肺癌具有高度肿瘤内异质性（ITH），是全球癌症死亡的主要原因。其中，非小细胞肺癌（NSCLC）患者占比较大（约85%），常见亚型包括肺腺癌（LUAD）和肺鳞状细胞癌（LUSC）。目前，TNM肿瘤分期和组织活检是预测NSCLC患者临床预后和治疗决策的金标准，但这些方法容易导致取样偏差等问题，在评估肿瘤的生物多样性及扩散可能性受到限制。
转录组生物标志物具有捕获癌细胞侵袭特征的潜力，可为预后预测增加分子维度。2019年，英国弗朗西斯·克里克研究所和伦敦大学学院 （UCL） 癌症研究所的科研团队发现了ORACLE——一种与LUAD患者生存相关的克隆表达生物标志物，并基于此构建了预后风险评分系统，其在多区域研究队列中显示出良好的预后预测能力。
为拓展上述研究，研究团队对TRACERx研究中来自184例LUAD患者450个肿瘤区域的多区域全外显子组和RNA-seq数据进行分析，前瞻性地验证了ORACLE与临床病理风险因素以及I期疾病生存结果的相关性。结果表明，克隆转录信号在肿瘤侵袭前即可检测到，可能是致命性转移克隆的分子标志，并能够预测化疗敏感性；基于ORACLE的检测能够比当前方法更好地预测早期肺癌患者临床结果。此外，ORACLE能够整合遗传进化指标（如染色体不稳定性）所携带的预后信息，形成一个包含23个转录本的简便检测方法。近日，该研究结果以“Prospective validation of ORACLE, a clonal expression biomarker associated with survival of patients with lung adenocarcinoma”为题发表在Nature Cancer。
文章发表在Nature Cancer
研究团队利用TRACERx研究中前瞻性招募的158名I-III期LUAD患者369个肿瘤区域的RNA-seq数据组成验证队列；使用另外184名患者450个肿瘤区域的完整数据集组成探索性队列，以进行额外的探索性分析。研究团队在验证队列中前瞻性评估了ORACLE的肿瘤采样偏差，将其与六种基于RNA-seq的LUAD预后特征进行对比。结果显示，在七个预后特征中，ORACLE在4个肿瘤采样偏差指标上均表现最佳。
图1. 肿瘤采样偏倚的前瞻性验证
接下来，研究团队对ORACLE风险评分与总生存期（OS）进行评估，发现ORACLE风险评分与患者OS显著相关，即使在调整了性别、年龄、吸烟史、TNM分期等临床病理风险因素后，这一关联依然存在。此外，伪单次活检队列模拟实验表明，在样本有限的情况下，ORACLE风险评分也能有效预测患者生存结果。值得注意的是，在I期LUAD患者中，ORACLE风险评分的预测性能优于传统的TNM分期系统；进一步分析显示，ORACLE风险评分在预测I期LUAD患者的生存风险方面优于其他六个预后特征。
图2. 生存关联的前瞻性验证
先前研究观察到，LUAD患者转移样本的ORACLE风险评分显著更高，这表明ORACLE可能是潜在转移特征。为此，研究团队分析了ORACLE风险评分在LUAD患者中与转移潜能和生存预后的关系。结果显示，ORACLE风险评分与肺癌特异性生存率、无病生存期（DFS）紧密相关，尤其在早期阶段。随着组织学阶段的进展，ORACLE风险评分逐渐升高，表明其在肿瘤发展过程中可能发挥重要作用。此外，ORACLE风险评分在早期系统性扩散方面也显示出预测潜力。上述结果表明，ORACLE补充了液体活检（ctDNA）和病理（STAS）标志物的使用，可预测5年生存结果，有望成为评估LUAD患者转移风险和预测疾病进展的有价值工具。
图3. ORACLE作为侵袭和转移潜力的标志物
预测患者从辅助化疗中获益是早期NSCLC的一个主要挑战。利用GDSC数据库中的药物敏感性数据，研究团队分析了ORACLE在预测早期NSCLC患者化疗敏感性方面的效用。在获FDA批准的17种NSCLC药物中，只有顺铂与ORACLE高风险细胞系中的疗效显著相关。在筛选的所有化合物中，ORACLE风险评分与23种药物的疗效呈正相关，涉及激素相关、染色质组蛋白甲基化、DNA复制和基因组完整性等4种通路，其中IGF-1R抑制剂GSK1904529A相关性最强；但与BRAF抑制剂KIN001-206的疗效呈负相关。
临床数据分析显示，ORACLE在未接受辅助化疗的患者群体中能有效预测预后，但在接受辅助化疗的患者中则不具备这种能力。这些发现为使用ORACLE指导特定治疗，而非仅作为治疗疗效的监测工具打开了可能性。
图4. ORACLE识别化疗敏感细胞
最后，研究团队评估了探索队列中的临床病理相关性，发现两个与ORACLE风险评分显著相关的临床病理特征：肿瘤III 期和Ki67；ORACLE风险评分与肿瘤的遗传特征也显著相关，如全基因组加倍事件（WGD）、染色体复杂性以及驱动基因的克隆和亚克隆突变等。对于LUAD患者中，ORACLE评分、STAS和术前ctDNA是三个重要的预后生物标志物，与患者生存预后显著相关。上述结果表明，将基因进化指标（SCNA-ITH、FLOH 和克隆驱动因子）与ORACLE相整合，可作为一种简单的23-转录本检测。
“我们希望继续开展ORACLE的前期工作，并证明其可以在肺癌诊断时预测生存率，”文章共同第一作者Yun-Hsin Liu表示，“ORACLE可预测哪些患者将受益于某些类型的化疗药物，或者某人的癌症是否可能扩散，为患者癌症可能如何进展提供全面的衡量标准。”
ORACLE的优势在于其能够从整体上评估肿瘤，发现肿瘤内的全部遗传活动。因此，研究团队认为这种检测方法有可能在多种癌症中发挥类似的效用。
鉴于ORACLE在评估早期肺癌方面的成功，接下来，研究团队将比较接受标准治疗的高ORACLE评分患者与接受更密切监测或化疗患者的生存结果。该团队计划在更大规模的临床试验中扩展这些发现，以验证ORACLE在常规实践中的效用。
参考文献：
1.Biswas, D., Liu, YH., Herrero, J. et al. Prospective validation of ORACLE, a clonal expression biomarker associated with survival of patients with lung adenocarcinoma. Nat Cancer (2025).
https://doi.org/10.1038/s43018-024-00883-1
2.New Test Predicts Survival in Early-Stage Lung Cancer Better than Current Methods
https://www.insideprecisionmedicine.com/topics/precision-medicine/new-test-predicts-survival-in-early-stage-lung-cancer-better-than-current-method
