附院科研 | BJC：江南大学附属医院团队发现高危胃癌新亚型！

胃癌是一种发病率和死亡率都较高的癌症［1］。

胃癌之所以难治，与胃癌肿瘤微环境（TME）的高度异质性密切相关，这也在一定程度上造成了临床治疗应答的个体差异，同时也限制了诊疗方法的发展［2］。

高度复杂的TME不仅仅由肿瘤细胞和周围的基质细胞构成，还包含多种调节肿瘤生长和转移的免疫细胞［3］，所以TME的生态构成是影响肿瘤免疫治疗的关键，尤其是免疫检查点（ICs）抑制剂［4］。

基于TME的免疫分子分型，正在被开发用于胃癌的精准治疗。然而，目前研究中的分型系统通常包含冗杂的标记基因，并且需要昂贵的检测方法，如单细胞测序等。因此，亟待开发快速且经济的TME分子分型方法，以期为胃癌的临床诊疗提供可以大规模推广应用的辅助检测手段。

近期，由江南大学附属医院黄朝晖和费伯健领衔的研究团队，在British Journal of Cancer发表了重要的研究成果［5］。

该研究团队发现了一种仅通过两个基因（CTSL/ZBTB7B）即可鉴定的胃癌高危亚型，更重要的是，该分型系统为胃癌临床治疗和预后分析提供了新策略。

▲论文截图

免疫检查点分子（ICs）的高表达，已被证实可诱导免疫抑制性的TME，从而促进肿瘤进展，这也提示了较差的临床预后［6］。但是研究人员分析胃癌的TCGA队列后却发现，ICs表达与胃癌患者生存没有明显的关系，也就是说，ICs表达模式可能不适合作为胃癌的分级和预后评估的依据。

接着，通过分析与ICs表达相关的基因，团队筛选并验证得到两个与胃癌生存预后显著相关的重要基因——CTSL和ZBTB7B。并且初步分析结果显示，CTSL或ZBTB7B高表达分别与胃癌不良或有利的预后相关。

从之前的研究来看，CTSL是一种人类半胱氨酸蛋白酶基因，通常在恶性肿瘤中表达失调，且有研究报道CTSL促进胃癌血管生成和肿瘤生长［7］；而ZBTB7B是一种CD4谱系转录因子基因，有报道称其能抑制胃癌细胞活性和促进T细胞增殖［8］。

接下来，黄朝晖和费伯健研究团队利用CTSL和ZBTB7B的最佳临界值将胃癌患者分为不同的风险亚组，发现在TCGA的胃癌队列中，CTSLhighZBTB7Blow亚组的总生存期（OS）和无复发生存期（RFS）更差，而CTSLlowZBTB7Bhigh亚组对应更好的OS和RFS。

这些结果在本研究的验证队列及其他GEO数据集中也得到了验证，并与CTSL/ZBTB7B分别发挥促瘤/抑瘤的生物学功能一致。

▲CTSL和ZBTB7B表达水平与胃癌预后相关

我们都知道，TNM分期系统已被广泛接受为人类癌症生存和治疗反应的一个强有力的预测指标。

为了进一步验证CTSL/ZBTB7B分型系统对胃癌预后价值，团队采用Kaplan-Meier和分层分析方法对胃癌TNM II + III期的预后进行评估，发现在TCGA、GEO数据集和验证队列中，CTSLhighZBTB7Blow亚组的OS仍然较差。

▲CTSL和ZBTB7B表达水平与胃癌TNM分期预后

以上结果证实了CTSL/ZBTB7B分型系统的确能够提示胃癌的预后，因此他们想进一步通过ESTIMATE（一种评估肿瘤免疫浸润和肿瘤纯度的方法）分析亚型的TME特征。

最终团队发现，CTSLhighZBTB7Blow高危亚组的TME特征是高免疫浸润和低肿瘤纯度，而CTSLlowZBTB7Bhigh亚组则显示低免疫浸润和高肿瘤纯度。

此外，通过分析胃癌的单细胞测序数据集，发现CTSL在巨噬细胞中表达较高，ZBTB7B在肿瘤细胞中表达水平较高。

这些结果都在验证队列的胃癌组织染色分析中得到了验证。

▲CTSLhighZBTB7Blow高危亚组具有高免疫浸润和低肿瘤纯度的特征

但是，实体瘤中免疫浸润高不是应该提示更好的预后吗？为了继续揭示这种胃癌高危亚组免疫浸润程度较高，但生存率却最差的内在原因，研究团队首先注意到，CTSLhighZBTB7Blow高危亚组中多种ICs呈现高表达状态。

根据之前已经研究鉴定出的几种分子分型系统，他们发现CTSLhighZBTB7Blow高危亚组中C2、C3、C6、EBV、GS、MP、EMT、IE/F和IE分子亚型的比例高于CTSLlowZBTB7Bhigh亚型。

