探寻膀胱癌预后新线索：凋亡与化疗相关基因构建的风险模型

膀胱癌（BC）治疗面临肿瘤复发和耐药难题。研究人员基于凋亡与化疗相关基因构建预后风险模型。结果得到含四个基因（FASN、GLI2、VHL、PDGFRA）的模型，且 FASN 与耐药相关。该研究为 BC 治疗提供新方向。

　　在泌尿系统的众多恶性肿瘤中，膀胱癌（Bladder Cancer，BC）可谓是 “臭名昭著”。它不仅发病率高，每年约有 90 万新确诊病例，还极其 “致命”，每年夺走约 25 万人的生命。目前，膀胱癌的主要治疗手段是根治性膀胱切除术和基于顺铂的化疗，但这两种方法都深受肿瘤复发和耐药问题的困扰。肿瘤的高异质性使得每个患者的情况都不尽相同，现有的组织生物标志物也难以准确预测新辅助化疗的疗效。而且，癌细胞在增殖过程中，凋亡相关通路的调控起着关键作用，然而目前却没有研究探索凋亡和化疗相关基因特征在膀胱癌中的预后意义以及与靶向治疗耐药的机制。在这样的困境下，为了找到更有效的治疗膀胱癌的方法，来自绍兴人民医院泌尿外科的研究人员踏上了探索之旅。

他们的研究成果发表在《Discover Oncology》上，为膀胱癌的治疗带来了新的曙光。研究人员发现了一组由四个基因（GLI2、PDGFRA、VHL 和 FASN）构成的凋亡和化疗相关基因特征，这一发现意义重大，它可能成为一种全新的、独立的膀胱癌预后预测因子。而且，研究人员通过体外实验发现，在这四个基因中，FASN 与膀胱癌对靶向治疗的耐药性有着显著的关联。这一成果为后续更精准地治疗膀胱癌提供了关键线索，有望帮助医生更好地预测患者预后，制定更具针对性的治疗方案，从而提高膀胱癌患者的生存率和生活质量。

在研究过程中，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（The Cancer Genome Atlas，TCGA）数据库获取 412 例膀胱癌患者和 19 例健康人的 RNA 测序数据及临床信息，并从 GeneCards 网站获取 1416 个凋亡和化疗相关基因信息。接着，利用 R 软件进行数据处理和分析，通过单因素、多因素及最小绝对收缩和选择算子（Least Absolute Shrinkage and Selection Operator，LASSO）回归分析构建风险评分模型。最后，建立耐药细胞系并进行体外耐药相关实验验证基因与耐药的关系。

下面来详细看看研究的具体成果：

1. 凋亡和化疗相关基因富集分析：研究人员发现膀胱癌组织中有 466 个差异表达的凋亡和化疗相关基因，其中 249 个上调，217 个下调。KEGG 和 GO 分析显示，这些基因主要富集在癌症相关的微小 RNA（MicroRNAs in cancer）、PI3K - Akt 信号通路、钙信号通路等，以及泌尿生殖系统发育、对缺氧的反应等生物学过程中。
2. 相关基因鉴定及预后模型构建：通过单因素 Cox 回归分析，确定了 33 个与膀胱癌患者总生存期（Overall Survival，OS）显著相关的基因。为避免过拟合，使用 LASSO 回归方法进行变量选择，筛选出 17 个基因，再经多因素 Cox 分析最终确定 FASN、GLI2、VHL 和 PDGFRA 这四个关键基因，并构建了预后风险模型。
3. 膀胱癌患者预测特征及其与预后的相关性：根据风险评分将患者分组，发现 VHL 在低风险组高表达，FASN、GLI2 和 PDGFRA 在高风险组高表达。生存曲线分析表明，FASN、GLI2 和 PDGFRA 高表达患者的总生存期较短，而 VHL 高表达患者的总生存期较长。多因素 Cox 回归分析显示，年龄和风险评分可独立预测膀胱癌患者的总生存期，且风险评分预测预后的能力优于临床病理变量。研究人员还构建了列线图（nomogram），能较好地预测患者 1 年、3 年和 5 年的预后。
4. 凋亡和化疗相关基因预后特征的预测能力：基于训练集的中位风险评分，将患者分为低风险组和高风险组。Kaplan - Meier 分析显示，低风险组的中位总生存期长于高风险组。在训练集、测试集和总集中进行的时间依赖性受试者工作特征（Time - dependent Receiver Operating Characteristic，ROC）曲线分析表明，该模型对膀胱癌患者的生存具有良好的预测价值。
5. 凋亡和化疗相关基因特征风险评分分析：通过散点图、风险曲线和热图分析发现，高风险组的风险比和死亡率显著高于低风险组，且在不同数据集里，FASN、GLI2 和 PDGFRA 在高风险组高表达，VHL 在低风险组高表达。
6. 主成分分析验证模型分组能力：主成分分析（Principal Component Analysis，PCA）结果显示，基于风险模型能有效区分低风险组和高风险组，进一步证实了风险模型的准确性。
7. 免疫细胞浸润和免疫相关功能评分分析：对免疫细胞浸润和免疫相关功能评分的研究发现，高风险组中活化的树突状细胞（activated dendritic cells，aDCs）、CD8⁺ T 细胞等多种免疫细胞的评分较高，且免疫相关功能如抗原呈递细胞（Antigen - Presenting Cell，APC）共抑制、共刺激等在高风险组更为活跃，这表明高风险组的免疫功能更活跃。
8. 肿瘤微环境分析：利用 ESTIMATE 算法计算发现，高风险组的基质评分、免疫评分和 ESTIMATE 评分均高于低风险组，这进一步验证了风险模型可用于预测膀胱癌患者免疫治疗的有效性和预后。
9. 药物敏感性分析：对比高低风险组的药物敏感性发现，高风险组对 13 种化疗药物耐药，包括膀胱癌基础化疗药物顺铂和吉西他滨，但对 24 种化疗药物敏感，说明该模型有望作为化疗敏感性的预测因子。
10. 功能分析：KEGG 和 GO 功能富集分析表明，凋亡和化疗相关基因主要富集在细胞外基质受体相互作用、扩张型心肌病等通路，以及白细胞介素 10 产生的负调控、核酸内切酶活性等生物学过程。
11. 预测模型与临床变量的相关性分析：研究发现 GLI2、PDGFRA 与多个临床变量相关，VHL 仅与性别相关，风险评分与多个临床变量相关。
12. 耐药验证：研究人员建立了吉西他滨和顺铂耐药的膀胱癌 T24 和 UMUC3 细胞系，发现耐药细胞系中 FASN 蛋白表达显著增加，沉默 FASN 可降低细胞对吉西他滨和顺铂的耐药性，而沉默 GLI2 对耐药性无明显影响，这证实了 FASN 在膀胱癌耐药模型中促进耐药的作用。

综合来看，这项研究成功识别出一组可作为膀胱癌预后新指标的基因特征，其中 FASN 与膀胱癌耐药密切相关。不过，研究也存在一定局限性，数据仅来源于 TCGA 数据库，且未深入探究凋亡基因与肿瘤耐药的具体机制。未来还需进一步研究，以充分验证模型的准确性，深入了解相关机制，从而为膀胱癌的精准个性化治疗提供更有力的支持，让更多膀胱癌患者受益。