Notch通路在泛胃肠道腺癌中定义与免疫检查点抑制剂耐药相关的侵袭性免疫抑制表型

《Clinical and Experimental Medicine》：Notch pathway defines an aggressive and immune-suppressive phenotype associated with checkpoint inhibitor resistance in pan-gastrointestinal adenocarcinomas

本研究针对胃肠道腺癌(GIAC)患者预后差且对免疫检查点抑制剂(ICI)易产生耐药的问题，通过分析TCGA等公共数据库，构建了基于Notch通路基因的mRNA-score预后模型。研究发现Notch通路活化与免疫抑制微环境、不良预后及ICI耐药显著相关，为GIAC的个体化治疗提供了新的生物标志物和联合治疗策略。

　　

在当今精准医疗时代，胃肠道腺癌(GIAC)的治疗仍面临巨大挑战。尽管免疫检查点抑制剂(ICI)为部分患者带来了希望，但大多数患者最终会产生耐药性，导致治疗失败。究其根源，肿瘤微环境的异质性是关键因素之一。Notch信号通路作为进化上高度保守的细胞间通讯机制，在维持癌症干细胞(CSCs)特性和调节肿瘤免疫微环境方面发挥着重要作用，但其在泛胃肠道腺癌中的系统研究仍较为缺乏。

为了深入探索Notch通路在GIAC中的临床意义，来自国内多家研究机构的团队在《Clinical and Experimental Medicine》上发表了最新研究成果。研究人员通过对癌症基因组图谱(TCGA)数据库中食管腺癌(ESAD)、胃腺癌(STAD)、结肠腺癌(COAD)和直肠腺癌(READ)的全面分析，揭示了Notch通路在预测预后和ICI疗效方面的重要价值。

研究团队首先系统分析了60个Notch通路基因在GIAC中的基因组和转录组特征。研究发现，不同部位的GIAC在Notch通路基因的突变和拷贝数变异(CNV)方面表现出高度一致性，这表明Notch信号在胃肠道肿瘤发生中可能发挥着类似的作用机制。

通过无监督聚类分析，研究人员将GIAC样本分为三个具有显著差异的亚型。其中，Notch通路基因高表达的集群1表现出最差的总体生存(OS)，同时具有免疫抑制性微环境特征，包括更多"静息"/"抗炎"而非"活化"/"促炎"的肿瘤浸润免疫细胞(TIICs)。

研究的关键突破在于构建了一个基于6个Notch通路基因(APH1B、CNTN1、DLL4、HES7、HEYL和SNW1)的mRNA-score预后模型。该模型在训练集(TCGA)和三个独立验证集(GSE19417、GSE84437、GSE40967)中均显示出良好的预测性能，高风险组患者的总生存期显著缩短。

多变量分析显示，mRNA-score的预后价值独立于年龄、性别、TNM分期等传统临床因素。研究人员还构建了包含mRNA-score的列线图，其预测1年、3年和5年生存率的曲线下面积(AUC)均高于0.70，显示出良好的临床适用性。

此外，研究团队还构建了Notch通路相关的mRNA-miRNA-lncRNA调控网络，并基于110个lncRNA开发了lncRNA-score预后模型，进一步拓展了对Notch通路调控机制的理解。

在治疗反应预测方面，研究发现mRNA-score与多种化疗药物和靶向药物的敏感性相关。更重要的是，高mRNA-score与ICI治疗耐药显著相关，这一发现在食管腺癌(PERFECT试验)、胃腺癌(PRJEB25780)以及尿路上皮癌(IMvigor210)和肾透明细胞癌(CheckMate试验)等多个独立队列中得到验证。

主要技术方法

研究整合了TCGA、GEO等公共数据库的基因组和转录组数据，采用共识聚类鉴定GIAC亚型，通过LASSO回归构建预后模型，使用CIBERSORT和ssGSEA分析免疫细胞浸润和通路活性，并在多个独立临床试验队列中验证模型的预测性能。

Notch通路基因的基因组和转录组图谱

研究发现Notch通路基因在GIAC不同解剖部位表现出相似的基因组和转录组特征。突变分析显示CREBBP、FBXW7等基因在GIAC中存在共同的突变模式，而CNV与转录水平变化显著相关。这些发现提示Notch信号在胃肠道肿瘤发生中可能具有类似的作用机制。

Notch通路定义具有免疫抑制的侵袭性GIAC亚型

基于Notch通路基因表达的无监督聚类将GIAC分为三个具有显著差异的亚型。Notch高表达集群与不良预后、免疫抑制微环境以及细胞周期、PI3K-AKT-mTOR、TGF-β等促癌通路的激活显著相关，这为Notch通路在GIAC恶性进展中的作用提供了有力证据。

6基因风险分层标志物的识别

通过LASSO回归分析，研究团队筛选出6个Notch通路关键基因(APH1B、CNTN1、DLL4、HES7、HEYL、SNW1)构建mRNA-score预后模型。该模型在训练集和验证集中均显示出稳定的预后预测能力，为GIAC的临床预后评估提供了新工具。

mRNA-miRNA-lncRNA网络和lncRNA风险标志物

研究还构建了Notch通路相关的mRNA-miRNA-lncRNA调控网络，并开发了基于11个lncRNA的预后模型，进一步丰富了Notch通路在GIAC中的调控机制认识。

mRNA-score与药物敏感性和免疫治疗疗效的关联

实验结果表明，mRNA-score不仅能预测传统化疗药物的敏感性，更重要的是能够预测ICI治疗的疗效。高mRNA-score与免疫抑制性微环境和ICI耐药显著相关，这一发现为个体化免疫治疗提供了重要依据。

结论与展望

该研究首次在泛GIAC中系统评估了Notch通路在预后预测和ICI耐药中的作用。研究结果表明，Notch通路活化定义了一个具有侵袭性和免疫抑制性特征的GIAC亚型，与不良预后和ICI耐药显著相关。建立的mRNA-score模型有助于识别需要强化辅助化疗和密切随访的患者，以及不太可能从ICI治疗中获益的患者群体。

更重要的是，该研究为克服ICI耐药提供了新的治疗思路：对于Notch活化的GIAC患者，NOTCH抑制剂与ICI的联合治疗可能是一种有效的个性化免疫治疗策略。这一发现为优化GIAC的免疫治疗提供了重要的理论依据和临床转化方向。

研究的局限性包括其回顾性设计和基于组织RNA测序数据的分析方法的限制，但通过使用多个独立大数据集进行验证，显著提高了结果的可靠性。未来需要前瞻性研究来进一步验证这些发现，并探索NOTCH抑制剂与ICI联合治疗的临床价值。