【佳學基因檢測】光化性角化病的基因解碼、基因檢測

皮膚質量、膚質基因檢測導讀：

光化性角化病 (AKs) 是表皮角質形成細胞發育不良的病變，是浸潤性皮膚鱗狀細胞癌 (cSCC) 的前兆，其英文疾病名稱為Actinic Keratosis。佳學基因致力于通過基因解碼確定在從正常皮膚到光化性角化病皮膚再到侵襲性浸潤性皮膚鱗狀細胞癌 (cSCC) 皮膚過程的致病基因。這一工作具有一定的挑戰性，因為在這一進展的所有階段都存在大量 UVR 誘導的突變。在基因解碼過程中，佳學基因收錄了迄今為止最大的 光化性角化病(AK)全外顯子組測序研究，并對這些病變進行了突變特征和候選驅動基因分析。在來自免疫抑制和免疫功能正?；颊叩?37 個 光化性角化病(AK)中證明，AK 和浸潤性皮膚鱗狀細胞癌 (cSCC) 在突變負荷、拷貝數改變、突變特征和驅動基因突變模式方面存在顯著相似性。光化性角化病的基因解碼確定了 44 個顯著突變的 光化性角化病(AK)驅動基因，并確認這些基因在浸潤性皮膚鱗狀細胞癌 (cSCC) 中也發生了類似的改變。在所有的患者發現了硫唑嘌呤突變特征，為它在角質形成細胞癌變中的作用提供了進一步的證據。cSCC 與 光化性角化病(AK)的不同之處在于具有更高水平的樣本內異質性。信號通路的改變也不同，免疫相關信號和 TGFβ 信號在浸潤性皮膚鱗狀細胞癌 (cSCC) 中的突變明顯更多。將致病基因鑒定基因解碼的發現與獨立的基因表達數據集相結合，證實失調的 TGFβ 信號可能代表 AK-cSCC 進展中的一個重要事件。進一步證明其在角質形成細胞癌變中的作用。

光化性角化病基因檢測導讀：

光化性角化病 (AKs) 是由慢性 UVR 暴露引起的表皮角質形成細胞發育不良病變。人們普遍認為 光化性角化病(AK)是皮膚鱗狀細胞癌 (cSCC) 癌前病變：至少三分之二的浸潤性皮膚鱗狀細胞癌 (cSCC) 由 光化性角化病(AK)引起，盡管每年只有不到 0.6% 的 光化性角化病(AK)會進展為 cSCC。

識別驅動 AK-cSCC 進展的基因組改變具有挑戰性，因為與紫外線照射相關的角質形成細胞中存在高水平的背景突變。cSCC 的平均腫瘤突變負荷 (TMB) 為每兆堿基 DNA 50 個突變，使其成為所有人類癌癥中突變最多的癌癥之一。表觀基因組改變和免疫因素的參與進一步增加了對這一進展進行基因解碼的復雜性。

一些分子遺傳學研究已經在基因表達、染色體不穩定性和已知癌癥基因突變的水平上檢查了 光化性角化病(AK)和 cSCC。這些基因解碼過程通常表明 光化性角化病(AK)和浸潤性皮膚鱗狀細胞癌 (cSCC) 具有相似的遺傳改變，但在 光化性角化病(AK)或多或少的基因組不穩定方面存在一些沖突。然而，大多數 AK-cSCC 遺傳學研究都是在固定組織上使用靶向技術，這有很多局限性和偏見。之前只有三項研究使用全外顯子組測序（WES）來研究 AK；這些研究樣本量 ≤10 個樣本，并報告了 光化性角化病(AK)和浸潤性皮膚鱗狀細胞癌 (cSCC) 中相似的突變譜，已知浸潤性皮膚鱗狀細胞癌 (cSCC) 腫瘤抑制基因TP53、NOTCH1 、NOTCH2和FAT1中的頻繁突變。
 

光化性角化病基因解碼方法介紹

收集患者樣本和臨床數據

在獲得書面知情同意后，從參與者那里獲得臨床診斷和組織學證實的 光化性角化病(AK)的 4 毫米鉆孔活檢。AK 和靜脈血的處理以匹配種系 DNA 和臨床數據收集。該研究需得到倫理委員會的批準，并根據赫爾辛基原則宣言進行。

