基于恶性细胞分化特征的间皮瘤新型分子分型系统及预后预测模型的构建

本研究针对间皮瘤(MESO)肿瘤细胞高度异质性和多向分化差的临床难题，通过单细胞RNA测序(scRNA-seq)技术鉴定出8种恶性细胞亚型，构建了基于32个肿瘤细胞分化基因(TCDGs)的新型分子分型系统(MD/BD/ND)，并建立包含12个关键基因(如RTP4、CASP1、LOXL2等)的预后预测模型。该研究为MESO的精准诊疗提供了重要分子标志物和潜在治疗靶点。

　　

恶性胸膜间皮瘤是一种与石棉暴露密切相关的侵袭性肿瘤，其五年生存率不足10%。尽管组织学分型(上皮样、肉瘤样和双相型)为临床诊疗提供了基础框架，但肿瘤细胞的高度异质性和分化状态的复杂性导致治疗反应差异显著。目前以培美曲塞联合顺铂为主的化疗方案疗效有限，免疫检查点抑制剂虽展现出前景，但总体缓解率仍不理想。这种治疗困境的核心在于缺乏能够准确反映肿瘤生物学特性的分子分型体系，特别是针对恶性细胞分化状态的研究仍属空白。

上海肺科医院联合上海交通大学医学院的研究团队在《Cancer Cell International》发表重要成果，通过整合单细胞和批量转录组测序数据，首次构建了基于恶性细胞分化特征的间皮瘤分子分型系统。研究团队从GEO数据库获取scRNA-seq数据，采用UMAP降维和Monocle2拟时序分析等技术，结合TCGA等多组学数据验证，最终筛选出32个具有预后价值的肿瘤细胞分化基因(TCDGs)，并据此将MESO分为恶性分化相关型(MD)、良性分化相关型(BD)和中性分化相关型(ND)三种分子亚型。更重要的是，研究建立的包含ALDH2、CASP1、LOXL2等12个关键基因的预后模型，在训练集和验证集中均展现出优异的预测效能(AUC>0.93)。

关键技术方法包括：从GSE201925获取scRNA-seq数据，经Seurat进行质量控制、标准化和聚类分析；使用Monocle2进行拟时序分析鉴定分化相关基因；通过TCGA数据库获取临床数据和多组学信息；采用Lasso-Cox回归构建预后模型；利用CIBERSORT和ssGSEA进行免疫浸润分析；最后通过11例临床标本的免疫组化验证关键标志物表达。

研究结果部分的重要发现包括：

1. 肿瘤微环境特征：通过scRNA-seq鉴定出7种主要细胞类型，其中上皮细胞占比最高并进一步分为8个亚型。CXCL10_Epi亚型通过SAA1/SCARB1和CXCL10/CXCR3轴在肿瘤发展中起核心调控作用。
2. 分化轨迹分析：拟时序分析揭示7种分化状态，筛选出32个TCDGs(7个保护因子和25个风险因子)。MD型(Cluster1)高表达多数TCDGs预后最差，BD型(Cluster2)则呈现相反特征。
3. 分子机制探索：MD型中RTP4通过干扰素信号通路促进免疫逃逸；CASP1通过细胞焦亡发挥双重作用；ND型中LOXL2通过EMT促进转移；BD型中MYO1B和SLC7A5激活IL-2-STAT5和mTOR通路。
4. 治疗预测：筛选出帕唑帕尼等14种潜在抑制剂，其中MD型对药物最敏感。ATAC-seq显示关键TCDGs具有开放的染色质结构。
5. 临床验证：免疫组化证实RTP4、CASP1等在MD型中高表达，与不良预后相关。

这项研究的突破性意义在于：首次从单细胞分辨率揭示了MESO的恶性细胞分化图谱，建立的分子分型系统克服了传统组织学分型的局限性。特别是发现的RTP4、CASP1等关键基因，不仅为预后预测提供了可靠标志物，更为开发针对不同亚型的精准治疗策略指明了方向。例如，针对MD型患者可探索IFN-γ通路抑制剂，对ND型可考虑LOXL2靶向治疗，而BD型则可能从mTOR抑制剂中获益。这些发现将推动MESO诊疗进入分子分型指导的精准医学新时代。