跨越肿瘤谱系的生存关联:11,019例患者多组学分析揭示泛癌靶点与通路

【字体: 时间:2025年07月07日 来源:npj Precision Oncology 6.8

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  本研究通过整合TCGA数据库中11,019例泛癌患者的多组学数据,系统鉴定了与患者总生存期(OS)显著相关的分子特征。研究人员采用校正肿瘤类型差异的Cox模型,揭示了mRNA表达与DNA拷贝数变异(CNA)、甲基化的一致性关联,发现T细胞和巨噬细胞浸润分别与更好/更差预后相关,并识别出代谢、PI3K/Akt、Wnt等关键通路。该成果为理解侵袭性肿瘤的分子机制提供了新视角,其构建的RNA特征可预测化疗敏感性,具有重要转化价值。

  

在肿瘤研究领域,一个长期存在的核心问题是:是否存在超越组织学分类的共性分子特征,能够解释不同癌症类型患者的生存差异?尽管TCGA等大型项目已对32种癌症进行了系统分子刻画,但既往研究多局限于单一癌种分析,且短期随访数据限制了生存关联研究的可靠性。这种碎片化认知模式阻碍了我们对肿瘤侵袭性生物学本质的全局理解。

贝勒医学院的Yiqun Zhang、Fengju Chen和Chad J. Creighton团队在《npj Precision Oncology》发表的研究,通过创新性地整合TCGA中11,019例患者的跨癌种多组学数据,首次系统绘制了与患者生存相关的泛癌分子图谱。研究团队开发了校正肿瘤类型偏倚的统计模型,解决了不同癌症固有生存率差异对分析结果的干扰,并利用外部数据集验证了发现的普适性。

关键技术方法包括:1) 对TCGA中10,271例RNA-seq、10,737例CNA、8,818例甲基化数据进行质控与标准化;2) 采用多变量Cox比例风险模型校正癌症类型和性别因素;3) 应用基因集富集分析鉴定关键通路;4) 通过DepMap数据库评估基因必需性;5) 整合GDSC药敏数据预测治疗靶点。

主要研究结果

泛癌RNA关联特征
研究发现12,465个转录本(含6,660个蛋白编码基因)与OS显著相关(FDR<10%),其中5,975个预示更差生存。构建的RNA特征在8个独立数据集中验证有效,如膀胱癌和乳腺癌队列中高风险组死亡风险增加2.5倍。值得注意的是,PTEN和SMAD4等抑癌基因在RNA和蛋白水平均显示保护性关联。

免疫系统相关发现
通过24种免疫特征评分,揭示巨噬细胞浸润与更差生存显著相关(p<1E-15),而T细胞特征则预示更好预后。关键免疫检查点基因如PDCD1(PD-1)和CTLA4的高表达显示保护效应,这与免疫治疗临床观察一致。

DNA拷贝数变异模式
全局CNA负荷与不良预后强烈相关(p<1E-100)。在染色体区域层面,7p15.2(含HOX基因簇)的扩增与侵袭性表型相关,而10q25.2(含TCF7L2)缺失则显示保护作用。这些发现提示结构性变异在驱动肿瘤进展中的核心地位。

表观遗传调控机制
6,415个CpG岛和2,397个增强子甲基化位点与生存相关。特别值得注意的是,CDK6、MYC等癌基因启动子区低甲基化伴随高表达,与不良预后显著相关,揭示了表观遗传失调在肿瘤进展中的重要作用。

通路与功能分析
代谢通路呈现显著的双向关联:糖酵解基因(如HK2、PKM)高表达预示不良结局,而氧化磷酸化基因则相反。PI3K/Akt通路中,AKT2/mTOR激活与不良预后相关,而PTEN/PIK3R1则显示保护效应。研究还发现540个预后相关基因在CRISPR筛选中表现必需性,其中136个为DrugBank收录的潜在靶点。

治疗意义
基于GDSC数据库的药敏分析显示,具有"高侵袭性"RNA特征的细胞系对MEK1/2抑制剂(如trametinib)和糖酵解抑制剂敏感性增加2-3倍。在1,240例乳腺癌新辅助化疗队列中,该特征可预测病理完全缓解率(p=0.002),提示其临床转化潜力。

这项研究通过前所未有的规模揭示了泛癌分子特征与患者预后的深层关联,其价值体现在三个维度:1) 理论层面,确立了超越肿瘤谱系的共性生物学规律;2) 技术层面,开发了校正肿瘤类型偏倚的分析框架;3) 转化层面,鉴定的分子特征可指导个体化治疗决策。特别是发现的代谢-免疫交叉调控网络,为开发针对侵袭性肿瘤的联合治疗策略提供了新思路。研究也存在随访时间较短、缺乏治疗分层数据等局限,未来需要在前瞻性队列中验证这些分子标志物的预测价值。这些发现将推动肿瘤生物学从器官特异性分类向分子驱动分类的范式转变。

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