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三阴性乳腺癌(TNBC)预后差、治疗手段有限。为揭示其抗癌治疗可行途径,研究人员对 55 例 TNBC 肿瘤进行定量蛋白质组学分析。结果发现四个 TNBC 亚型,明确其特征。该研究为 TNBC 治疗提供新方向。
在女性癌症相关死亡原因中,乳腺癌一直占据着第二的位置,而其中的三阴性乳腺癌(TNBC)更是令人头疼的难题。TNBC 约占所有乳腺癌病例的 15%,它就像一个狡猾的敌人,肿瘤异质性高,缺乏有效的治疗靶点,这使得患者的预后较差,临床治疗效果不佳 。目前,除了少数针对转移性 TNBC 的靶向疗法获批外,多数患者只能依赖传统化疗。但传统化疗的疗效有限,还伴随着细胞毒性副作用和耐药性问题。即便是已获批的免疫检查点抑制剂帕博利珠单抗(pembrolizumab),也因为适用患者范围窄、临床效果不够理想,难以满足患者的需求。因此,深入了解 TNBC 肿瘤与肿瘤微环境(TME)之间的相互作用,开发更精准的生物标志物和有效疗法迫在眉睫。
为了攻克这一难题,来自美国达特茅斯 - 希区柯克医学中心(Dartmouth - Hitchcock Medical Center,DHMC)等机构的研究人员展开了一项重要研究。他们通过对 55 例未经治疗的原发性 TNBC 肿瘤进行定量蛋白质组学分析,取得了一系列关键发现,相关研究成果发表在《npj Precision Oncology》上。
在研究过程中,研究人员运用了多种关键技术方法。首先是定量蛋白质组学技术,对 55 例 TNBC 肿瘤标本进行蛋白质提取、消化等处理后,通过液相色谱 - 质谱(LC - MS)分析,鉴定和定量了 6306 种蛋白质。其次,利用 DNA 甲基化分析,推断肿瘤微环境中免疫和基质细胞类型的组成。此外,对 TNBC 细胞系进行定量蛋白质组学分析,以确定各肿瘤亚型的代表性细胞系模型。研究样本来自 DHMC 机构存档的患者标本,为研究提供了可靠的数据基础。
下面来看看具体的研究结果:
- TNBC 肿瘤的蛋白质组学分析:对 55 例原发性 TNBC 肿瘤标本进行蛋白质组学分析、病理评估和基于甲基化的细胞分析。所有患者均为女性,平均年龄 54 岁,标本多为 I - II 期、SBR 9 级且未经治疗。经过一系列处理,最终鉴定和定量了 6306 种蛋白质。
- TNBC 基于蛋白质亚型的功能注释:通过对数据集中最具变异性的 1000 种蛋白质进行无监督分层聚类,研究人员发现了四个 TNBC 亚型,分别命名为免疫激活型(IMA)、免疫抑制型(IMS)、管腔雄激素受体型(LAR)和间质型(MES)。
- IMA 亚型:该亚型显著富集免疫相关功能注释,如干扰素 α(IFN - α)反应、干扰素 γ(IFN - γ)反应等。同时,基质相关功能注释显著减少,提示其肿瘤微环境中细胞毒性和辅助性 T 淋巴细胞、NK 细胞和 B 细胞浸润较高,而细胞外基质(ECM)重塑、EMT 和血管生成过程减少。
- IMS 亚型:其功能注释主要集中在 DNA 修复、RNA 和代谢相关方面,如 MYC 变异靶基因、糖酵解等。同时,免疫相关功能注释显著减少,表明该亚型肿瘤微环境中免疫细胞如 T 淋巴细胞、B 淋巴细胞等明显减少。
- LAR 亚型:具有独特的代谢相关功能注释,如胆固醇稳态、脂肪酸代谢等,提示肿瘤经历了代谢重编程。此外,该亚型还富集角化相关功能,细胞周期和增殖相关功能减少,意味着肿瘤生长相对较慢。
