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医学科研新动向
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Integrated proteomics and scRNA-seq analyses of ovarian cancer reveal molecular subtype-associated cell landscapes and immunotherapy targets
british journal of cancer
<2024年11月15日>
研
究
背
景
疾病特征：EOC 85%-90%为高分级浆液性癌（HGSC），患者常在晚期（III-IV期）被诊断，5年生存率不足31%。主要障碍包括化疗耐药和高复发率。 亚型分类：既有数据（如TCGA和CPTAC项目）通过转录组学和蛋白组学分析识别了EOC的多种亚型（如免疫反应型和间质型）。然而，如何将这些分子特征与细胞生态及治疗策略有效关联，仍是研究的核心问题。 治疗现状：尽管免疫检查点抑制剂（如PD-1/PD-L1、CTLA-4）的广谱成功，EOC患者的临床试验效果并不理想。因此，迫切需要新的分子靶点及更精准的免疫策略。
研究设计
1.蛋白质组学分析：
收集154例EOC肿瘤样本和29例正常输卵管组织。
使用无标记定量质谱分析（LC-MS/MS），结合非负矩阵分解（NMF）分析，划分四个蛋白组亚型。
2. 单细胞RNA测序（scRNA-seq）：
对8例新鲜肿瘤样本进行分析，绘制细胞生态图谱，鉴定亚型相关的细胞特征。
3. 临床关联及药物验证：
验证亚型与患者生存（PFS/OS）的相关性。
通过患者源性异种移植（PDX）和小鼠模型评估潜在治疗靶点的疗效。
核心结果
1：四个蛋白质组亚型的鉴定
样本描述：收集了154例EOC肿瘤样本（137例高分级浆液性癌）和29例正常输卵管组织。对样本进行质谱分析，检测到8032种蛋白。
在检测的蛋白中，4766种蛋白在所有样本中均有表达。
利用非负矩阵分解（NMF）对检测的1044种高变异蛋白进行聚类，确定了四个亚型。
四个亚型：
C1（恶性增殖亚型）：显著富集与细胞增殖、DNA复制和核分裂相关的基因，如PCNA、MCM家族。
C2（免疫浸润亚型）：表达与免疫反应相关的蛋白，包括ITGB2、SERPINE1，提示免疫细胞迁移的活跃性。
C3（输卵管样亚型）：富含细胞基质黏附和肌肉系统相关基因，如LAMA5、TNXB、COL1A1。
C4（分化亚型）：主要富集代谢相关基因，如OXPHOS相关蛋白。
生存分析：
C3和C4亚型患者显示更长的无进展生存期（PFS）和总生存期（OS）。
C1和C2亚型患者生存较短。Kaplan-Meier分析中，C4患者的5年OS率最高。
FIGO分期：
晚期（FIGO IV）患者主要集中在C1和C2亚型（83.3%）。
早期（FIGO I/II）患者则多见于C3亚型，占比79.3%。
化疗敏感性：
C4亚型患者铂类化疗敏感性最高（83%），耐药比例最低。
C1和C2亚型中铂类耐药患者比例较高，分别为57.1%和61.5%。
血清标志物：
C1亚型患者CA125水平显著升高（Kruskal-Wallis检验，p < 0.01）。
细胞组成：
C1和C4：以上皮细胞为主。
C2：免疫细胞富集，包括T细胞、巨噬细胞、B细胞。
C3：纤维细胞和内皮细胞占主导。
单细胞转录组数据显示，每个亚型细胞类型有显著差异：
分子特征：
C2亚型的特征基因与免疫反应相关，包括IL7R、GZMK、HLA家族基因。
C3亚型则主要与细胞外基质和细胞黏附相关。
C1和C4虽然都以上皮细胞为主，但C1强调细胞增殖，而C4更偏向代谢活跃性。
免疫细胞组成：
C2亚型中T细胞占比最高，CD8+ GZMK效应记忆T细胞和IL7R+ CD4+ T细胞显著富集。
免疫细胞间的互作频繁，尤其是巨噬细胞和T细胞。
免疫抑制特征：
部分T细胞亚群表达耗竭标志物（如PD1、LAG3）。
巨噬细胞呈现M2型极化倾向，但也有抗肿瘤的吞噬样巨噬细胞（如MRC1+）。
CD40表达：
C2亚型患者中，CD40高表达与较长的PFS显著相关（log-rank检验，p = 0.009）。
CD40主要在巨噬细胞中高表达，而其配体CD40L在CD4+ T细胞中富集。
细胞互作：
CD40/CD40L互作增强了巨噬细胞与CD4+ T细胞的协作，可能驱动抗肿瘤免疫反应。
在免疫非浸润亚型中，此互作显著降低。
TYMP表达及预后：
TYMP在非免疫亚型（C1/C3/C4）中显著高表达，与较差的PFS相关。
在C2亚型中未观察到显著的TYMP与生存相关性。
药物验证：
TAS102在PDX模型中显著降低肿瘤体积，并诱导肿瘤细胞凋亡（Ki67减少，Caspase 3增多）。
TYMP过表达的动物模型进一步验证了TAS102的抑制效果。
小
结
样本总数：183例（154例肿瘤，29例正常组织）。 蛋白总数：检测到8032种蛋白，其中4766种蛋白在所有样本中表达。 亚型分布：C1（22%），C2（31%），C3（26%），C4（21%）。 生存分析：C3和C4亚型的5年PFS显著高于C1和C2（p < 0.05）。 药物实验：TAS102在非C2亚型模型中显著抑制肿瘤生长
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