人乳头瘤病毒（HPV）相关宫颈癌是妇女癌症死亡的主要原因，发生转移的患者预后较差。因此，新的治疗方法和使用有效的分子标记对患者进行分层十分重要。这篇2022年10月发表在Nature Communications上的文章，作者对643例宫颈鳞状细胞癌（CSCC）进行多组学数据分析，数据集包括来自美国，欧洲和撒哈拉以南非洲的患者样本。鉴定到两种预后不同的CSCC亚型（C1和C2）。C1和C2可能是由宫颈癌中最常见的HPV类型（16和18）中的一种引起的，虽然HPV16和HPV18在C1和C2中过表达但是组间预后差异不是由HPV类型引起的。其中C2亚型占比CSCC总数的五分之一，特征为基因组突变显著，免疫检查点基因表达增加且肿瘤免疫微环境的差异。总的来说，作者在来自三个不同地理位置的数据集中鉴定到两种与治疗相关的CSCC亚型。

结果：

1.宫颈鳞状细胞癌两个基因表达簇的鉴定

本研究纳入分析的数据集临床特征如表1所示，共包括来自美洲，欧洲和乌干达的5个数据集，其中TCGA数据集为训练集，其余数据集为验证集。使用TCGA数据集中排名前10的高度可变基因进行一致性聚类，聚为2类时效果最好（图1a），其中C1亚组包括175例样本，C2亚组包括61例样本。对两个亚组进行差异分析鉴定到938个DEGs（图1b）。单因素生存分析表明C2亚组的预后较差（图1c）。Cox回归分析表明C2亚组是独立预后因子（图1d和表2）。此外，KM分析表明当只考虑HPV16+患者时 C1亚组的生存期较好（图1e）。

2.独立SCC数据集中鉴定C1和C2亚型及其预测预后

为了进一步验证C1和C2亚型与OS的关系，作者对上文提到的验证集进行分析。作者基于129个Cpg位点（MVPs）使用SVM构建分类模型并鉴定到C1和C2亚型之间的甲基化差异（图2a和2b）。基于MVPs的t-SNE聚类可以将C1和C2亚型分开（图2c）。单因素分析表明，欧洲数据集中C2亚型的DSS较低（图2d）然而Cox回归分析表明C2是DSS的独立预后因子（表2和图2e）。C1和C2亚型3年疾病特异性生存率为81%和72%，C1和C2亚型5年疾病特异性生存率为79%和66%。

3.C1/C2亚型与已有亚型之间的关系

作者将C1/C2亚组与已有亚型进行比较（图3），包括基于多组学数据的亚型和基于转录组数据的亚型。其中C1亚型与mRNA-C2亚型和角蛋白含量高亚型的重叠较多，C2亚型与mRNA-C3亚型和角蛋白含量低亚型的重叠较多。

4.亚型的基因组分析

随后，作者分析C1/C2亚型在基因组水平上的差异。肿瘤的TMB中位数为2.04/Mb，C1亚型为2.11/Mb，C2亚型为1.82/Mb。各个基因的突变频率如图4所示。在排除高突变样本后作者进行dNdScv分析来监督显著突变基因（smg）（图4）。共鉴定到34个smg，其中蓝色列为C1中显著突变的smg，红色列为C2中显著突变的smg。

5.C2亚型的Hippo通路改变和YAP1活性增加

作者鉴定到的两个smg（LATS1和NF2）是HIPPO信号通路的核心成员，而smg（FAT1，JUB和STK11）是已知的HIPPO信号通路调节因子。拷贝数数据分析鉴定到211个病灶候选拷贝数变异（CNAs），通过二项回归鉴定到5个离散CNAs，这5个CNAs在C1和C2亚组的频率不同（图5a），在C2中的频率较高。RPPA数据分析表明C2亚组中YAP1蛋白表达水平较高（图5b）。作者的结果表明，发生YAP1扩增的样本其YAP2的mRNA和蛋白表达水平增加。

6.C1/C2亚型的肿瘤微环境差异

在宫颈癌患者中，循环的HPV反应性T淋巴细胞和肿瘤浸润性细胞毒性T淋巴细胞与N分期较低和改善预后有关。作者使用DNA甲基化数据集比较TCGA肿瘤的细胞组成并研究亚组中多种细胞类型比例的差异（图6a）。C2亚型中CD8+ T细胞显著下降而中性粒细胞和CD56+ 自然杀伤细胞显著升高。（图6b）。验证集的C1亚型和C2亚组的细胞类型比例差异类似，其中C2亚型中CTL较少而中性粒细胞，NK细胞和内皮细胞水平较高。

7.C1和C2亚型间质成纤维细胞表型差异

Metascape基因富集分析表明C2亚型的EMT增加，EMT标记基因集中有52个基因上调表达。以上结果表明，C2亚型，TCGA定义的EMT簇和RPPA数据的EMT簇之间具有较大重叠（图3）。scRNA-seq数据集分析表明间充质基因特征不是来源于肿瘤细胞而是来自间质成纤维细胞并在形成肿瘤免疫微环境中发挥重要作用。C2亚组中癌症相关成纤维细胞（CAFs）的标记基因FAP和SERPINE1的表达增加（图5b）。MethyICIBERSORT分析表明C1和C2亚型中成纤维细胞比例类似（图6a和6b），基于最近有关肿瘤微环境中CAFs异质性的程度和预后的研究，作者假设C1和C2亚型中CAF表型可能有所不同。作者使用已有研究的8个基因集的表达水平进行分层聚类，其中C2亚型聚到一起并且与炎症CAF表型相关的促炎基因表达增加而与肌成纤维细胞CAF表型相关的收缩基因在C1种表达水平较高（图6c）。

结论：

总的来说，作者鉴定到CSCC的两个亚型C1和C2，其中C1亚型的预后较好。尽管HPV16和HPV18可能与C1和C2亚型有关但是HPV类型并不是独立预后因子。尽管本研究纳入了不同地理位置的数据集，但是作者的研究表明不同地理位置的患者C1和C2亚型的关键分子和细胞特征类似。