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基于膠質(zhì)瘤微環(huán)境免疫表征的預(yù)后模型構(gòu)建與分析一、引言1.1研究背景與意義1.1.1膠質(zhì)瘤概述膠質(zhì)瘤是原發(fā)于神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞的一類(lèi)腫瘤,作為最常見(jiàn)的原發(fā)性顱內(nèi)腫瘤,其起源于神經(jīng)間質(zhì)細(xì)胞,涵蓋神經(jīng)膠質(zhì)、室管膜、脈絡(luò)叢上皮和神經(jīng)實(shí)質(zhì)細(xì)胞(即神經(jīng)元)。大多數(shù)腫瘤源自不同類(lèi)型的神經(jīng)膠質(zhì),由于組織發(fā)生學(xué)來(lái)源及生物學(xué)特征相似,神經(jīng)外胚層發(fā)生的各種復(fù)雜腫瘤病通常都被稱(chēng)作神經(jīng)膠質(zhì)瘤。依據(jù)腫瘤細(xì)胞的惡性程度、形態(tài)學(xué)發(fā)生、所處位置等不同分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn),膠質(zhì)瘤有著多樣化的分類(lèi)。按WHO分級(jí),可分為Ⅰ-Ⅳ級(jí);依腫瘤惡性程度,又分為低級(jí)別膠質(zhì)瘤(Ⅰ級(jí)和Ⅱ級(jí))和高級(jí)別膠質(zhì)瘤(Ⅲ級(jí)和Ⅳ級(jí))。低級(jí)別膠質(zhì)瘤如毛細(xì)胞星形細(xì)胞瘤、多形性黃色星形細(xì)胞瘤等,分化良好,生長(zhǎng)緩慢,預(yù)后相對(duì)較好;高級(jí)別膠質(zhì)瘤像膠質(zhì)母細(xì)胞瘤、間變性星形細(xì)胞瘤等,分化程度低,生長(zhǎng)迅速,易轉(zhuǎn)移復(fù)發(fā),預(yù)后較差。從腫瘤細(xì)胞形態(tài)學(xué)劃分,有星形細(xì)胞瘤、少枝細(xì)胞瘤、室管膜瘤、混合膠質(zhì)瘤等;依據(jù)腫瘤位置,可分為幕上膠質(zhì)瘤(位于大腦組織,多見(jiàn)于成人)、幕下膠質(zhì)瘤(位于小腦組織,多見(jiàn)于小兒)以及腦橋膠質(zhì)瘤。腦膠質(zhì)瘤在所有原發(fā)于中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤中占比達(dá)32%,在中樞神經(jīng)系統(tǒng)惡性腫瘤中占比81%,男性發(fā)病率顯著高于女性,發(fā)病高峰集中在10-20歲以及30-40歲。目前,惡性膠質(zhì)瘤的發(fā)病率為5-8/100萬(wàn)人,5年死亡率居高不下,在全身腫瘤中僅次于胰腺癌和肺癌,位列第三。我國(guó)2015年惡性腫瘤流行分析顯示,中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤在惡性腫瘤死亡率排行中處于第8位。從病理類(lèi)型來(lái)看,兒童患者以髓母細(xì)胞瘤和室管膜瘤較為多見(jiàn)。膠質(zhì)瘤對(duì)患者危害極大。一方面,瘤體可能出血,出血量少者無(wú)癥狀或癥狀較輕,量多者則會(huì)出現(xiàn)高顱壓癥狀、偏癱、失語(yǔ),嚴(yán)重時(shí)意識(shí)喪失,甚至引發(fā)腦疝導(dǎo)致死亡;另一方面,會(huì)導(dǎo)致肢體癱瘓,多為偏癱,尤其是腫瘤位于大腦運(yùn)動(dòng)區(qū)附近、基底節(jié)區(qū)、腦干腹側(cè)時(shí)發(fā)生率更高,起初為輕癱,逐漸發(fā)展為全癱,同時(shí)常伴有高顱壓癥狀。此外,還會(huì)引發(fā)精神障礙,早期癥狀較輕,表現(xiàn)為淡漠、反應(yīng)遲鈍、理解力和記憶力減退,隨著顱內(nèi)壓不斷升高,精神癥狀會(huì)愈發(fā)明顯,如癡呆、意識(shí)朦朧、性格及行為改變等。同時(shí),約30%的患者還會(huì)出現(xiàn)癲癇,主要由腫瘤的直接刺激或壓迫所致。1.1.2免疫相關(guān)性對(duì)膠質(zhì)瘤預(yù)后的重要性腫瘤免疫微環(huán)境在癌癥進(jìn)展和轉(zhuǎn)移中起著決定性作用。癌細(xì)胞會(huì)不斷進(jìn)化出多種策略來(lái)抑制或逃避機(jī)體的抗腫瘤免疫。在膠質(zhì)瘤中,其特殊的免疫抑制微環(huán)境使得該腦部惡性腫瘤對(duì)傳統(tǒng)的化療、靶向治療和免疫治療具有很強(qiáng)的抵抗力,成為尚未解決的重大醫(yī)學(xué)挑戰(zhàn)。