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胰腺实性假乳头状瘤(SPN)偶具恶性潜能但机制不清。本研究通过多组学分析 SPN 原发、转移灶及正常组织,发现甲基化异常、LY96 等基因表达升高与侵袭相关,cfDNA 突变可提示恶性风险,为风险分层和治疗提供新方向。
胰腺作为人体重要的消化和内分泌器官,其肿瘤性疾病往往严重威胁人类健康。胰腺实性假乳头状瘤(Solid Pseudopapillary Neoplasm of the Pancreas,SPN)是一种临床相对罕见的胰腺肿瘤,好发于中青年女性。传统认知中,该肿瘤多表现为惰性生物学行为,但部分病例会出现侵袭性生长和转移,展现出恶性潜能。然而,关于 SPN 恶性转化的分子机制,长期以来却知之甚少。一方面,尽管几乎所有 SPN 病例都存在 CTNNB1 基因突变作为主要致癌驱动因素,但除此之外,其恶性潜能背后复杂的分子特征却鲜被探索;另一方面,甲基化修饰作为关键的表观遗传调控机制,在肿瘤的发生发展中起着重要作用,但转移性 SPN 的甲基化状态此前尚无相关报道。同时,循环游离 DNA(cfDNA)在 SPN 中的研究还是空白,肿瘤微环境(TME)在 SPN 中的具体情况也大多未知。这些知识缺口严重制约了对 SPN 恶性风险的精准评估和有效治疗手段的开发,因此,深入探究 SPN 恶性潜能相关的分子机制具有重要的科学意义和临床价值。
为填补上述研究空白,北京协和医学院医院的研究人员开展了一项针对 SPN 恶性潜能分子特征的综合性研究。该研究成果发表在《Cancer Letters》上,通过多组学技术手段,系统分析了 SPN 的原发肿瘤、转移病灶及正常胰腺组织,旨在揭示 SPN 恶性转化的关键分子机制,为临床风险分层和治疗靶点筛选提供理论依据。
研究人员主要采用了以下关键技术方法:
- 利用 Illumina Infinium Methylation EPIC BeadChip 芯片进行甲基化谱分析,比较转移性与原发性病灶的甲基化差异;
- 运用 NanoString 技术对侵袭性和非侵袭性 SPN 进行转录组分析,检测差异表达基因(DEGs);
- 开展循环游离 DNA(cfDNA)测序,对比非转移性和转移性 SPN 的基因突变情况;
- 结合 GEO 数据库、850K 甲基化测序和 NanoString 转录组数据,分析肿瘤微环境特征;
- 通过免疫组织化学验证关键基因的蛋白表达水平。研究样本来自北京协和医学院医院病理科保存的福尔马林固定石蜡包埋(FFPE)组织样本,转移性 SPN 患者队列在门诊进行随访,研究获得医院伦理委员会批准(批准号:I-22PJ914)。
1. DNA 甲基化谱揭示转移相关表观遗传改变
研究将正常组织(N)、原发肿瘤(P)和转移性肿瘤(M)视为肿瘤发生过程中的不同进展阶段,分析转移性 SPN 样本的 DNA 甲基化改变。与 P 组相比,M 组检测到 311 个低甲基化(图 2A)和 672 个高甲基化(图 2B)的差异甲基化位点(DMPs,|Δβ| > 0.1),其中 798 个 DMPs 在两种病灶类型中保守存在。KEGG 通路分析显示,酪氨酸激酶和 cGMP-PKG 信号通路是与这些 DMPs 相关的最显著富集通路,提示表观遗传调控通过影响这些通路参与 SPN 的转移过程。
2. 转录组分析鉴定侵袭相关差异表达基因
通过 NanoString 技术对侵袭性和非侵袭性 SPN 进行转录组分析,发现了 99 个差异表达基因(DEGs)。进一步的免疫组织化学验证证实,在侵袭性病例中,LY96、IFI16 和 GLUD1 的蛋白表达水平升高。这些基因的异常表达可能在 SPN 的侵袭性生长中发挥关键作用,为深入理解 SPN 的恶性转化机制提供了新的靶点。
3. 循环游离 DNA 测序显示转移性 SPN 的基因突变特征
cfDNA 测序结果显示,非转移性 SPN 中未检测到基因突变,而转移性 SPN 中 42.9% 检测到基因突变。这一结果表明,cfDNA 中的基因突变可作为 SPN 高恶性潜能的指标,为通过液体活检手段评估 SPN 的恶性风险提供了可能。
4. 肿瘤微环境分析揭示侵袭性肿瘤的免疫抑制特征
利用 GEO 数据库、850K 甲基化测序和 NanoString 转录组数据对肿瘤微环境进行分析,发现侵袭性肿瘤中富集免疫抑制性基质成分。这提示肿瘤微环境的免疫抑制状态可能促进了 SPN 的恶性进展,为靶向肿瘤微环境的治疗策略提供了理论依据。
研究结论与讨论
本研究首次全面探索了 SPN 恶性潜能相关的分子特征,揭示了表观遗传修饰(如甲基化异常)在 SPN 进展和转移中的重要作用。研究发现 LY96、IFI16 和 GLUD1 的异常表达可能是 SPN 侵袭性生长的关键因素,而 cfDNA 中检测到的基因突变可作为 SPN 高恶性潜能的指标。此外,侵袭性 SPN 中富集的免疫抑制性肿瘤微环境成分,也为理解 SPN 的免疫逃逸机制提供了新视角。
这些发现不仅深化了对 SPN 恶性转化分子机制的认识,还为临床提供了潜在的生物标志物,可用于 SPN 的风险分层,帮助医生更精准地评估患者预后和制定治疗方案。同时,研究识别出的关键靶点和通路(如酪氨酸激酶、cGMP-PKG 信号通路)为开发针对性的治疗药物奠定了基础,有望推动 SPN 治疗从传统的手术切除向分子靶向治疗的方向发展。尽管 SPN 总体发病率较低,但该研究为罕见肿瘤的分子机制研究提供了范例,其多组学整合分析的方法学也可为其他肿瘤的研究提供借鉴。