DNA提取和遺傳分析

按照佳學基因基因解碼標準程序進行 DNA 提取、高通量測序和遺傳分析。

WES 數據處理、體細胞變異識別、注釋和可視化

使用佳學基因基因解碼分析流程 WES 數據進行分析和注釋。Maftools 用于總結、可視化和比較 光化性角化病(AK)和浸潤性皮膚鱗狀細胞癌 (cSCC) 突變注釋格式文件，并制作基因突變分布的棒棒糖圖?；诜秦摼仃嚪纸夥椒?，使用癌癥突變特征中的體細胞突變目錄，確定了跨外顯子組的突變特征。

使用 WES 數據識別 CNA 和 LOH

來自 WES 數據的 CNA 和 LOH 事件分析基于先前描述的組合方法。確定了每個樣本中復制增益、復制丟失和復制中性 LOH 所針對的基因。CNA 調用的閾值按質量控制標準進行。

腫瘤亞群鑒定和克隆性分析

擴展嵌套亞群的倍性和等位基因頻率用于估計每個克隆和亞克隆群體的克隆擴增和細胞頻率。還根據顯性克隆的細胞頻率估計腫瘤純度。所有體細胞變異都分配給它們的嵌套克隆。

基因表達數據分析與整合

選擇了五組患者樣本的表達數據并從 Gene Expression Omnibus 下載：GSE45216、GSE42677、GSE84293、GSE2503和GSE32628（Hameetman 等人，2013 年）。使用limma R包進行不同組間的差異表達分析。差異表達基因定義為調整后的P  ≤ 0.1。
 

光化性角化病基因解碼結果：基因檢測的科學依據

患者和樣本

總共包括來自 37 名患者（中位年齡 = 70 歲，范圍 = 48-86 歲）的 37 個 AK：IS 患者的 23 個 光化性角化病(AK)和 IC 患者的 14 個 AK。來自先前分析的 16 名這些患者的浸潤性皮膚鱗狀細胞癌 (cSCC) 樣本的 WES 數據也可用于比較。

突變負擔和突變特征

WES 靶向 20,965 個基因的 334,378 個外顯子，平均覆蓋率為 ×53，其中 83% 的目標堿基被 ×20 覆蓋，94% 的目標堿基被 ×10 覆蓋?？偣茶b定出 80,511 個體細胞突變（范圍 = 12–8,326 個/AK）。其中，49,853 個是非同義突變（每個 光化性角化病(AK)的范圍 = 9–4,993），中位數為 1,676 個，每個 光化性角化病(AK)有 1,071 個非同義突變（圖1a 和補充表 S4和S5）。這對應于每兆堿基 DNA 43.5 個突變的平均 TMB，類似于我們之前在浸潤性皮膚鱗狀細胞癌 (cSCC) 中報告的每兆堿基 DNA 50 個突變的 TMB。

比較總的非同義突變時，來自 IS 患者的 光化性角化病(AK)突變明顯多于來自 IC 患者的突變（中位數分別為 1,609 和 729 突變；Wilcoxon 檢驗，P  = 0.03). 當控制每個樣本讀取深度時，結果仍然顯著。來自 IS 患者的 光化性角化病(AK)的突變負擔(TMB)中值顯著高于 IC 患者（每兆堿基 DNA 分別有 55.9 和 22.3 個突變；Wilcoxon 檢驗，P = 0.03）。與浸潤性皮膚鱗狀細胞癌 (cSCC) 相比，AK 的非同義突變率沒有顯著差異（中位數 = 1,070 對 912；Wilcoxon 檢驗，P = 0.32）。

確定了九個單堿基替換突變特征。共有 33 個 AK（89%）顯示出特征性的 UVR 特征（7a/b，13-97%），主要是雙嘧啶位點的 C > T 躍遷。共有 20 個 光化性角化病(AK)(54%) 具有不同水平 (5-100%) 的特征 5 突變，35 個 光化性角化病(AK)(95%) 具有低水平的特征 1 突變 (1-13%)。特征 5 和 1 的病因尚不清楚，但在大多數癌癥中都以低水平常見，并且是時鐘樣的，因為突變的數量與年齡相關。