这些分子亚型与一系列肿瘤相关的通路或表型相关，如高TGF-β信号激活、肿瘤相关的细胞外基质（ECM）基因表达失调、高ICs表达、细胞粘附和活跃的上皮细胞间质转化（EMT）过程。此外，CTSLhighZBTB7Blow高危亚组也显示出高水平的血管生成和肿瘤相关成纤维细胞（CAF）激活。

这些结果提示，CTSLhighZBTB7Blow高危亚组具有ICs高表达和肿瘤相关通路高度激活的特征。

▲TCGA胃癌队列中CTSL/ZBTB7B亚组ICs的表达水平

最后，研究团队想知道CTSL/ZBTB7B分型系统是否在其他癌种也有预后价值。

泛癌分析显示，只有膀胱尿路上皮癌（BLCA）、头颈鳞状细胞癌（HNSC）、卵巢浆液性囊腺癌（OV）和甲状腺癌（THCA）这几种癌种中具有相同的TME特征和预后特点，THCA中CTSLhighZBTB7Blow亚组病例数太少（仅6例）未作后续分析。

▲CTSL/ZBTB7B分型系统在BLCA，HNSC，OV中的预后意义

我们都知道，ICs抑制剂的有效应答决定于免疫浸润的水平。因此，这个研究所鉴定出的高免疫浸润的CTSLhighZBTB7Blow高危胃癌亚型，其ICs表达水平相对较高，提示这类患者可能对ICs抑制剂为主的单药或联合治疗具有更好的临床应答，这为临床治疗决策提供了分子水平的依据。

此外，对于CTSLhighZBTB7Blow高危亚型的肿瘤相关通路特征分型，这个研究也提示了一些其他可能有效的靶向药物，例如靶向TGF-β和EMT通路或许能够增强这类患者ICs抑制剂的疗效。

更重要的是，这个研究为胃癌的诊断和治疗，提供了经济、快速和简单检测方法，因为通过qRT-PCR检测CTSL和ZBTB7B的表达水平就可以鉴定出这种高危亚型，适合在临床大规模应用和推广。

▲胃癌CTSL/ZBTB7B分型系统的流程图、特点及应用价值

总的来讲，这项研究提出了一个新的双基因TME分子分型系统，可作为胃癌患者生存和复发的一个强有力的预测指标。

CTSLhighZBTB7Blow亚型的病人可能更能受益于ICs抑制剂的联合治疗，也进一步提供了一种个性化的预后和治疗策略分析方法，这对于我们设计和开发更加精准的胃癌免疫治疗方案具有重要参考价值。

参考文献

[1] Sung H, Ferlay J, Siegel RL, et al. Global Cancer Statistics 2020: GLOBOCAN Estimates of Incidence and Mortality Worldwide for 36 Cancers in 185 Countries. CA Cancer J Clin. 2021;71(3):209-249. doi:10.3322/caac.21660

[2] Ramezankhani R, Solhi R, Es HA, Vosough M, Hassan M. Novel molecular targets in gastric adenocarcinoma. Pharmacol Ther. 2021; 220:107714. doi:10.1016/j.pharmthera.2020.107714

[3] Giraldo NA, Sanchez-Salas R, Peske JD, et al. The clinical role of the TME in solid cancer. Br J Cancer. 2019;120(1):45-53. doi:10.1038/s41416-018-0327-z

[4] Toor SM, Sasidharan Nair V, Decock J, Elkord E. Immune checkpoints in the tumor microenvironment. Semin Cancer Biol. 2020;65:1-12. doi:10.1016/j.semcancer.2019.06.021

[5] Cui K, Yao S, Liu B, et al. A novel high-risk subpopulation identified by CTSL and ZBTB7B in gastric cancer [published online ahead of print, 2022 Aug 8]. Br J Cancer. 2022;10.1038/s41416-022-01936-x. doi:10.1038/s41416-022-01936-x

[6] Riera-Domingo C, Audigé A, Granja S, et al. Immunity, Hypoxia, and Metabolism-the Ménage à Trois of Cancer: Implications for Immunotherapy. Physiol Rev. 2020;100(1):1-102. doi:10.1152/physrev.00018.2019

[7] Pan T, Jin Z, Yu Z, et al. Cathepsin L promotes angiogenesis by regulating the CDP/Cux/VEGF-D pathway in human gastric cancer. Gastric Cancer. 2020;23(6):974-987. doi:10.1007/s10120-020-01080-6

[8] Xia L, Jiang L, Chen Y, Zhang G, Chen L. ThPOK transcriptionally inactivates TNFRSF12A to increase the proliferation of T cells with the involvement of the NF-kB pathway. Cytokine. 2021;148:155658. doi:10.1016/j.cyto.2021.155658