髓系細(xì)胞大量存在于人類(lèi)膠質(zhì)母細(xì)胞瘤(GBM)和低級(jí)別膠質(zhì)瘤的腫瘤組織中,其中腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞(TAMs)或調(diào)節(jié)性T細(xì)胞常被招募來(lái)產(chǎn)生免疫抑制信號(hào),如CD274、精氨酸酶和半凝集素等,這些腫瘤浸潤(rùn)免疫細(xì)胞還會(huì)釋放血管生成線索,如血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGFs),以促進(jìn)癌癥的增殖和轉(zhuǎn)移。膠質(zhì)瘤干細(xì)胞能夠與免疫細(xì)胞相互作用,免疫細(xì)胞也是膠質(zhì)瘤干細(xì)胞微環(huán)境的組成部分之一,二者處在一種動(dòng)態(tài)的相互調(diào)節(jié)關(guān)系中。膠質(zhì)瘤干細(xì)胞能吸引炎性細(xì)胞浸潤(rùn),營(yíng)造有利于腫瘤生長(zhǎng)的炎性微環(huán)境,而這種炎性微環(huán)境又可幫助膠質(zhì)瘤干細(xì)胞維持干性表型。同時(shí),膠質(zhì)瘤干細(xì)胞通過(guò)分泌免疫控制因子和募集具有免疫控制作用的細(xì)胞來(lái)逃避免疫監(jiān)視。TAMs是膠質(zhì)瘤中主要的炎性浸潤(rùn)細(xì)胞,主要分布于CD133+膠質(zhì)瘤干細(xì)胞周?chē)瑖@著微血管和缺氧區(qū)域。膠質(zhì)瘤干細(xì)胞能夠分泌趨化因子,吸引TAMs聚集到周?chē)€可以分泌細(xì)胞因子促進(jìn)TAMs的增殖。TAMs能調(diào)節(jié)固有免疫及適應(yīng)性免疫。近期研究還發(fā)現(xiàn)了一種獨(dú)特的中性粒細(xì)胞亞群,稱(chēng)為疾病特異性抑制性粒細(xì)胞(DSSGs),存在于人類(lèi)膠質(zhì)母細(xì)胞瘤和低級(jí)別膠質(zhì)瘤中。DSSGs同時(shí)表達(dá)多種免疫抑制和免疫調(diào)節(jié)信號(hào),其數(shù)量與膠質(zhì)瘤的等級(jí)和不良臨床預(yù)后密切相關(guān)。通過(guò)敲除膠質(zhì)瘤細(xì)胞中的Cxcl1或宿主特異性Cxcr2基因缺失或白喉毒素A介導(dǎo)的中性粒細(xì)胞耗竭,可在免疫功能正常的膠質(zhì)瘤小鼠模型中遺傳性地破壞中性粒細(xì)胞的募集,從而顯著增強(qiáng)抗腫瘤免疫力并延長(zhǎng)生存期。免疫相關(guān)性表征在預(yù)測(cè)膠質(zhì)瘤預(yù)后方面意義重大。例如,通過(guò)對(duì)膠質(zhì)瘤免疫微環(huán)境中免疫細(xì)胞的多樣性和格局分析,發(fā)現(xiàn)單核細(xì)胞、活化的NK細(xì)胞和嗜酸性粒細(xì)胞與更好的預(yù)后相關(guān),而巨噬細(xì)胞與不良預(yù)后相關(guān)。對(duì)免疫檢查點(diǎn)基因的研究也表明,其表達(dá)情況與膠質(zhì)瘤患者的預(yù)后存在關(guān)聯(lián)。因此,深入研究免疫相關(guān)性表征,有助于更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)膠質(zhì)瘤患者的預(yù)后情況。1.1.3研究意義本研究構(gòu)建基于膠質(zhì)瘤微環(huán)境中多種免疫相關(guān)性表征的預(yù)后模型,具有重要的理論和實(shí)踐價(jià)值。在理論層面,有助于深入揭示膠質(zhì)瘤免疫微環(huán)境的復(fù)雜機(jī)制,進(jìn)一步明晰免疫細(xì)胞與膠質(zhì)瘤細(xì)胞之間的相互作用關(guān)系,為膠質(zhì)瘤的基礎(chǔ)研究提供新的視角和理論依據(jù),豐富腫瘤免疫學(xué)的相關(guān)理論體系。在實(shí)踐方面,對(duì)臨床治療有著重要的指導(dǎo)意義。準(zhǔn)確的預(yù)后模型能夠幫助醫(yī)生在治療前更精準(zhǔn)地評(píng)估患者的病情和預(yù)后,從而制定更合理、個(gè)性化的治療方案。對(duì)于預(yù)后較差的患者,可及時(shí)調(diào)整治療策略,采用更積極的綜合治療手段,如強(qiáng)化化療、放療方案,或者嘗試新的免疫治療方法,以提高治療效果,延長(zhǎng)患者生存期;對(duì)于預(yù)后相對(duì)較好的患者,則可避免過(guò)度治療,減少不必要的醫(yī)療負(fù)擔(dān)和并發(fā)癥,提高患者的生存質(zhì)量。同時(shí),該模型也為新藥研發(fā)提供了潛在的靶點(diǎn)和評(píng)估指標(biāo),加速針對(duì)膠質(zhì)瘤的新型治療藥物的研發(fā)進(jìn)程,推動(dòng)膠質(zhì)瘤治療領(lǐng)域的發(fā)展。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀近年來(lái),國(guó)內(nèi)外在膠質(zhì)瘤微環(huán)境免疫表征及預(yù)后模型構(gòu)建方面開(kāi)展了大量研究,取得了一定成果,但也存在諸多不足。