基于胆汁酸代谢基因共表达网络的肝细胞癌分子分型及其免疫微环境调控机制研究

摘要

目的 探讨基于胆汁酸代谢基因的共表达网络构建肝细胞癌（HCC）的分子分型及特征。方法 利用TCGA-LIHC队列的转录组数据，通过Spearman相关性分析和生存预后分析筛选核心胆汁酸代谢基因；采用K-means聚类方法构建代谢分型模型；通过DESeq2、CIBERSORT及富集分析方法解析各肝细胞癌亚型间的转录组差异和免疫细胞浸润情况；采用免疫组化、qRT-PCR及LC-MS/MS技术验证关键基因的表达、巨噬细胞极化调控及胆汁酸代谢特征。结果 HCC存在低代谢和高代谢2种胆汁酸代谢亚型。根据代谢亚型，将纳入的371例LIHC原发性肿瘤样本分为低代谢组（n=128）和高代谢组（n=243）。低代谢组的总生存期（OS）明显缩短，且与年轻发病、临床晚期、低分化及高血管侵犯率等不良临床特征密切相关（P<0.05）。CYP27A1为关键的独立保护因子，其高表达使死亡风险降低20%（P<0.001）。与癌旁组织（n=50）相比，CYP27A1在癌组织中的表达显著降低。相较于低表达组，CYP27A1蛋白高表达组患者OS显著增加（HR=6.549,95%CI:1.517～28.276,log-rank P=0.003 7），蛋白水平高表达是良好的预后指标。功能富集分析显示，低代谢组显著富集于细胞外基质重组及免疫调节相关通路，且其肿瘤微环境呈现独特的免疫细胞浸润格局，具体表现为M0巨噬细胞浸润显著增加（P<0.05）,M1型巨噬细胞比例显著降低（P<0.05）以及CD8⁺T细胞浸润明显更丰富（P<0.05）。低代谢患者具有M1型巨噬细胞极化不足、但同时伴随更强的细胞毒性T细胞应答的免疫特征。代谢组学分析进一步显示，免疫治疗应答者的肿瘤中初级胆汁酸（CDCA-3Gln、TCDCA、TCA、GCDCA、GCA ）水平有升高的趋势。体外实验表明，相较于对照组，鹅去氧胆酸（CDCA）可诱导巨噬细胞M1型标志物CD86、TNF-α和iNOS的表达（P<0.05,P<0.01或P<0.000 1）。结论 低代谢亚型具有独特免疫抑制微环境，与HCC的恶性临床病理特征及不良预后显著相关。CYP27A1作为关键的保护性预后因子，可为HCC的精准分型与个体化治疗提供新的代谢相关生物标志物和潜在治疗靶点。

关键词

肝细胞癌 / 胆汁酸代谢 / 分子分型 / 免疫微环境 / 免疫治疗

基金资助

江西省卫健委科技计划项目（202211521）; 南昌市科技计划项目（洪科字[2022]146号）