驱动蛋白家族基因分层解析肾透明细胞癌预后与免疫响应的分子机制

　　本研究针对肾透明细胞癌(ccRCC)预后预测和免疫治疗响应评估的临床难题，通过整合TCGA和GEO数据库的多组学数据，首次基于驱动蛋白超家族(KIFs)基因表达特征建立了KPCS1/KPCS2分子分型系统。研究发现KIF21B/KIF18B/KIF20A/KIF4A/KIF13B构成的分子标签不仅能准确预测患者生存，还揭示了PSAT1和HJURP等关键基因通过调控丝氨酸代谢和着丝粒稳定性影响肿瘤进展的新机制，为个体化治疗提供了潜在靶点。

　　

肾透明细胞癌(ccRCC)作为最常见的肾癌亚型，在全球男性恶性肿瘤发病率中高居第九位。尽管肾切除术是主要治疗手段，但约30%患者初诊时已发生转移，术后仍有30%出现复发。虽然靶向治疗和免疫检查点抑制剂取得进展，但晚期患者5年生存率仍不足10%，中位生存期仅10-15个月。这种严峻的临床现状凸显出两个关键科学问题：现有分子分型体系难以准确预测预后，且缺乏指导免疫治疗的有效生物标志物。驱动蛋白超家族(KIFs)作为微管依赖的运动蛋白，在细胞分裂、物质运输等过程中发挥核心作用，近年研究发现其异常表达与多种肿瘤进展密切相关，但在ccRCC中的系统研究仍属空白。

浙江省人民医院临床药学中心的研究团队通过整合TCGA和GEO数据库中581例ccRCC样本的转录组数据，采用非负矩阵分解(NMF)算法首次构建了基于KIFs的分子分型体系。研究鉴定出KIF21B、KIF18B、KIF20A、KIF4A和KIF13B五个关键基因，将患者分为预后显著差异的KPCS1和KPCS2亚型。通过多组学分析结合实验验证，不仅揭示了KIFs调控ccRCC进展的新机制，还发现了PSAT1和HJURP等具有临床转化价值的生物标志物。相关成果发表在《European Journal of Medical Research》杂志。

研究主要采用生物信息学分析与实验验证相结合的策略：1)基于TCGA和GSE126964数据集筛选差异表达KIFs基因；2)应用NMF算法进行分子分型；3)利用maftools分析基因组变异特征；4)采用quanTIseq和cibersort算法解析免疫微环境；5)通过免疫组化、Western blot、siRNA干扰等技术验证关键基因功能。临床样本来自上海芯超生物科技有限公司提供的石蜡包埋组织芯片。

差异表达KIFs基因的鉴定

研究团队通过limma包分析发现，TCGA和GSE126964数据集分别鉴定出3663和5365个差异基因。与41个KIFs家族基因取交集后，最终锁定KIF21B、KIF18B、KIF20A、KIF4A和KIF13B五个核心基因，其中KIF13B在肿瘤组织中显著下调，其余四个均上调。热图分析显示这些基因在癌与正常组织间表达差异显著。

基于KIFs的分子分型

NMF聚类分析确定最佳分群数为2，将患者分为KPCS1(n=280)和KPCS2(n=246)两个亚型。生存分析显示KPCS1组中位生存期显著优于KPCS2组(96.2 vs 54.8个月)。突变谱分析发现KPCS2组总体突变负荷更高(92.55% vs 85.71%)，VHL、PBRM1和TTN基因突变频率在两亚型中存在差异。

免疫微环境特征

quanTIseq分析显示KPCS1富含CD4⁺ T细胞和中性粒细胞，而KPCS2以M2型巨噬细胞、CD8⁺ T细胞和调节性T细胞(Tregs)浸润为主。cibersort算法进一步验证了这种免疫细胞分布差异，提示KPCS2可能形成免疫抑制性微环境。

临床关联与标志物发现

通过COX回归从73个亚型特征基因中筛选出四个关键基因：SLC5A1(HR=0.61)和WDR72(HR=0.57)为保护因素，PSAT1(HR=1.82)和HJURP(HR=2.15)为风险因素。免疫组化显示PSAT1和HJURP随肿瘤分期升高而表达增加，SLC5A1和WDR72则呈相反趋势。值得注意的是，MIAS.IMPRES预测显示HJURP高表达患者可能对PD-1抑制剂更敏感。

功能验证实验

在786-O和769-P细胞系中，siRNA沉默PSAT1显著下调PHGDH、PSPH等丝氨酸代谢通路基因；干扰HJURP则降低着丝粒蛋白CENPC的表达。伤口愈合和Transwell实验证实，过表达SLC5A1或敲低PSAT1/HJURP均可抑制肿瘤细胞迁移侵袭能力。

该研究首次系统阐明了KIFs基因在ccRCC分子分型中的核心作用：1)建立的KPCS分型体系比传统病理分期更能准确预测预后；2)发现KPCS2亚型具有"高突变-高免疫浸润"的独特特征，为免疫治疗选择提供依据；3)鉴定出PSAT1通过调控丝氨酸代谢、HJURP通过维持着丝粒稳定性促进肿瘤进展的新机制。这些发现不仅深化了对ccRCC发病机理的认识，更重要的是，SLC5A1/WDR72作为保护性标志物、PSAT1/HJURP作为风险标志物和免疫治疗预测因子的转化价值，为临床实践提供了潜在的新型分子工具。特别是HJURP与PD-1抑制剂响应的关联性，为克服当前免疫治疗有效率低的困境提供了新思路。