整合分析揭示肥胖对三阴性乳腺癌的影响

《Cancer Letters》：Integrated analysis reveals the impact of obesity on triple-negative breast cancer

　　

三阴性乳腺癌（triple-negative breast cancer，TNBC）是一种高度侵袭性和异质性的乳腺癌亚型，治疗选择有限。随着超重/肥胖（overweight/obese，OW/OB）女性患病率的持续上升，肥胖对TNBC分子特征的影响仍不完全清楚。研究人员利用其最大的原始TNBC多组学数据库（N = 465），调查了临床病理学和分子数据（包括基因组、转录组、蛋白质组和代谢组学分析）与患者体质指数（body mass index，BMI）的关联。多组学分析显示，OW/OB患者表现出更差的生存期，以及肿瘤微环境（tumor microenvironment，TME）炎症升高、免疫检查点表达升高和脂质代谢失调。体内实验证明，肥胖小鼠的肿瘤生长速度更快，PD-1⁺CD8⁺ T细胞比例更高，并且对抗PD-1治疗的反应增强。此外，研究人员分析了四个独立临床试验的数据，发现OW/OB患者在接受基于抗PD-1的免疫治疗后，病理完全缓解率（pathological complete response，pCR）更高，无进展生存期（progression-free survival，PFS）更长。总之，本研究系统揭示了肥胖与TNBC中协调的免疫-代谢重塑相关，其特征是检查点富集和脂质失调，这可能有助于解释增强的抗PD-1反应，并应在精准医学领域加以考虑。

三阴性乳腺癌（TNBC）约占所有乳腺癌的15%，是一种不表达雌激素受体（ER）和孕激素受体（PR）、且缺乏人表皮生长因子受体2（HER2）扩增的异质性亚型。由于侵袭性强、临床和生物学异质性高，以及治疗选择有限，TNBC在所有乳腺癌亚型中预后最差。尽管免疫检查点抑制剂（ICIs）、PARP抑制剂和抗体药物偶联物（ADCs）等新疗法已使部分患者获益，但仍有患者响应不佳。肥胖在过去几十年快速增长，是包括乳腺癌在内的多种癌症的危险因素，并可能影响化疗、内分泌治疗和靶向治疗的疗效。然而，肥胖对TNBC分子特征的影响尚未被充分认识，既往研究多聚焦于ER阳性乳腺癌或所有乳腺癌亚型，缺乏基于患者多组学数据的系统分析。为此，研究人员基于复旦大学上海癌症中心（FUSCC）队列的最大规模TNBC多组学数据库，整合基因组、转录组、蛋白质组和代谢组学数据，并结合体内实验和临床免疫治疗队列，探讨肥胖对TNBC生物学及抗PD-1治疗响应的影响。该研究发表在《Cancer Letters》。

研究人员利用FUSCC队列（共465例患者，其中360例有RNA测序数据、401例有拷贝数变异数据、279例有全外显子测序数据、90例有蛋白质组数据、330例有代谢组数据），按中国标准将患者分为超重/肥胖（OW/OB）和正常体重（NL）组。主要技术方法包括：多组学整合分析（差异表达、基因集富集分析[GSEA]、单样本GSEA[ssGSEA]、差异丰度[DA]评分等）；基于转录组数据估算肿瘤微环境（TME）细胞丰度和TME亚型；PD-L1免疫组化检测；构建高脂饮食（HFD）诱导的肥胖小鼠模型，结合流式细胞术和单细胞RNA测序（scRNA-seq）分析肿瘤免疫微环境，并进行抗PD-1治疗实验；同时回顾性分析NeoTENNIS、CamRelief、FUTURE和FUTURE-C-Plus四个临床试验的临床数据。

### 研究队列与临床数据

通过465例FUSCC队列的分析，OW/OB患者乳腺脂肪比例更高，无复发生存（RFS）和无远处转移生存（DMFS）更差，多因素Cox分析显示OW/OB是RFS的独立不良预后因素，提示肥胖与TNBC临床结局相关，值得进一步探究其生物学基础。

### 肥胖与TNBC中协调的免疫和代谢重塑相关

通过比较各维度组学亚型，OW/OB肿瘤中管腔雄激素受体（LAR）亚型和免疫调节（IM）亚型比例更高，代谢组C1亚型（富集神经酰胺和脂肪酸）比例亦升高。转录组和代谢组分析显示，免疫相关通路（如干扰素γ应答、白细胞介导免疫）和脂质代谢通路（如脂肪酸、鞘脂代谢）富集，提示肥胖相关TNBC具有免疫-代谢协调状态。全外显子测序（WES）分析显示，OW/OB组OBSCN突变频率较低，FASN突变频率较高，且突变负荷和染色体不稳定性水平相对较低。

