(文章转载自EurekAlert!,原刊於2025年10月23日)
由香港科技大学(科大)生命科学部和化学及生命工程学系王吉光教授领导的研究团队,发现了一类此前被忽视的脑肿瘤亚型——IME 型 IDH 突变星形细胞瘤。 与临床预期相反,该肿瘤亚型表现出显著的免疫活性(免疫热型),但通常伴随较差的存活率,对临床治疗的反应可能与其他亚型不同。 同时,研究团队开发了一个人工智能(AI)平台,辅助临床医生更精准地识别该肿瘤亚型,从而为患者制定个性化治疗方案。
弥漫性胶质瘤是成年人中最常见的恶性脑肿瘤,其中 IDH 突变型星形细胞瘤是主要分型之一。 然而,这类肿瘤在不同患者之间存在显著差异。 即使接受相同的标准治疗,患者的反应也可能截然不同,而且许多肿瘤会迅速复发。 其中一个关键因素在于肿瘤间的异质性——每位患者的肿瘤都具有独特的癌细胞组成及其周围支持细胞(即肿瘤微环境),这些因素会影响肿瘤的行为和治疗效果。
为了改善患者的存活率,研究人员需要分析大规模、多维度的数据,在分子层面深入剖析肿瘤的异质性。 科大研究团队正是通过这种方式展开研究,分析了来自肿瘤不同部位及不同时期的样本,涵盖基因组、转录组(mRNA)、蛋白质组等多组学数据。 该研究成果于 2025 年 9 月发表在《Cancer Cell*》,揭示了一种影响临床结果的「免疫热」亚型胶质瘤,为个性化的临床治疗提供了新思路。 研究团队结合多种先进技术,包括蛋白质、RNA、基因、DNA 甲基化及单细胞检测,鉴定出 IDH 突变型星形细胞瘤的四种蛋白质分型:
约13%的病例归入IME亚型。 该类肿瘤呈现独特的细胞形态学特征,称为肥胖细胞样分化(gemistocytic differentiation,并伴随大量免疫细胞浸润,尤其是功能衰竭的T细胞和浆细胞,同时表现出强烈的干扰素讯号,表明免疫反应活跃。 然而,即使具有这些免疫特征,IME 亚型患者的存活率仍较低,与高度增殖的 PPR 亚型相若。
实验研究表明,导致低存活率的两个主要因素是:浆细胞大量浸入以及 GBP1 基因的激活。 两者的协同作用似乎加速了肿瘤的生长,并促进癌细胞与免疫系统的相互作用及免疫逃逸。 此外, 研究团队通过对患者样本的长期观察发现,许多 IDH 突变型星形细胞瘤在复发后倾向于向 IME 或 PPR 亚型转化,进一步突显了其侵袭性特征。
〝我们的研究揭示了 IDH 突变型星形细胞瘤中隐藏的复杂性〞,王教授表示:〝结合人工智能和高维组学数据,我们为患者的分层与管理提供了全新的视角。 这不仅揭示了新的生物学见解,也为未来个性化治疗提供了潜在靶点与策略。〞为将研究成果转化为临床工具,研究团队开发了 GUIDE(Generic Utility for IME Diagnostic Estimation)的AI平台可辅助医生对脑肿瘤进行分型。 GUIDE结合了肿瘤组织的显微图像、基因及蛋白质检测结果,即使在部分数据缺失的情况下,仍能快速且精准地完成分析。 在独立患者群体的验证研究显示,该工具能有效识别 IME 亚型肿瘤,而这类肿瘤与较差的存活率密切相关。
该研究为胶质瘤分型提出了更精确且创新的框架,同时挑战了「免疫热」肿瘤与良好存活率相关传统观念,并提供了有助于精准医疗的实用工具。 此外,研究还提出了针对这类侵袭性肿瘤群体的新治疗策略,包括靶向药物和免疫治疗的新方向。
*本研究由科大王吉光教授及其博士生唐吉宏主导,北京天坛医院及北京神经外科研究所江涛教授团队作出重要贡献。 合作单位还包括上海华山医院的毛颖教授和花玮教授、南京医科大学的汪强虎教授,以及科大的刘凯教授。 该论文的共同第一作者为科大博士生唐吉宏和阮钰燕,以及北京天坛医院的范文华博士和刘幸博士。 王吉光教授与江涛教授同为通讯作者。
王吉光教授及其研究团队。 左起:闫梦丽(生命科学部)、黄智(化学及生命工程学系)、阮钰燕(化学及生命工程学系)、唐吉宏(生命科学部)、王吉光教授、刘然(生命科学部)、乔艺萌(化学及生命工程学系)。
本研究的图像摘要。
GUIDE:辅助医生对脑肿瘤进行分型的AI平台。