复发性 / 转移性口腔鳞状细胞癌18F-FDG PET 影像组学与 mRNA 表达的整合分析:一项横断面研究

【字体: 时间:2025年05月16日 来源:Molecular Imaging and Biology 3.0

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  针对治疗抵抗性口腔鳞状细胞癌(OSCC)疗效预测难题,研究人员整合18F - 氟脱氧葡萄糖正电子发射断层扫描(18F-FDG PET)纹理分析与下一代测序(NGS),发现非应答者中 ASB2 基因高表达,且与 GLRLM_GLNU 等 PET 特征显著相关,为疗效预测提供新方向。

  
口腔癌作为头颈部常见恶性肿瘤,其治疗抵抗性一直是临床棘手难题。传统基于影像学(如 RECIST 标准)的疗效评估仅反映肿瘤形态变化,难以精准预测分子靶向治疗的响应差异。随着精准医疗的发展,如何整合分子层面信息(如基因表达)与功能影像特征,成为突破治疗瓶颈的关键。在此背景下,日本群马大学(Gunma University)等机构的研究团队开展了一项针对复发性 / 转移性口腔鳞状细胞癌(OSCC)的研究,旨在揭示18F - 氟脱氧葡萄糖正电子发射断层扫描(18F-FDG PET)影像组学特征与 mRNA 表达的关联,为治疗抵抗性患者的疗效预测提供新策略。该研究成果发表于《Molecular Imaging and Biology》,为 OSCC 的个性化诊疗开辟了新思路。

研究团队采用多模态整合研究策略,主要技术方法包括:① 回顾性纳入 5 例接受西妥昔单抗治疗的复发性 / 转移性 OSCC 患者,收集治疗前的18F-FDG PET/CT 影像数据,利用 LifeX 软件提取 66 项纹理特征(如 GLRLM_GLNU、GLRLM_RLNU 等);② 通过下一代测序(NGS)分析福尔马林固定石蜡包埋(FFPE)样本的 mRNA 表达,筛选应答组(3 例)与非应答组(2 例)的差异表达基因(DEGs);③ 利用癌症基因组图谱(TCGA)数据库中 292 例 OSCC 患者的转录组数据验证关键基因的预后价值;④ 结合 Spearman 相关性分析、基因集富集分析(GSEA)等探讨影像特征与基因表达的关联。

研究结果


差异表达基因筛选与功能富集


通过对比应答组与非应答组,研究鉴定出 952 个 DEGs,其中锚蛋白重复和 SOCS 盒包含蛋白 2(ASB2)在非应答组显著高表达。GSEA 显示,非应答组富集于糖酵解、细胞周期、MAPK 和 WNT 信号通路,提示肿瘤代谢活跃与增殖失控;而应答组则富集于免疫应答(如 Fcγ 受体介导的吞噬作用、T 细胞受体信号通路)和细胞凋亡通路,表明免疫激活可能与治疗响应相关。

影像组学特征与基因表达的关联


Spearman 相关性分析发现,ASB2 表达与18F-FDG PET 的 GLRLM_GLNU、GLRLM_RLNU、GLZLM_GLNU 纹理特征显著正相关(p<0.05)。这些特征反映肿瘤内葡萄糖代谢的异质性,提示 ASB2 可能通过调控代谢微环境影响治疗响应。

关键基因的预后验证


基于 TCGA 数据的 Kaplan-Meier 分析显示,ASB2 高表达与 OSCC 患者总体生存率降低显著相关(p=0.017),进一步验证其作为预后生物标志物的潜力。

研究结论与讨论


本研究首次在治疗抵抗性 OSCC 中建立18F-FDG PET 影像组学与 mRNA 表达的关联,发现 ASB2 基因可通过整合代谢影像特征预测分子靶向治疗疗效。尽管样本量较小,但通过 TCGA 大样本验证增强了结论的可靠性。研究结果表明,影像组学与基因组学的联合分析(即放射基因组学)能够从 “影像 - 基因 - 表型” 多维度解析肿瘤异质性,为非侵入性评估治疗响应提供新工具。

值得关注的是,ASB2 作为 E3 泛素连接酶家族成员,其高表达可能通过调控免疫细胞迁移(如 NK 细胞)或代谢重编程促进肿瘤进展,这与非应答组的糖酵解激活现象一致。未来若能在更大队列中验证 ASB2 与 PET 特征的联合预测价值,并深入解析其信号通路(如 PI3K/Akt、p53 通路),有望开发出基于 “影像 - 基因” 双标志物的个性化治疗策略,优化分子靶向药物的临床应用。

该研究不仅为 OSCC 的疗效预测提供了新生物标志物组合,更凸显了放射基因组学在肿瘤精准诊疗中的潜力。通过整合功能代谢影像与基因表达谱,临床医生可在治疗前预判患者响应,动态调整方案,避免无效治疗,为改善治疗抵抗性肿瘤患者的预后奠定基础。

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