在國(guó)外,對(duì)膠質(zhì)瘤免疫微環(huán)境的研究起步較早,研究范圍廣泛且深入。在免疫細(xì)胞層面,深入探究了各類(lèi)免疫細(xì)胞在膠質(zhì)瘤微環(huán)境中的作用。例如,美國(guó)的研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞(TAMs)在膠質(zhì)瘤微環(huán)境中數(shù)量眾多,其通過(guò)分泌多種細(xì)胞因子和趨化因子,如白細(xì)胞介素-10(IL-10)、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β(TGF-β)等,抑制T細(xì)胞、NK細(xì)胞等免疫細(xì)胞的活性,促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲。德國(guó)的學(xué)者則關(guān)注到調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Tregs)在膠質(zhì)瘤免疫逃逸中的關(guān)鍵作用,Tregs通過(guò)表達(dá)細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞相關(guān)抗原4(CTLA-4)、程序性死亡受體1(PD-1)等免疫抑制分子,抑制效應(yīng)T細(xì)胞的功能,使得腫瘤細(xì)胞逃脫免疫系統(tǒng)的監(jiān)視。在免疫分子方面,國(guó)外研究對(duì)免疫檢查點(diǎn)分子進(jìn)行了重點(diǎn)研究。PD-1及其配體PD-L1在膠質(zhì)瘤免疫逃逸中的作用機(jī)制被逐步揭示,PD-1/PD-L1信號(hào)通路的激活可抑制T細(xì)胞的活性,降低其對(duì)膠質(zhì)瘤細(xì)胞的殺傷能力。同時(shí),針對(duì)免疫檢查點(diǎn)分子的免疫治療也成為研究熱點(diǎn),如一些臨床試驗(yàn)探索了PD-1/PD-L1抑制劑在膠質(zhì)瘤治療中的應(yīng)用,盡管取得了一定的療效,但整體有效率仍有待提高。在預(yù)后模型構(gòu)建方面,國(guó)外學(xué)者嘗試?yán)枚嘟M學(xué)數(shù)據(jù),如基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)等,結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)算法構(gòu)建預(yù)后模型。例如,通過(guò)分析膠質(zhì)瘤患者的基因表達(dá)譜,篩選出與預(yù)后相關(guān)的基因特征,構(gòu)建基于基因表達(dá)特征的預(yù)后模型,對(duì)患者的生存期進(jìn)行預(yù)測(cè)。然而,這些模型在不同隊(duì)列中的驗(yàn)證結(jié)果存在一定差異,其穩(wěn)定性和普適性有待進(jìn)一步提高。國(guó)內(nèi)在該領(lǐng)域的研究也發(fā)展迅速。在免疫微環(huán)境研究方面,中國(guó)的科研團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),膠質(zhì)瘤微環(huán)境中的髓源性抑制細(xì)胞(MDSCs)通過(guò)多種機(jī)制抑制免疫細(xì)胞功能,包括精氨酸酶1(ARG1)、誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(iNOS)等途徑,并且MDSCs的數(shù)量與膠質(zhì)瘤的惡性程度和預(yù)后密切相關(guān)。此外,國(guó)內(nèi)學(xué)者還關(guān)注到膠質(zhì)瘤微環(huán)境中的炎性細(xì)胞因子網(wǎng)絡(luò),如腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、干擾素-γ(IFN-γ)等細(xì)胞因子之間的相互作用對(duì)免疫微環(huán)境的調(diào)節(jié)作用。在預(yù)后模型構(gòu)建上,國(guó)內(nèi)研究結(jié)合了中國(guó)人群的特點(diǎn),利用臨床病理特征和影像學(xué)特征構(gòu)建預(yù)后模型。例如,通過(guò)分析膠質(zhì)瘤患者的術(shù)前磁共振成像(MRI)影像特征,提取紋理特征、形態(tài)學(xué)特征等,結(jié)合臨床病理信息,構(gòu)建影像組學(xué)預(yù)后模型,在一定程度上提高了對(duì)中國(guó)膠質(zhì)瘤患者預(yù)后預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。