僅在暴露于硫唑嘌呤的22 個 AK患者中 （59%）中檢測到特征 32（Fisher 精確檢驗，P < 0.00001），這重復了在浸潤性皮膚鱗狀細胞癌 (cSCC) 中的發現。與浸潤性皮膚鱗狀細胞癌 (cSCC) 相比，患病率與硫唑嘌呤暴露的持續時間沒有顯著相關性（r  = 0.21，P  = 0.33）。

體細胞拷貝數畸變

還檢查了拷貝數畸變 (CNA) 和雜合性丟失 (LOH) 事件。在 光化性角化病(AK)隊列中，每個 光化性角化病(AK)基因組的中位數為 9%（范圍 = 0–62%）受到 CNA 的影響，類似于 cSCC（Wilcoxon 檢驗，P  = 0.68）并且獨立于免疫狀態（Wilcoxon測試，P = 0.26）。突變負荷與受 CNA 影響的基因組比例之間沒有顯著相關性（r = 0.25，P = 0.13）。

染色體區域 9p (43%)、13q (32%)、3p (24%) 和 5q (24%) 的丟失是最常見的拷貝數丟失；3q (19%)、8q (19%)、5p (16%)、20 號染色體 (16%) 和 1q (14%) 的增益是最常見的增益。最常見的 光化性角化病(AK)CNA 與浸潤性皮膚鱗狀細胞癌 (cSCC) 顯著相關（r  = 0.68，P  = 0.003）。

GISTIC分析確定了 19 個顯著缺失的區域 ( q < 0.25)，包含 859 個基因，包括 27 個已知的癌癥基因。9p21.3 是 光化性角化病(AK)中最顯著缺失的片段，包含 10 個癌基因，包括CDKN2A、JAK2和MLLT3。九個區域顯著增加 ( q < 0.25)，包括 59 個基因，沒有一個已知與癌癥相關。IC 和 IS 子組的分析沒有解決任何主要差異，因為每個組內的功率有限。
 

AK中顯著突變的基因

基因解碼使用三種方法來識別顯著突變基因 (SMG)：MutsigCV ( P < 0.01) 、OncodriveFM ( q < 0.05)  和 OncodriveCLUST ( q < 0.05)。通過至少兩種方法確認了總共 44 支 SMG并包括在浸潤性皮膚鱗狀細胞癌 (cSCC) 中一致報告為突變的抑癌基因（TP53、NOTCH1、NOTCH2、FAT1 和KMT2C ）。HMCN1在 50% 的 光化性角化病(AK)和浸潤性皮膚鱗狀細胞癌 (cSCC) 中也發生了改變，這與之前的小型研究一致。其他顯著突變基因（SMG)包括CHEK2、PBRM1、PTPRB、EBF1、STRN和PAX3。所有這些都與其他癌癥有因果關系。PIK3CA是唯一使用所有三種方法顯著突變的致癌基因：非同義突變存在于 12 個 光化性角化病(AK)(32%) 中，其中幾個針對 N 末端部分，包括 PI3K_p85B 結構域中的一個無義突變和三個錯義突變以及一個熱點剪接突變（n = 3）就在這個域的下游（圖 3d). 五種 光化性角化病(AK)突變（包括剪接位點熱點）是已知的功能獲得性致癌突變。

其他 SMG（IGF1R、ATAD2、ABI3BP、MSR1、ADAMTS9、ADAM19、KIF13B、DAB2、EIF4G3、GPR161、USP34、KCNK5、ACSS1、TGFBRAP1、RAB2??2A、XAB2、PEG10、IMPA1）都與其他癌癥相關：除RAB22A外，其中的一些在浸潤性皮膚鱗狀細胞癌 (cSCC) 癌癥數據庫中的體細胞突變目錄中有報道（https://cancer.sanger.ac.uk/cosmic ）。其余 12 個 SMG（HEATR5B、KIF24、ANKRD17、AACS、MYEF2、GXYLT1、CCDC71、EPB41L2、GPS1、SLC44A3、INSIG2和RPUSD2) 在其他癌癥中沒有已知的作用，但在癌癥數據庫中的體細胞突變目錄中發現在浸潤性皮膚鱗狀細胞癌 (cSCC) 中發生了突變。SMG 中的突變頻率與免疫狀態無關，這表明兩組中的 光化性角化病(AK)具有共同的驅動因素。44 個顯著突變基因（SMG)中存在的大多數突變特征是特征 32 (40%) 和特征 7 (38%)，暗示硫唑嘌呤和紫外線照射是主要的環境致癌物。

