ATG7通过调控免疫浸润影响结直肠癌预后的机制与临床价值探索

　　本研究针对结直肠癌(COAD/CRC)免疫治疗不良反应的临床难题，通过多组学数据分析揭示自噬基因ATG7在肿瘤免疫微环境中的关键作用。研究发现ATG7在癌组织中显著高表达，且与CD8+T细胞等免疫细胞浸润正相关，通过STAT1等信号通路调控体液免疫应答和粒细胞活化。高水平ATG7预示更好预后，其敲除显著抑制Caco2细胞增殖迁移并促进凋亡。该研究为结直肠癌免疫治疗提供了新型生物标志物和潜在治疗靶点。

　　

在全球癌症相关死亡原因中，结直肠癌(colorectal cancer, COAD/CRC)高居第二位，其发病率高、预后差、致死率高的特点给临床治疗带来巨大挑战。当前主要治疗手段包括手术和放疗，但存在复发率高、治愈率低的困境。虽然免疫检查点抑制剂(Immune Checkpoint Inhibitors, ICIs)在肿瘤治疗中展现出潜力，但其疗效受患者年龄、癌症类型和肿瘤转移等因素影响，且结直肠癌患者中约半数因耐药性出现复发，导致晚期患者5年生存率显著降低。因此，探索新的免疫治疗靶点成为当务之急。

自噬(autophagy)在应激反应和炎症性疾病中扮演关键角色，其与肿瘤微环境的相互作用对肿瘤发展和治疗具有双重影响。ATG7作为自噬相关基因，编码703个氨基酸组成的78 kDa蛋白，位于3号染色体，是一种类E1酶，参与ATG12和ATG8两个泛素样蛋白(Ubl)结合系统，在自噬体形成中起重要作用。然而，ATG7在结直肠癌发生发展中的具体机制及其与免疫浸润的关系尚不明确。

发表于《Asian Journal of Surgery》的这项研究，通过整合TCGA、TARGET和GTEx数据库的肿瘤与正常组织样本，采用GEPIA、HPA、STRING、TIMER 2.0和LinkedOmics等多数据库联合分析，结合体外细胞实验，系统探讨了ATG7在结直肠癌中的表达特征、预后价值及免疫调控机制。

研究人员主要运用了以下关键技术：1)基于UCSC数据库的泛癌RNA-seq数据挖掘；2)人类蛋白质图谱(HPA)数据库的蛋白表达与定位分析；3)UALCAN和GEPIA数据库的差异表达与生存分析；4)STRING数据库的GO/KEGG富集分析；5)TIMER 2.0数据库的免疫细胞浸润评估；6)LinkedOmics数据库的共表达网络构建；7)qRT-PCR、Western blot、CCK-8、集落形成、伤口愈合和细胞凋亡实验等体外验证。

3.1. ATG7在癌组织中的异常表达

通过整合TCGA、TARGET和GTEx数据库样本，发现ATG7在GBM、LGG、UCEC、BRCA、ESCA、COAD等19种肿瘤中显著上调，而在LUAD、LUSC等6种肿瘤中下调。在COAD中，肿瘤组织ATG7表达显著高于正常组织(p<0.001)，免疫组化显示蛋白主要定位于细胞质/膜区。ROC曲线分析显示AUC=0.663，表明ATG7能较好区分癌与正常组织。临床病理关联分析显示ATG7表达与组织学类型、M分期、T分期、病理分期和种族等参数相关。

3.2. ATG7的泛癌临床预后价值

单因素Cox回归显示低ATG7表达与LGG、LAML、LIHC、PAAD、KICH的不良总体生存(OS)相关，而高表达与UCEC、KIRC、READ、COAD的更好预后相关。Kaplan-Meier分析证实ATG7在COAD中为保护性因素，预示良好预后。

3.3. 基因集富集分析揭示ATG7与肿瘤免疫应答关联

GO分析显示ATG7参与细胞应激应答、自噬正调控、蛋白脂化等生物过程；KEGG分析提示其与apelin信号通路、RIG-I样受体信号通路、NOD样受体信号通路和FoxO信号通路相关。这些通路与先天免疫应答、炎症相关肿瘤发生和化疗耐药密切相关。

3.4. ATG7的跨癌种免疫细胞浸润分析

TIMER 2.0分析显示ATG7表达与CD8⁺T细胞、CD4⁺T细胞、Tregs、B细胞、中性粒细胞、单核细胞、巨噬细胞、树突状细胞(DC)和癌症相关成纤维细胞(CAF)等免疫细胞浸润水平正相关。在COAD中，ATG7与StromalScore、ImmuneScore和ESTIMATEScore均呈正相关，表明其可能增强肿瘤免疫微环境活性。

3.5. ATG7与免疫调节因子的相关性

在COAD中，ATG7与大多数免疫细胞标志基因呈正相关，其中与STAT1相关性最高(尤其在Th1、Th2和Th17细胞中)。免疫检查点通路分析显示ATG7与多个免疫检查点基因正相关，提示其可能参与免疫调节。

3.6. ATG7共表达网络分析通过免疫应答影响癌症

LinkedOmics数据库分析发现ATG7与ARF4、GBA、CYB561D2等基因显著相关。GSEA显示ATG7及其共表达基因参与体液免疫应答、白细胞介素-12应答和粒细胞活化等生物过程，表明其通过免疫系统调节肿瘤微环境。

3.7. 敲低Atg7显示抑癌效应

体外实验证实人结肠癌细胞系Caco2中Atg7表达高于正常结肠上皮细胞NCM460。siRNA敲低Atg7后，Caco2细胞增殖、迁移显著抑制，凋亡增强，证明Atg7在维持结肠癌细胞恶性表型中的关键作用。

研究结论与讨论部分强调，ATG7在结直肠癌中通过调控多个免疫相关信号通路和免疫细胞浸润影响肿瘤进展和患者预后。其高表达与有利预后相关，且与STAT1等关键免疫调节因子显著相关。机制上，ATG7可能通过调节体液免疫应答、白细胞介素-12反应和粒细胞活化等过程塑造肿瘤免疫微环境。体外实验证实抑制ATG7可显著降低结肠癌细胞恶性行为。

该研究的重要意义在于：首次系统揭示ATG7在结直肠癌免疫微环境中的调控作用，为其作为预后生物标志物和免疫治疗新靶点提供理论依据。通过多数据库整合分析和实验验证，不仅阐明ATG7的表达特征和临床价值，还深入探索其与免疫细胞浸润、信号通路和细胞功能的关联，为克服结直肠癌免疫治疗耐药性提供新思路。未来针对ATG7的靶向治疗可能成为增强免疫检查点抑制剂疗效的有效策略。