

浸润性膀胱癌预后差，新辅助化疗仅能使20-40%的患者获益，寻找合适的分子标记物预测对化疗高度敏感的患者术前给予新辅助化疗是目前临床烝需解决的问题。前期预实验中我们对膀胱癌的分子亚型做了系统研究，发现膀胱癌中存在一类FGFR3突变的亚型对新辅助化疗高度敏感，在转录组水平表现为Luminal亚型，实验发现FGFR3可以正向调控PPARγ的表达。基于前期结果我们认为FGFR3突变可通过上调PPARγ增加膀胱癌对顺铂化疗的敏感性，并调控Luminal亚型，但具体机制尚不明确。本项目拟建立FGFR3突变-PPARγ轴增强化疗敏感性的机制模型，并验证FGFR3突变与Luminal亚型的关系，从而为FGFR3突变作为筛选适合术前新辅助化疗患者的生物标记物的应用提供强有力的证据支撑，具有极大的临床意义与转化价值。

膀胱癌是我国泌尿生殖系统最常见的恶性肿瘤，其具有高复发性及高进展性。目前，膀胱癌的主要诊断方法包括患者的影像学检查、膀胱镜检查、尿脱落细胞学检查、FISH检查及肿瘤标志物检查，其中有创膀胱镜检结合活检组织病理为诊断膀胱癌的金标准，因此亟需无创诊断技术以填补临床空白。本项目开展前瞻性队列研究，创新性的采用一体式尿液肿瘤DNA（utDNA）保存套件UBCeq TUBE，匹配分析了肿瘤组织DNA、utDNA与外周血ctDNA的基因组学改变之间的关系，发现utDNA与肿瘤组织样本在肿瘤组织成份CCF分析、变异等位基因频率VAF分析、肿瘤突变复合等多个分析维度呈现高度拟合。在以上研究基础上，项目组进一步筛选出5个核心基因：TERT、TP53、FGFR3、PIK3CA、ARID1A，组成UBCeq-5 Panel。UBCeq-5检测可以达到特异性99.3%，敏感性86.7%，阳性预测值PPV67.2%，阴性预测值NPV99.8%，诊断准确率99.1%。进一步针对膀胱癌术前新辅助免疫治疗，开启了一项研究者发起的单中心临床研究（ChiCTR2000029500）。结果发现传统肿瘤免疫治疗标志物，如PD-L1表达、肿瘤突变负荷（TMB）及三级淋巴结构（TLS）均与治疗结果无明显关联。而utDNA可以有效检测出新辅助治疗后的微小残留病灶（MRD），且治疗后utDNA水平以及治疗前后utDNA含量变化均与ypCR显著关联；因此通过尿液MRD检测，可以判断患者新辅助治疗的敏感性，在新辅助治疗后筛选出部分可以保留膀胱的患者，从而避免全膀胱切除术所带来的沉重医疗负担与生活治疗下降。同时针对晚期膀胱癌免疫治疗患者，项目组分析了之前开展的一项多中心注册临床研究（NCT03113266）在我中心的27例患者。通过对患者治疗过程中血液ctDNA的测序分析，结果发现治疗前期的ctDNA水平降低可有效预测患者治疗效果及远期预后，且ctDNA的长期跟踪可有效监测肿瘤治疗反应。本项目建立了以血液及尿液液态活检为基础的膀胱癌临床诊疗体系，尤其是以尿液UBCeq-5检测试剂盒的研发为代表的cfDNA检测技术，可以为膀胱癌患者早筛、疗效监测及复发随访提供无创精准诊断的新手段，特别是预测新辅助化疗、免疫治疗的敏感性的热点问题上，建立了基于液态活检的浸润性膀胱癌精准诊疗体系，有利于广泛临床应用推广。