使用佳學基因的顯著突變基因（SMG)分析流程進行的 IS 和 IC 子組分析在 IS 組和 IC 組中確定了 23 個 SMG（由 OncodriveFM 和 MutsigCV 檢測，由于樣本量較小，實施了P < 0.05 截止值）和 IC 組中的 10 個 SMG. OncodriveCLUST 對此分析不成功。TP53、NOTCH1和NOTCH2是 IS、IC 和聯合隊列中唯一共有的 SMG。
 

AK 和浸潤性皮膚鱗狀細胞癌 (cSCC) SMG的比較

佳學基因整合了體細胞突變和 CNA，為 44 個AK顯著突變基因（SMG)產生突變 OncoPrint并將其與之前系列中 22 個浸潤性皮膚鱗狀細胞癌 (cSCC)顯著突變基因（SMG)的 OncoPrint 進行比較。TP53、NOTCH1和NOTCH2是唯一共享的 SMG，總共 63 個顯著突變基因（SMG)中有 6 個在 光化性角化病(AK)和浸潤性皮膚鱗狀細胞癌 (cSCC) 之間顯示出不同的頻率。CCDC71L（卡方檢驗，P  = 0.004）和STRN（P  = 0.014）在 光化性角化病(AK)中以較高頻率改變，而LCLAT1（P  = 0.032）、HERC6（P  = 0.029）、MAP3K9（P  = 0.043）和TMEM51 ( P = 0.048) 在浸潤性皮膚鱗狀細胞癌 (cSCC) 中以更高的頻率改變。當針對多重比較進行調整時，63 個顯著突變基因（SMG)中沒有一個在 光化性角化病(AK)和浸潤性皮膚鱗狀細胞癌 (cSCC) 之間發生顯著變化。

光化性角化病還將 光化性角化病(AK)SMG 與高分化和中等和/或低分化群體特異性顯著突變基因（SMG)進行了比較。AK 中的顯著突變基因（SMG)與分化良好的浸潤性皮膚鱗狀細胞癌 (cSCC) 中的顯著突變基因（SMG)之間沒有顯著差異，但 10 個中度和/或低分化的浸潤性皮膚鱗狀細胞癌 (cSCC)顯著突變基因（SMG)在浸潤性皮膚鱗狀細胞癌 (cSCC) 中的改變明顯大于 AK（PRB1、TMEM51、LRP1、POLH、ACVR2A、RPLP1、ZZEF1 、VWF、ICAM1和HECTD4）。AK 和浸潤性皮膚鱗狀細胞癌 (cSCC)顯著突變基因（SMG)沿蛋白質結構域的突變分布相似，如前所述，AK 中的PIK3CA熱點除外。

先前與浸潤性皮膚鱗狀細胞癌 (cSCC) 相關的基因，如CDKN2A和HRAS，被發現在 光化性角化病(AK)和浸潤性皮膚鱗狀細胞癌 (cSCC) 隊列之間以相似的速率發生了改變（CDKN2A分別改變了 54.1% 和 45%， HRAS分別改變了 16.2% 和 22.5% ）。

接下來，皮膚病基因解碼基因檢測比較了 63 個顯著突變基因（SMG)中 光化性角化病(AK)和浸潤性皮膚鱗狀細胞癌 (cSCC) 之間非同義突變的癌細胞部分，以評估它們的克隆性，并使用同義和非翻譯區域突變作為陰性對照來確定任何基因的突變是否在 光化性角化病(AK)或浸潤性皮膚鱗狀細胞癌 (cSCC) 中更具克隆優勢。兩個基因（CACNA1C和KCNK5）顯示出重要證據表明，它們中的非同義突變在 光化性角化病(AK)中比在浸潤性皮膚鱗狀細胞癌 (cSCC) 中更具克隆優勢，表明這些基因可能在 光化性角化病(AK)譜系中受到直接選擇。
 

