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为解决肝癌早期诊断及探究早晚期免疫细胞浸润差异问题，研究人员开展了肝癌潜在生物标志物筛选研究。通过整合数据集分析，发现 SLC6A8 是晚期肝癌潜在诊断生物标志物，其与免疫细胞浸润相关，为肝癌诊疗提供新方向。
肝癌，作为全球范围内严重威胁人类健康的疾病，在 2018 年已成为世界第四大死因。多数肝癌患者确诊时已处于晚期，肝切除和肝移植作为仅有的潜在治愈方法，治疗率却很低。因此，尽早找到肝癌的诊断生物标志物迫在眉睫。同时，肿瘤免疫微环境在肿瘤进展和治疗效果中起着重要作用，免疫治疗虽为癌症治疗带来希望，但肝癌患者的响应率有限。在此背景下，开展深入研究以寻找有效的诊断和治疗策略显得尤为重要。
哈尔滨医科大学附属第二医院的研究人员针对这些问题展开研究。他们通过整合已发表的数据集，全面分析并筛选出潜在的生物标志物，旨在为肝癌的临床管理提供新的指导。该研究成果发表在《Discover Oncology》上。
研究人员采用了多种关键技术方法。首先，从多个数据库（如 The Cancer Genome Atlas（TCGA）、International Cancer Genome Collaboration（ICGC）和 GEO 数据库）收集并整合肝癌相关的 RNA 测序数据及临床样本信息。然后，运用 limma、SNM 等 R 包对数据进行处理和整合，去除批次效应。接着，利用多种机器学习算法（如 LASSO-LR、SVM-RFE、RF-Boruta）筛选潜在的生物标志物，并通过构建 ROC 曲线评估其诊断效能。此外，还借助 ImmuCellAI 算法分析免疫细胞浸润情况，利用单细胞转录组数据进一步验证生物标志物的表达差异 。
研究结果
- 差异表达基因（DEGs）的鉴定：研究人员对 397 例早期肝癌样本和 178 例晚期肝癌样本进行差异表达分析，共鉴定出 137 个在早期显著富集的基因和 291 个在晚期显著富集的基因。
- DEGs 的功能分析：通过 GO 和 KEGG 富集分析发现，DEGs 涉及多种生物学过程和信号通路。例如，氮代谢、一碳池叶酸代谢等在肝癌早期富集，而细胞周期、错配修复等在肝癌晚期富集。
- 免疫细胞浸润的变化：利用 ImmuCellAI 算法，研究发现肝癌早期的 Tfh 细胞、Th2 细胞等免疫细胞的表达水平显著高于晚期，而 B 细胞在晚期的比例更高。
- 潜在基因生物标志物的筛选：运用三种机器学习算法从 DEGs 中筛选出 10 个潜在的生物标志物，其中 SLC6A8 在晚期肝癌中表达更高。通过 ROC 分析，SLC6A8 在合并数据集和验证数据集中的 AUC 分别为 0.654 和 0.701 ，表明其具有一定的诊断价值。
- SLC6A8 与免疫细胞的相关性：研究发现 SLC6A8 与 15 种免疫细胞显著相关，如与 DC 细胞呈正相关，与 CD8naive细胞呈负相关。
- SLC6A8 在单细胞转录组数据中的表达：单细胞转录组数据分析显示，肝细胞（Hepatocyte）中 SLC6A8 的表达水平最高，且在晚期肝癌中的表达显著高于早期。
在研究结论与讨论部分，研究人员发现 SLC6A8 在肝癌晚期显著上调，且与免疫细胞浸润相关，这为肝癌的精准免疫治疗提供了潜在靶点。与传统的肝癌生物标志物（如 AFP 和 DCP）相比，SLC6A8 在诊断方面可能具有更高的性能，将其检测整合到现有诊断面板中，有望提高早期肝癌的检测率，尤其是对于 AFP 阴性的患者。不过，该研究也存在一定局限性，如合并数据的样本量可能不够大，研究仅聚焦于转录组水平等。未来研究可从基因组、表观遗传和代谢组数据开发组合生物标志物，扩大样本队列并纳入空间转录组学，以进一步探究 SLC6A8 在肝癌中的作用机制，推动肝癌诊疗技术的发展。