- MES 亚型:主要富集基质和免疫相关特征,包括补体、血管生成、EMT 等。同时,代谢相关功能注释减少,表明该亚型肿瘤更倾向于侵袭和转移,而非原发性肿瘤生长。
- 研究人员还通过分析独立的 TNBC 定量蛋白质组学数据集,验证了这些发现。
- TNBC 肿瘤标本的临床病理分析:对肿瘤进行组织病理学评估,发现不同亚型具有不同的临床病理特征。IMA 亚型多为早期疾病,肿瘤边界呈推挤状,淋巴管浸润发生率低;LAR 亚型患者年龄较大,肿瘤较大,多为晚期疾病,具有明显的大汗腺分化和高 AR 染色评分;IMS 亚型肿瘤体积较大,Ki67 蛋白丰度高,SBR 9 级肿瘤比例高;MES 亚型多为早期癌症,具有高比例的浸润性边缘和显著纤维化。此外,通过评估肿瘤浸润淋巴细胞(TILs)发现,IMA 肿瘤中 TILs 高度富集,而 IMS 肿瘤中 TILs 计数最低。虽然 IMA 亚型患者的总生存期(OS)在四个亚型中最好,但由于样本量较小,生存比较未达到统计学意义。
- 基于 DNA 甲基化分析的细胞类型反卷积:研究人员利用 DNA 甲基化分析推断肿瘤微环境中细胞类型的组成。IMA 亚型中 CD8+ T、CD4+ T 和调节性 T(Treg)细胞比例最高,血管生成细胞类型比例最低;IMS 亚型中血管生成细胞类型比例最高,多数免疫细胞类型比例最低;MES 亚型中基质和内皮细胞类型比例较高,同时 B 细胞、NK 细胞和中性粒细胞比例也较高;LAR 亚型中 DC、B 细胞、NK 细胞和 CD8+ T 细胞比例较高。研究人员还使用蛋白质组学混合物分析工具验证了这些发现。
- TNBC 细胞系的蛋白质组学分型:对 11 种 TNBC 细胞系进行定量蛋白质组学分析,通过无监督分层聚类确定了三个不同的簇。这些簇与 TNBC 肿瘤亚型相对应,如簇 1 细胞系与 LAR 和 IMS 亚型相关,簇 2 细胞系与 MES 亚型相关,簇 3 细胞系与 IMA 亚型相关。通过基因本体(GO)注释分析发现,细胞系在一定程度上重现了肿瘤的功能注释。此外,利用癌症药物敏感性基因组学(GDSC)数据库,研究人员确定了与 TNBC 肿瘤亚型对应的药物敏感性,如簇 1 细胞系对 mTORC1/2 抑制剂(AZD8055)和 p38/JNK 抑制剂(doramapimod)敏感,簇 2 细胞系对 Rho/ROCK 通路抑制剂(GSK269962A)敏感,簇 3 细胞系对 ATM 抑制剂(KU - 55933)敏感 。
综合研究结论和讨论部分,这项研究意义重大。研究人员通过定量蛋白质组学分析,成功鉴定出 TNBC 的四个蛋白质组亚型,这些亚型在功能注释、临床病理表型和肿瘤微环境组成方面具有明显差异。这不仅为深入了解 TNBC 的分子机制提供了新的视角,也为开发更有效的个性化治疗策略奠定了基础。例如,IMA 亚型患者可能从免疫检查点抑制剂联合化疗中获益;LAR 亚型患者虽然对传统抗雄激素治疗反应不佳,但对 mTORC1/2 抑制剂和 p38/JNK 抑制剂敏感,为该亚型的治疗提供了新的方向;IMS 亚型患者的肿瘤具有高代谢和免疫抑制的特点,深入研究其潜在的耐药机制有助于开发针对性的治疗方法;MES 亚型患者可能从血管生成抑制剂如贝伐单抗(bevacizumab)或具有抗血管生成和免疫调节特性的艾瑞布林(eribulin)治疗中获益。总之,该研究为 TNBC 的精准治疗开辟了新的道路,有望改善 TNBC 患者的预后和临床结局。