克隆進化的推斷和遺傳變化的順序

為了評估樣本內異質性水平，皮膚病的基因解碼使用嵌套亞群的擴展倍性和等位基因頻率進行克隆性分析，估計每個樣本中克隆的數量及其比例。共有 31 個 光化性角化病(AK)(84%) 具有足夠數量的體細胞突變 (≥200) 用于分析。確定了樣本內異質性的變化，每個 光化性角化病(AK)的中位數為四個（范圍 = 1-9）克?。╓ilcoxon 檢驗，P < 0.01)。

對于 44 個顯著突變基因（SMG)中的每一個，光化性角化病的基因解碼基因檢測評估了從發現它們是克隆或亞克隆的聚合頻率推斷的突變獲取順序。22 個 SMG（TP53、NOTCH1、FAT1、ADAMTS9、CCDC71、RB1、PBRM1、ADAM19、CHEK2、KIF13B、DAB2、ABI3BP、GPR161、XAB2、GPS1、IMPA1、USP34、GXYLT1、EPB41L2、PAX3、 KCNK5和INSIG2)是克隆的，表明這些基因的改變更有可能是 光化性角化病(AK)發育的早期事件。與前面提到的 22 個顯著突變基因（SMG)相比，在其余 22 個顯著突變基因（SMG)中發現了相對較大比例的亞克隆非同義突變，這意味著較晚的發展，盡管其中大多數仍然觀察到克隆突變多于亞克隆突變，除了PIK3CA，RAB22A和KIF24 。對于 光化性角化病(AK)和浸潤性皮膚鱗狀細胞癌 (cSCC) 共享的三個 SMG，克隆模式相似，在TP53和NOTCH1中觀察到的克隆突變比例高于在NOTCH2中觀察到的克隆突變。

七個 光化性角化病(AK)在TP53中有一個以上的非同義突變，致病性基因解碼估計了這些病變中多個突變的時間。在四個樣本（AK05、AK33、AK34 和 AK35）中，所有TP53突變似乎都是克隆性的，因此根據克隆性分析可能是早期事件。兩個樣本（AK04 和 AK32）顯示了早期和晚期（即亞克?。┦录幕旌?，一個樣本（AK38）表現出兩種 TP53突變作為晚期事件。這些數據表明，雖然TP53突變通常作為早期事件觀察到，但在 光化性角化病(AK)的發展后期可能會發生其他突變。

患者內 光化性角化病(AK)與浸潤性皮膚鱗狀細胞癌 (cSCC) 的比較

共有 16 個 光化性角化病(AK)(43%) 也有來自同一個體的浸潤性皮膚鱗狀細胞癌 (cSCC) WES（主要來自解剖學上不同的日光照射區域）。在數據可用的 AK-cSCC 對中，有 71.4%（14 個中的 10 個）的突變特征譜呈顯著正相關。七對 AK-cSCC 具有重疊的 CNA 片段，涉及總 CNA 片段的中位數為 20%，最常見于 3 號、9 號和 17 號染色體。CNA 的方向在很大程度上是一致的，盡管沒有統計學意義（卡方檢驗，P = 0.06)。

突變基因的信號通路分析

基因解碼比較了 光化性角化病(AK)和浸潤性皮膚鱗狀細胞癌 (cSCC) 之間的顯著突變的信號傳導通路。許多免疫系統信號通路在浸潤性皮膚鱗狀細胞癌 (cSCC) 中的突變明顯多于 AK（TCR、Fc epsilon-RI、RIG-I 樣受體和趨化因子信號）。TGFβ、脂肪細胞因子、GnRH 和胰島素信號在浸潤性皮膚鱗狀細胞癌 (cSCC) 中的突變也明顯更多。幾種代謝途徑發生了差異突變：乙醚脂質、丙酮酸或 α-亞麻酸等在浸潤性皮膚鱗狀細胞癌 (cSCC) 中發生的突變明顯更多。
 

