揭示胶质瘤 m6A 密码，解锁免疫治疗与预后新方向

为解决胶质瘤免疫治疗效果不佳、m6A 修饰对其免疫微环境及临床结局影响不明等问题，中山大学研究人员开展胶质瘤 m6A 修饰模式研究，确定两种亚型及相关评分模型。推荐科研读者阅读，助力深入了解胶质瘤免疫机制与治疗策略。

　　

在人体的中枢神经系统中，弥漫性胶质瘤是成年人最常见的恶性原发性肿瘤。它就像一个隐藏在大脑深处的 “恶魔”，根据胶质细胞或其前体的微观形态，被分为星形细胞瘤、少突胶质细胞瘤或胶质母细胞瘤，然后再依据有丝分裂活性、微血管增生和坏死情况来划分恶性等级。传统上，医生们主要依据这些组织病理学特征来诊断和治疗胶质瘤。

然而，胶质瘤就像一个善变的 “怪物”，有着显著的异质性。即便患者患的是同一种组织学类型的胶质瘤，他们的生存情况也可能大不相同。在过去的几十年里，随着科学技术的发展，基因改变（如异柠檬酸脱氢酶（IDH）突变和 1p/19q 染色体共缺失）的发现，以及基于转录组分析的亚型和多基因特征的鉴定，让人们对胶质瘤的分子层面有了更深入的了解。这些成果也被应用到胶质瘤的诊断中，为预后评估和个性化治疗提供了更客观、精确的分层依据。

尽管在癌症遗传学和分子病理学方面取得了不少进展，但弥漫性胶质瘤仍然是医学上的一大难题。胶质母细胞瘤（GBM，世界卫生组织分级 4 级）是最常见且侵袭性最强的胶质瘤类型，即便采用目前包括手术切除、放化疗和肿瘤治疗电场在内的标准治疗方法，患者的中位生存期也不到 20 个月。低级胶质瘤（LGGs，世界卫生组织分级 2 级和 3 级）虽然预后相对较好，但依然具有侵袭性，且不可避免地会复发。

免疫疗法，尤其是以针对程序性细胞死亡蛋白 1（PD - 1）的免疫检查点抑制剂（ICI）为代表，给多种癌症的治疗带来了革命性的变化。在胶质瘤的临床前研究中，免疫疗法也展现出了一定的潜力。但令人遗憾的是，多项大型随机 III 期临床试验表明，对于未经筛选的胶质瘤患者，ICI 治疗并没有显著的生存获益，只有不到 10% 的患者在接受 ICI 治疗后生存期有所延长。这是因为脑肿瘤的免疫微环境十分独特，而且肿瘤之间在免疫学层面存在很大的异质性。胶质瘤通常被认为是免疫 “冷” 肿瘤，淋巴细胞浸润较少，却含有大量免疫抑制成分。因此，深入研究肿瘤免疫微环境（TIME）的内在特性，对于寻找有效的免疫治疗生物标志物，以及开发对抗胶质瘤免疫抑制微环境的新靶点至关重要。

近年来，RNA 的转录后修饰作为一种新的调控真核生物基因表达的机制逐渐受到关注。N6 - 甲基腺嘌呤（m6A）是信使 RNA 中最普遍的表观遗传修饰形式，大约三分之一的哺乳动物转录组中都存在 m6A 修饰位点，而且大部分修饰位点在进化上是保守的。m6A 修饰可以被甲基转移酶（也称为 “写入器”）和去甲基酶（也称为 “擦除器”）可逆且动态地调控，然后被结合蛋白（也称为 “读取器”）识别，进而影响 RNA 的命运，包括核输出、可变剪接、稳定性和翻译等过程。在包括胶质瘤在内的多种癌症中，经常能观察到 m6A 调节因子（写入器、擦除器和读取器）之间的相互作用失调，这种失调在肿瘤的发生和发展过程中起着关键作用。虽然 m6A 修饰在肿瘤 - 免疫相互作用中的作用正在逐渐被揭示，但 m6A 调节因子介导的修饰网络对胶质瘤免疫微环境和免疫治疗反应的综合影响仍不明确。

