ALDOA在肺鳞癌中的预后价值及巨噬细胞驱动免疫抑制的多组学机制解析

《Cancer Cell International》：Aldolase a in pan-cancer and lung squamous cell carcinoma: prognostic value and macrophage-driven immune suppression unveiled by multi-omics and cohort validation

本研究针对肺鳞癌(LUSC)缺乏有效预后标志物和免疫治疗抵抗的临床难题，系统探讨了醛缩酶A(ALDOA)的临床意义及免疫调控机制。通过整合TCGA/GEO多组学数据、单细胞测序和临床队列验证，发现ALDOA通过启动子低甲基化和拷贝数变异在LUSC中显著高表达，且与M0巨噬细胞浸润、CD8+ T细胞排斥及免疫检查点抑制剂耐药密切相关。空间转录组学证实ALDOA与CD68+巨噬细胞共定位，提示其可作为LUSC免疫治疗新型生物标志物和代谢-免疫联合治疗靶点。

肺癌是全球癌症相关死亡的主要原因之一，其中肺鳞状细胞癌(LUSC)占非小细胞肺癌的30%，具有高度侵袭性和有限的治疗选择。尽管免疫检查点抑制剂为部分患者带来了希望，但大多数LUSC患者仍然面临治疗抵抗和预后不良的困境。肿瘤代谢重编程与免疫微环境的相互作用已成为癌症研究的新前沿，而醛缩酶A(ALDOA)作为糖酵解途径的关键酶，在多种癌症中被报道与肿瘤进展相关，但其在LUSC中的具体作用机制，特别是与肿瘤免疫微环境的相互作用尚不明确。

在这项发表于《Cancer Cell International》的研究中，Ji等人通过综合运用多组学数据分析、临床队列验证和实验模型，系统揭示了ALDOA在LUSC中的预后价值和免疫调控功能。研究人员首先进行了泛癌分析，评估了ALDOA在不同癌症类型中的表达模式和临床意义，然后聚焦LUSC，利用TCGA、GEO等公共数据库以及163例本院患者队列进行深入验证。

关键技术方法包括：从TCGA和GTEx数据库获取泛癌转录组和蛋白质组数据；使用cBioPortal分析基因组变异；通过TISCH2数据库进行单细胞RNA测序分析；利用空间转录组技术(STOmicsDB)验证细胞共定位；建立KLN-205小鼠LUSC异种移植模型评估抗PD-1治疗效果；采用免疫组化、免疫荧光和液相色谱-质谱联用(LC-MS/MS)技术进行实验验证。

表达水平和临床相关性

研究发现ALDOA在多种癌症中显著高表达，其中LUSC的表达水平尤为突出。在mRNA和蛋白水平上，LUSC肿瘤组织中的ALDOA表达均显著高于正常组织。ROC曲线分析显示ALDOA区分LUSC与正常组织的AUC值为0.853，表明其具有较高的诊断准确性。生存分析证实ALDOA高表达与较差的总体生存期(OS)、疾病特异性生存期(DSS)和无进展生存期(PFI)显著相关，这些发现在独立队列GSE37745中得到了验证。

基因组改变和表观遗传调控

基因组分析显示ALDOA改变在乳腺癌中频率最高(近40%)，LUSC中主要为扩增和错义突变。拷贝数变异(CNV)分析显示从"深度缺失"到"扩增"类别中，ALDOA mRNA表达呈上升趋势。启动子甲基化分析发现LUSC肿瘤组织中ALDOA启动子甲基化水平显著低于正常组织，表明低甲基化是其过表达的重要机制。此外，ALDOA表达与多种RNA甲基化调节因子相关，提示存在转录后调控机制。

选择性剪接事件

研究人员发现了一个肿瘤特异性的ALDOA保留内含子事件ALDOA_RI_36050，该剪接变体在LUSC肿瘤组织中PSI值显著高于正常组织。生存分析显示，PSI值高的LUSC患者总体生存期显著较差，表明该剪接事件具有预后价值。

