TP53基因突变与p53蛋白异常表达在食管鳞癌中的一致性及诊断价值研究

《Frontiers in Genetics》：Mutant p53 and TP53 mutations in esophageal squamous cell carcinoma: consistency and diagnostic significance

本研究发现，在食管鳞状细胞癌（ESCC）中，TP53基因突变与突变型p53蛋白表达具有高度一致性（94.44%），且IHC检测突变型p53对ESCC的诊断敏感性及特异性均达1.00。研究首次在ESCC中系统定义了五种突变型p53蛋白表达亚型，为利用p53 IHC作为TP53突变筛查的替代方案提供了重要依据。

　　

引言

食管癌（Esophageal Cancer, EPC）是中国最常见的恶性肿瘤之一，其中食管鳞状细胞癌（Esophageal Squamous Cell Carcinoma, ESCC）是亚洲人群的主要亚型。肿瘤的发生涉及多因素、多阶段的过程，包括抑癌基因失活、原癌基因激活以及细胞增殖与凋亡失衡等。TP53基因突变是多种癌症发生的起始事件，其编码的p53蛋白是最重要的抑癌蛋白之一。在超过50%的人类癌症中均存在TP53突变，该突变是ESCC中最常见的分子事件和发生起始因素。p53通过抑制细胞增殖、诱导凋亡、促进DNA损伤修复等机制发挥抑癌作用。然而，TP53基因突变状态与p53蛋白表达模式在食管上皮病变中是否具有一致性，以及不同观察者对p53蛋白IHC表达模式的评估能否获得一致结果，此前尚未明确。

材料与方法

本研究分为三个部分。第一部分对18例ESCC新鲜标本进行全外显子组测序（Whole-Exome Sequencing, WES）以筛查TP53突变；对WES未检出突变的5例样本进一步进行全基因组测序（Whole-Genome Sequencing, WGS）验证。第二部分通过免疫组织化学（Immunohistochemistry, IHC）染色检测同一批18例样本中突变型p53蛋白的表达，以评估其与TP53基因突变的关联。第三部分在额外的60例ESCC样本（IHC队列）中评估突变型p53表达的诊断价值。所有样本均来自福建医科大学附属肿瘤医院2023年1月至2024年7月期间收治的患者。p53表达状态由两名资深病理医师独立评估，使用Kappa系数评估观察者间一致性。

根据蛋白表达特征，p53表型分为野生型（p53^Wild）和突变型（p53^mut）。p53^Wild定义为基底细胞层和旁基底细胞层中1%-50%的细胞呈现分散的、强度不等的核阳性。p53^mut进一步分为五个亚型：

1. 1.
   I型（弥漫性核内突变表型）：超过50%的细胞核呈现弥漫性强阳性。
2. 2.
   II型（基底细胞突变表型）：超过50%的基底层细胞呈现强阳性。
3. 3.
   III型（胞质阳性突变表型）：p53染色位于细胞质，伴或不伴核染色。
4. 4.
   IV型（完全阴性表型）：在评估区域内完全检测不到p53表达。
5. 5.
   V型（混合突变表型）：同时具有I型和IV型的特征。

此外，研究还从TCGA-ESCA数据库下载了ESCC患者的转录组RNA-Seq数据，利用R包分析TP53突变状态与预后的关系。

结果

1. 1.
   TP53基因突变检测结果：WES在18例样本中检出13例（72.22%）存在TP53突变。对5例WES阴性样本进行WGS后，在其中4例中检出了TP53突变。综合WES和WGS，TP53突变总体检出率为94.44%（17/18）。最常见的突变类型为错义突变（55.56%, 10/18）、无义突变（16.67%, 3/18）和剪接突变（11.11%, 2/18）。
2. 2.
   p53蛋白突变表达检测结果：在WES+WGS队列中，所有18例（100.00%）ESCC患者均存在突变型p53表达。在IHC队列的60例患者中，突变型p53表达率同样为100.00%。TP53突变与p53蛋白突变表达的一致性率为94.44%（17/18）。在两个队列中，I型（弥漫性核内型）均为最常见的突变表达模式，其次为IV型（完全阴性型）。在WES+WGS队列中未观察到III型（胞质阳性型）表达。
3. 3.
   观察者间一致性与诊断效能：两位病理医师评估p53突变表达的一致性Kappa值为0.954（0.911–1.000），显示出高度一致性。在所有78例ESCC的癌旁组织中均未检测到突变型p53表达。因此，突变型p53表达用于诊断ESCC的敏感性和特异性均为1.00（0.95–1.00）。
4. 4.
   不同p53突变表达亚型的临床特征分析：比较五种p53突变表达亚型在年龄、性别、肿瘤类型、大体类型或原发部位等方面，均未发现显著性差异。
5. 5.
   TP53基因在ESCC中的预后分析：Kaplan-Meier生存分析显示，TP53野生型组与突变型组在3年总生存率（56.58% vs. 39.84%）和5年总生存率（56.58% vs. 16.85%）上虽存在数值差异，但无统计学意义（风险比=1.25，P=0.517）。

讨论

本研究有多项重要发现。首先，确认了TP53基因突变是ESCC中的关键病理事件，具有极高的突变率。其次，TP53基因突变与突变型p53蛋白表达展现出较高的病理学一致性。第三，也是最具创新性的，本研究首次在ESCC中明确了五种易于识别的突变型p53表达模式，且不同病理医师能获得一致的诊断解读。最后，突变型p53蛋白表达是ESCC的一个重要病理学特征，可作为其诊断的有用参考指标。

TP53是重要的抑癌基因，被誉为“基因组守护者”，而突变型TP53则发挥原癌基因功能。先前研究通常通过WES检测TP53突变，其在ESCC中的突变率约为60%-75%。本研究通过结合WGS，将突变检出率提升至94.44%，表明联合测序可能增强TP53突变的检出能力。TP53突变后，p53蛋白的空间构象发生改变，导致其转录激活和磷酸化功能受损，不仅丧失抑癌功能，还可能获得促癌特性。突变型p53蛋白半衰期显著延长，因此在IHC中呈现强阳性染色。本研究总结的五种亚型具有独特的镜下特征，为病理医生提供了清晰的分类框架。其中，TP53错义突变更易导致I型、II型和V型p53表达；无义突变更易导致I型、IV型和V型表达；而其他TP53突变则更易导致IV型表达。

本研究发现突变型p53在ESCC组织中表达率高达100%，而在所有癌旁组织中均为阴性，表明其对于区分食管良恶性病变具有极高的敏感性和特异性。尽管突变型p53与ESCC不良预后的关联已有报道，但本研究未发现TP53突变状态与患者总生存期存在统计学显著关联，这可能与样本量较小、队列中早期患者偏多等因素有关。

结论

突变型p53表达可作为利用WES或WGS进行TP53突变筛查的替代标志物。其在区分ESCC方面表现出较高的敏感性和特异性，有助于鉴别食管良恶性病变。本研究识别了五种不同的突变型p53蛋白亚型，但其临床意义尚需进一步研究。