全转录组测序联合生物信息学分析揭示ANPEP、APOB、GLP1R和SI作为口腔鳞状细胞癌新型生物标志物的临床价值

【字体: 时间:2025年07月25日 来源:Cancer Cell International 5.3

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  本研究针对口腔鳞状细胞癌(OSCC)高耐药性和治疗预后差的临床难题,通过全转录组测序技术筛选出304个候选基因,结合五种算法鉴定出ANPEP、APOB、GLP1R和SI四个关键生物标志物。研究发现这些标志物通过干扰素-γ响应通路参与肿瘤进展,其中APOB和SI突变率最高,且与靶向药物阿法替尼(BIBW2992)和克唑替尼(PF.02341066)显著相关。该成果为OSCC早期诊断和精准治疗提供了新靶点,发表于《Cancer Cell International》。

  

口腔鳞状细胞癌(OSCC)作为头颈部最常见的恶性肿瘤,全球每年新增病例超过37万例,五年生存率在晚期仅30%。这种严峻的临床现状主要归因于两大难题:一是缺乏有效的早期诊断标志物,二是肿瘤细胞对现有治疗方案极易产生耐药性。更棘手的是,OSCC的分子机制至今尚未完全阐明,特别是关于肿瘤从原发灶向转移灶演变过程中的关键驱动因素仍属空白。

兰州大学第一医院的研究团队在《Cancer Cell International》发表了一项突破性研究。他们创新性地采用全转录组测序技术,对15例临床样本(包括癌旁组织、原发灶和转移灶)进行系统分析,结合生物信息学方法和实验验证,成功鉴定出四个具有临床转化价值的新型生物标志物。这项研究不仅揭示了OSCC转移的关键分子机制,还为开发靶向治疗方案提供了重要依据。

研究人员主要运用了以下关键技术:1)Illumina Novaseq高通量测序平台进行全转录组测序(包含mRNA、miRNA和lncRNA);2)TCGA-OSCC数据库用于生存分析和突变谱验证;3)CytoHubba算法网络分析筛选核心基因;4)qRT-PCR和免疫组化(IHC)实验验证;5)GDSC数据库预测药物敏感性。所有临床样本均来自兰州大学第一医院,并经伦理委员会批准(批号LDYYLL2024-776)。

差异表达分析与功能富集

通过比较原发组与对照组的804个差异mRNA(DE-mRNA1),以及转移组与原发组的412个差异mRNA(DE-mRNA2),研究团队发现304个候选基因显著富集于"消化系统过程"(p<0.05)和"cAMP信号通路"等关键生物学过程。特别值得注意的是,这些基因在胆固醇代谢通路呈现显著聚集,暗示脂质代谢重编程在OSCC转移中的重要作用。

分子调控网络构建

研究揭示了包含5个lncRNA(如DLX6-AS1)和8个miRNA(如miR-141-3p)的ceRNA调控网络。其中miR-141-3p通过靶向PBX1基因调控JAK2/STAT3通路,这与既往报道的OSCC侵袭机制相吻合。蛋白互作网络分析显示,EGFR、APOB和APOE构成核心互作模块,为后续标志物筛选奠定基础。

生物标志物鉴定与验证

采用五种拓扑算法(Degree、MCC等)筛选出29个候选基因,其中ANPEP、APOB、GLP1R和SI通过生存分析显示显著临床价值。Kaplan-Meier曲线表明,ANPEP和GLP1R高表达患者总生存期更长(HR=0.62),而APOB和SI则作为危险因素存在(HR=1.78)。免疫组化证实这些蛋白在转移灶中表达异常,与测序数据高度一致。

突变谱与药物预测

突变分析显示APOB主要发生错义突变(频率17%),SI则呈现多类型突变。药物敏感性分析发现,EGFR抑制剂阿法替尼与ANPEP表达呈强负相关(r=-0.82),提示其对ANPEP高表达患者可能具有特殊疗效。此外,干扰素-γ响应通路被证实是三个标志物的共同作用靶点,为免疫治疗提供新思路。

这项研究的突破性发现在于:首次系统阐明了ANPEP等四个分子在OSCC转移中的调控作用,并证实其作为预后标志物的可靠性。从临床转化角度看,这些标志物具有三重价值:一是通过qRT-PCR检测可实现微创诊断;二是突变谱分析有助于个体化用药选择;三是与靶向药物的强相关性为联合治疗方案设计指明方向。尤其值得注意的是,阿法替尼和克唑替尼这两种已上市药物的潜在重定位应用,将显著缩短临床转化周期。

研究人员在讨论部分特别强调,虽然ceRNA网络分析揭示了miR-141-3p等分子的调控作用,但OSCC作为上皮源性肿瘤,其分子机制与间叶组织肿瘤存在本质差异。这提示未来研究需要建立更精确的OSCC特异性模型。此外,APOB与CCL11的强相关性(r=0.64)暗示了肿瘤微环境免疫调节的新机制,这可能是克服当前免疫治疗耐药性的关键突破口。

该研究的局限性在于样本量较小(n=15),且SI抗体缺失导致部分验证实验未能完成。作者建议后续研究应扩大样本队列,并开展类器官模型实验以验证标志物的功能机制。随着精准医学的发展,这项成果有望推动OSCC诊疗进入"标志物指导下的靶向治疗"新时代。

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