基于自噬与肝转移特征的结直肠癌预后模型构建及肿瘤免疫微环境解析

《ImmunoTargets and Therapy》：A Novel Prognostic Signature Composed of Autophagy and Liver Metastasis in Colorectal Cancer: Comprehensive Analysis of Bulk and Single-Cell Transcriptomic Data

本研究通过整合自噬（autophagy）与肝转移相关基因，构建了包含SPP1、JCHAIN、DNASE1L3、SNAI1、TPM1和FKBP10的六基因预后风险模型。该模型在TCGA和GEO队列中验证具有独立预后价值，能有效预测结直肠癌（CRC）患者免疫治疗反应、化疗敏感性及细胞间通讯特征。单细胞测序揭示高风险组SPP1+M2样巨噬细胞分化和CD8+T细胞耗竭的关键作用，为靶向肿瘤免疫微环境（TIME）提供新策略。

　　

引言

结直肠癌（CRC）作为全球第三大常见恶性肿瘤，其肝转移（CRLM）是导致患者死亡的主要原因。自噬在CRC进展中呈现双重角色：早期抑制肿瘤发生，晚期却促进转移。本研究旨在通过整合自噬与肝转移相关基因，构建预后风险模型，并深入解析其与肿瘤免疫微环境（TIME）的关联。

方法与材料

从TCGA和GEO数据库获取CRC转录组数据，通过加权基因共表达网络分析（WGCNA）筛选自噬与转移相关基因。采用单样本基因集富集分析（ssGSEA）计算自噬和转移评分，结合单细胞RNA测序（scRNA-seq）数据鉴定肝转移相关基因。利用单变量Cox和LASSO回归构建六基因（SPP1、JCHAIN、DNASE1L3、SNAI1、TPM1、FKBP10）风险模型，并通过外部队列验证。通过基因集富集分析（GSEA）、肿瘤免疫功能障碍与排斥（TIDE）评分、细胞通讯分析（CellChat）及实验验证（Western blotting和免疫组化）探索模型生物学意义。

结果

1. 1.
   模型构建与验证
   风险模型公式为：风险评分=0.079×Exp_SPP1-0.031×Exp_JCHAIN-0.157×Exp_DNASE1L3+0.240×Exp_SNAI1-0.298×Exp_TPM1+0.077×Exp_FKBP10。高风险组患者总生存期显著缩短（P<0.05），模型在训练集（TCGA）和验证集（GSE17536）中均显示稳定预测效能（5年AUC=0.67）。
2. 2.
   免疫微环境特征
   高风险组TIDE评分显著升高，提示免疫治疗耐药性增强。细胞浸润分析显示M2巨噬细胞、髓源性抑制细胞（MDSC）和耗竭性CD8⁺T细胞富集，而活化CD4⁺T细胞和B细胞减少。单细胞轨迹分析揭示巨噬细胞向SPP1⁺M2样表型分化，且自噬与转移活性评分随伪时间递增。
3. 3.
   关键基因功能
   SPP1在巨噬细胞和耗竭性CD8⁺T细胞中高表达，与MAPK、JAK-STAT通路激活相关。实验验证显示SPP1、SNAI1和FKBP10在CRC组织及肝转移灶中蛋白表达显著上调（P<0.05）。
4. 4.
   细胞通讯与靶点协同
   高风险组中MIF、CXCL和Annexin信号通路交互增强。共表达网络分析表明SPP1、SNAI1和FKBP10形成核心调控模块，协同驱动免疫抑制微环境形成。

讨论

本研究首次整合自噬与肝转移特征构建CRC预后模型，揭示SPP1作为连接代谢重编程（自噬）与免疫逃逸（T细胞耗竭）的关键节点。高风险患者可能从靶向SPP1⁺巨噬细胞或逆转T细胞耗竭的策略中获益。局限性在于依赖公共数据集，未来需通过功能实验验证基因机制。

结论

六基因风险模型为CRC预后分层和个体化治疗提供新工具，SPP1靶点有望成为干预自噬-肝转移协同作用的重要突破口。