《Discover Oncology》:Causal role of immune cells in thyroid cancer: a two-sample Mendelian randomization study
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为解决免疫细胞与甲状腺癌关系研究结果不一致的问题,研究人员开展了基于孟德尔随机化(MR)的研究。评估 731 种免疫表型与甲状腺癌的因果关联,结果发现 10 种免疫表型与甲状腺癌风险显著相关,为临床研究提供了指导。
甲状腺癌,作为内分泌系统中最为常见的恶性肿瘤,近年来在全球范围内的发病率呈现出迅猛增长的态势。它主要分为乳头状甲状腺癌(PTC)、滤泡状甲状腺癌(FTC)、髓样甲状腺癌(MTC)、低分化甲状腺癌(PDTC)和未分化甲状腺癌(ATC)等多种类型。其中,PTC 最为常见,约占所有病理类型的 60%,且 PTC 和 FTC 同属分化型甲状腺癌(DTC),预后相对较好;而 ATC 的预后却极为不佳,患者的中位生存期仅 7 - 10 个月,PDTC 的预后则介于 DTC 和 ATC 之间。尽管当前的治疗手段在不断发展,但甲状腺癌患者的死亡率下降幅度却十分有限,部分患者甚至还面临着过度治疗的问题,严重影响了生活质量。因此,探寻新的治疗靶点和治疗方式迫在眉睫。
在肿瘤的发展过程中,免疫细胞扮演着极为关键的角色,它们既能抑制癌细胞的生长,也可能促进癌细胞的增殖。在甲状腺癌研究领域,已有不少研究发现,CD4+ T 细胞、CD8+ T 细胞和 CD69 在甲状腺癌患者,如 MTC 患者体内的表达有所升高,这表明甲状腺癌患者存在明显的 T 细胞反应。同时,正常甲状腺组织中较为稀缺的树突状细胞(DCs),在甲状腺癌组织中却会出现增殖现象,进而抑制免疫反应。此外,调节性 T 细胞(Tregs)、中性粒细胞、DCs、肥大细胞以及肿瘤相关巨噬细胞等在 PTC 肿瘤微环境中对肿瘤的发生起到了促进作用;而 CD8+ T 细胞、B 细胞和自然杀伤(NK)细胞则被认为具有一定的保护作用。不过,目前对于某些主要免疫细胞的浸润情况和功能,学术界仍存在争议,并且针对非原发性免疫细胞的研究也相对较少。传统的观察性研究由于存在各种混杂因素、反向因果关系和偏差,容易导致研究结果出现偏差,甚至产生错误判断,而且这类研究往往只能发现暴露因素与结果之间的相关性,难以确定因果关系。基于以上种种问题,为了更深入地探究免疫细胞与甲状腺癌之间的因果关系,苏州大学附属第二医院的研究人员开展了一项两样本孟德尔随机化(MR)研究。该研究成果发表在《Discover Oncology》杂志上。
研究人员开展这项研究时,主要运用了以下关键技术方法:首先,从 FinnGen 研究项目获取甲状腺癌的全基因组关联研究(GWAS)汇总统计数据,该数据包含 2859 例病例和 378749 例对照;同时,从 GWAS Catalog 获取 731 种免疫性状的 GWAS 汇总统计数据,这些数据来自 3757 名撒丁岛人的正常群体。然后,使用 PLINK 软件(版本 v1.90)识别独立且显著的单核苷酸多态性(SNPs)作为工具变量(IVs),并通过计算 F 统计量排除弱工具变量。最后,运用 R 4.3.1 软件和 “MendelianRandomization” 包(版本 0.9.0),采用逆方差加权(IVW)、加权中位数、MR - Egger 等方法进行两样本 MR 分析,同时使用 MR - PRESSO 方法排除水平多效性的影响 。
研究结果如下:
- MR 分析:研究人员以 IVW 为主要方法进行 MR 分析,并使用 Benjamini - Hochberg 错误发现率(FDR)方法对多重检验的 P 值进行调整。经过调整后,发现有 10 种免疫细胞与甲状腺癌风险存在显著关联。其中,4 种免疫细胞表型对甲状腺癌具有保护作用,分别是 CD25 在 CD28+ CD4+ T 细胞(Treg 面板)、CD20 在 IgD+ CD38- 初始 B 细胞(B 细胞面板)、CD25 在 CD45RA- CD4 非调节性 T 细胞(T 细胞成熟阶段面板)、CD4 调节性 T 细胞占 CD4+ T 细胞的百分比(Treg 面板)。以 CD25 在 CD28+ CD4+ T 细胞为例,使用 IVW 方法估计其对甲状腺癌风险的优势比(OR)为 0.869(95% CI = 0.772 - 0.978,P = 0.020,PFDR = 0.044)。另外 6 种免疫细胞表型则与甲状腺癌风险呈正相关,包括 CD39 在 CD39+分泌型 CD4 调节性 T 细胞(Treg 面板)、CD28+ CD45RA+ CD8dim T 细胞占 CD8dim T 细胞的百分比(T 细胞成熟阶段面板)、活化和静息的 CD4 调节性 T 细胞占 CD4 调节性 T 细胞的百分比(Treg 面板)、CD39 在 CD39+ CD8+ T 细胞(T 细胞成熟阶段面板)、粒细胞上的 SSC - A(髓样细胞面板)、CD4 在初始 CD4+ T 细胞(T 细胞成熟阶段面板)。例如,CD39 在 CD39+分泌型 CD4 调节性 T 细胞对甲状腺癌风险的 OR 值经 IVW 方法估计为 1.060(95% CI = 1.007 - 1.116,P = 0.027,PFDR = 0.045)。
- 敏感性分析:通过计算 Cochran’s Q 统计量和相应的 P 值来识别异质性,同时 MR - Egger 的截距和 MR - PRESSO 的全局检验排除了这些关联中存在水平多效性的可能性。此外,漏斗图和散点图也表明了研究结果的稳定性。
在研究结论和讨论部分,此次研究通过 MR 分析,在 731 种免疫细胞与甲状腺癌之间发现了 10 种具有显著因果效应的免疫表型,其中 4 种起抑制作用,6 种起促进作用。这一发现意义重大,为甲状腺癌的免疫治疗研究提供了全新的思路。然而,该研究也存在一定的局限性。例如,尽管进行了多种敏感性分析,但水平多效性仍无法完全评估;由于缺乏个体信息,无法对人群进行进一步的分层分析;研究基于欧洲数据库,结论难以推广到其他种族,限制了研究结果的普遍性。而且免疫细胞的功能具有双向性,其在甲状腺癌中的具体作用还需要通过更多的基础研究和临床研究作进一步探究。总体而言,这项研究为甲状腺癌的研究开辟了新的方向,有望推动甲状腺癌治疗领域的发展 。