基因組驅動基因、CNA 和基因表達譜的數據整合分析

基因解碼整合了正常皮膚、AK 和浸潤性皮膚鱗狀細胞癌 (cSCC) 的現有基因表達譜，以通過 光化性角化病(AK)SMG 在疾病進展中的表達模式來研究 光化性角化病(AK)SMG 的潛在腫瘤抑制或促進作用。皮膚病基因解碼使用了五個獨立的數據集。數據集中的顯著突變基因（SMG)層次結構與觀察到的兩個主要集群大致一致：一個由在正常皮膚中上調并在 光化性角化病(AK)和浸潤性皮膚鱗狀細胞癌 (cSCC) 中逐漸下調的顯著突變基因（SMG)組成，另一個集群顯示出相反的模式。

在 光化性角化病(AK)與正常皮膚中，至少有兩個數據集（ KIF24、KCNK5、EPB41L、INSIG2和ABI3BP）中有 5 個顯著突變基因（SMG)顯著下調，表明其具有抑癌作用。NOTCH1是唯一顯著上調的 SMG。在浸潤性皮膚鱗狀細胞癌 (cSCC) 與 光化性角化病(AK)中，IMPA1是唯一在至少兩個數據集中顯著差異表達的 SMG，在浸潤性皮膚鱗狀細胞癌 (cSCC) 中上調，表明腫瘤啟動子作用。

由于浸潤性皮膚鱗狀細胞癌 (cSCC) 中 TGFβ 信號通路的突變明顯多于 AK，基因解碼分析了正常皮膚、AK 皮膚和浸潤性皮膚鱗狀細胞癌 (cSCC) 皮膚中 TGFβ 通路基因的表達模式。數據集顯示了兩組依賴于進展的 TGFβ 信號失調。一個簇顯示正常皮膚中的基因上調，這些基因的下調越來越多，從 光化性角化病(AK)進展到 cSCC，第二個簇具有相反的模式。

皮膚癌發生與惡化的基因解碼評估了通過GISTIC 分析確定的顯著刪除和獲得區域的基因表達，該分析揭示了刪除區域中的 55 個基因被下調（在至少兩個數據集中）和獲得區域中的兩個基因被上調（至少在兩個數據集中）數據集）在 光化性角化病(AK)與正?？刂?。
 

光化性角化病基因解碼對基因檢測和臨床治療的指導作用

光化性角化病基因解碼收集分析了迄今為止最大的 光化性角化病(AK)基因組數據集，表明 光化性角化病(AK)和浸潤性皮膚鱗狀細胞癌 (cSCC) 在基因組水平上的 TMB、驅動基因模式和 CNA 方面驚人地相似。每兆堿基 DNA 有 43.5 個突變的 光化性角化病(AK)TMB 比以前報道的要高，這可能是大多數 AKs 來自 IS 個體的結果，免疫抑制導致顯著更高的突變率。IC 患者 光化性角化病(AK)的突變負擔(TMB)(30.4) 與之前報道的 34.5 相似。

光化性角化病基因解碼在大多數 光化性角化病(AK)中檢測到預期的 UV 特征 (7a/b)。此外，特征 32 存在于暴露于硫唑嘌呤的患者的所有 光化性角化病(AK)中，進一步表明該藥物與浸潤性皮膚鱗狀細胞癌 (cSCC) 發展的早期階段有關。匹配的 AK-cSCC 突變譜中的顯著正相關也提供了進一步的證據，表明相同的潛在突變過程在 光化性角化病(AK)和浸潤性皮膚鱗狀細胞癌 (cSCC) 中起作用，即使它們來自不同的解剖部位。