但這些模型同樣面臨著缺乏大規(guī)模多中心驗(yàn)證、特征選擇主觀性較強(qiáng)等問(wèn)題?,F(xiàn)有研究雖然取得了不少成果,但仍存在明顯不足。一方面,對(duì)膠質(zhì)瘤免疫微環(huán)境的認(rèn)識(shí)還不夠全面和深入。免疫細(xì)胞之間、免疫細(xì)胞與腫瘤細(xì)胞之間的相互作用復(fù)雜多樣,目前仍有許多未知的分子機(jī)制和信號(hào)通路尚未被揭示。例如,不同亞型的免疫細(xì)胞在膠質(zhì)瘤不同發(fā)展階段的動(dòng)態(tài)變化及作用機(jī)制還不明確,這限制了對(duì)膠質(zhì)瘤免疫逃逸機(jī)制的全面理解。另一方面,已構(gòu)建的預(yù)后模型普遍存在穩(wěn)定性和普適性差的問(wèn)題。不同研究中使用的數(shù)據(jù)來(lái)源、樣本量、特征選擇方法和模型構(gòu)建算法存在差異,導(dǎo)致模型在不同數(shù)據(jù)集上的表現(xiàn)不一致,難以在臨床實(shí)踐中廣泛應(yīng)用。此外,現(xiàn)有模型大多只考慮了單一或少數(shù)幾個(gè)因素,如基因表達(dá)、臨床病理特征或影像學(xué)特征,未能充分整合多維度信息,限制了模型的預(yù)測(cè)效能。1.3研究目標(biāo)與方法1.3.1研究目標(biāo)本研究旨在全面且深入地剖析膠質(zhì)瘤微環(huán)境中的多種免疫相關(guān)性表征,并基于這些表征構(gòu)建精準(zhǔn)有效的預(yù)后模型,從而為膠質(zhì)瘤的臨床診療提供可靠的指導(dǎo)依據(jù)。具體目標(biāo)如下:全面解析免疫細(xì)胞特征:系統(tǒng)分析膠質(zhì)瘤微環(huán)境中各類(lèi)免疫細(xì)胞,如T細(xì)胞、B細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、NK細(xì)胞、中性粒細(xì)胞等的數(shù)量、比例、表型及功能狀態(tài),明確不同免疫細(xì)胞亞群在膠質(zhì)瘤發(fā)生、發(fā)展及預(yù)后中的作用機(jī)制。例如,探究調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Tregs)的高表達(dá)是否會(huì)抑制抗腫瘤免疫反應(yīng),促進(jìn)膠質(zhì)瘤細(xì)胞的免疫逃逸;分析腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞(TAMs)的極化狀態(tài),M1型巨噬細(xì)胞是否具有抗腫瘤活性,而M2型巨噬細(xì)胞是否會(huì)促進(jìn)腫瘤的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移。深入研究免疫分子機(jī)制:詳細(xì)研究免疫相關(guān)分子,包括免疫檢查點(diǎn)分子(如PD-1、PD-L1、CTLA-4等)、細(xì)胞因子(如IL-6、IL-10、TNF-α等)、趨化因子(如CXCL12、CCL2等)等的表達(dá)水平、信號(hào)傳導(dǎo)通路及其在膠質(zhì)瘤免疫調(diào)節(jié)中的作用。例如,研究PD-1/PD-L1信號(hào)通路如何抑制T細(xì)胞的活化和增殖,從而影響膠質(zhì)瘤的免疫逃逸;分析細(xì)胞因子網(wǎng)絡(luò)中各種細(xì)胞因子之間的相互作用,如何共同調(diào)節(jié)膠質(zhì)瘤微環(huán)境的免疫狀態(tài)。構(gòu)建高效預(yù)后模型:整合膠質(zhì)瘤患者的臨床病理特征、影像學(xué)特征以及免疫相關(guān)性表征,運(yùn)用機(jī)器學(xué)習(xí)算法和生物信息學(xué)分析方法,構(gòu)建能夠準(zhǔn)確預(yù)測(cè)膠質(zhì)瘤患者預(yù)后的模型。通過(guò)對(duì)大量臨床數(shù)據(jù)的分析,篩選出最具預(yù)測(cè)價(jià)值的免疫相關(guān)特征,結(jié)合其他臨床因素,提高模型的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。例如,利用邏輯回歸、支持向量機(jī)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等機(jī)器學(xué)習(xí)算法,對(duì)不同特征進(jìn)行組合和優(yōu)化,構(gòu)建多因素預(yù)后模型。驗(yàn)證模型臨床價(jià)值:在獨(dú)立的膠質(zhì)瘤患者隊(duì)列中對(duì)構(gòu)建的預(yù)后模型進(jìn)行外部驗(yàn)證,評(píng)估其在臨床實(shí)踐中的準(zhǔn)確性、可靠性和實(shí)用性,為臨床醫(yī)生制定個(gè)性化治療方案提供科學(xué)依據(jù)。