《The Journal of Pathology》：Clinicopathological characteristics of patients with inoperable non-small cell lung cancer harboring circulating NRF2 pathway mutations
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本文深入探讨了不可手术非小细胞肺癌(NSCLC)中，由循环肿瘤DNA(ctDNA)检测到的NRF2通路突变与临床预后、特定共突变模式（如SMARCA4）及肿瘤免疫微环境间的复杂关联。研究揭示了NRF2高活性肿瘤（一种与吸烟相关的高危分子亚型）的生物学特性，并评估了通过免疫组化（IHC）检测标志物AKR1B10和AKR1C1来可靠识别其活性的策略，强调了多模式检测对精准诊断和临床决策的重要性。
研究背景：为何关注NRF2通路？
肺癌是全球癌症相关发病和死亡的主要原因，而非小细胞肺癌是其最主要的亚型。吸烟是其最明确的风险因素。在NSCLC中，核因子E2相关因子2(NRF2)这一调控氧化还原平衡的转录因子经常发生失调，导致疾病进展侵袭和治疗抵抗。对于大量不可手术的NSCLC患者，传统组织活检获取的组织有限，制约了全面分子检测。此时，基于血液的循环肿瘤DNA(ctDNA)分析提供了一种微创的替代方案，能够实现对疾病全过程的分子特征进行连续监测。本研究旨在通过分析一个真实世界队列的ctDNA，深入刻画伴有致癌性NRF2通路激活的不可手术NSCLC的临床病理特征，并利用公开数据集对关键发现进行验证。
材料与方法：如何探索NRF2驱动的肿瘤？
研究前瞻性地入组了73名新诊断的不可手术NSCLC患者，在诊断时、3个月随访时和疾病进展时采集血液样本。从血浆中提取cfDNA，并使用包含75个肺癌相关基因的定制面板进行靶向二代测序(NGS)，以检测体细胞突变。研究计算了血液肿瘤突变负荷(bTMB)。为验证ctDNA中检测到的NRF2通路突变的功能性影响，研究团队对匹配的穿刺活检组织进行了免疫组化分析，重点关注经典的NRF2靶蛋白AKR1B10的表达。此外，还利用多重免疫组化(mIHC)面板评估了肿瘤免疫微环境，包括CD45、CD3、CD8、CD56、AKR1C1、GCLC和pan-cytokeratin等标记物。对于在公共数据库（如TCGA）中缺乏活性评分的罕见KEAP1突变（如p.T609K和p.F190S），研究结合了分子动力学模拟、弹性网络分析和体外位点定向诱变荧光素酶报告基因实验，以评估其功能影响。关键的临床和分子发现均在TCGA、MSK-CHORD等公开NSCLC数据集中进行了验证。
核心发现一：NRF2通路突变的临床与分子特征
在73名基线患者中，有13名（18%）检测到NRF2通路（NFE2L2、KEAP1或CUL3）的激活突变。所有突变阳性病例均为男性、处于晚期、且有吸烟史。TCGA数据分析进一步证实，在肺腺癌(LUAD)中，男性性别和吸烟史与NRF2通路突变风险升高显著相关。重要的是，NRF2通路突变与EGFR驱动突变呈现互斥性。这表明NRF2激活定义了一个独特的、与吸烟紧密相关且缺乏常规靶向治疗选项的NSCLC分子亚型。
核心发现二：AKR1B10 IHC是识别功能性NRF2激活的可靠生物标志物
通过IHC检测肿瘤组织中NRF2靶蛋白AKR1B10的表达，发现其与ctDNA中检测到的NRF2通路突变存在强关联。无论突变类型是已知热点还是罕见的KEAP1变异（如p.T609K和p.F190S），或是CUL3的功能丧失性突变，均表现为AKR1B10蛋白的高表达。体外功能实验也证实了p.T609K和p.F190S突变确实破坏了KEAP1抑制NRF2活性的能力。这些发现表明，对于分散在KEAP1、CUL3等肿瘤抑制基因上的、不限于特定热点区域的突变，结合IHC检测AKR1B10等下游靶蛋白，是确认其功能活性的有效且实用的临床病理学方法。
核心发现三：NRF2激活与SMARCA4突变共现，协同恶化预后
对ctDNA突变谱的分析显示，NRF2通路突变与染色质重塑复合物SWI/SNF的关键组分SMARCA4的突变显著共现。TCGA数据分析也支持了这一发现。更重要的是，这种共突变模式对患者预后产生了累积性的负面影响。在MSK-CHORD NSCLC队列中，与仅有NRF2突变或仅有SMARCA4突变的患者相比，同时携带两种突变的患者总生存期最短。多变量分析确认NRF2通路突变和SMARCA4突变都是独立的预后不良因素。这提示NRF2激活和SMARCA4失活共同驱动了更具侵袭性的临床病程。转录组学分析表明，这两种改变共同促进了与细胞增殖相关的通路激活。
核心发现四：NRF2高活性肿瘤的免疫微环境特征及其与TMB的交互作用
通过mIHC对肿瘤免疫浸润的分析发现，NRF2高活性与肿瘤内非T/NK白细胞密度降低相关。然而，与之前一些报道不同，本研究未发现NRF2状态与CD8+ T细胞密度存在显著关联。进一步分析揭示，血液肿瘤突变负荷(bTMB)与肿瘤内CD8+ T细胞浸润呈正相关，且这种关系独立于NRF2状态。在TCGA LUAD数据中，无论NRF2是否突变，高TMB均与更高的细胞毒性T细胞比例相关。这表明，高肿瘤新抗原负荷可能在一定程度上抵消了NRF2介导的免疫抑制效应。尽管如此，对TCGA数据的聚类分析显示，无论TMB高低，NRF2突变肿瘤都倾向于聚集在免疫“冷”表型的簇中，其特征是促炎信号和共刺激基因表达下调，以及髓系和淋巴系细胞群减少。
核心发现五：NRF2激活是强烈的独立不良预后因素
临床结局分析给出了明确信号：无论是通过ctDNA检测到的NRF2激活突变，还是通过IHC检测到的高AKR1B10蛋白表达，均与患者更差的总生存期显著相关。携带循环NRF2激活突变患者的中位总生存期仅为5.2个月，远低于无突变患者的15.7个月。在调整了年龄、分期、吸烟史、性别和组织学类型等多个风险因素后，NRF2通路突变状态仍然是总生存期的独立预测因子。在大型外部验证队列MSK转移性NSCLC中，NRF2通路突变患者的总生存期也显著差于仅有其他突变或无任何ctDNA突变的患者。
结论与展望：迈向精准管理
本研究系统描绘了不可手术NSCLC中NRF2高活性分子亚型的完整画像：这是一个与吸烟强烈相关、常伴随SMARCA4有害突变、预后极差且缺乏有效靶向治疗的群体。研究强调了采用多模式策略（结合体细胞突变评估与NRF2靶点的蛋白或转录组学评价）来准确识别致癌性NRF2高活性的重要性，其中AKR1B10和AKR1C1的IHC检测是经济有效的验证工具。尽管NRF2激活通常导致免疫抑制性微环境，但高TMB可能部分保留细胞毒性T细胞浸润，这为理解该亚群对免疫治疗的潜在反应提供了新视角。目前，戒烟仍是干预NRF2驱动型肺癌风险的核心手段。同时，该研究凸显了针对这一高危亚型开发新型疗法的迫切性。未来需要在更大规模的前瞻性队列中，进一步探索不同治疗策略（包括免疫检查点抑制剂）在伴有特定共突变模式的NRF2高活性肿瘤中的疗效，以最终改善这部分患者的临床结局。
