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克服肿瘤内异质性:高级别浆液性卵巢癌蛋白质组学中稳定生物标志物的发现
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月12日 来源:npj Precision Oncology 6.8
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本研究针对高级别浆液性卵巢癌(HGSC)治疗反应预测标志物开发的重大挑战,通过大规模蛋白质组学分析揭示肿瘤微环境异质性特征。研究人员采用数据非依赖采集质谱(DIA-MS)技术分析482例原发灶(卵巢)和转移灶(网膜)样本,鉴定出1651个稳定表达的蛋白质特征,其中52蛋白模块反映cGAS-STING通路介导的dsDNA炎症反应,为HR缺陷型肿瘤免疫治疗提供新靶点。该发现发表于《npj Precision Oncology》,为克服肿瘤异质性对生物标志物开发的影响提供重要方法论。
高级别浆液性卵巢癌(HGSC)是致死率最高的妇科恶性肿瘤,尽管近年来PARP抑制剂(PARPi)的应用改善了BRCA1/2突变患者的预后,但整体五年生存率仍停滞在45%左右。这种治疗困境的核心在于HGSC显著的肿瘤异质性——同一患者不同病灶间存在巨大的分子差异,使得基于单点活检的生物标志物开发举步维艰。更复杂的是,HGSC常呈现多灶性生长模式,原发卵巢与转移灶(如网膜)的肿瘤微环境(TIME)存在系统性差异,这些因素共同构成了精准医疗实施的主要障碍。
澳大利亚悉尼大学等机构的研究团队在《npj Precision Oncology》发表的重要研究,通过多组学整合分析揭示了HGSC蛋白质组的稳定特征。研究团队对11例患者的404例新鲜冷冻(FF)和78例福尔马林固定石蜡包埋(FFPE)样本进行系统分析,结合全基因组拷贝数变异(CNV)和转录组测序(RNA-Seq)数据,成功鉴定了不受肿瘤异质性干扰的稳定蛋白质特征。特别值得注意的是,研究发现cGAS-STING通路激活导致的组织炎症是HR缺陷型HGSC的普遍特征,这为开发基于肿瘤免疫微环境的新型治疗策略提供了理论依据。
关键技术方法包括:1)数据非依赖采集质谱(DIA-MS)分析482例样本(含澳大利亚卵巢癌研究组提供的临床样本);2)加权基因共表达网络分析(WGCNA)鉴定蛋白质功能模块;3)单样本基因集富集分析(ssGSEA)量化通路活性;4)全基因组SNP芯片评估同源重组缺陷(HRD)状态;5)CIBERSORTx解析免疫细胞浸润特征。
研究结果
全局蛋白质组景观受个体差异和组织成分影响
通过tSNE降维分析404例FF样本的7232个蛋白质表达谱,发现同一患者的卵巢与网膜样本相似度高于不同患者的同部位样本。值得注意的是,基于20个基质标志蛋白的基质评分显示,网膜样本的基质含量显著高于卵巢样本(p<0.05),这种基质差异主导了8/10患者的部位间蛋白表达差异。
稳定表达蛋白反映HGSC临床相关特征
经过严格筛选获得的1651个稳定差异蛋白(个体内变异系数CV<25%)中,DNA修复、氧化磷酸化和干扰素(IFN)信号通路显著富集。WGCNA分析鉴定出6个共表达模块,其中模块5(52个蛋白)包含干扰素应答和抗原呈递相关蛋白,其ssGSEA评分(DSI评分)显示出最大的动态范围,可作为可靠的分类指标。
cGAS-STING通路激活相关的炎症是HGSC蛋白质组的稳定特征
模块5蛋白网络分析揭示出典型的先天免疫应答特征,包括ISG15、MX1等干扰素刺激基因(ISGs)和HLA抗原呈递分子。DSI评分在网膜样本中显著升高(p<1.00e-04),且与ESTIMATE免疫评分高度相关(R2
=0.71),而与基质评分无关(R2
=0.16)。CIBERSORTx分析证实网膜样本CD8+
T细胞浸润更显著,这与独立数据集验证结果一致。
HR缺陷与组织炎症相关
比较HR缺陷型(n=4)与HR完整型(n=6)患者,发现158个差异蛋白。HR缺陷型样本高表达101个蛋白,主要富集于I/II型干扰素通路(如ISG15、DDX58),其DSI评分显著升高(p<0.05)。相反,HR完整型样本高表达的57个蛋白主要参与细胞外基质组装。
原发HGSC组织中DNA损伤应答存在显著个体差异
通过分析CCL5(趋化因子)与PDL1(CD274)表达的强相关性(R2
=0.92),发现HR缺陷型HGSC呈现连续生物学事件:DNA损伤→cGAS-STING激活→CCL5分泌→CD8+
T细胞招募→PDL1上调。值得注意的是,仅2例HR缺陷型患者(676ov和1855ov)同时表现出高DSI评分、CCL5表达和CD8+
T细胞浸润,提示个体间免疫应答存在显著异质性。
结论与意义
这项研究首次系统描绘了HGSC多部位蛋白质组特征,突破性地证明尽管存在显著的空间异质性,cGAS-STING通路激活特征仍保持稳定可检测性。这一发现具有三重重要意义:1)为克服肿瘤异质性对生物标志物开发的障碍提供解决方案;2)揭示HR缺陷与固有免疫应答的分子关联,解释为何PARPi治疗可能增强免疫治疗效果;3)强调取样部位对生物标志物解读的关键影响,特别是网膜样本的免疫特征不能代表原发灶。
研究还提出重要临床启示:DSI评分可作为识别免疫治疗敏感亚群的潜在指标,而HR缺陷型HGSC中cGAS-STING通路的持续激活,提示联合PARPi与免疫检查点抑制剂(ICI)的治疗策略值得探索。这些发现为改善HGSC这一"冷肿瘤"的免疫治疗效果提供了新思路,也为其他高基因组不稳定性癌症的研究提供了方法论参考。
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