膀胱癌研究新突破:二硫死亡相关免疫基因构建预后模型并揭示肿瘤微环境特征

【字体: 时间:2025年03月09日 来源:Scientific Reports 3.8

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  为改善膀胱癌(BLCA)治疗策略,研究人员构建二硫死亡相关免疫预后模型,成果或助个性化治疗。

  膀胱癌(Bladder urothelial carcinoma,BLCA)是一种令人谈之色变的恶性肿瘤,在全球范围内,每年都有大量新发病例和因它而失去生命的患者。它就像一个隐藏在人体内的 “定时炸弹”,根据肿瘤侵袭膀胱壁的深度,可分为非肌层浸润性膀胱癌(non - muscle - invasive BLCA,NMIBC)和肌层浸润性膀胱癌(muscle - invasive BLCA,MIBC)。NMIBC 虽然在早期相对 “温和”,但仍有不少患者会进展为更严重的 MIBC,而 MIBC 更容易扩散,患者的 5 年总生存率(Overall Survival,OS)并不乐观。
目前,膀胱癌的治疗手段不断发展,免疫治疗成为了新的希望。然而,现有的免疫治疗方法,比如卡介苗(Bacillus Calmette - Guérin,BCG)治疗和免疫检查点抑制剂(immune checkpoint inhibitors,ICIs)治疗,都存在一些问题。BCG 治疗的进展和复发率差异较大,且有副作用;ICIs 治疗对转移性 / 晚期膀胱癌患者的有效率也不高。因此,寻找新的预后指标和治疗靶点迫在眉睫。

在这样的背景下,宁波大学附属第一医院、温州中心医院等机构的研究人员开展了一项极具意义的研究。他们的研究成果发表在《Scientific Reports》上,为膀胱癌的治疗带来了新的曙光。

研究人员为了深入探究膀胱癌的奥秘,运用了多种关键技术方法。他们从癌症基因组图谱(The Cancer Genome Atlas,TCGA)数据库获取了 400 例膀胱癌标本和 19 例正常标本的 RNA 测序(RNA - seq)数据,还从基因表达综合数据库(Gene Expression Omnibus,GEO)获取了外部测试组和单细胞测序数据。通过加权基因共表达网络分析(weighted gene co - expression network analysis,WGCNA)、单因素和多因素 Cox 回归分析、最小绝对收缩和选择算子(least absolute shrinkage and selection operator,LASSO)回归等生物信息学方法,结合细胞实验和体内肿瘤异种移植实验,对膀胱癌展开了全面研究。

下面来看看具体的研究结果:

  1. 筛选基因并构建风险评分模型:研究人员通过分析,筛选出 4925 个差异表达基因(Differentially Expressed Genes,DEGs),构建了基因共表达网络,确定了与二硫死亡(Disulfidptosis)表型最相关的基因模块。经过一系列筛选,最终得到 8 个与膀胱癌预后相关的免疫基因,构建了风险评分模型。该模型能有效区分高风险和低风险患者,高风险组患者生存时间短,低风险组患者生存时间长,且在预测生存率方面表现出色12
  2. 模型性能评估:与其他已发表的模型相比,该模型的预测准确性更高,其 1 年、3 年和 5 年 OS 的受试者工作特征曲线下面积(Area Under Curve,AUC)更高,一致性指数(Concordance Index,C - index)也更高。此外,通过构建列线图并进行校准曲线和决策曲线分析,证实了模型的准确性、稳定性和临床实用性34
  3. 肿瘤微环境和免疫细胞浸润分析:研究发现,风险评分与多种免疫细胞浸润水平相关。低风险组中,激活的 CD4 记忆 T 细胞、CD8 T 细胞、M1 巨噬细胞和静息 NK 细胞数量较多,免疫浸润和免疫检查点结果更优,可能对免疫治疗更敏感。同时,风险评分与肿瘤突变负荷(Tumor Mutation Burden,TMB)呈负相关,低风险组 TMB 更高,预示着更好的免疫治疗效果56
  4. 生物学通路分析:对高低风险组的 DEGs 进行基因本体论(Gene Ontology,GO)和京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)富集分析,发现相关通路涉及细胞外基质组织、PI3K - Akt 信号通路等。其中,PI3K - Akt 通路在膀胱癌进程中起关键作用,二硫死亡可能通过该通路调节膀胱癌的发生发展710
  5. 关键基因功能验证:通过单细胞数据集分析发现 TNFRSF12A 在肿瘤细胞中表达最高,对其进行功能研究。结果显示,敲低 TNFRSF12A 基因可抑制膀胱癌细胞增殖和侵袭,过表达则促进增殖和侵袭。同时,敲低该基因还会影响 PD - L1 表达和巨噬细胞极化,表明 TNFRSF12A 可能是膀胱癌的潜在肿瘤标志物和治疗靶点89

研究结论和讨论部分指出,研究人员成功构建了包含 8 个二硫死亡相关免疫基因的预后评估模型,该模型能准确预测膀胱癌的预后、TMB 和免疫治疗反应,为膀胱癌患者的靶向治疗提供了新的思路。TNFRSF12A 作为癌基因,在膀胱癌的发生发展中起到重要作用。不过,该研究也存在一定局限性,如数据仅基于 TCGA 数据集,部分基因未进行体内外验证等。但总体而言,这项研究为膀胱癌的治疗开辟了新方向,未来有望通过进一步研究,让更多膀胱癌患者受益。
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