光化性角化病基因解碼鑒定了 44 個 光化性角化病(AK)SMG，包括許多經典的抑癌基因（TP53、NOTCH1、NOTCH2和FAT1），它們在浸潤性皮膚鱗狀細胞癌 (cSCC) 中持續發生突變，但重要的是，這些基因也在生理正常的陽光下在低水平和強陽性選擇下發生突變-暴露的皮膚。然而，CDKN2A在正常皮膚中沒有發生突變，光化性角化病基因解碼之前認為它可能在浸潤性皮膚鱗狀細胞癌 (cSCC) 中具有看門人的作用。CDKN2A未被確定為 SMG，但 9p21.3 的丟失——一個CDKN2A基因位點—被確定為最顯著缺失的 CNA，與浸潤性皮膚鱗狀細胞癌 (cSCC) 相比，AK 中的缺失頻率沒有顯著差異（分別為 54% 和 45%，卡方檢驗，P = 0.43），表明這種缺失是早期事件，可能在 光化性角化病(AK)發病機制中發揮重要作用。致癌基因PIK3CA在幾乎一半的 光化性角化病(AK)和浸潤性皮膚鱗狀細胞癌 (cSCC) 中發生顯著改變，頻率高于之前的浸潤性皮膚鱗狀細胞癌 (cSCC) 研究。光化性角化病基因解碼還在三個 光化性角化病(AK)中發現了一個激活剪接位點突變的熱點。激活PIK3CA中的突變導致磷酸肌醇 3-激酶/蛋白激酶 B/mTOR 通路的激活，這在其他器官的鱗狀細胞癌中很常見。

盡管光化性角化病基因解碼在HRAS中確定了 16.2% 的 光化性角化病(AK)有改變（所有 CNA、四次丟失和兩次增加），但在光化性角化病基因解碼的隊列中沒有檢測到單核苷酸變異。這與其他研究一致，在這些研究中，致癌RAS突變在暴露于紫外線的皮膚和 光化性角化病(AK)和/或原位鱗狀細胞癌中非常罕見。在光化性角化病基因解碼的浸潤性皮膚鱗狀細胞癌 (cSCC) 隊列中，22.5% 的人存在HRAS改變，這被確定為浸潤性皮膚鱗狀細胞癌 (cSCC) SMG，但預測只有三個浸潤性皮膚鱗狀細胞癌 (cSCC) 具有激活突變。這提供了進一步的證據，表明人類 光化性角化病(AK)和浸潤性皮膚鱗狀細胞癌 (cSCC) 在生物學上不同于小鼠 7,12-二甲基苯并[a]蒽/12-O-十四烷酰佛波醇-13-乙酸酯模型損傷，其中激活 HRAS 突變很常見。盡管如此，激活RAS突變似乎仍然在浸潤性皮膚鱗狀細胞癌 (cSCC) 腫瘤子集的浸潤性皮膚鱗狀細胞癌 (cSCC) 發展中發揮功能性作用，而不是在 AK-cSCC 原位發展中。

HMCN1被確定為 SMG，在 19 支 AK（51%）中被改變。雖然不是確認的癌癥基因，但它的作用值得進一步研究，因為它在 cSCC和 AKs中經常發生突變。據推測，它通過其作為細胞外基質蛋白的功能參與癌細胞的侵襲和轉移。

光化性角化病基因解碼表明 光化性角化病(AK)具有與浸潤性皮膚鱗狀細胞癌 (cSCC) 相同水平的基因組不穩定性，它們之間有許多共享的 CNA，特別是 9p、13 號染色體和 5q 的丟失。除了一項表明 光化性角化病(AK)比浸潤性皮膚鱗狀細胞癌 (cSCC) 具有更多 LOH 的早期研究外，光化性角化病基因解碼的研究結果與最近發現 光化性角化病(AK)具有相對較少的 CNA 的研究結果相反。然而，大多數研究都同意最常見的染色體不穩定位點，即 9p 丟失——CDKN2A所在的區域——在 光化性角化病(AK)研究中普遍存在。