为了深入探究这些问题，中山大学的研究人员在《BMC Medicine》期刊上发表了题为 “m6A methylation modification patterns and a related scoring model in gliomas: associations with immune microenvironment and clinical outcomes” 的论文。他们通过研究得出结论：确定了两种具有不同 m6A 甲基化修饰模式的胶质瘤亚型，发现 m6A 修饰在调节胶质瘤免疫浸润微环境中发挥着重要作用；开发了一种与 m6A 相关的评分模型 m6Ascore，该模型可以量化 m6A 修饰模式，预测免疫检查点抑制剂（ICI）免疫治疗的反应和临床结果。这一研究成果有助于增强人们对胶质瘤免疫微环境异质性和可塑性的理解，为指导更个性化的治疗策略提供了重要依据。

在这项研究中，研究人员运用了多种技术方法。他们从公共数据库（如 UCSC Xena browser TCGA Pan - Cancer cohort 和中国胶质瘤基因组图谱（CGGA）数据库）中获取了大量的基因组、转录组和临床病理信息。通过对这些数据进行处理和分析，研究人员进行了差异表达分析和基因集富集分析，以找出不同 m6A 亚型之间差异表达的基因，并对这些基因进行功能注释。同时，他们利用蛋白质 - 蛋白质相互作用分析、无监督聚类和主成分分析等方法，对 m6A 调节因子进行分类和特征描述。此外，研究人员还构建了一个 m6A 相关的风险评分模型，用于预测患者的临床结果。为了验证模型的准确性，他们进行了免疫组化实验，并在细胞水平上进行了一系列实验，如细胞培养、质粒转染、免疫印迹、细胞增殖实验和迁移实验等。在数据分析方面，运用了多种统计方法，如 Wilcoxon 检验、Kaplan - Meier 分析、Cox 回归分析等。

