软组织肉瘤分子异质性研究:基于多组学与单细胞测序的新型分型及精准治疗探索

【字体: 时间:2025年05月27日 来源:The International Journal of Biochemistry & Cell Biology 3.4

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  为解决软组织肉瘤(STS)缺乏全面多组学分型体系的问题,研究人员整合多组学数据(转录组、DNA 甲基化、体细胞突变等)及单细胞数据,通过 10 种聚类算法识别出 SAMS1 和 SAMS2 亚型。发现 SAMS2 预后差、免疫浸润低,且对特定靶向药物敏感,为 STS 精准诊疗提供新方向。

  
软组织肉瘤(soft tissue sarcoma, STS)是一类起源于间叶组织(如肌肉、脂肪、神经和血管)的高度恶性肿瘤,其显著特点是分子层面存在广泛异质性。尽管临床已尝试基于解剖部位、肿瘤分级和组织学亚型进行诊疗,但患者术后复发率高达 50%,且对于局部晚期和转移性患者,系统性治疗手段有限,预后极差。此外,同一亚型内的分子异质性导致治疗策略难以精准匹配,亟需通过分子层面的深入解析实现风险分层和个体化治疗。

在这样的背景下,国内研究人员开展了一项旨在揭示 STS 分子异质性的研究。该团队通过整合多组学数据与单细胞测序技术,对 STS 的分子特征进行了全面剖析,相关成果发表在《The International Journal of Biochemistry 》。研究致力于建立可靠的分子分型体系,挖掘潜在治疗靶点,为突破 STS 临床治疗瓶颈提供科学依据。

关键技术方法


研究主要采用以下技术方法:

  1. 多组学数据整合:获取 TCGA-SARC 项目的临床信息、转录组表达谱、DNA 甲基化和体细胞突变数据;
  2. 聚类分析:运用 10 种先进共识聚类算法进行分子分型;
  3. 独立验证:利用 GEO 数据库的 GSE17674(n=44)和 GSE21050(n=84)数据集验证分型结果的可靠性;
  4. 单细胞测序分析:基于 GSE152048 单细胞数据解析亚型间微环境差异。

研究结果


1. 分子亚型的识别与验证


通过共识聚类分析,确定 STS 存在两种稳健的分子亚型,命名为肉瘤多组学亚型 1(sarcoma multi-omics subtype 1, SAMS1)和 SAMS2。其中,SAMS2 患者的总生存期、无进展生存期、无病生存期和疾病特异性生存期均显著更差,提示其为高危亚型。进一步分析表明,亚型划分与种族、性别、年龄无显著关联,验证了分型的生物学独立性。

2. 亚型特异性分子特征与信号通路


SAMS2 亚型表现出 Myc、糖酵解和 Wnt β-catenin 信号通路的显著激活。单细胞数据分析显示,该亚型肿瘤微环境中免疫细胞浸润丰度较低,抗肿瘤免疫功能缺陷,导致对免疫治疗响应率低,但对帕唑帕尼(pazopanib)、阿昔替尼(axitinib)、毒胡萝卜素(thapsigargin)、埃尔斯克洛莫(elesclomol)等靶向药物敏感。此外,MK886 和 NU1025 被确定为 SAMS2 的有效治疗靶点。

3. 上皮 - 间质转化(EMT)相关调控因子


在 SAMS2 样肿瘤上皮细胞中,HOXB13/COL16A1 和 BASP1 基因调控上皮 - 间质转化(epithelial-mesenchymal transition, EMT)过程,这可能与肿瘤的侵袭和转移能力增强相关。

4. WNT7B 作为新型治疗靶点的发现


研究发现 WNT7B 在 STS 中高表达,且与患者预后不良显著相关,提示其可能成为 STS 的新型治疗靶点。

结论与讨论


本研究通过整合多组学数据与单细胞测序技术,建立了首个 STS 分子多组学分型体系,成功识别出预后差异显著的 SAMS1 和 SAMS2 亚型。SAMS2 亚型的分子特征揭示了其免疫逃逸机制及靶向治疗敏感性,为临床制定个体化治疗方案提供了直接依据。此外,研究发现的 WNT7B 等新型靶点及关键信号通路,为深入探索 STS 发病机制和开发创新疗法奠定了基础。

该研究的重要意义在于突破了传统组织学分类的局限性,从分子层面解析了 STS 的异质性,为精准医学在肉瘤领域的应用提供了范例。未来可基于该分型体系开展前瞻性临床研究,验证靶向药物的疗效,推动 STS 诊疗向 “分子驱动” 模式转型。

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