编辑推荐：
为探究 HPV 阳性和阴性的头颈部鳞状细胞癌（HNSCC）与宫颈鳞状细胞癌（CESC）的差异，研究人员分析 TCGA 数据。结果发现两者在基因表达、代谢、免疫等方面存在差异，并确定潜在预后生物标志物，为个性化治疗提供依据。
在全球范围内，癌症一直是严重威胁人类健康的重大难题。2022 年，全球新增癌症病例约 1930 万，死亡人数高达 960 万 ，其中头颈部鳞状细胞癌（HNSCC）和宫颈鳞状细胞癌（CESC）不容小觑。HNSCC 常发生于口腔、咽喉等部位，在烟草和酒精使用频繁的地区尤为常见，2022 年全球新增病例超 90 万。由于很多患者确诊时已处于晚期，治疗手段有限，预后情况并不乐观。CESC 则严重威胁女性健康，在低收入和中等收入国家，由于缺乏有效的筛查和疫苗接种项目，患病风险更高。2022 年，全球新增 CESC 病例近 60 万，死亡约 34 万。
人乳头瘤病毒（HPV）在 HNSCC 和 CESC 的发生发展中扮演着关键角色。HPV 是一种性传播病毒，可感染皮肤和黏膜上皮细胞。其中，高危型 HPV，如 HPV - 16 和 HPV - 18，与癌症的发生密切相关。HPV 感染后，病毒 DNA 会整合到宿主基因组中，产生 E6 和 E7 蛋白，这些蛋白能够使肿瘤抑制蛋白 p53 和视网膜母细胞瘤蛋白（Rb）失活，进而破坏细胞周期的正常调控，导致细胞生长失控，最终引发癌症。在 CESC 中，约 70% 的病例由持续的 HPV 感染引起；在 HNSCC 中，HPV 感染，特别是 HPV - 16 感染，与口咽癌的发生紧密相连。
HPV 阳性和阴性的癌症在病因、生物学特征、预后以及对治疗的反应等方面都存在明显差异。HPV 阳性癌症患者的预后通常较好，这可能得益于其较强的免疫反应，使得身体能够更好地控制肿瘤生长。而且，HPV 阳性肿瘤往往侵袭性较弱，对放疗等治疗手段更为敏感。相反，HPV 阴性癌症的预后较差，肿瘤更具侵袭性，转移风险高，且对治疗存在耐药性。例如，HPV 阳性口咽癌患者的 5 年生存率可超 80%，而 HPV 阴性患者的生存率仅约 50%。此外，HPV 阴性癌症的免疫微环境往往具有更强的免疫抑制性，巨噬细胞浸润较多，免疫逃逸机制更为活跃。因此，准确区分 HPV 阳性和阴性癌症，对于制定个性化的治疗方案至关重要。免疫疗法，如免疫检查点抑制剂（如 PD - 1/PD - L1 抑制剂），在治疗 HPV 阳性癌症方面展现出一定的潜力；而对于 HPV 阴性癌症，可能需要探索其他治疗策略，如调节肿瘤微环境或靶向特定代谢途径。
为了深入了解 HPV 状态与 HNSCC 和 CESC 之间的关系，来自伊斯兰科技大学（IUST）沃森 - 克里克分子医学中心等研究机构的研究人员开展了相关研究。他们的研究成果发表在《Discover Oncology》上，为这两种癌症的治疗和预后判断提供了重要的理论依据。
研究人员主要运用了以下关键技术方法：首先，从癌症基因组图谱（TCGA）收集 HNSCC 和 CESC 的基因表达数据以及相关元数据；接着，对数据进行预处理，包括数据清洗、标准化处理和过滤低表达基因等操作；随后，利用 DESeq2 软件进行差异基因表达分析，筛选出 HPV 阳性和阴性样本之间的差异表达基因；通过 CIBERSORT 算法对肿瘤微环境中的免疫细胞比例进行评估；运用 Metaflux 分析探究代谢途径的差异；最后，使用 Kaplan - Meier 生存曲线和对数秩检验进行生存分析，确定潜在的预后生物标志物。
