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三阴性乳腺癌中种族相关的宿主与微生物转录组特征揭示肿瘤微环境新机制
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年08月09日 来源:npj Breast Cancer 7.6
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本研究针对三阴性乳腺癌(TNBC)中非洲裔(AA)与欧洲裔(EA)患者的生存差异,通过宏转录组分析揭示了肿瘤微生物群落与宿主基因的种族特异性互作。研究人员发现Hafnia、Cedecea等菌属在AA肿瘤中富集,而Erwinia在EA中更常见;宿主基因SPDYE2B高表达与Hafnia丰度及不良预后相关。该研究为TNBC的种族差异提供了微生物-宿主互作新视角,发表于《npj Breast Cancer》。
三阴性乳腺癌(TNBC)因其侵袭性强、治疗选择有限,一直是乳腺癌研究中的难点。更令人关注的是,非洲裔(AA)女性比欧洲裔(EA)患者发病率更高、预后更差。尽管社会经济因素部分解释了这种差异,但生物学机制尚未明确。近年来,肿瘤微环境(TME)中的微生物群落被发现可能影响癌症进展,但微生物如何与宿主基因互作进而导致种族差异,仍是未解之谜。
为探索这一科学问题,阿拉巴马大学伯明翰分校(University of Alabama at Birmingham)的研究团队对36例TNBC肿瘤样本(AA=17,EA=19)进行宏转录组分析。通过整合微生物组与宿主转录组数据,发现AA与EA患者的肿瘤中存在显著不同的微生物群落和基因表达特征,这些差异与免疫微环境重塑及临床结局密切相关。相关成果发表于《npj Breast Cancer》。
研究采用多项关键技术:1)基于FFPE样本的RNA测序和PathSeq流程鉴定微生物组成;2)DESeq2分析宿主基因差异表达;3)xCell算法解析免疫细胞浸润;4)Spearman相关性聚类揭示宿主-微生物互作网络。样本来自阿拉巴马大学2001-2012年手术存档组织,确保临床注释完整性。
微生物丰度与聚类分析
通过PathSeq检测发现,AA肿瘤中Hafnia、Cedecea等12个菌属显著富集,而EA肿瘤中Erwinia、Tetragenococcus更常见。微生物转录本的层次聚类将样本分为两个与种族显著相关的MD-Cluster(p=0.044),其中MD-Cluster 1以AA为主且与较好疾病无进展生存期(DFS)相关。
宿主基因的种族差异
AA患者中40个基因显著上调(如细胞周期调控基因SPDYE2B、组蛋白基因HIST1H4F),129个基因下调(如ISM1、IGFBP3)。通路分析显示AA肿瘤中DNA复制预启动通路上调,而EA肿瘤中Stathmin1和IL-4信号通路更活跃。
免疫微环境特征
xCell分析揭示AA肿瘤富含Th1细胞和造血祖细胞,而EA肿瘤中M2型巨噬细胞更普遍。值得注意的是,AA患者中M2丰度与M1呈线性关系,且高M2水平的AA患者DFS最差(p<0.05),提示M1/M2混合表型可能驱动侵袭性。
宿主-微生物互作网络
整合分析发现7个高置信度异源簇,其中SPDYE2B基因与Hafnia丰度强相关(R=0.77)。生存分析证实,SPDYE2B高表达或Hafnia高丰度均预示DFS较差(p=0.0082和p=0.037)。多变量Cox模型显示SPDYE2B和种族是DFS的独立预测因子。
该研究首次系统揭示了TNBC中种族特异的微生物-宿主互作框架:AA患者特有的Hafnia-SPDYE2B轴可能通过激活细胞周期和抑制免疫微环境促进肿瘤进展。尽管样本量有限,但提出的“微生物作为微环境调节者”假说为开发种族特异性诊疗策略提供了新方向。例如,靶向SPDYE2B-CD