胃癌病毒组全景解析:病毒特征鉴定及其与肿瘤发生发展的分子关联

【字体: 时间:2025年07月10日 来源:mBio 5.1

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  (编辑推荐)本研究通过转录组测序和单细胞分析,系统描绘了胃癌(GC)中病毒组(virome)的分布特征,首次鉴定出人类内源性逆转录病毒(HERV-K)、EB病毒(EBV)和巨细胞病毒(HCMV)等关键病毒与胃癌发展的相关性,并揭示其通过整合宿主基因组(如调控ABCC2/PRODH基因)和影响免疫微环境的致癌机制。创新性建立基于随机森林(RF-BFE)的病毒标志物筛选模型,为胃癌早期诊断和病毒靶向治疗提供新视角。

  

病毒组学技术揭示胃癌病毒全景图谱
通过整合LOCAL队列(32例胃癌/24例癌旁)和公共数据库(GSE113255等)的转录组数据,研究团队采用宿主基因过滤(HISAT2)和病毒基因组比对(BLASTn)策略,鉴定出68种病毒,包括13种DNA病毒、25种RNA病毒和30种噬菌体。其中9种病毒(如Siphoviridae sp. ctHip2)为胃癌组织特有,而EBV和HCMV在肿瘤样本中呈现高阳性率(图2C)。单细胞测序进一步显示,HERV-K在胃癌上皮细胞和免疫细胞中广泛分布,其表达量与肿瘤进展呈正相关(图3G)。

病毒-宿主基因组互作机制
IGV可视化分析发现,HERV-K的基因组序列与人类6个基因(ABCC2/SGCD/PRODH等)存在高同源性(图6B-C),其中PRODH启动子区的HERV-K同源片段可能通过结合SOX2转录因子调控基因表达。EBV则通过LMP1/LMP2蛋白诱导基因组不稳定性,而HCMV在胃癌上皮细胞的检出颠覆了其仅感染免疫细胞的传统认知。

诊断模型与临床关联
基于随机森林算法筛选的30种病毒标志物(如HERV-K/HERV-W)可区分胃癌与癌旁组织(AUC=0.938),其中HERV-K在弥漫型胃癌中显著富集(P<0.001)。值得注意的是,幽门螺杆菌(H. pylori)阳性样本中,急性转化逆转录病毒(acutely transforming retrovirus)的丰度显著升高(图5G),提示细菌-病毒协同致癌可能。

方法论突破与局限
研究创新性开发宿主游离读段(host-free reads)分析流程,但受限于低丰度病毒(如噬菌体)的检测灵敏度。未来需结合全基因组测序(WGS)进一步验证病毒整合事件,为胃癌的病毒病因学研究和精准诊疗提供新靶点。

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