坏死性凋亡相关基因在结直肠癌免疫活性与预后评估中的关键作用及新型预测模型的构建

这篇研究通过生物信息学分析揭示了坏死性凋亡（necroptosis）相关基因（NRGs）与结直肠癌（CRC）预后的显著关联。研究构建了基于18个NRGs的预后预测模型（含CTSB、CXCL10等关键基因），并通过多队列验证证实其可预测患者生存率、免疫微环境（TME）特征及化疗/免疫治疗响应。创新性结合肿瘤微生物组分析，为CRC个体化治疗提供新靶点。

　　

引言

结直肠癌（CRC）作为全球癌症相关死亡的主因之一，其进展与程序性细胞死亡通路——坏死性凋亡（necroptosis）密切相关。这种不依赖半胱天冬酶（caspase）的死亡方式通过RIP1-RIP3-MLKL复合体触发细胞膜破裂，同时释放促炎因子，在肿瘤免疫监视中发挥双重作用。然而，NRGs在CRC中的调控机制尚存争议，亟需系统性研究揭示其临床价值。

方法

研究整合了GEO和TCGA数据库中CRC转录组数据，通过LASSO回归和COX回归筛选预后相关NRGs，构建包含CTSB、PAEP、ARL4C等18个基因的风险评分模型。采用单细胞RNA测序（scRNA-seq）、肿瘤突变负荷（TMB）分析和微生物组测序等多维度技术，结合qRT-PCR验证基因表达差异。免疫浸润评估使用CIBERSORTx和xCell算法，药物敏感性通过GSCALite数据库分析。

结果

关键发现1：NRGs的预后价值

21个NRGs在CRC与正常组织间表达显著差异，其中FADD、MLKL等促癌基因在肿瘤中上调，而FAS、RIPK3等抑癌基因在正常组织中高表达。基于18-NRG特征的风险模型将患者分为高/低风险组，低风险组总生存期（OS）显著延长（HR=2.34, p<0.001），且模型在独立队列中AUC达0.75-0.81。

关键发现2：免疫微环境特征

低风险组呈现"免疫热"表型：

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  细胞毒性淋巴细胞（CTLs）、NK细胞浸润增加

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  免疫检查点（PD-L1、CTLA-4）表达上调

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  MHC-II分子（如HLA-DRB1）丰度升高

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  微卫星不稳定性（MSI）相关基因（MSH2/PMS2）表达增强

关键发现3：治疗响应预测

低风险组对免疫治疗（IPS评分更高）和化疗药物（顺铂IC₅₀降低40%）更敏感。单细胞分析揭示NRGs主要富集于巨噬细胞和T细胞亚群，提示这些细胞可能通过坏死性凋亡调控抗肿瘤免疫。

创新性发现：肿瘤微生物组作用

CRC组织中Faecalibacterium等菌群丰度异常，其分泌的脂多糖（LPS）可能通过激活TLR4-RIP3通路促进坏死性凋亡。功能分析显示肿瘤组微生物的错配修复通路活性显著增强。

讨论

该研究首次系统阐明NRGs通过调节TME免疫细胞浸润影响CRC预后：

1. 1.

   RIPK3缺失导致CTLs浸润减少，促进免疫逃逸

2. 2.

   MLKL通过抑制树突细胞（DCs）的IL-6分泌延缓肿瘤进展

3. 3.

   微生物-坏死性凋亡轴可能成为新治疗靶点

局限性在于部分基因（如APOL6）在细胞系验证中出现矛盾结果，未来需扩大样本验证。

结论

18-NRG特征可作为CRC预后预测的可靠工具，其整合了免疫状态、化疗敏感性和微生物组信息，为临床分层治疗提供新策略。靶向坏死性凋亡通路或联合免疫检查点抑制剂可能是改善CRC疗效的新方向。