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《npj Precision Oncology》:Non-invasive liquid biopsy based on transcriptomic profiling for early diagnosis of occult peritoneal metastases in locally advanced gastric cancer
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年04月16日 来源:npj Precision Oncology 6.8
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为解决局部进展期胃癌(LAGC)隐匿性腹膜转移早期诊断难题,河北医科大学团队在《npj Precision Oncology》发表的研究中通过分析TCGA/GEO数据库和临床样本,开发出整合BUB1/SPC25/CT83/MMP3的4-mRNA风险分层评估(RSA)模型。该液体活检技术在训练/验证集中分别达到0.836/0.882的AUC值,显著优于传统影像学,并能预测转化疗法疗效和恶病质风险,为胃癌精准诊疗提供新范式。
胃癌作为全球癌症相关死亡的主要原因之一,其腹膜转移犹如"沉默的杀手",往往在常规影像检查无法发现的早期阶段就已悄然发生。这种隐匿性转移特性使得约30-40%的局部进展期胃癌(LAGC)患者在根治术后仍会出现腹膜复发,导致五年生存率不足10%。目前临床依赖的CT/MRI等影像学手段对微转移灶的检出率不足50%,而诊断性腹腔镜虽较准确却具有侵入性。这种诊断困境直接影响了治疗决策——究竟是选择根治性手术还是姑息性化疗?因此,开发非侵入性、高灵敏度的早期诊断工具成为胃癌临床管理的迫切需求。
河北医科大学的研究团队在《npj Precision Oncology》发表的研究中,创新性地将液体活检与转录组学技术相结合,通过多中心队列研究开发出基于外周血检测的4-mRNA风险预测模型。这项跨越6个医疗中心、纳入超过600例患者的研究表明,整合BUB1、SPC25、CT83和MMP3基因表达谱的风险分层评估(RSA)系统,不仅能提前16个月预警腹膜复发风险,还可准确预测转化疗法反应和恶病质发生,为胃癌个体化治疗提供了全新的分子导航工具。
研究团队采用多组学整合分析策略,首先通过TCGA-STAD和GSE62254公共数据库的差异表达分析,结合河北医科大学附属第四医院17例患者的mRNA测序数据,筛选出与腹膜转移显著相关的候选基因。随后在42对经倾向评分匹配的新鲜冷冻组织样本和33对血液样本中进行qRT-PCR验证,并通过免疫组化(IHC)和Western blot在36对石蜡标本中确认蛋白表达差异。关键技术包括:1)基于三个独立数据集的生物信息学筛选;2)多中心(6家医院)临床样本队列建立;3)4-mRNA面板的qRT-PCR定量检测;4)逻辑回归构建的RSA风险预测模型;5)前瞻性观察性研究(NCT06478394)验证临床效用。
通过整合TCGA-STAD、GSE62254和内部测序数据,研究者发现BUB1(纺锤体检查点调控基因)、SPC25(着丝粒蛋白)、CT83(癌症/睾丸抗原)和MMP3(基质金属蛋白酶)在腹膜转移组显著上调。在42对匹配组织样本中,这4个基因的mRNA表达差异达3-5倍(P<0.05),Western blot显示相应蛋白水平同步升高。值得注意的是,高表达患者5年总生存(OS)率降低40%,且通过STRING数据库分析发现这些基因共同参与Wnt信号通路和细胞粘附过程。
在313例训练集和131例验证集患者中,整合临床分期(T/N)和病理类型的RSA模型展现出卓越性能。训练集AUC达0.836,显著优于单纯临床模型(0.711,P=0.001),验证集AUC进一步提升至0.882。模型将50.8%患者划分为高风险组,其腹膜转移检出率达16.6%,而低风险组仅2.2%。高风险患者3年OS率(38.6%)显著低于低风险组(57.2%)。
在43例接受腹腔热灌注化疗(HIPEC)联合新辅助腹腔/全身化疗(NIPS)的患者中,RSA模型成功区分治疗反应:低风险组客观缓解率(ORR)达62.5%,而高风险组仅3.7%。更关键的是,模型预测恶病质发生的AUC为0.837,高风险组恶病质发生率(63%)是低风险组(31.3%)的两倍,这为早期营养干预提供了预警窗口。
研究成功将检测平台从组织过渡到液体活检。215例血液样本的训练集中,RSA模型AUC为0.857,在127例外部验证集中升至0.883。模型对腹膜游离癌细胞(GC-CY1)的预测AUC达0.888,且能提前16个月预测术后腹膜复发(AUC=0.827)。前瞻性研究(NCT06478394)进一步证实,模型高风险组中85%患者经腹腔镜确诊存在腹膜转移。
体外实验显示,敲低任一基因可使HGC-27细胞的迁移侵袭能力降低60-80%。小鼠模型中,基因沉默组腹膜转移结节数减少5倍,免疫组化显示EMT(上皮-间质转化)标志物N-cadherin和vimentin表达下调,而E-cadherin上调。KEGG分析揭示这些基因共同调控Wnt、cAMP-PKG和钙信号通路。
这项研究突破了胃癌腹膜转移的诊断瓶颈,其创新价值体现在三个方面:首先,创建了首个基于外周血转录组谱的无创诊断方案,使微转移灶检出不再依赖侵入性操作;其次,RSA模型兼具预后预测功能,为临床决策提供量化依据——高风险患者可能从新辅助治疗中获益,而低风险患者可避免过度治疗;最后,发现BUB1等基因通过染色体不稳定性和微环境重塑驱动腹膜转移,为靶向治疗提供新靶点。值得注意的是,该模型在肿瘤标志物阴性患者中仍保持78.2%的AUC值,解决了现有生物标志物灵敏度不足的痛点。
研究的临床应用前景广阔,但也存在需完善之处:如前瞻性队列样本量有限,跨种族验证尚未开展,检测标准化流程有待建立。未来研究可探索将4-mRNA面板与ctDNA(循环肿瘤DNA)检测联用,或开发针对BUB1/MMP3的小分子抑制剂。这项成果标志着胃癌诊疗从"影像引导"向"分子导航"的重要转变,为实现精准医学提供了有力工具。