根據光化性角化病基因解碼的顯著突變基因（SMG)列表查詢已發布的表達數據集，發現與正常皮膚相比，KIF24、KCNK5、EPB41L2和ABI3BP在 光化性角化病(AK)中下調，表明腫瘤抑制作用。在先前的一項研究中，與正常皮膚相比，ABI3BP在浸潤性皮膚鱗狀細胞癌 (cSCC) 中顯著下調，與正常食管相比，鱗狀細胞癌食管中的 ABI3BP 也同樣下調。它是多種癌癥的腫瘤抑制因子，可促進細胞衰老，并在細胞-基質粘附中發揮作用。KCNK5 是一種雙孔結構域鉀通道，在黑色素瘤表達不足的基因中排名前 1%，在乳腺癌、結直腸癌、腎癌和肝癌中表達不足的基因中排名前 5%，人們對鉀通道的作用越來越感興趣在癌癥中。與正常皮膚相比，NOTCH1 mRNA 在 光化性角化病(AK)中顯著上調（在兩個數據集中），表明腫瘤啟動子功能，這與之前在浸潤性皮膚鱗狀細胞癌 (cSCC) 中的發現形成對比，后者在浸潤性皮膚鱗狀細胞癌 (cSCC) 發病機制早期失活。光化性角化病基因解碼還觀察到NOTCH1的早期突變失活在 光化性角化病(AK)中，隨后的表達缺失可能促進從 光化性角化病(AK)到浸潤性皮膚鱗狀細胞癌 (cSCC) 的進展。NOTCH 蛋白在不同的癌癥類型和環境中具有相反的腫瘤抑制和啟動子作用，這需要進一步研究 光化性角化病(AK)到浸潤性皮膚鱗狀細胞癌 (cSCC) 的進展。

光化性角化病基因解碼已經表明，TGFβ 信號通過其在干細胞中的受體失活而失調是浸潤性皮膚鱗狀細胞癌 (cSCC) 發病機制中的早期驅動事件，并且可能起到抑癌作用。TGFβ 信號通路基因在浸潤性皮膚鱗狀細胞癌 (cSCC) 中突變明顯更多，并且在表達數據集中也失調。從GSE45216數據集（最大的數據集）中，TGFBR2在從正常皮膚到 光化性角化病(AK)到浸潤性皮膚鱗狀細胞癌 (cSCC) 的過渡過程中逐漸變得更加低表達，這與之前的研究一致，這些研究已經證明TGFBR2在 TGFβ 腫瘤抑制功能中的關鍵作用。綜上所述，這些發現進一步支持了以下假設：TGFβ 失調是 AK-cSCC 轉變的關鍵步驟。

表觀基因組改變也可能在推動 光化性角化病(AK)進展中發揮作用，光化性角化病基因解碼在 光化性角化病(AK)和浸潤性皮膚鱗狀細胞癌 (cSCC) 表達譜中觀察到的顯著差異支持了這一點。最近對 光化性角化病(AK)和浸潤性皮膚鱗狀細胞癌 (cSCC) 的甲基化組進行美化的工作直接解決了這一假設。一組證明了在 光化性角化病(AK)進展為浸潤性皮膚鱗狀細胞癌 (cSCC) 和轉移過程中不同 DNA 甲基化模式的復雜非線性演變，但其他人未能顯示 光化性角化病(AK)和浸潤性皮膚鱗狀細胞癌 (cSCC) 甲基化組有任何差異。迄今為止的表觀基因組研究有限，需要進一步研究。

光化性角化病基因解碼需要對 光化性角化病(AK)進行具體分級并根據分級進行分析，即 AK-I、-II 和-III。這些 光化性角化病(AK)等級中的每一個都可能具有不同的分子特征。然而，AK 在組織學上經常是異質的，并且可能包括 光化性角化病(AK)I-III 的組合。因此，這些樣本中可能包含原位 光化性角化病(AK)III 和/或浸潤性皮膚鱗狀細胞癌 (cSCC) 的小病灶，這可能會影響結果。樣品的激光捕獲顯微切割可能有助于將這種風險降至最低。

總之，光化性角化病基因解碼的數據表明 光化性角化病(AK)已經擁有浸潤性皮膚鱗狀細胞癌 (cSCC) 中存在的大部分基因組改變。光化性角化病基因解碼發現的重大分子改變可能有助于從 光化性角化病(AK)進化為 cSCC，包括關鍵信號通路的改變，特別是 TGFβ 和免疫系統信號傳導；特定基因的突變，包括ABI3BP和IMPA1；和樣本內異質性的差異。這些將是未來 光化性角化病(AK)進展的分子發病機制研究的重點。