通過(guò)與傳統(tǒng)的預(yù)后評(píng)估方法進(jìn)行比較,驗(yàn)證模型在預(yù)測(cè)患者生存期、復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)等方面的優(yōu)勢(shì),推動(dòng)模型在臨床中的廣泛應(yīng)用。例如,在多中心的臨床研究中,對(duì)模型進(jìn)行驗(yàn)證,分析其在不同地區(qū)、不同人群中的表現(xiàn),進(jìn)一步優(yōu)化模型。1.3.2研究方法為實(shí)現(xiàn)上述研究目標(biāo),本研究將綜合運(yùn)用多種研究方法,確保研究的科學(xué)性、嚴(yán)謹(jǐn)性和有效性。數(shù)據(jù)收集:臨床數(shù)據(jù):收集多中心膠質(zhì)瘤患者的詳細(xì)臨床資料,包括患者的基本信息(年齡、性別、種族等)、癥狀體征、手術(shù)記錄(手術(shù)方式、切除程度等)、病理診斷結(jié)果(病理類(lèi)型、分級(jí)、分子標(biāo)志物等)、治療方案(放療、化療、免疫治療等)以及隨訪信息(生存期、復(fù)發(fā)情況等)。影像數(shù)據(jù):獲取患者術(shù)前的頭顱磁共振成像(MRI)、計(jì)算機(jī)斷層掃描(CT)等影像資料,利用影像組學(xué)技術(shù)提取腫瘤的形態(tài)學(xué)、紋理特征等信息。例如,通過(guò)MRI的T1加權(quán)像、T2加權(quán)像、增強(qiáng)掃描等序列,提取腫瘤的大小、形狀、邊界、信號(hào)強(qiáng)度等特征。免疫數(shù)據(jù):采集患者腫瘤組織和外周血樣本,運(yùn)用流式細(xì)胞術(shù)、免疫組化、免疫熒光、酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)(ELISA)、基因芯片、蛋白質(zhì)組學(xué)等技術(shù),檢測(cè)免疫細(xì)胞的數(shù)量、比例、表型,免疫分子的表達(dá)水平等免疫相關(guān)性表征。例如,利用流式細(xì)胞術(shù)分析外周血中T細(xì)胞、B細(xì)胞、NK細(xì)胞等免疫細(xì)胞的亞群比例;通過(guò)免疫組化檢測(cè)腫瘤組織中PD-1、PD-L1等免疫檢查點(diǎn)分子的表達(dá)情況。數(shù)據(jù)分析:統(tǒng)計(jì)學(xué)分析:運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件(如SPSS、R等)對(duì)收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行描述性統(tǒng)計(jì)分析,計(jì)算各種免疫相關(guān)性表征的均值、標(biāo)準(zhǔn)差、頻率等;采用相關(guān)性分析、差異性檢驗(yàn)等方法,分析免疫相關(guān)性表征與臨床病理特征、預(yù)后之間的關(guān)系,篩選出與預(yù)后顯著相關(guān)的免疫特征。例如,通過(guò)Pearson相關(guān)性分析,探究免疫細(xì)胞數(shù)量與腫瘤分級(jí)之間的關(guān)系;運(yùn)用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn),比較不同預(yù)后組患者免疫分子表達(dá)水平的差異。生物信息學(xué)分析:利用生物信息學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)(如TCGA、GEO等)和分析工具,對(duì)基因表達(dá)數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘和分析,研究免疫相關(guān)基因的功能、信號(hào)通路以及與膠質(zhì)瘤預(yù)后的關(guān)聯(lián)。例如,通過(guò)基因富集分析(GO、KEGG等),明確免疫相關(guān)基因參與的生物學(xué)過(guò)程和信號(hào)通路;利用生存分析,評(píng)估免疫相關(guān)基因?qū)颊呱嫫诘挠绊?。模型?gòu)建:特征選擇:基于統(tǒng)計(jì)學(xué)分析和生物信息學(xué)分析結(jié)果,結(jié)合臨床經(jīng)驗(yàn),從眾多免疫相關(guān)性表征和臨床特征中篩選出最具預(yù)測(cè)價(jià)值的特征,作為模型的輸入變量。例如,采用最小絕對(duì)收縮和選擇算子(LASSO)回歸等方法,對(duì)特征進(jìn)行篩選和降維,去除冗余和不相關(guān)的特征。