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前列腺癌(PCa)预后预测困难,为改善这一状况,研究人员分析大量数据开展相关研究。他们构建风险模型,发现高风险患者预后差等结果。该研究为 PCa 诊断和治疗提供新方向,助力提升患者临床结局。
在男性健康的领域中,前列腺癌(Prostate Cancer,PCa)如同一个隐匿的 “杀手”,严重威胁着男性的生命健康。在西方国家,它是男性泌尿系统中最常见的恶性肿瘤,也是癌症相关死亡的第二大原因 。尽管 PCa 通常生长缓慢,但高危癌症患者即便接受了手术、激素治疗和免疫治疗等激进疗法,预后往往仍不理想。因此,寻找新的潜在分子生物标志物,用于 PCa 患者的靶向治疗和预后评估,成为了医学领域亟待解决的难题。
为了攻克这一难题,来自山东第一医科大学附属省立医院、山东大学齐鲁医院等机构的研究人员开展了深入研究。他们的研究成果发表在《Scientific Reports》上,为前列腺癌的诊治带来了新的曙光。
研究人员运用了多种前沿技术方法。首先,从多个公开数据库,如癌症基因组图谱(The Cancer Genome Atlas,TCGA)和基因表达综合数据库(Gene Expression Omnibus,GEO)获取转录组数据。通过单细胞 RNA 测序(single-cell RNA sequencing,scRNA-seq)技术对 PCa 样本进行分析,同时结合批量 RNA 测序(bulk RNA-seq)数据,全面解析细胞的基因表达特征。利用多种生物信息学分析方法,如基因集富集分析、轨迹分析、细胞通讯分析等,深入探究端粒相关基因在 PCa 中的作用机制。
下面来看看具体的研究结果:
- 细胞簇构成分析:研究人员对 PCa 的细胞簇进行分析,从单细胞转录组中获取了 147,856 个细胞,成功鉴定出 15 种不同的细胞类型,包括细胞毒性 T 淋巴细胞(CTL)、调节性 T 细胞(Treg)、辅助性 T 细胞(Thelper)等,为后续研究奠定了基础。
- TR 基因评分计算:通过分析端粒相关(TR)基因的表达模式,确定了具有高 TR 基因评分的细胞集,发现这些细胞主要由髓样树突状细胞(mDCs)组成,暗示 mDCs 在 PCa 发展中可能扮演重要角色。
- 轨迹分析:伪时间分析显示,mDCs 处于分化轨迹的后期阶段,并且不同阶段的细胞基因表达存在差异,涉及多个与癌症发展相关的通路,进一步揭示了 mDCs 在 PCa 进展中的作用机制。
- 细胞通讯分析:研究发现 PCa 组织中细胞间相互作用的数量和强度均大于正常组织,特别是 mDCs 与 CTL 之间的通讯增加,而与 B 细胞之间的通讯减少,这些变化可能是影响 PCa 发展的关键节点。
- 富集分析:对 TR 相关差异表达基因(TRDEGs)进行基因本体(Gene Ontology,GO)和京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)通路富集分析,发现这些基因富集在抗原加工和呈递、Th17 细胞分化等重要免疫相关过程中,表明 TRDEGs 可能通过影响免疫系统功能促进 PCa 的发展。
- 预后模型构建与验证:基于筛选出的关键基因,研究人员构建了预后模型。该模型在训练集和验证集中均表现出良好的预测性能,高风险组患者的预后明显较差。同时,通过细胞实验证实了关键基因对 PCa 细胞增殖的影响,如 NPY 基因敲低可显著抑制 LNCaP 和 DU145 细胞的增殖。
- 免疫细胞浸润分析:利用单样本基因集富集分析(ssGSEA)对 28 种免疫细胞进行分析,发现高、低风险组患者的免疫细胞浸润存在显著差异,这对于理解 PCa 的免疫微环境和免疫治疗具有重要意义。
- 肿瘤突变负荷(TMB)和化疗敏感性分析:研究表明高风险患者的 TMB 显著高于低风险患者,并且低风险评分的患者对某些化疗药物可能更敏感,为 PCa 的化疗方案选择提供了参考依据。
研究结论和讨论部分指出,该研究构建的基于 TR 基因的风险模型,能够有效预测 PCa 患者的预后,并揭示了 PCa 免疫微环境的变化。研究还发现了 mDCs 在 PCa 发展中的重要作用,以及 TRDEGs 与免疫相关通路的密切联系。不过,研究也存在一定局限性,如预后模型需更多前瞻性临床研究验证,对预后基因影响 PCa 的机制还需深入探究。但总体而言,这项研究为 PCa 的诊断和临床治疗提供了新的靶点和思路,有助于推动 PCa 治疗领域的发展,提高患者的生存率和生活质量。