三阴性乳腺癌麻醉暴露相关候选基因的空间转录组学与遗传学再评估

《BMC Cancer》：Spatial transcriptomic prioritization of anesthesia-associated candidate genes in triple-negative breast cancer: an exploratory multi-omics reappraisal

摘要

背景

在实验和临床研究中，围手术期麻醉暴露与肿瘤生物学特征有关，但当遗传学工具、疾病终点和验证数据集不完整时，公共数据分析可能会夸大其因果关系和临床意义。三阴性乳腺癌（TNBC）仍是一种具有显著免疫和间质异质性的侵袭性乳腺癌亚型。我们对TNBC中与麻醉相关的候选基因进行了保守的多组学重新评估，重点关注那些能够通过现有公共数据集得到支持的 evidence。

方法

我们使用了麻醉药物和围手术期药理学搜索词，从公共的基因-疾病和毒性基因组学资源（比较毒性基因组学数据库、DisGeNET 和 GeneCards）中筛选出了39个与麻醉相关的基因；这些筛选仅停留在注释层面，并不代表实际测量的麻醉暴露情况。现有的孟德尔随机化（MR）、SMR 和共定位结果根据数据完整性和可解释性进行了审查和分类。可用的遗传学终点是整体乳腺癌（GWAS Catalog GCST010098），而非 TNBC 特异性的结果，因此所有遗传学发现均以整体乳腺癌的证据进行报告。来自 GSE210616 的 TNBC 空间转录组学数据在患者层面进行了重新分析：每个患者有三个样本（每个患者一个样本），共包含 5,103 个组织点。我们在每个患者内部计算了 Moran’s I 值，并通过 Stouffer 元分析进行了整合。在筛选出的 39 个基因中，有 10 个基因被预先指定用于空间分析；CHRNA4 未出现在处理后的表达矩阵中，因此只分析了 9 个基因。我们描述性地评估了与 TLS 相关的转录热点、空间生态位和配体-受体共表达情况，同时明确认识到这些点属于患者内部的技术观察结果。

结果

遗传学证据并未为主要的 TNBC 候选基因提供明确的因果关系支持。在分析的 MR 资源中，SCN9A 有一个代理匹配的管道级真实数据 SMR 结果，但这并不被视为完全经过 instrument 验证的发现；而 SDC1、ZNF521、LPO、TRPA1 和 GSDME 则没有相应的完整 eQTL 支持的 MR 结果。空间转录组学提供了最直接可用的证据。SDC1 在所有三名 TNBC 患者中显示出一致的正向空间自相关，平均 Moran’s I 值为 0.3042，患者层面的 Stouffer 元分析 P 值为 7.92e-06。与 TLS 相关的转录热点占 5,103 个点中的 192 个（3.8%），且这些热点具有患者依赖性，三个样本中分别有 125、67 和 0 个热点。在汇总的点水平比较中，SDC1 在 TLS 相关热点中的表达高于非热点点（0.454 对比 -0.018；差异 0.471；P = 5.75e-11），但这种差异在不同样本内部并未重现：在 GSM6433613 中，热点中的 SDC1 表达平均值低于非热点点（0.733 对比 0.891），而在 GSM6433585 中略高（-0.066 对比 -0.124）。SDC1 与 CD44 的空间共表达呈正相关（Spearman r = 0.3307，P = 1.69e-130）。相比之下，SDC1 与 M2 巨噬细胞评分呈弱负相关（Spearman r = -0.0336，P = 0.0165），表明这一机制不足以作为强有力的巨噬细胞相关因素。

结论

现有证据支持进行一项探索性的空间和遗传学优先级研究，而非确定性的因果研究来探讨麻醉驱动的 TNBC 转移机制。SDC1 是最具支持性的空间优先级结果，因为它在所有三名患者中均显示出一致的患者层面空间聚类；SDC1 的 TLS 相关热点信号仅作为汇总的、用于生成假设的观察结果，且在不同样本内部未得到重现；对应的 HIF1A 对比在不同样本内部呈现方向一致性，HIF1A 位列第二；SDC1 并未被确立为麻醉驱动 TNBC 转移的中介因子，也无法对任何麻醉技术或药物做出推断。由于分析的队列中没有麻醉暴露记录，因此本研究属于假设生成性质。在提出临床或机制性结论之前，需要进一步的 TNBC 特异性遗传学结果、独立的外部队列和实验验证。