下面来看看具体的研究结果：

• 确定胶质瘤中与临床相关的 m6A 亚型：研究人员对 18 种已知的 m6A 调节因子进行分析，发现大多数 m6A 调节因子在胶质瘤中相较于正常脑组织表达上调，而且它们的表达水平与胶质瘤患者的生存结果相关。通过对 656 个来自 TCGA 数据集的样本进行基于 18 种 m6A 调节因子综合表达谱的一致性无监督分析，最终确定了四个 m6A 簇。进一步研究发现，m6A - 簇 1 和 2 的胶质瘤主要集中在 GBM 样本中，而 m6A - 簇 3 和 4 的胶质瘤则多存在于 LGG 样本中。于是，研究人员将簇 1 和 2 合并为 m6A 高风险亚型，簇 3 和 4 合并为 m6A 低风险亚型。基因组分析显示，m6A 高风险亚型具有更高频率的与不良生存相关的分子改变，而且该亚型患者的总生存期（OS）明显比低风险亚型患者差。这表明基于 m6A 调节因子的聚类方法可以作为一种新的分子分类方法，帮助识别胶质瘤中的侵袭性亚型。
• 不同 m6A 亚型的功能注释和免疫浸润特征：研究人员分析了 m6A 高风险和低风险亚型之间的基因差异表达，发现这些差异表达基因与肿瘤免疫学的多个途径相关，如淋巴细胞趋化、单核细胞趋化、细胞因子相互作用和 PD - 1 阻断的癌症免疫治疗等。基因集富集分析（GSEA）结果显示，m6A 高风险亚型在干扰素 - γ、白细胞介素和 T 细胞受体信号传导以及抗原加工和细胞杀伤途径等方面富集。通过计算免疫评分和对各种免疫细胞浸润丰度的分析，发现 m6A 高风险亚型的免疫评分更高，多种免疫细胞（如 CD8? T 细胞、调节性 T 细胞（Treg）、抑制性巨噬细胞（M2）和髓源性抑制细胞（MDSC））的丰度显著增加，同时多种趋化因子（如 CCL2 和 CCL5）的表达也明显上调。这说明 m6A 修饰在调节胶质瘤的免疫浸润和免疫反应中起着重要作用。
• 建立具有预后意义的 m6A 相关多基因特征：为了更好地利用 m6A 亚型预测临床结果，研究人员使用 LASSO 惩罚 Cox 比例风险回归从 289 个关键基因中筛选出 8 个具有最佳预后贡献的基因，构建了一个风险评分模型 m6Ascore。该评分模型在预测胶质瘤患者的 3 年和 5 年总生存期方面表现出了较高的准确性，而且 m6Ascore 与免疫评分以及多种免疫相关基因的表达水平显著相关。高 m6Ascore 的胶质瘤患者生存期更差，并且 m6Ascore 在两个独立的 CGGA 数据库中也得到了验证，是一个独立的预后因素。
• m6A 相关关键基因的实验验证：研究人员选择了 m6Ascore 中的三个组成基因（GDF15、PTX3 和 SPAG4）进行实验验证。免疫组化结果显示，这三个基因阳性表达的患者生存期明显优于阴性表达的患者，而且阳性表达组的淋巴细胞和巨噬细胞富集程度更高。此外，研究还发现 m6A 去甲基酶 FTO 的表达与 GDF15、PTX3 和 SPAG4 的表达呈显著负相关。过表达 FTO 会抑制 PTX3 和 SPAG4 的表达，损害胶质瘤细胞的增殖能力，并减少巨噬细胞向胶质瘤细胞的趋化作用。这表明 FTO 和潜在的 m6A 修饰机制在调节胶质瘤免疫浸润微环境中发挥着重要作用。
• m6Ascore 预测免疫治疗反应：由于高 m6Ascore 与胶质瘤中免疫浸润的增加相关，研究人员进一步研究了 m6Ascore 在预测恶性胶质瘤（WHO 3 级和 4 级）患者免疫治疗反应中的作用。通过分析 TCGA 数据和已发表的接受抗 PD - 1 治疗的胶质瘤患者队列数据，发现高 m6Ascore 组的患者中，PD - L1 表达、淋巴细胞浸润评分、免疫表型评分（IPS）、肿瘤突变负荷（TMB）和新抗原计数均显著升高，而且高 m6Ascore 组患者对免疫治疗的长期反应比例更高，总生存期也明显改善。这说明 m6Ascore 有可能用于识别对免疫治疗更敏感的胶质瘤患者。

在讨论部分，研究人员指出，之前的研究已经对胶质瘤进行了多种分子分类，但这些分类方法在临床应用中存在一定的局限性。而他们通过确定两种具有不同 m6A 甲基化修饰模式的胶质瘤亚型，并开发 m6Ascore 评分模型，为临床应用提供了一种更简单的方法。研究还发现，m6A 高风险亚型和低风险亚型分别具有不同的免疫特征，高风险亚型的免疫抑制和促肿瘤微环境导致了其更差的临床结果。此外，m6Ascore 评分模型中的 8 个基因都与免疫调节和炎症相关，进一步证实了 m6A 修饰在胶质瘤免疫微环境中的重要作用。虽然目前免疫治疗在胶质瘤中的应用面临着一些挑战，如缺乏有效的生物标志物，但 m6Ascore 在反映免疫浸润和 PD - L1 表达方面表现出色，并且与 IPS 高度相关，为识别可能从 ICI 治疗中获益的胶质瘤患者提供了初步证据，不过还需要更大规模的临床样本进行验证。

总的来说，这项研究通过对胶质瘤 m6A 甲基化修饰模式的深入研究，确定了两种不同的亚型，并开发了一种有效的评分模型。这不仅加深了人们对胶质瘤免疫微环境的理解，也为胶质瘤的个性化治疗提供了新的思路和方法。未来，随着研究的不断深入，有望基于这些发现开发出更有效的治疗策略，为胶质瘤患者带来新的希望。