模型訓(xùn)練:運(yùn)用機(jī)器學(xué)習(xí)算法(如邏輯回歸、支持向量機(jī)、隨機(jī)森林、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等),以篩選出的特征為自變量,患者的預(yù)后情況(生存期、復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)等)為因變量,對(duì)模型進(jìn)行訓(xùn)練和優(yōu)化,確定模型的參數(shù)和結(jié)構(gòu)。例如,利用交叉驗(yàn)證的方法,對(duì)不同機(jī)器學(xué)習(xí)算法進(jìn)行比較和選擇,優(yōu)化模型的超參數(shù),提高模型的泛化能力。模型驗(yàn)證:內(nèi)部驗(yàn)證:在訓(xùn)練數(shù)據(jù)集內(nèi),采用交叉驗(yàn)證的方法(如5折交叉驗(yàn)證、10折交叉驗(yàn)證等)對(duì)模型進(jìn)行多次驗(yàn)證,評(píng)估模型的準(zhǔn)確性、敏感性、特異性、陽(yáng)性預(yù)測(cè)值、陰性預(yù)測(cè)值等性能指標(biāo),確保模型在訓(xùn)練數(shù)據(jù)上的可靠性。外部驗(yàn)證:將構(gòu)建好的模型應(yīng)用于獨(dú)立的膠質(zhì)瘤患者驗(yàn)證數(shù)據(jù)集,進(jìn)一步評(píng)估模型在不同樣本中的性能表現(xiàn),驗(yàn)證模型的普適性和臨床應(yīng)用價(jià)值。通過(guò)與其他已有的預(yù)后模型進(jìn)行比較,分析本研究模型的優(yōu)勢(shì)和不足。例如,將本研究模型與基于臨床病理特征的傳統(tǒng)預(yù)后模型進(jìn)行比較,評(píng)估其在預(yù)測(cè)患者預(yù)后方面的準(zhǔn)確性和可靠性。二、膠質(zhì)瘤微環(huán)境與免疫相關(guān)性基礎(chǔ)理論2.1膠質(zhì)瘤微環(huán)境的組成與特點(diǎn)2.1.1細(xì)胞組成膠質(zhì)瘤微環(huán)境是一個(gè)復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng),其中各類(lèi)細(xì)胞相互作用,共同影響著腫瘤的發(fā)生、發(fā)展及對(duì)治療的反應(yīng)。腫瘤細(xì)胞是膠質(zhì)瘤微環(huán)境的核心組成部分,它們具有高度的增殖能力和侵襲性。膠質(zhì)瘤細(xì)胞可分為不同的亞型,如星形細(xì)胞瘤細(xì)胞、少枝膠質(zhì)細(xì)胞瘤細(xì)胞、室管膜瘤細(xì)胞等,不同亞型的腫瘤細(xì)胞在形態(tài)、生物學(xué)特性和對(duì)治療的敏感性上存在差異。例如,膠質(zhì)母細(xì)胞瘤細(xì)胞具有高度的增殖活性和侵襲性,能夠快速浸潤(rùn)周?chē)DX組織,導(dǎo)致病情迅速惡化。免疫細(xì)胞在膠質(zhì)瘤微環(huán)境中扮演著重要角色,它們與腫瘤細(xì)胞之間存在著復(fù)雜的相互作用。T細(xì)胞是適應(yīng)性免疫的關(guān)鍵細(xì)胞,在膠質(zhì)瘤微環(huán)境中,T細(xì)胞的功能受到多種因素的影響。腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞(TAMs)是膠質(zhì)瘤微環(huán)境中數(shù)量最多的免疫細(xì)胞之一,約占腫瘤組織細(xì)胞總數(shù)的30%-50%。TAMs具有高度的可塑性,在膠質(zhì)瘤微環(huán)境中主要表現(xiàn)為M2型極化狀態(tài),具有免疫抑制功能。M2型TAMs可分泌多種細(xì)胞因子,如白細(xì)胞介素-10(IL-10)、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β(TGF-β)等,抑制T細(xì)胞、NK細(xì)胞等免疫細(xì)胞的活性,促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲。自然殺傷細(xì)胞(NK細(xì)胞)是固有免疫的重要組成部分,能夠直接殺傷腫瘤細(xì)胞。在膠質(zhì)瘤微環(huán)境中,NK細(xì)胞的功能受到抑制,其殺傷活性降低。這主要是由于腫瘤細(xì)胞分泌的免疫抑制因子,如TGF-β、IL-10等,以及腫瘤細(xì)胞表面的配體,如MHC-I類(lèi)分子的下調(diào),影響了NK細(xì)胞的識(shí)別和殺傷功能。髓源性抑制細(xì)胞(MDSCs)是一群異質(zhì)性的髓系細(xì)胞,在膠質(zhì)瘤微環(huán)境中大量聚集。