下面来看具体的研究结果：
- 数据特征：研究数据集包含 166 例 HNSCC 样本和 62 例 CESC 样本。在 HNSCC 队列中，有 40 例正常样本、84 例 HPV 阳性样本和 42 例 HPV 阴性样本；在 CESC 队列中，有 3 例正常样本、22 例 HPV 阳性样本和 33 例 HPV 阴性样本。
- 差异表达基因：通过 DESeq2 分析，在 HNSCC 数据集中，发现 1958 个基因与 HPV 阳性样本显著相关，2151 个基因与 HPV 阴性样本显著相关；在 CESC 数据集中，1117 个差异表达基因与 HPV 阳性样本相关，1034 个与 HPV 阴性样本相关。进一步分析发现，HNSCC 和 CESC 的 HPV 阳性样本中有 149 个重叠的差异表达基因，HPV 阴性样本中有 136 个重叠的差异表达基因。
- 通路分析：对重叠基因进行 KEGG 通路分析，发现 HPV 阴性样本中，主要富集的通路包括病毒蛋白与细胞因子和细胞因子受体的相互作用、PPAR 信号通路等；HPV 阳性样本中，主要富集的通路有病毒蛋白与细胞因子和细胞因子受体的相互作用、趋化因子信号通路等。这些通路的差异表明 HPV 阳性和阴性癌症在分子机制上存在明显不同。
- Metaflux 分析：Metaflux 分析显示，HPV 阳性样本在 ROS 解毒、半乳糖代谢等代谢途径中更为活跃；HPV 阴性样本则在丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢等途径中更为富集。这揭示了两种样本在代谢方面的显著差异，为靶向代谢治疗提供了潜在靶点。
- 生存分析：对 CXCL11 和 STAT1 基因进行生存分析，结果表明在 HNSCC 和 CESC 中，这两个基因的低表达均与患者生存率降低相关，且 CXCL11 在 HPV 阳性癌症中的影响更为显著。这提示 CXCL11 和 STAT1 可能是潜在的预后生物标志物和治疗靶点。
- 反卷积分析：通过 CIBERSORT 对肿瘤微环境进行反卷积分析，发现 HNSCC 队列中，HPV 阳性样本与巨噬细胞和 CD8+记忆细胞相关，而 HPV 阴性样本主要富含巨噬细胞；CESC 队列中，HPV 阳性样本的 CD8+ T 细胞浸润较高，HPV 阴性样本则主要与巨噬细胞相关。这表明 HPV 状态显著影响肿瘤的免疫微环境，为免疫治疗策略的制定提供了重要参考。
综合研究结果和讨论部分，这项研究具有重要意义。研究人员通过多种生物信息学方法，全面揭示了 HPV 阳性和阴性的 HNSCC 和 CESC 在基因表达、代谢活动、免疫微环境和生存预后等方面的差异。这些差异为理解这两种癌症的发病机制提供了新的视角，也为开发基于 HPV 状态的个性化治疗策略奠定了基础。例如，对于 HPV 阳性癌症，可以进一步探索免疫检查点抑制剂等免疫疗法的优化方案；对于 HPV 阴性癌症，针对其代谢特点开发靶向代谢药物可能是一种有效的治疗途径。此外，研究确定的 CXCL11 和 STAT1 等潜在预后生物标志物，有助于更准确地评估患者的预后情况，为临床治疗决策提供有力支持。然而，该研究也存在一定的局限性，如数据依赖于公共数据库可能存在偏差、缺乏实验验证等。未来的研究需要进一步克服这些局限性，深入探究 HPV 相关癌症的分子机制，推动临床治疗的发展，为改善患者的预后带来新的希望。