### BMI在微环境表型中的作用

基于转录组数据的TME亚型分析发现，OW/OB组“免疫炎症”亚型（TME3）比例更高，“免疫荒漠”亚型（TME1）更低。组织学评估的基质肿瘤浸润淋巴细胞（sTILs）和瘤内肿瘤浸润淋巴细胞（iTILs）均显著升高，ESTIMATE算法计算的免疫评分和基质评分也升高。多种免疫细胞（包括CD8⁺ T细胞、活化自然杀伤[NK]细胞、浆细胞等）富集程度与BMI呈正相关。同时，共抑制分子（如PD-1、PD-L1、TIM3、CTLA4）和共刺激分子广泛上调，且PD-L1在肿瘤细胞和免疫细胞中的表达均高于NL组，表明OW/OB肿瘤呈现免疫浸润而功能受抑的检查点富集状态。

### 肥胖显示脂质代谢和活性氧（ROS）通路失调

代谢组学检测到593种差异丰度代谢物，其中OW/OB组富集的代谢物中96.6%为脂质。脂肪酸、甘油磷脂、神经酰胺等代谢增强，三酰甘油代谢降低。脂肪酸代谢相关酶（如ACLY、ACACA、FASN、ACSL1和SCD）在mRNA和蛋白质水平上调。转录组和蛋白质组均显示ROS通路富集，氧化脂质（OxPC、OxPE、OxPI）水平升高，同时NADPH生成和G6PD表达上调，提示OW/OB肿瘤并非单纯氧化应激增加，而是伴随氧化还原适应性重塑。ROS通路评分与PD-1、PD-L1、TIGIT、TIM3和CTLA4表达正相关，氧化磷脂也与检查点表达相关，提示代谢重编程与免疫检查点富集状态存在关联。

### HFD诱导的肥胖影响肿瘤生长、微环境和抗PD-1响应

在高脂饮食（HFD）诱导的肥胖小鼠模型中，AT3和E0771小鼠三阴性乳腺癌细胞系移植瘤生长显著加快。流式细胞术和单细胞RNA测序显示，HFD肿瘤中CD8⁺ T细胞比例降低，PD-1⁺CD8⁺ T细胞比例升高，T细胞耗竭标志物（Pdcd1、Tim3、Cd39）表达增加，而细胞毒性标志物（Gzmk、Ifng、Prf1）表达降低。单细胞代谢分析显示，脂质代谢相关通路在肿瘤细胞和免疫细胞中均富集。在抗PD-1治疗实验中，肥胖小鼠肿瘤体积缩小更明显，肿瘤内CD3⁺和CD8⁺ T细胞浸润增加，表明肥胖增强了抗PD-1治疗的抑瘤效果。

### 基线BMI与TNBC患者抗PD-1免疫治疗临床反应相关

在NeoTENNIS和CamRelief新辅助试验中，OW/OB患者的病理完全缓解（pCR）率更高，且在调整肿瘤分期、Ki67指数和mRNA亚型后仍存在获益。在FUTURE和FUTURE-C-Plus晚期试验中，OW/OB患者表现出更高的客观缓解率（ORR）和更长的无进展生存期（PFS），尽管部分比较未达到统计学显著。这些临床数据与临床前结果一致，支持BMI与抗PD-1免疫治疗反应相关。

在讨论部分，研究人员指出，肥胖驱动的代谢失调，尤其是脂质代谢重编程和氧化还原适应，深刻重塑肿瘤微环境并促进免疫逃逸。OW/OB肿瘤中免疫检查点富集但功能受抑的状态，可能是其对抗PD-1治疗更敏感的原因。研究人员提出，联合靶向脂质代谢与PD-1/PD-L1阻断是值得探索的治疗策略，NADPH/G6PD轴可能成为潜在靶点。但BMI作为免疫治疗疗效预测标志物仍需前瞻性临床试验验证。研究结论为：肥胖与TNBC的分子异质性相关，表现为肿瘤生长加速、肿瘤微环境炎症升高、免疫检查点表达升高和脂质代谢失调，并与增强的抗PD-1反应相关。这些发现为未来机制研究和前瞻性研究提供了框架，但现阶段尚未将肥胖确立为明确的预测性生物标志物。