基于免疫指标差异构建食管癌风险预测模型:从高危人群到癌症患者的免疫特征分析

《Frontiers in Immunology》:Differences in immune indicators among normal, high-risk, and esophageal cancer populations and development of a predictive model

【字体: 时间:2026年01月30日 来源:Frontiers in Immunology 5.9

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  本研究系统比较了正常人群、高危人群和食管癌(EC)患者的75项外周血免疫指标差异,通过多变量方差分析(MANOVA)和协方差分析(ANCOVA)筛选出12个关键免疫标志物(如Tcm CD4+T细胞、FB CD8+T细胞等),并构建神经网络预测模型。模型通过10折交叉验证显示三分类准确率达81.2%,AUC均高于0.90,为食管癌早期筛查提供非侵入性工具。

  
研究背景
食管癌(EC)是全球高发消化道恶性肿瘤,中国部分地区呈现高发趋势。其发生发展涉及多阶段免疫微环境改变,但高危人群的免疫特征尚未系统阐明。本研究通过检测440名参与者(正常组173人、高危组162人、EC组105人)的外周血样本,利用流式细胞术分析75项免疫指标,旨在揭示不同风险阶段的免疫差异并构建预测模型。
研究方法
通过Pearson相关性矩阵(|r|≥0.7)剔除21个高冗余指标后,对54个免疫指标进行多变量方差分析(MANOVA),并校正性别、年龄等协变量。采用协方差分析(ANCOVA)和错误发现率(FDR)校正筛选显著差异指标,并通过性别、年龄、教育水平分层验证稳健性。最终基于12个关键免疫指标(如Naive CD8+T细胞、Act NK细胞等)和10个协变量,构建神经网络三分类预测模型,通过10折交叉验证评估性能。
研究结果
MANOVA显示EC分组对免疫指标有显著整体影响(Pillai=0.585, P<2.2×10?16)。ANCOVA鉴定出12个显著差异指标(P′<0.05),包括Tcm CD4+T细胞、FB CD8+T细胞等。分层分析表明FB CD8+T细胞在各类亚组中差异稳定。预测模型交叉验证准确率达81.2%,Kappa值0.709,三组间两两比较AUC均超0.90(0.905-0.927)。
免疫特征机制
EC患者表现为Th2细胞优势、Tem CD8+T细胞功能耗竭及调节性T细胞(Treg)升高,提示免疫抑制微环境形成。高危组以Th1/Tc细胞应答为主,可能为代偿性抗肿瘤反应。正常组Act NK细胞和Vδ2 γδT细胞水平最高,体现先天免疫防御优势。FB CD8+T细胞作为功能失调关键指标,在所有分层中均稳定差异。
临床价值与局限
模型通过5mL外周血实现非侵入性风险分层,适用于高危地区大规模筛查。结合人口学协变量可动态监测免疫指标演变,为个体化干预提供依据。研究局限性包括样本地域集中性(河南安阳等高发区)和横断面设计,未来需多中心前瞻性队列验证因果性。
结论
免疫指标差异可有效区分食管癌不同风险人群,神经网络模型具有高判别效能,为早期预警和机制研究提供新视角。
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