摘要
目的和意义:肌层浸润性膀胱癌（Muscleinvasivebladdercancer,MIBC）是一类突变率高、复发转移风险较高和生存率低的高度异质性疾病，根据基因表达谱分析可将MIBC分为Basal亚型和Luminal亚型。目前，关于Basal亚型和Luminal亚型的肿瘤微环境异质性特征、脂质代谢异质性特征以及各自的特异性生物标志物尚不明晰。本文旨在通过转录组学技术、蛋白质组学技术和脂质代谢组学技术来分析和探讨MIBCBasal亚型和Luminal亚型肿瘤微环境和脂质代谢异质性特征，并寻找潜在的治疗靶点，为促进临床个性化治疗管理和提高患者生存预后提供新的策略。 方法:（1）获取TCGA数据库中的401例MIBC患者的转录组数据和临床信息。应用文献报道的MIBC分子分型系统—BASE47将样本分为Basal亚型和Luminal亚型，从转录组学层面探讨两个亚型肿瘤微环境中免疫细胞以及炎症基因、免疫细胞招募基因、缺氧基因、免疫抑制基因的表达情况，并通过收集52例MIBC样本来验证两个亚型中上述四个基因集的表达情况;（2）应用免疫组化染色技术定量分析其中收集的19例Basal亚型和22例Luminal亚型样本TME中的CD163抗体和CD8抗体阳性表达的细胞数;基于单细胞质谱流式技术检测其中收集的21例Basal亚型和17例Luminal亚型样本TME中的免疫标志物表达情况并将细胞聚类为不同的亚群，根据免疫标志物对细胞亚群进行定义并比较这些细胞亚群在两个亚型中的组成差异;（3）收集12例MIBC样本并利用文献报道的MIBC分子分型系统—BASE47将患者分为5例Basal亚型和7例Luminal亚型，比较不同亚型中脂质物和代谢物表达差异，并寻找可作为鉴别Basal亚型和Luminal亚型的潜在生物标志物。 结果:（1）与Luminal亚型相比，Basal亚型预后更差（P＜0.05），并且两个亚型的肿瘤调控模式存在异质性，其中Basal亚型中上调的差异基因主要与免疫细胞分化和免疫浸润相关的信号通路密切相关，而Luminal亚型中上调的差异基因主要与脂质代谢的生物过程密切相关。（2）Basal亚型免疫细胞浸润更明显，其免疫评分更高，显著富集多种免疫细胞，包括B细胞、CD8+T细胞、M1型巨噬细胞、M2型巨噬细胞和调节性T细胞（P＜0.05）。另外，我们还发现与Luminal亚型相比，Basal亚型高表达缺氧基因、免疫细胞招募基因、免疫抑制基因和炎症基因。（3）免疫组化染色结果显示，与Luminal亚型相比，Basal亚型显著富集CD8+T细胞、M2型巨噬细胞（P＜0.05）;单细胞质谱流式技术分析结果显示，根据免疫标志物表达情况，可将细胞亚群定义为M2型巨噬细胞、CD4+T细胞、树突状细胞、巨噬细胞、调节性T细胞、NK细胞、CD8+T细胞、B细胞和耗竭性CD8+T细胞，其中与Luminal亚型相比，Basal亚型显著富集调节性T细胞（P＜0.05）。（4）脂质物SLd18∶1/24∶1、SMd18∶1/20∶0、SLd18∶1/24∶0、SLd18∶1/22∶1、SLd18∶1/22∶0、GM3d18∶1/22∶1和SMd18∶1/18∶1具有最高的曲线下面积值（AUC=1）。另外，Basal亚型的总游离脂肪酸（FFA）和总硫苷脂（SL）水平显著高于Luminal亚型（P＜0.05）,同时显示出较高的AUC值。皮尔森相关分析结果表明，SL的表达水平与B细胞、CD8+T细胞、巨噬细胞、自然杀伤性T细胞、肥大细胞、内皮细胞和成纤维细胞的相对比例呈显著正相关（P＜0.05），而FFA表达水平与间充质干细胞的相对比例呈显著正相关（P＜0.05）。（6）代谢物甘油磷酸胆碱（GCP）、羟基酸和核苷在Luminal亚型中显著高表达，而咪唑在Basal亚型中显著高表达（P＜0.05），并且这些代谢物具有不同的AUC值。另外，GCP/咪唑（AUC=1）和核苷/咪唑（AUC=0.9714）的AUC值比单独的GCP（AUC=0.8857）、核苷（AUC=0.8571）或咪唑（AUC=0.9143）的AUC值高。 结论:（1）Basal亚型和Luminal亚型具有不同的调控模式，两者肿瘤微环境存在明显异质性，与Luminal亚型相比，Basal亚型免疫微环境已经发生明显改变，其免疫细胞浸润程度更高，免疫抑制、缺氧和炎症特征更明显;（2）Basal亚型和Luminal亚型的代谢模式具有差异，两者的脂质物和代谢物表达谱存在异质性;（3）脂质物SLd18∶1/24∶1、SMd18∶1/20∶0、SLd18∶1/24∶0、SLd18∶1/22∶1、SLd18∶1/22∶0、GM3d18∶1/22∶1、SMd18∶1/18∶1、FFA和SL以及代谢物中GCP/咪唑和核苷/咪唑比值具有成为鉴别Basal亚型和Luminal亚型特异性生物标志物的潜能。
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