MDSCs通過(guò)多種機(jī)制抑制免疫細(xì)胞的功能,包括分泌精氨酸酶1(ARG1)、誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(iNOS)等,消耗T細(xì)胞活化所需的精氨酸和半胱氨酸,從而抑制T細(xì)胞的增殖和活化。此外,MDSCs還可以通過(guò)分泌細(xì)胞因子和趨化因子,調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞的募集和功能,促進(jìn)腫瘤的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移。基質(zhì)細(xì)胞也是膠質(zhì)瘤微環(huán)境的重要組成部分,包括成纖維細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、周細(xì)胞等。成纖維細(xì)胞可分泌多種細(xì)胞外基質(zhì)成分和細(xì)胞因子,參與腫瘤的生長(zhǎng)、侵襲和轉(zhuǎn)移過(guò)程。內(nèi)皮細(xì)胞形成腫瘤血管,為腫瘤細(xì)胞提供營(yíng)養(yǎng)和氧氣,同時(shí)也參與腫瘤的免疫調(diào)節(jié)。腫瘤血管具有異常的結(jié)構(gòu)和功能,其通透性增加,導(dǎo)致免疫細(xì)胞難以進(jìn)入腫瘤組織,同時(shí)也為腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移提供了途徑。周細(xì)胞圍繞在內(nèi)皮細(xì)胞周?chē)瑢?duì)血管的穩(wěn)定性和功能起著重要作用。在膠質(zhì)瘤中,周細(xì)胞與腫瘤細(xì)胞相互作用,促進(jìn)腫瘤血管的生成和腫瘤的生長(zhǎng)。這些細(xì)胞之間存在著復(fù)雜的相互作用網(wǎng)絡(luò)。腫瘤細(xì)胞通過(guò)分泌細(xì)胞因子和趨化因子,招募免疫細(xì)胞和基質(zhì)細(xì)胞到腫瘤微環(huán)境中,同時(shí)調(diào)節(jié)它們的功能。免疫細(xì)胞和基質(zhì)細(xì)胞也可以通過(guò)分泌細(xì)胞因子和生長(zhǎng)因子,影響腫瘤細(xì)胞的增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移。例如,腫瘤細(xì)胞分泌的趨化因子CCL2可以招募TAMs到腫瘤微環(huán)境中,TAMs則通過(guò)分泌TGF-β等細(xì)胞因子,促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化,增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞的侵襲能力。內(nèi)皮細(xì)胞與腫瘤細(xì)胞之間通過(guò)血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)等信號(hào)通路相互作用,促進(jìn)腫瘤血管的生成,為腫瘤細(xì)胞提供營(yíng)養(yǎng)和氧氣。2.1.2細(xì)胞外基質(zhì)與細(xì)胞因子細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)是由膠原蛋白、纖連蛋白、層粘連蛋白等多種蛋白質(zhì)和多糖組成的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),在膠質(zhì)瘤微環(huán)境中發(fā)揮著重要作用。ECM不僅為腫瘤細(xì)胞和其他細(xì)胞提供物理支撐,還參與調(diào)節(jié)細(xì)胞的黏附、遷移、增殖和分化等生物學(xué)過(guò)程。在膠質(zhì)瘤中,ECM的組成和結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。腫瘤細(xì)胞分泌的基質(zhì)金屬蛋白酶(MMPs)等酶類(lèi)可降解ECM中的蛋白質(zhì)成分,導(dǎo)致ECM的重塑。這種重塑使得ECM的結(jié)構(gòu)變得疏松,為腫瘤細(xì)胞的遷移和侵襲提供了便利條件。例如,MMP-2和MMP-9能夠降解膠原蛋白和纖連蛋白,破壞ECM的完整性,促進(jìn)腫瘤細(xì)胞突破基底膜,向周?chē)M織浸潤(rùn)。ECM還通過(guò)與細(xì)胞表面的整合素等受體相互作用,影響細(xì)胞的信號(hào)傳導(dǎo)。整合素是一類(lèi)跨膜蛋白,能夠與ECM中的蛋白質(zhì)結(jié)合,激活細(xì)胞內(nèi)的信號(hào)通路,調(diào)節(jié)細(xì)胞的行為。在膠質(zhì)瘤細(xì)胞中,整合素與ECM的相互作用可激活FAK-Src信號(hào)通路,促進(jìn)細(xì)胞的增殖和遷移。