B2M通过调节ELANE参与细胞焦亡过程，从而影响胰腺癌的进展

《Translational Oncology》：B2M regulates ELANE in pyroptosis to affect pancreatic cancer progression

胰腺癌中吡罗普丁相关基因B2M通过上调中性粒细胞弹性蛋白酶ELANE间接促进疾病发生， mediation分析显示ELANE介导效应占B2M总效应的20.57%。B2M高表达与肿瘤免疫微环境重塑相关，其诊断效能达AUC=0.976，并提示与Sulfatinib等药物敏感性存在关联。

　　本研究围绕胰腺癌中与焦亡相关的基因及其因果关系展开，旨在揭示这些基因如何影响胰腺癌的发生和发展。胰腺癌作为一种高度恶性的消化系统肿瘤，其临床特征以“三高三低”著称，即高发病率、高复发率、高转移率和高死亡率，同时早期诊断率、有效治疗率以及五年生存率均较低。这使得胰腺癌的治疗成为一项极具挑战性的任务，即使在手术和辅助化疗的干预下，也仅有少数患者能够获得长期生存。而随着分子靶向治疗和免疫治疗的进展，胰腺癌的五年总体生存率仍低于10%，表明传统治疗手段在应对胰腺癌信号通路的异质性方面存在局限。因此，探索新的分子调控网络对于实现个体化和精准医学至关重要。

焦亡是一种依赖Gasdermin蛋白家族（GSDMs）的程序性细胞死亡方式，其在多种癌症的发生和进展中扮演着双重角色。一方面，焦亡可以激活抗肿瘤免疫反应，另一方面，它也可能通过持续的炎症反应促进肿瘤的生长。在胰腺癌中，由于其具有免疫抑制和纤维化的肿瘤微环境，焦亡的作用尤为复杂。已有研究表明，持续的KRAS-MAPK通路激活可能抑制caspase-4的活性，从而对抗焦亡的作用，而对gemcitabine耐药的细胞系则表现出GSDME表达下调和焦亡抵抗的特征。然而，目前对于胰腺癌中焦亡相关基因与疾病风险之间的因果关系仍缺乏系统性的研究。

为了解决这一问题，本研究采用了两项样本的孟德尔随机化（MR）方法，结合基因组关联研究（GWAS）数据、蛋白质定量性状位点（pQTL）数据以及英国生物银行的数据，系统性地探讨了焦亡相关基因与胰腺癌之间的因果联系。研究首次发现，β2-微球蛋白（B2M）通过上调中性粒细胞弹性蛋白酶（ELANE）的表达间接增加了胰腺癌的风险。这一发现不仅填补了胰腺癌中B2M与ELANE之间因果关系的空白，也为理解焦亡在胰腺癌中的作用提供了新的视角。

在研究过程中，研究人员采用了一套严谨的筛选策略，从冰岛的全基因组蛋白研究数据库中选取与目标基因表达相关的SNPs作为遗传工具变量（IVs）。这些SNPs位于目标基因转录起始位点（TSS）上下游1 Mb的范围内，并且满足全基因组显著性阈值（P < 5 × 10??）和连锁不平衡（LD）修剪（r2 < 0.1）的要求。最终，研究人员筛选出1615个独立的SNPs作为MR分析的工具变量，从而确保了分析的可靠性。此外，研究还结合了英国生物银行的pQTL数据，进一步验证了这些SNPs的适用性，并通过一致的质量控制流程确保了跨数据集分析的兼容性和结果的稳定性。

在因果关系分析中，研究采用IVW方法（逆方差加权法）来评估33个焦亡相关基因的遗传预测表达水平与胰腺癌风险之间的因果关系。结果显示，ELANE和IL1B这两个基因与胰腺癌存在显著的因果关联。其中，IL1B表现出负相关，可能具有一定的保护作用，而ELANE则表现出正相关，可能促进胰腺癌的发展。为了确保因果关系分析的稳健性，研究还采用了MR-Egger回归和加权中位数方法，用于检测和调整水平多效性（horizontal pleiotropy）的影响。此外，Steiger方向性测试被引入，以增强因果方向推断的可靠性。

