全面的泛癌症分析表明,CGB5是一个具有潜在前景的预测性生物标志物和免疫治疗靶点

《Frontiers in Medicine》:Comprehensive pan-cancer analysis reveals CGB5 is a potential promising predictive and immunotherapeutic biomarker

【字体: 时间:2025年09月20日 来源:Frontiers in Medicine 3.0

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  CGB5基因在33种癌症中表达异质性显著,与肿瘤免疫微环境及预后密切相关。研究发现CGB5在肝、肺、胃等6种癌症中显著高表达,并与肿瘤间质含量、免疫评分正相关,同时负相关于免疫指标。CGB5甲基化水平在BLCA、UCEC等肿瘤中显著降低,且低甲基化与不良预后相关。机制分析显示CGB5通过调控Wnt信号通路及免疫逃逸相关通路(如PD-1检查点)促进肿瘤进展。实验验证了胃癌细胞中CGB5高表达及其与患者生存期的负相关。该研究首次系统揭示CGB5在泛癌中的多维度作用,为开发靶向CGB5的免疫治疗策略提供理论依据。

  CGB5,即促性腺激素β亚单位5号基因,近年来在多种癌症研究中引起了广泛关注。作为人类绒毛膜促性腺激素(hCG)β亚单位的一部分,CGB5在肿瘤的发生、发展以及患者的预后中扮演了关键角色。尽管已有研究证实其在胃癌、卵巢癌等疾病中的重要性,但目前尚缺乏对CGB5在所有癌症类型中的全面分析。因此,本研究旨在通过整合多个公开数据库,系统探讨CGB5在癌症中的基因组、转录组、表观遗传学、免疫微环境及临床预后方面的关联性,并通过实验手段进一步验证其在胃癌中的表达水平及潜在作用机制。

### CGB5在癌症中的表达模式

研究首先利用The Cancer Genome Atlas(TCGA)和TCGA_GTEx数据库,对CGB5在33种癌症类型中的mRNA表达水平进行了分析。结果显示,CGB5在多数肿瘤中呈现出复杂的表达模式,包括高表达、低表达或无显著变化。值得注意的是,CGB5在肝癌、肺癌和胃癌等六种癌症类型中表现出显著的上调趋势。这种上调现象不仅反映了CGB5在肿瘤细胞中的活跃状态,也提示其可能在肿瘤的形成和进展过程中发挥重要作用。

进一步的蛋白表达分析显示,CGB5在这些肿瘤组织中的表达水平明显高于正常组织。通过Human Protein Atlas(HPA)和UALCAN数据库的整合数据,研究人员还发现CGB5的表达变化在多种癌症类型中具有显著性。例如,在膀胱癌(BLCA)、结直肠癌(COAD)、宫颈癌(CESC)、头颈癌(HNSC)、肺癌(LUSC)、胰腺癌(PAAD)、胃癌(STAD)、子宫内膜癌(UCEC)和甲状腺癌(THCA)中,CGB5的表达水平均出现不同程度的改变。这种表达的异质性提示CGB5在不同癌症类型中的作用可能存在差异,需要进一步研究其在不同肿瘤中的具体功能。

### CGB5的基因变异与表观遗传学特征

为了全面理解CGB5在癌症中的作用,研究人员还分析了其在不同癌症类型中的基因变异情况。通过cBioPortal平台和TCGA数据集,研究发现CGB5在某些癌症中存在较高的基因拷贝数变异(CNV)和突变频率。例如,在脑下皮质瘤(UCS)中,CGB5的拷贝数扩增率超过3%,而在子宫内膜癌(UCEC)中,其突变率则超过1%。此外,研究还揭示了CGB5在不同癌症类型中的DNA甲基化模式,特别是在某些肿瘤中,CGB5启动子区域的甲基化水平显著降低,这可能与基因表达的上调相关。

值得注意的是,CGB5的突变类型主要包括错义突变和截断突变。这些突变可能影响其编码蛋白的结构和功能,进而改变其在细胞内的作用机制。例如,一种常见的截断突变S147Afs*在多种癌症中被检测到,这表明CGB5的结构改变可能与肿瘤的发生和进展密切相关。同时,DNA甲基化水平的变化也可能通过影响基因转录活性,间接调控CGB5的表达水平。研究还发现,CGB5的甲基化状态与多种癌症的预后密切相关,特别是其启动子区域的低甲基化状态可能与肿瘤的侵袭性和不良预后相关。

### CGB5与癌症预后的关系

通过Kaplan–Meier生存分析和GEO数据库的整合数据,研究人员发现CGB5的表达水平与多种癌症的患者预后显著相关。在胃癌(GC)和胰腺癌(PAAD)中,CGB5的高表达与较差的总体生存率(OS)和无进展生存率(PFI)密切相关。此外,CGB5的表达还与多个临床特征相关,如患者的年龄、组织学分级、病理分期等。例如,在胃癌患者中,高表达的CGB5与年龄大于65岁的患者、组织学分级为3级、病理分期为III期或IV期的患者,以及缺乏残余肿瘤的患者预后较差。

