重磅发现：HMGB3—— 多形性胶质母细胞瘤（GBM）精准免疫治疗的新希望

《Discover Oncology》：Comprehensive bioinformatics analysis identified HMGB3 as a promising immunotherapy target for glioblastoma multiforme

多形性胶质母细胞瘤（GBM）治疗面临诸多难题，如肿瘤异质性、耐药性和免疫抑制。为解决这些问题，研究人员开展了关于 GBM 潜在免疫抑制靶点的研究。结果发现 HMGB3 在 GBM 中高表达，影响肿瘤异质性和免疫抑制，是潜在治疗靶点，为 GBM 治疗带来新方向。

　　多形性胶质母细胞瘤（Glioblastoma multiforme，GBM）作为中枢神经系统中极为常见且恶性程度极高的肿瘤，一直是医学领域的难题。它如同一个顽固的 “敌人”，不仅增殖速度快、侵袭范围广，还常常对各种治疗手段产生抵抗。目前，GBM 患者的平均总生存期（Overall Survival，OS）仅约 14 个月，标准治疗方案包括手术切除、放疗和化疗，但血脑屏障以及肿瘤与周围组织边界不清等问题，使得这些治疗的效果大打折扣。同时，GBM 的肿瘤微环境（Tumor Microenvironment，TME）呈现高度的免疫抑制状态，肿瘤浸润淋巴细胞的浸润程度低，这也导致免疫治疗的效果不佳。因此，深入探索 GBM 的发病机制，寻找有效的免疫治疗靶点，成为了医学研究的迫切需求。

为了解决这些难题，深圳南山人民医院神经外科等机构的研究人员开展了一项重要研究。他们通过整合单细胞 RNA 测序（single-cell RNA sequencing，scRNA-seq）和批量 RNA 测序（bulk RNA-seq）技术，对 GBM 进行了全面的生物信息学分析。研究发现，高迁移率族蛋白 B3（High-mobility group box 3，HMGB3）在 GBM 组织中高度表达，它不仅影响了患者间和肿瘤内的转录组异质性，还在肿瘤免疫抑制过程中发挥着关键作用。这一发现意义重大，为 GBM 的精准治疗提供了新的潜在靶点，有望为 GBM 患者带来新的希望。该研究成果发表在《Discover Oncology》杂志上。

在研究方法上，研究人员从多个公共数据库获取数据，如从 Gene Expression Omnibus（GEO）数据库获取 GBM 的单细胞转录组数据，从 The Cancer Genome Atlas（TCGA）数据库获取正常脑组织和 GBM 的批量 RNA-seq 数据等。利用 R 语言的相关软件包，如 “Seurat”“WGCNA” 等进行数据分析。通过 scRNA 分析对细胞进行分类和筛选，运用 WGCNA 和 hub 基因筛选确定关键基因模块和候选基因，使用多种算法评估 HMGB3 与 TME 免疫特征及免疫检查点阻断（Immune Checkpoint Blockade，ICB）反应的关系等。

在研究结果部分：

• GBM 细胞亚型的鉴定：基于 scRNA-seq 数据分析，研究人员将所有细胞分为 21 个类别，进一步注释后划分为巨噬细胞、自然杀伤（Natural Killer，NK）细胞等六种细胞类型，并确定了 1150 个特定标记基因。
• HMGB3 是潜在的免疫抑制靶点：经过对数据质量的筛选，研究人员对 19434 个 mRNA 和 167 个 GBM 样本进行 WGCNA 网络分析，发现棕色模块与巨噬细胞招募正相关，绿色模块与免疫细胞浸润负相关。深入研究绿色模块后，确定 HMGB3 等为核心基因。相关性分析表明，HMGB3 与 GBM 组织中的免疫逃逸特征正相关，与补体免疫反应相关的 C2 和 C3 呈强烈负相关，因此被确定为潜在的免疫抑制靶点。
• HMGB3 高表达且可作为 TME 调节的指标：研究发现，GBM 组织中 HMGB3 的 mRNA 表达高于正常脑组织，免疫组化结果也显示其主要在细胞核中过表达。虽然 HMGB3 对 OS 和疾病特异性生存（Disease-specific Survival，DSS）无影响，但与无进展生存期（Progression-free Survival，PFS）呈正相关。基因集富集分析（Gene Set Enrichment Analysis，GSEA）和 KEGG 通路分析表明，HMGB3 参与了多种生物学过程和信号通路，可作为 TME 状态的重要指标。
• HMGB3 与 GBM 中 TME 的抗癌免疫相关性：聚类分析显示，HMGB3 与大多数免疫调节剂呈负相关。在 HMGB3^high组中，MHC 相关分子表达显著降低，单核细胞或巨噬细胞趋化因子下调，抗癌免疫反应减弱，多种肿瘤浸润免疫细胞（Tumor-infiltrating Immune Cells，TIICs）的浸润水平与 HMGB3 呈负相关，效应基因也减少。此外，HMGB3 与抑制性免疫检查点、泛癌 T 细胞炎症评分和 T 细胞炎症基因呈强烈负相关，表明其在塑造非炎症性 TME 和影响免疫治疗效果方面的重要作用，并且在 NU GBM 队列中得到了验证。
• HMGB3 形成非炎症性 TME 的机制：研究人员从 TCGA-GBM 队列中鉴定出 268 个与 HMGB3 相关的差异表达基因（Differentially Expressed Genes，DEGs），通过分析发现 HMGB3 可能负向调节 TME 的免疫相关成分。GO 和 KEGG 分析显示，HMGB3 阴性相关的 DEGs 在细胞趋化、细胞因子 - 细胞因子受体相互作用和 IL-17 信号通路等方面显著富集，表明 HMGB3 可能通过抑制这些免疫相关通路来建立非炎症性 TME。
• 与 HMGB3 相关的药物敏感性分析：通过对 GDSC 数据库和 CTRP 数据库的分析，研究人员发现 28 种化疗药物和 10 种化合物与 HMGB3 呈负相关，且在 HMGB3^high组中，这些药物的敏感性显著下调，这为 GBM 的化疗提供了重要参考。

在研究结论和讨论部分，研究人员指出，GBM 的肿瘤内异质性和免疫抑制特性给治疗带来了极大挑战，而他们的研究通过综合分析 scRNA-seq 和 bulk RNA-seq 数据，确定了 HMGB3 在 GBM 中的重要作用。HMGB3 不仅参与了患者间和肿瘤内的转录组异质性，还具有细胞和免疫抑制功能，是 GBM 未来免疫治疗的潜在靶点。同时，研究也存在一些局限性，如 scRNA 数据样本量相对较小、以 HMGB3 mRNA 表达中位数作为截断值等。未来需要进一步的实验来深入阐明 HMGB3 通过肿瘤免疫促进 GBM 进展的具体机制。总体而言，这项研究为 GBM 的治疗开辟了新的方向，有望推动 GBM 免疫治疗领域的进一步发展，为改善 GBM 患者的预后带来新的希望。