Immunoprofiles and Treatment Strategies for Molecular Subtypes of Endometrial Cancer

Abstract

Purpose: Understanding of immune profiles across endometrial cancer (EC) subtypes and the impact of specific molecular markers on immune responses and their therapeutic implications remain limited. This study aimed to assess the immune profiles of EC subtypes based on the Proactive Molecular Risk Classifier for Endometrial Cancer (ProMisE) classification and evaluate the impact of specific molecular markers, such as L1 cell adhesion molecule (L1CAM), AT-rich interaction domain 1A (ARID1A), and different mismatch repair (MMR) protein deficiencies, on the immune response and therapeutic potential. Methods: Patients with treatment-naïve EC from Severance Hospital (2019–2023) were included. Polymerase-ε (POLE) mutations were detected using droplet digital polymerase chain reaction, and immunohistochemistry was used to assess the expression of p53, MMR proteins (MSH6, PMS2, MSH2, and MLH1), L1CAM, and ARID1A. Tumor-infiltrating lymphocytes (TILs) were analyzed using flow cytometry to identify various immune cell subsets and their functional states, including CD8+ T cells, regulatory T cells, and markers of T cell exhaustion or activation. Results: Immune profiles varied across EC subtypes. The POLE-mutated and MMR-deficient (MMRd) subtype tumors showed strong immune responses, however, with signs of exhaustion, including high PD-1 and TOX expression, suggesting sensitivity to immune checkpoint inhibitors. The no specific molecular profile (NSMP) and p53-abnormal subtypes showed lower immune cell infiltration and more immunosuppressive environments. Among MMRd tumors, those with MSH2/MSH6 deficiency demonstrated greater CD8⁺ T cell infiltration than MLH1/PMS2-deficient tumors, implying a more robust immune activation profile. In the NSMP subtype, L1CAM-positive tumors showed increased levels of markers of T cell exhaustion, including PD-1 and TIGIT, whereas ARID1A-negative tumors showed a greater proportion of tumor-reactive CD8+ T cells (CD103+CD39+), indicating the potential for enhanced immune surveillance, although some signs of exhaustion were present. Conclusion: This study highlights the importance of the molecular subtyping of ECs in guiding personalized immunotherapy strategies. The POLE-mutated and MMRd subtype tumors exhibited robust immune responses; however, indicators of exhaustion were also observed, implying their potential responsiveness to immune checkpoint inhibitors. In addition, MSH2/MSH6-deficient tumors, as well as L1CAM-positive and ARID1A-negative tumors within the NSMP subgroup, were identified as potential targets for therapeutic strategies aimed at reversing immune exhaustion and enhancing treatment efficacy. 목적 본 연구는 자궁내막암의 Proactive Molecular Risk Classifier for Endometrial Cancer (ProMisE) 분류에 따른 분자 유형별 면역 프로파일을 평가하고, DNA 불일치 복구 단백 결손(MMRd)의 아형 및 No Specific Molecular Profile (NSMP) 유형의 L1 cell adhesion molecule (L1CAM), AT-rich interaction domain 1A (ARID1A) 발현 양상에 따른 면역 반응과 치료 잠재력에 미치는 영향을 분석하고자 하였다. 방법 2019 년부터 2023 년까지 세브란스 산부인과 환자 중 처음 진단된 자궁내막암 환자를 대상으로 연구를 진행하였다. 분자 유형을 나누고 특정 표지자들을 확인하기 위해 POLE 돌연변이는 droplet digital PCR 을 통해 분석하였으며, 면역조직화학 염색법을 사용하여 p53, MMR 단백 (MSH6, PMS2, MSH2, MLH1), L1CAM, 및 ARID1A 의 발현을 평가하였다. 또한 면역 반응을 확인하고자 종양 침윤 림프구는 유세포 분석법을 이용하여 다양한 면역 세포 아형 및 이들의 기능적 상태 (CD8+ T 세포, 조절 T 세포, T 세포 피로 및 활성화 표지자 등)를 확인하였다. 결과 자궁내막암의 분자 유형에 따라 면역 프로파일이 다양하게 나타났다. POLE 돌연변이 및 MMRd 유형은 면역 피로 징후를 보이나 면역관문억제제에 강한 면역 반응을 보였다. NSMP 및 p53abnormal 유형은 낮은 면역 세포 침윤과 면역 억제 환경을 나타냈다. MSH2/MSH6 결손 유형은 MLH1/PMS2 결손 유형보다 높은 CD8+ T 세포 침윤을 보였으며, 이는 더 활발한 면역 반응을 시사하였다. NSMP 유형에서 L1CAM 양성일 경우 PD-1 및 TIGIT 과 같은 T 세포 피로 표지자가 증가하였다. 또한 NSMP 유형에서 ARID1A 음성일 경우 종양 특이적 T 세포(CD103+CD39+)가 많이 존재하며, 일부 면역 피로 징후 또한 관찰되었다. 결론 본 연구는 자궁내막암에서 개인 맞춤형 면역치료 전략을 수립하기 위해 분자 분류의 중요성을 강조한다. POLE 돌연변이 및 MMRd 유형은 강한 면역 반응을 보였으나, 면역 피로의 징후가 관찰되어 면역관문억제제에 대한 반응 가능성을 시사하였다. 또한, MSH2/MSH6 결손 종양, NSMP 유형의 L1CAM 양성, ARID1A 음성 유형은 면역 피로를 역전시키고 치료 결과를 개선하기 위한 새로운 치료 접근법의 잠재적 표적이 될 수 있다.