单细胞与转录组整合分析揭示EMT相关CAF特征基因在肺腺癌中的预后价值及分子机制

本文通过整合单细胞RNA测序（scRNA-seq）和批量转录组数据，系统鉴定了肺腺癌（LUAD）中与上皮-间质转化（EMT）相关的癌症相关成纤维细胞（CAFs）特征基因，并构建了包含8个关键基因（AKAP12、COL5A1等）的预后风险评分模型。研究揭示了CAFs通过EMT通路重塑肿瘤微环境（TME），导致高风险组患者免疫抑制增强、肿瘤突变负荷（TMB）升高及化疗敏感性差异，为LUAD的个体化治疗提供了新靶点。

　　

单细胞图谱解析LUAD肿瘤异质性

通过分析22例肺腺癌及癌旁组织的单细胞RNA测序数据，研究团队鉴定出83,419个高质量细胞，聚类为T淋巴细胞、B淋巴细胞、NK细胞等8大亚群。值得注意的是，采用AUCell算法量化EMT通路活性时，发现成纤维细胞（尤其是CAFs）的EMT活性显著高于其他细胞类型，提示CAFs可能是驱动EMT的关键基质成分。

EMT-CAF特征基因筛选与模型构建

通过差异表达分析筛选出84个EMT-CAF相关基因，其中22个与患者总生存期显著相关。经LASSO回归进一步优化，最终构建包含AKAP12、COL5A1等8个基因的风险评分模型：风险评分=0.095×AKAP12+0.124×COL5A1-0.146×HLA-DPB1-0.115×IGLC3+0.141×KLF4-0.157×LIMCH1-0.225×OGN+0.216×TIMP1。该模型在TCGA队列中显示，高风险组患者3年生存率显著降低（AUC=0.710）。

肿瘤微环境与免疫特征解析

ESTIMATE算法分析揭示，高风险组具有更低的免疫/基质评分和更高的肿瘤纯度，呈现"免疫排斥"表型。ssGSEA进一步显示，高风险组中CD8⁺
T细胞等抗肿瘤免疫细胞浸润减少，而免疫抑制性细胞（如中性粒细胞）比例升高。此外，高风险组肿瘤突变负荷（TMB）显著增加，TP53突变频率达54%（低风险组44%），提示基因组不稳定性加剧。

临床转化价值验证

药物敏感性分析表明，高风险患者对紫杉醇（Paclitaxel）、吉非替尼（Gefitinib）等化疗药物IC₅₀
值更低。吸烟史分析发现，吸烟患者风险评分普遍升高，可能与CAFs异常激活相关。蛋白水平验证（HPA数据库）显示，COL5A1、TIMP1在癌组织中显著高表达，与转录组趋势一致。

研究局限与展望

当前模型尚未解析CAFs亚型（如肌成纤维细胞型）的功能异质性，且缺乏PTMs层面的验证。未来需通过类器官模型或空间转录组技术，探究CAFs-EMT-免疫微环境的三维互作网络，为靶向CAFs的联合治疗策略提供依据。