功能通路富集和药物敏感性

基因集变异分析(GSVA)显示ALDOA高表达组富集于细胞周期、代谢过程和致癌信号通路，而低表达组则与免疫相关通路、炎症和凋亡相关。药物敏感性分析表明ALDOA高表达肿瘤对多种化疗药物(如5-FU、顺铂、吉西他滨)和EGFR-TKIs(厄洛替尼、吉非替尼)更具耐药性。免疫治疗反应分析发现，在IMvigor210队列中ALDOA高表达患者抗PD-L1治疗效果较差，而在NSCLC GSE135222数据集中，应答组ALDOA表达显著高于无应答组。

免疫景观和免疫 evasion

ALDOA高表达与免疫抑制性肿瘤微环境密切相关，表现为M0巨噬细胞浸润增加、CD8⁺ T细胞减少和免疫检查点分子(如PD-1、CTLA4、TIGIT)表达降低。TIDE分析显示ALDOA高表达组具有更高的免疫排斥分数，表明其与免疫治疗抵抗相关。

单细胞和空间转录组分析

单细胞RNA测序分析显示ALDOA在多种癌症的巨噬细胞中高表达。空间转录组数据证实ALDOA与CD68⁺巨噬细胞在乳腺癌和黑色素瘤样本中共表达。人蛋白图谱(HPA)数据库分析进一步验证了ALDOA在正常肺组织巨噬细胞中的特异性表达。

实验验证

KLN-205小鼠LUSC异种移植模型的蛋白质组学分析显示，肿瘤组织中Aldoa表达显著上调。基因本体(GO)和KEGG通路富集分析表明差异表达蛋白显著富集于核糖体生物发生和RNA加工过程。本院163例LUSC患者队列的免疫组化验证证实ALDOA高表达与较差总体生存期显著相关。免疫荧光染色显示ALDOA与CD68⁺肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)共定位。

抗PD-1治疗反应

在KLN-205同种移植模型中，抗PD-1治疗显著抑制了肿瘤生长。蛋白质组分析显示，应答肿瘤中Aldoa表达显著上调，表明ALDOA高表达可能与免疫治疗敏感性相关。

本研究通过多组学分析和实验验证，确立了ALDOA作为LUSC中强有力的预后生物标志物和巨噬细胞介导免疫抑制的关键调节因子。ALDOA过表达通过启动子低甲基化和拷贝数变异驱动，与糖酵解活性增强、细胞周期进展和免疫抑制性肿瘤微环境形成密切相关。特别值得注意的是，ALDOA表达与M0巨噬细胞浸润增加、CD8⁺ T细胞排斥以及免疫检查点表达降低相关，空间转录组学证实了ALDOA与CD68⁺巨噬细胞的共定位。

这些发现不仅深化了我们对LUSC代谢-免疫串扰的理解，还为临床治疗提供了新的视角。ALDOA表达水平可能作为预测EGFR-TKIs和免疫检查点抑制剂疗效的生物标志物，其双重角色——既作为肿瘤细胞内在的代谢驱动因子，又作为巨噬细胞功能的调节因子——使其成为有前景的治疗靶点。针对ALDOA的干预策略可能通过同时破坏肿瘤代谢和逆转免疫抑制来增强现有疗法的效果。

然而，本研究也存在一定局限性，主要是相关性分析较多而功能性实验较少，ALDOA与巨噬细胞相互作用的精确分子机制尚未完全阐明。未来的研究需要利用基因敲除模型和共培养系统来验证ALDOA在巨噬细胞极化和T细胞功能中的直接作用，并探索靶向ALDOA与现有疗法联合的治疗潜力。

总之，这项研究为理解LUSC中代谢与免疫的复杂相互作用提供了重要见解，确立了ALDOA作为连接肿瘤代谢重编程与免疫逃避的关键分子，为开发新的预后标志物和治疗策略奠定了坚实基础。随着进一步机制研究的深入和靶向药物的开发，ALDOA有望成为LUSC精准医疗的重要组成部分。