新突破!计算方法揭示高危乳腺癌患者的生物学关联特征

【字体: 时间:2025年01月30日 来源:npj Breast Cancer 6.6

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  乳腺癌异质性强,现有分类与预后、治疗反应关联不显著。研究人员用 aWCluster 方法,分析多组学数据。发现高危组 PIK3CA 和 TP53 突变率、缺氧评分等有差异,免疫细胞微环境不同。为改善临床决策提供依据。

  乳腺癌,这个在全球范围内严重威胁女性健康的 “杀手”,一直以来都让医学界十分头疼。它可不是一个 “简单” 的疾病,具有高度的异质性,就像一群各不相同的 “小怪兽”,基于多样的分子和组织学背景,被分成了多个亚型。目前常用的内在亚型分类方法,却无法很好地预测乳腺癌患者的预后情况,也不能准确判断患者对各种治疗手段的反应 。这就好比医生手里的地图不够精准,在治疗的道路上难以找到最有效的方向。为了打破这种困境,来自美国 Memorial Sloan Kettering Cancer Center 等机构的研究人员开展了一项极具意义的研究,相关成果发表在《npj Breast Cancer》杂志上。
研究人员采用了一种名为 aWCluster 的网络多组学数据整合方法。这个方法就像是一个 “数据侦探”,整合来自癌症基因组图谱乳腺癌浸润癌(TCGA - BRCA)数据集里的基因表达、拷贝数变异(CNA)和 DNA 甲基化等多组学数据,再通过最佳质量运输(OMT)在癌症相关基因图上大显身手,成功找到了一个预后较差的乳腺癌高危组。

在研究过程中,研究人员运用了多种关键技术方法。首先,从公共数据库获取各类数据,如从 Genomic Data Commons(GDC)数据库下载 TCGA 泛癌突变谱,从 cBioPortal 数据库获取缺氧评分数据等。其次,利用 CIBERSORT 分析免疫细胞丰度,它能像 “细胞计数器” 一样,精准量化免疫细胞类型。还通过深度学习的 “计算染色” 方法来估算肿瘤浸润淋巴细胞(TILs)的空间分数。

下面来看看具体的研究结果:

  • 患者特征:高危组总体生存时间(20.4 个月)显著低于低危组(28.8 个月)。高危组中管腔 B(luminal B)和基底亚型患者比例更高,且 HER2 阳性率高、PR 阳性率低,T2 和 II 期肿瘤更多。
  • 差异突变分析:PIK3CA 和 TP53 是 TCGA - BRCA 中突变频率最高的两个基因,且在高低危组中突变率差异显著。在 luminal B 亚型中,PIK3CA 突变率在低危组更高。此外,PIK3CA、TP53 与 GATA3、CDH1 的突变相互排斥。
  • 生存分析:通过 Kaplan - Meier 生存分析,发现高低危组总体生存情况差异显著。在基底和 luminal B 亚型合并分析时,两组生存差异也显著。
  • 缺氧特征评分比较:高危组在三种缺氧特征评分上均显著高于低危组。不同 PAM50 亚型的缺氧评分存在差异,基底和 HER2 亚型评分较高。非洲裔美国个体的乳腺癌缺氧评分显著高于其他种族。
  • CIBERSORT 分析比较免疫细胞丰度:低危组的 CD8 T 细胞、CD4 记忆静息 T 细胞等免疫细胞丰度更高,而高危组的 M0 巨噬细胞丰度更高。在基底和 luminal B 亚型中,不同免疫细胞的丰度在高低危组间也存在显著差异。
  • 白细胞分数和肿瘤浸润淋巴细胞分析:白细胞分数在高低危组及不同 PAM50 亚型间存在显著差异,低危组更高。在基底亚型中,低危组 TILs 的空间分数显著高于高危组。并且在高危组中,CNA 和 DNA 甲基化数据与白细胞分数和 TILs 空间分数相关。

研究结论表明,预后较差的乳腺癌与关键基因的差异突变率、较高的缺氧水平以及肿瘤免疫微环境的差异(如 TILs 浸润较低)有关。这项研究意义重大,它让我们对乳腺癌高危组的生物学特征有了更深入的了解,为后续进一步研究不良乳腺癌亚型的相关生物学关联奠定了基础,有望改善临床决策,包括为患者选择更合适的治疗方案,最终为乳腺癌患者带来新的希望。

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