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IDH 突变型胶质瘤患者预后存在异质性,代谢异质性也未被充分研究。研究人员开展其转录组代谢亚型及免疫微环境差异研究。发现 3 种代谢亚型,建立 13 基因代谢特征。这为治疗提供新策略,助力精准医疗。
在肿瘤研究领域,胶质瘤一直是备受关注的对象。其中,IDH 突变型胶质瘤相较于 IDH 野生型,通常有着较好的预后。然而,即便同为 IDH 突变型胶质瘤患者,他们的预后情况却大相径庭,存在着显著的异质性。这背后的 “罪魁祸首” 之一,便是 IDH 突变型胶质瘤内部复杂的代谢异质性。但目前,这一关键领域的研究还远远不足。就好比在黑暗中摸索,我们虽然知道前方有宝藏(有效的治疗方法),却因为对周围环境(代谢异质性)了解太少而难以找到方向。因此,深入探究 IDH 突变型胶质瘤的代谢亚型,以及与之相关的免疫微环境差异,对于理解患者生存差异、找到潜在治疗靶点至关重要,就像是为黑暗中的探索者点亮了一盏明灯。
首都医科大学附属北京天坛医院和北京神经外科研究所等机构的研究人员,为了解开这些谜团展开了深入研究。他们的研究成果发表在《BMC Cancer》上,为胶质瘤的治疗和研究开辟了新的道路。
研究人员主要运用了以下关键技术方法:首先,从多个公共数据集(如 TCGA、CGGA、GLASS)及北京天坛医院收集了大量 IDH 突变型胶质瘤患者的数据和样本,构建研究队列。然后,通过共识聚类分析确定新型代谢亚型。利用基因集变异分析(GSVA)、京都基因与基因组百科全书(KEGG)分析等方法对代谢通路进行研究。还借助 CIBERSORTx 和 ESTIMATE 分析免疫浸润情况。最后,采用 LASSO 回归筛选代谢特征基因 ,并进行药物敏感性预测。
研究结果如下:
- 新型代谢亚型的识别:在 TCGA 数据集中,通过单变量 Cox 回归筛选出 351 个与总生存期相关的代谢基因,经共识聚类分析,成功识别出 3 种代谢亚型(C1 - C3)。在验证队列(CGGA325、CGGA693、GLASS)中,通过计算 Spearman 相关系数进行亚型验证。
- 代谢亚型的预后和临床特征:生存分析显示,不同代谢亚型患者预后差异显著。C1 亚型患者预后最差,C3 亚型最佳。各亚型在临床和分子特征上也各具特点,比如 C1 亚型富含胶质母细胞瘤和间变性星形细胞瘤,C3 亚型则以少突胶质细胞瘤为主 。
- 代谢亚型的功能和通路特征:在 114 条代谢通路中,有 47 条在各亚型间存在显著差异,主要涉及氨基酸、碳水化合物、脂质、核苷酸和维生素代谢。基因本体(G - O)和 KEGG 分析表明,C1 亚型在碳水化合物代谢和蛋白质合成等方面功能上调;C2 亚型的氨基酸和脂质代谢活跃;C3 亚型的脂质、核苷酸和维生素代谢增强 。
- 代谢亚型的免疫特征:ESTIMATE 分析发现,C1 亚型的免疫评分和基质评分显著高于 C2 和 C3 亚型,肿瘤纯度最低。CIBERSORT 分析显示,C1 亚型中免疫抑制细胞(如 M2 巨噬细胞、调节性 T 细胞(Tregs))增多,免疫效应细胞(如自然杀伤细胞(NK 细胞)、初始 B 细胞)减少。
- 新型代谢特征的识别和药物敏感性预测:LASSO 回归分析确定了一个包含 13 个基因的代谢特征,该特征可有效将患者分为高风险和低风险组,且代谢亚型和风险评分是独立的预后因素。利用 CGP2014 药物库预测药物敏感性,发现 138 种候选化合物,不同风险组对不同药物的敏感性存在差异。
- 独立队列验证:对北京天坛医院 22 例患者样本进行非靶向代谢组学分析,基于代谢物谱的共识聚类分析将肿瘤清晰地分为 3 组,且代谢趋势与转录组衍生的亚型相符。
研究结论和讨论部分表明,该研究成功识别出 IDH 突变型胶质瘤的 3 种新型代谢亚型,它们在预后、代谢和免疫方面各有特点。这不仅加深了人们对 IDH 突变型胶质瘤代谢异质性的理解,还为后续研究提供了新的方向。此外,研究人员建立的 13 基因代谢特征,有望成为风险分层和治疗选择的有力工具。通过药物敏感性分析,为不同风险组患者找到了潜在的治疗靶点,为实现个性化治疗奠定了基础。不过,研究也存在一定局限性,如代谢和免疫推断多基于转录组数据,非靶向代谢组学样本量有限等。未来研究可采用多组学方法进一步完善亚型分类,深入探究潜在机制,推动胶质瘤治疗领域的发展,为更多患者带来希望。