发布时间: 2025-04-30 13:57:36
小细胞肺癌(SCLC)因其高侵袭性、早期转移倾向及极差的临床预后,成为了肿瘤治疗领域亟待突破的难点。尽管免疫检查点抑制剂的应用为患者带来了生存改善,但总体疗效仍有限,亟需通过多组学整合策略挖掘更具潜力的
治疗靶点与预后标志物。本研究发表于《Frontiers in Immunology》(IF=5.7),首次系统整合转录组学与孟德尔随机化(MR)分析,从跨组学视角解析SCLC的分子调控网络,成功锁定5个关键基因(PSAT1、PSRC1、
COLEC12、PLLP、HP),并揭示其通过免疫微环境重塑驱动患者生存的分子机制。
研究设计亮点
1、多组学深度联动:转录组筛选→MR因果验证→免疫浸润解析,全链条锁定靶点;
2、生存硬核证据:独立队列验证基因表达一致性达100%,PSRC1成首个兼具“免疫调控”与“预后预警”潜力的双功能标志物;
3、临床转化直达:靶点与免疫检查点抑制剂协同潜力,为“精准治疗+动态监测”提供新策略!
题目:基于转录组学结合孟德尔随机化分析探索小细胞肺癌潜在治疗靶点
杂志:FrontImmunol
影响因子:IF=5.7
发表时间:2025.01.13
研究背景
小细胞肺癌(SCLC)是一种死亡率极高、预后差的高级别神经内分泌癌,约占所有肺癌病例的13%-15%,具有早期转移、侵袭性增殖和易复发的特点,可分为局限期和广泛期两种类型,其中80%-85%的SCLC患者被诊断为广泛期小细胞肺癌(ES-SCLC)。
目前,化放疗是SCLC治疗的关键干预措施,与其他治疗方法相比,SCLC对化放疗的初始敏感性良好。然而,这种反应大多是短暂的,患者容易出现复发。尽管近年来免疫检查点抑制剂的出现一定程度上改变了ES-SCLC患者的临床转归,以铂类为基础的化疗联合抗程序性细胞死亡蛋白1及其配体1的方案提高了ES-SCLC患者的生存率,成为目前一线治疗的标准,但ES-SCLC患者的总生存期仍然非常有限,因此迫切需要更多的研究来探索SCLC有效的治疗方案。
数据来源
1、GEO数据
2、GWAS数据
暴露:从IEU开放GWAS数据库(https://gwas.mrcieu.ac.uk/)中提取了VõsaU团队研究的表达数量性状位点数据;
结局:从GWAS目录数据库(https://www.ebi.ac.uk/gwas/home,登录号GCST004746)中提取了McKay团队研究的GWAS数据,共包含2,664份SCLC样本和21,444份对照样本。
研究思路
本研究从基因表达综合数据库(GEO)中提取SCLC数据集,利用R软件对数据进行处理,筛选出差异表达基因(DEG)。基于SCLC的表达数量性状位点数据和全基因组关联研究数据,利用MR分析筛选出与SCLC疾病密切相关且与DEG相交的基因,获得共表达基因(CEG),并通过富集分析进一步探究CEG的生物学功能和通路。此外,应用CIBERSORT算法评估SCLC中免疫细胞浸润水平,分析CEG与免疫细胞的相关性。同时,利用独立的SCLC患者队列对这5个CEG进行生存分析。最后对目标基因的结果进行验证。
主要结果
1、DEG的鉴定
作者从三个GEO数据集中鉴定出了857个DEG,其中上调基因443个,下调基因414个。
2、MR分析
作者筛选出202个有显著意义的基因,将它与DEGs取交集,最终获得2个共表达上调基因(PSAT1,PSRC1)和3个共表达下调基因(PLLP,COLEC12,HP),如图4-5。此外,作者还定位了染色体上的CEGs,并对其进行了可视化,
如图6所示。
3、GO/KEGG富集分析
GO富集分析显示这些基因主要影响内吞小泡、结合珠蛋白-血红蛋白复合物、致密髓鞘等生物学功能。KEGG富集分析显示这些基因主要影响甘氨酸、丝氨酸、苏氨酸代谢;半胱氨酸、蛋氨酸代谢;氨基酸生物合成等。
4、免疫细胞浸润分析
通过免疫细胞浸润分析观察到在SCLC与对照样本中,CD4记忆性静息T细胞和CD4记忆性激活T细胞比例显著降低,滤泡辅助T细胞、调节性T细胞、NK细胞激活及M2型巨噬细胞比例显著升高(图9A-B)。
CEGs与22种免疫细胞的相关性分析显示,PSRC1与滤泡辅助T细胞、活化NK细胞、M1巨噬细胞呈正相关,与静息NK细胞、单核细胞、M2巨噬细胞、嗜酸性粒细胞、中性粒细胞呈负相关;PSAT1与M0巨噬细胞呈正相关,与单核细胞
呈负相关;COLEC12与单核细胞、M2巨噬细胞、中性粒细胞呈正相关,与滤泡辅助T细胞、巨噬细胞M1呈负相关;PLLP与中性粒细胞呈正相关,与活化T细胞CD4记忆细胞、巨噬细胞M1呈负相关;HP与天然B细胞呈负相关,
如图9C所示。
5、GSEA
综合差异基因表达状态、免疫细胞浸润评估及相关性分析的结果,作者发现PSRC1和COLEC12与显著差异的浸润免疫细胞相关。因此,本研究利用GSEA进一步探讨PSRC1和COLEC12在SCLC中相关功能和通路的活性水平。
详情可参见补充图S2。
6、生存分析
本研究提取并整理了66例SCLC患者的生存数据,具体信息可参见补充表S8。结果显示,PSRC1与SCLC患者总生存时间显著相关(P=0.015)。PSRC1高表达组的生存率显著低于PSRC1低表达组,如图10所示。
7、验证组分析
验证组分析结果显示,在SCLC组中PSAT1和PSRC1的表达显著升高(P<0.001),COLEC12、PLLP和HP的表达显著降低(P<0.001),如图11所示。验证组中CEGs的表达水平与本研究结果一致,增加了MR分析结果的可靠性和稳健性。
文章小结
本研究利用生物信息学和统计学方法对SCLC进行了详细的分析,鉴定出关键基因和通路,重点研究了共表达基因(PSAT1、PSRC1、COLEC12、PLLP和HP)与SCLC的关联。这些基因及其相关功能和通路可能成为针对特定分子通路治疗SCLC的潜在靶点,为后续开发新的治疗干预措施奠定理论基础。
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