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Cancer Cell | 香港科技大学与天坛医院通过蛋白组学分型揭示IDH突变星形细胞瘤免疫热亚型并开发AI诊断工具GUIDE

发布时间:2025-09-19 23:57:35 点击次数:138

📣 研究亮点

《Cancer Cell》最新研究首次基于蛋白质组学将IDH突变型星形细胞瘤分为四个分子亚型,发现其中免疫热亚型(IDHm-IME) 虽具有显著免疫浸润特征却预后最差。团队创新性开发了多组学整合AI诊断工具GUIDE,可实现临床样本的精准分型与预后预测,为神经肿瘤精准医疗提供新范式。

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🔬 研究背景

IDH突变型星形细胞瘤作为成人弥漫性胶质瘤的重要亚型,尽管分子诊断取得进展,仍面临肿瘤异质性高、复发率高、预后差异大等挑战。尤其对于缺乏CDKN2A/B等典型基因改变的患者,其进展机制尚不明确。

蛋白质组学能够捕捉基因组和转录组未能覆盖的生物学信息,在肿瘤分型与靶点发现中展现出独特价值。然而,在IDH突变型星形细胞瘤中,基于蛋白质组的分子分型及其临床转化研究仍存在空白。

📊 主要发现

01 蛋白质组驱动分子分型揭示四大亚型

研究整合51例 IDH 突变型星形细胞瘤病例的蛋白质组、转录组、磷酸化组、外显子组、DNA甲基化组及单细胞RNA-seq数据,通过非负矩阵分解(NMF)聚类发现:

  • IDHm-AFM(脂代谢型):脂质代谢通路富集,预后较好
  • IDHm-PPR(增殖型):细胞周期活跃,CDKN2A/B缺失率高,多见于WHO 4级
  • IDHm-IME(免疫热型):免疫浸润显著,伴Gemistocytic分化,预后最差
  • IDHm-NEU(神经元型):神经元功能相关蛋白高表达,预后良好

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02 多组学验证与独立预后价值

团队开发了转录组分类器,在TCGA(n=234)和CGGA(n=273)队列中成功验证分型可靠性:

  • IME亚型在多个队列中均显示一致不良预后
  • 多变量Cox模型确认其独立预后价值(HR = 2.55–2.77, p < 0.05)

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03 免疫微环境与空间特征解析

通过单细胞RNA测序(21例)和空间转录组(Visium HD+CODEX) 深度解析发现:

  • 免疫细胞浸润增强:浆细胞(IGKC+)和耗竭T细胞(PD-1+TOX+)显著富集
  • 间质样肿瘤细胞:高表达GBP1、GBP2等干扰素刺激基因
  • 空间共定位特征:GD细胞与MES样细胞、淋巴细胞形成特殊生态位
  • 血管周淋巴细胞袖套:存在CXCL13+T细胞与CXCR5+B细胞的密切互作


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04 AI诊断工具GUIDE的开发与应用

为实现临床转化,团队开发了GUIDE多组学整合平台:

  • 支持四模态输入:组织病理、蛋白质组、转录组、甲基化组
  • 图像识别模块:基于ResNet的GD细胞自动识别(与病理医生一致性R=0.97)
  • 多组学整合分类:软投票机制实现高精度分型(F1-score > 0.9)
  • 独立队列验证:在华山医院队列(n=47)中成功验证分型效能

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💡 临床意义

本研究首次在IDH突变型星形细胞瘤中建立:

  • 基于蛋白质组的分子分型体系
  • 明确"免疫热却预后差"的IME特殊亚型
  • 揭示GBP家族等潜在治疗靶点
  • 提供可临床转化的AI诊断工具

✅ 结论展望

本研究通过多组学整合分析,系统揭示了IDH突变型星形细胞瘤的蛋白质组学分型 landscape,特别是明确了IME亚型的独特生物学特征和临床意义。GUIDE平台的开发实现了从基础研究发现向临床诊断应用的跨越,为未来开展基于分子分型的个体化治疗 trials 奠定基础。

🔬 技术赋能:谱研生物多组学解决方案

本研究展示了多组学整合在肿瘤研究中的巨大潜力。谱研生物依托先进质谱、单细胞测序与空间组学技术,提供一站式解决方案:

  • 蛋白质组+磷酸化组+转录组跨组学整合
  • 空间多组学平台:Visium HD+CODEX技术
  • 单细胞蛋白质组与转录组联合分析
  • AI驱动多组学数据整合与建模

致力于为科研与临床团队提供可靠、高效的组学技术支撑,推动肿瘤精准医疗发展。


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如有相关研究需求或技术合作意向,欢迎联系谱研生物团队获取详细方案与支持。


参考文献https://doi.org/10.1016/j.ccell.2025.08.006


本文由【谱研生物】原创发布,转载请标注来源。
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