研究还发现,CGB5的表达水平在不同性别中表现出一定的差异。在子宫内膜癌(UCEC)中,CGB5的高表达仅在女性患者中显著,而这一结果可能与该疾病的性别特异性有关。然而,在其他癌症类型中,CGB5的表达与性别无明显关联,提示其可能具有更广泛的临床意义。此外,CGB5的表达还与免疫学亚型密切相关,例如在子宫内膜癌、睾丸生殖细胞瘤和胃癌中,其表达水平与特定的免疫亚型显著相关,这可能为个体化治疗提供新的思路。

### CGB5与免疫微环境的相互作用

免疫微环境在肿瘤的发生和进展中起着至关重要的作用。本研究通过TIMER、TISIDB和SangerBox等数据库,系统分析了CGB5表达与免疫细胞浸润之间的关系。结果表明,CGB5的表达水平与肿瘤的基质含量和免疫分级呈显著正相关,但与免疫学标记物呈负相关。这一现象提示CGB5可能在促进肿瘤免疫逃逸方面发挥重要作用。

进一步的分析发现,CGB5的表达与多种免疫亚型相关。例如,在胃癌中,CGB5的高表达与免疫抑制性亚型(如C4淋巴细胞耗竭型)显著相关,而与免疫激活型亚型(如C2 IFN-γ主导型)则呈负相关。这些结果表明,CGB5可能通过调控免疫细胞的浸润和功能状态,影响肿瘤的免疫微环境。具体而言,CGB5可能通过促进B细胞和癌相关成纤维细胞(CAFs)的浸润,增强肿瘤的免疫逃逸能力。此外,CGB5的表达还可能通过干扰TGF-β信号通路,促进成纤维细胞向CAFs的转化,从而重塑肿瘤微环境,促进肿瘤的侵袭和转移。

### CGB5在胃癌中的作用机制

为了更深入地理解CGB5在胃癌中的作用,研究人员通过实验手段验证了其在胃癌细胞中的表达水平。实验结果显示,CGB5在胃癌细胞系SGC7901和MNK45中显著上调,而在正常的胃黏膜上皮细胞系GES-1中则表达较低。这一结果进一步支持了CGB5在胃癌中的潜在作用。此外,研究还发现,CGB5的高表达与胃癌患者的不良预后密切相关,尤其是在晚期患者中,其表达水平的升高可能预示着更高的复发率和死亡率。

功能富集分析显示,CGB5可能通过调控多种信号通路,影响胃癌的进展。例如,GO分析表明,CGB5相关基因可能参与“表皮发育”、“细胞-基质连接”、“角质层包被”以及“Wnt信号通路”的调控。KEGG分析则进一步揭示了CGB5可能与“癌症中的蛋白聚糖”、“粘附连接”、“Wnt信号通路”和“癌症中的中心碳代谢”等通路相关。这些通路的异常激活可能促进胃癌细胞的增殖、侵袭和转移,同时抑制细胞凋亡,从而推动胃癌的发展。

### CGB5在免疫治疗中的潜在价值

随着免疫检查点抑制剂(ICIs)的广泛应用,免疫微环境的调控成为癌症治疗的重要方向。然而,目前的研究表明,CGB5的高表达可能与免疫检查点抑制剂的疗效相关。例如,在一项针对尿路上皮癌的临床试验中,高表达CGB家族基因的患者表现出较低的CD8+ T细胞浸润和较差的总体生存率,提示这些肿瘤可能对免疫治疗不敏感。因此,CGB5的表达水平可能成为预测免疫治疗反应的重要生物标志物。

基于此,研究者提出,针对CGB5的干预可能有助于恢复抗肿瘤免疫反应。例如,通过疫苗或抗体中和hCGβ,可以显著抑制肿瘤的生长,从而增强免疫治疗的效果。此外,CGB5的表达水平还可用于患者的分层管理,帮助识别那些对单药免疫治疗反应不佳的高风险群体,从而指导更合理的联合治疗方案。例如,结合CGB5或其下游效应因子(如TGF-β抑制剂和抗IL-10抗体)的治疗策略,可能有助于打破肿瘤的免疫抑制屏障,提高治疗效果。

### 未来研究方向与局限性

尽管本研究为CGB5在多种癌症中的作用提供了新的视角,但仍存在一定的局限性。首先,研究主要依赖于公开数据库的数据,缺乏直接的临床观察,这可能影响结果的可靠性。为了弥补这一不足,研究者建议使用大规模、高质量的临床数据进行进一步验证。其次,虽然CGB5在胃癌细胞系中的表达已被证实,但其在其他癌症类型(如胰腺癌)中的功能仍需更多的体外和体内实验进行验证。此外,不同数据库的算法差异可能导致结果的一致性问题,例如CIBERSORT和XCELL在免疫细胞浸润分析中的不同方法可能影响结果的准确性。

最后,研究指出,目前的分析方法(如bulk RNA-seq)缺乏空间分辨率,无法揭示CGB5在特定细胞亚群中的表达动态或细胞间相互作用。因此,未来的研究应考虑采用单细胞RNA测序(scRNA-seq)技术,以更精确地解析CGB5在肿瘤相关成纤维细胞和T细胞亚群中的作用,从而为靶向CGB5的免疫治疗提供更深入的机制依据。

综上所述,CGB5在多种癌症中表现出显著的表达变化和预后价值,其与免疫微环境的密切关联提示其在肿瘤免疫逃逸中的重要作用。未来的研究应进一步探索其在不同癌症类型中的具体作用机制,并结合临床数据和实验验证,推动其在癌症诊断和治疗中的应用。
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