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为解决乳腺癌（BRCA）预后预测及治疗靶点问题，研究人员开展基于 M2 样肿瘤相关巨噬细胞（M2-like TAMs）的研究，识别出 10 个相关预后基因，构建了风险评分（RiskScore）模型，为乳腺癌治疗提供潜在方向。
乳腺癌是女性中常见的恶性肿瘤，近年来其发病率和死亡率呈上升趋势。不同分子亚型的乳腺癌在临床特征和预后上差异显著，像三阴性乳腺癌（TNBC），具有高转移潜能、侵袭性强、预后差且缺乏有效治疗靶点的特点。尽管早期诊断和治疗手段有所进步，但部分患者因复发、转移或耐药，5 年总生存率（OS）仍不理想。肿瘤微环境（TME）在乳腺癌发展和预后中起着关键作用，其中肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）是 TME 中最丰富的免疫细胞。M2 样 TAMs 在促进肿瘤血管生成、为肿瘤细胞提供营养、推动肿瘤转移和增强肿瘤耐药性方面发挥着重要作用，然而，目前可靠的与 M2 样 TAMs 相关的基因特征尚未建立，无法用于预测乳腺癌患者的预后。
为了解决这些问题，杭州君诺基因科技有限公司和浙江医院的研究人员开展了相关研究。研究人员通过整合转录组和单细胞测序分析，识别出 10 个与 M2 样 TAMs 相关的乳腺癌预后基因，构建了稳健的 RiskScore 模型。该模型可有效预测乳腺癌的预后，且 RiskScore 与免疫细胞浸润和药物敏感性密切相关。这一研究成果发表在《Discover Oncology》上，为乳腺癌的临床治疗提供了潜在的治疗靶点和预测工具，有助于实现个性化治疗。
研究人员开展研究时用到了以下几个主要关键的技术方法：从公共数据库（UCSC xena 和 GEO）下载 TCGA-BRCA、GSE20685 和 GSE176078 数据集；运用加权基因共表达网络分析（WGCNA）筛选与 M2 样 TAMs 相关的基因；通过单因素和 LASSO Cox 回归分析构建 RiskScore 模型；使用定量实时聚合酶链反应（qRT-PCR）验证关键基因的 mRNA 表达水平 。
研究结果如下：
- 巨噬细胞在乳腺癌单细胞转录组图谱中具有最高的免疫相关基因 AUCell 评分：对 GSE176078 数据集的乳腺癌样本单细胞 RNA 测序（scRNA-seq）数据进行分析，经数据归一化、降维和细胞聚类分析后，识别出 13 个细胞簇，分为 6 种细胞类型。其中，巨噬细胞在免疫相关基因（IRGs）的 AUCell 评分中最高。
- M2 巨噬细胞的标记基因在巨噬细胞 C1 中高表达：巨噬细胞经 UMAP 聚类分为 C1 和 C2 两个亚群，巨噬细胞 C1 的 IRGs 的 AUCell 评分更高，且 M2 巨噬细胞的标记基因如 CD163、FGL2 和 MSR1 等表达更高，因此选择巨噬细胞 C1 代表 M2 巨噬细胞进一步研究。KEGG 富集分析显示，M2 巨噬细胞特异性高表达的基因在吞噬体、IL-17 信号通路、趋化因子信号通路等显著富集。
- 通过 WGCNA 识别出 903 个与 M2 样 TAMs 密切相关的基因：ssGSEA 分析表明，TCGA-BRCA 数据集中肿瘤组的 M2 样 TAM 评分显著低于正常组。WGCNA 分析确定了与 M2 样 TAMs 显著正相关的黑色模块，从中筛选出 903 个满足∣GS∣>0.3和∣MM∣>0.3标准的基因。
- 基于 10 个 M2 样 TAM 相关的预后基因开发了稳健的 RiskScore 模型：通过单因素和 LASSO Cox 回归分析从 903 个基因中筛选出 10 个预后基因，包括 6 个保护基因（ARHGAP26、RILP、KLRB1、CSTA、KLHDC7B 和 PSMB8）和 4 个风险基因（KYNU、RNASE1、LONRF3 和 TRPM2），构建 RiskScore 模型。该模型在 TCGA-BRCA 数据集和 GSE20685 验证集中均显示出较好的预测能力。
- 开发了具有强大性能的预测乳腺癌预后的列线图：单因素和多因素 Cox 回归分析表明，分期、年龄和 RiskScore 是乳腺癌的独立预后因素。整合这些因素构建的列线图，经校准曲线和决策曲线分析（DCA）验证，具有较强的预测性能和可靠性。
- 低 RiskScore 的乳腺癌患者对化疗药物更敏感：TCGA-BRCA 数据集中，高 RiskScore 组的基质评分（StromalScore）、免疫评分（ImmuneScore）和 ESTIMATE 评分低于低 RiskScore 组。多数免疫细胞与 RiskScore 呈负相关，且 RiskScore 与 8 种化疗药物的半最大抑制浓度（IC50）密切相关，如 Ribociclib_1632，低 RiskScore 的乳腺癌患者对其更敏感。
- 基于细胞的实验验证了关键基因的表达水平：利用乳腺癌细胞系 MCF-7、MDA-MB-231、SK-BR-3 和正常乳腺上皮细胞系 MCF-10A 进行 qRT-PCR 实验，结果显示 4 个风险基因在乳腺癌细胞中显著过表达，6 个保护基因在乳腺癌细胞中的表达显著低于正常乳腺上皮细胞。
研究结论和讨论部分指出，M2 样 TAMs 在乳腺癌的发展和转移中至关重要，与患者预后不良相关 。本研究构建的单细胞转录组图谱发现巨噬细胞 C1 具有 M2 巨噬细胞的特征，并识别出 10 个 M2 样 TAM 相关的预后基因，构建了 RiskScore 模型和列线图，二者在预测乳腺癌预后方面表现出色，且 RiskScore 模型与免疫细胞浸润和药物敏感性密切相关。这些预后基因中的保护基因和风险基因在乳腺癌的发展中发挥着不同作用，可作为潜在的治疗靶点。不过，该研究也存在一定局限性，如样本量较小且均来自公共数据库，部分预后基因在乳腺癌中的生物学功能和分子机制尚需进一步研究。总体而言，本研究为乳腺癌的临床治疗提供了重要的理论依据和潜在方向。