研究进一步通过中介分析揭示了ELANE在B2M驱动的胰腺癌风险中的中介作用。通过构建一个结合两项样本MR与中介效应分析的综合框架，研究人员发现ELANE对胰腺癌风险的贡献约为20.57%。这一发现表明，B2M可能通过调控ELANE的表达，间接影响胰腺癌的发生。中介分析的步骤包括：首先，选择B2M和ELANE的遗传工具变量；其次，使用两项样本MR方法估计因果效应（路径c、路径a和路径b）；第三，计算间接效应和直接效应；最后，进行敏感性分析，以确保中介效应的稳健性。通过这一系列分析，研究人员不仅验证了B2M对ELANE的调控作用，还明确了ELANE在胰腺癌发展中的关键地位。

为了进一步验证MR分析的结果，研究团队还利用了UCSC XENA数据库中的RNA-测序数据，涵盖了来自TCGA的178例胰腺癌样本和来自GTEx的171例正常胰腺组织。数据预处理包括标准化（Log?(TPM + 1)）和质量控制，以去除低质量样本。结果显示，B2M在胰腺癌组织中的表达显著高于正常组织（P < 0.001），并且其在诊断中的准确度非常高（AUC = 0.976）。这些结果不仅支持了B2M作为胰腺癌诊断生物标志物的潜力，还进一步强调了其在肿瘤微环境中的重要性。

在免疫微环境分析中，研究人员使用了单样本基因集富集分析（ssGSEA）和Spearman相关性分析，以评估B2M与免疫细胞浸润之间的关系。结果显示，B2M与多个免疫细胞亚型（如aDC、Th1细胞）表现出显著的正相关，而与Th17细胞则呈负相关。这些发现表明，B2M可能通过调控免疫细胞的活动，间接影响胰腺癌的进展。此外，单细胞分析揭示了B2M在不同细胞类型中的表达模式，包括免疫细胞（如CD8T细胞、Mono/Macro细胞）、恶性细胞和成纤维细胞中的高表达，以及在胰腺泡细胞和导管细胞中的低表达。这些结果支持了B2M在胰腺癌中的重要作用，并为未来的功能研究提供了方向。

在药物敏感性分析中，研究人员利用CellMiner数据库，评估了B2M表达与多种药物之间的相关性。结果显示，B2M与超过20种药物存在显著的正相关，其中Sulfatinib（相关系数0.402，P = 0.001）和Carmustine（相关系数0.349，P = 0.006）的相关性最强，表明B2M高表达的患者可能对这些药物更敏感。此外，Teniposide、Idelalisib和Midostaurin等药物也表现出中度的正相关，进一步支持了B2M在药物敏感性调控中的广泛参与。值得注意的是，Bisacodyl（活性成分）表现出唯一的显著负相关，这可能与其独特的药理机制有关。

本研究的创新点在于首次通过MR方法揭示了B2M与ELANE之间的因果关系，并通过中介效应分析明确了ELANE在胰腺癌风险中的作用。这一发现不仅为理解胰腺癌的分子机制提供了新的视角，也为未来的精准治疗策略提供了潜在的靶点。同时，研究还指出，B2M在胰腺癌中的作用可能更多地体现在其对免疫微环境的调控上，而非直接的预后价值。这一结论基于生存分析的结果，其中B2M的表达与总体生存（OS）、无进展生存（PFI）和疾病特异性生存（DSS）之间未发现显著关联，可能与其在疾病不同阶段的表达模式有关。

尽管本研究取得了重要进展，但仍存在一些方法学上的局限性。首先，所使用的遗传数据主要来自欧洲人群（芬兰、冰岛、英国），这可能导致结论在非欧洲人群中不具有普遍性。其次，ELANE的生物学作用尚未得到充分验证，这可能限制了其作为潜在治疗靶点的可靠性。此外，B2M与生存之间的非显著关联需要在更大的队列中进行进一步验证。研究还指出，环境与表观遗传相互作用的分析尚缺，未来研究应采用多组学方法进行深入探讨。最后，为了全面验证B2M和ELANE的临床价值，未来还需要在不同种族群体中进行多中心研究，并通过大规模前瞻性试验进行验证。

总之，本研究通过创新性的方法，揭示了B2M和ELANE在胰腺癌中的因果关系和中介作用，为理解胰腺癌的分子机制提供了新的线索，并为未来的精准治疗策略提供了潜在的靶点。这些发现不仅加深了我们对肿瘤表观遗传调控复杂性的认识，也强调了焦亡在胰腺癌表观遗传调控中的关键作用。然而，要将这些发现转化为临床应用，仍需克服诸多挑战，包括数据的种族多样性、生物学验证的缺失以及环境与表观遗传相互作用的深入研究。