細(xì)胞因子是一類(lèi)由免疫細(xì)胞、腫瘤細(xì)胞和基質(zhì)細(xì)胞分泌的小分子蛋白質(zhì),在膠質(zhì)瘤微環(huán)境中形成復(fù)雜的細(xì)胞因子網(wǎng)絡(luò),對(duì)免疫反應(yīng)和腫瘤的發(fā)展產(chǎn)生重要影響。白細(xì)胞介素(IL)家族在膠質(zhì)瘤微環(huán)境中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。IL-6是一種多功能細(xì)胞因子,由腫瘤細(xì)胞、免疫細(xì)胞和基質(zhì)細(xì)胞分泌。在膠質(zhì)瘤中,IL-6水平升高,可促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲。IL-6還可以通過(guò)激活STAT3信號(hào)通路,抑制T細(xì)胞的活性,促進(jìn)Tregs的分化,從而導(dǎo)致免疫抑制。腫瘤壞死因子-α(TNF-α)是一種具有多種生物學(xué)活性的細(xì)胞因子。在膠質(zhì)瘤微環(huán)境中,TNF-α可由巨噬細(xì)胞、T細(xì)胞等免疫細(xì)胞分泌。低濃度的TNF-α可激活免疫細(xì)胞,增強(qiáng)免疫反應(yīng);而高濃度的TNF-α則可能促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的增殖和轉(zhuǎn)移,同時(shí)導(dǎo)致免疫抑制。干擾素-γ(IFN-γ)是一種重要的免疫調(diào)節(jié)細(xì)胞因子,主要由T細(xì)胞和NK細(xì)胞分泌。IFN-γ可激活巨噬細(xì)胞、NK細(xì)胞等免疫細(xì)胞,增強(qiáng)它們的殺傷活性,同時(shí)還可以促進(jìn)MHC分子的表達(dá),提高抗原呈遞效率,增強(qiáng)免疫細(xì)胞對(duì)腫瘤細(xì)胞的識(shí)別和殺傷能力。趨化因子是一類(lèi)能夠吸引免疫細(xì)胞定向遷移的細(xì)胞因子。在膠質(zhì)瘤微環(huán)境中,趨化因子如CCL2、CXCL12等參與調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞的募集和分布。CCL2可招募單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞等免疫細(xì)胞到腫瘤微環(huán)境中,促進(jìn)腫瘤的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移。CXCL12與其受體CXCR4結(jié)合,可引導(dǎo)腫瘤細(xì)胞和免疫細(xì)胞的遷移,同時(shí)還參與腫瘤血管的生成。細(xì)胞因子之間存在著復(fù)雜的相互作用和網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)。一種細(xì)胞因子的分泌可能會(huì)影響其他細(xì)胞因子的表達(dá)和功能,形成正反饋或負(fù)反饋調(diào)節(jié)環(huán)路。例如,IL-6可以誘導(dǎo)TNF-α的分泌,而TNF-α又可以進(jìn)一步促進(jìn)IL-6的表達(dá),形成正反饋調(diào)節(jié),加劇炎癥反應(yīng)和免疫抑制。細(xì)胞因子還可以通過(guò)調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞的分化和功能,間接影響腫瘤的發(fā)展。TGF-β可抑制T細(xì)胞的活化和增殖,促進(jìn)Tregs的分化,從而抑制免疫反應(yīng);而IFN-γ則可以增強(qiáng)免疫細(xì)胞的活性,抑制腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)。2.2免疫細(xì)胞在膠質(zhì)瘤微環(huán)境中的作用2.2.1T細(xì)胞T細(xì)胞在膠質(zhì)瘤免疫中扮演著關(guān)鍵角色,其活化、增殖和功能狀態(tài)直接影響著對(duì)腫瘤細(xì)胞的免疫應(yīng)答。T細(xì)胞的活化是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程,需要抗原呈遞細(xì)胞(APC)將腫瘤抗原呈遞給T細(xì)胞受體(TCR),同時(shí)提供共刺激信號(hào)。在膠質(zhì)瘤微環(huán)境中,樹(shù)突狀細(xì)胞(DC)作為專(zhuān)業(yè)的APC,攝取、加工腫瘤抗原后,通過(guò)MHC-I類(lèi)或MHC-II類(lèi)分子將抗原肽呈遞給CD8+T細(xì)胞或CD4+T細(xì)胞。TCR與抗原肽-MHC復(fù)合物結(jié)合后,T細(xì)胞被初步激活,但此時(shí)T細(xì)胞的活化并不充分,還需要共刺激信號(hào)的參與。共刺激分子如CD28與APC表面的B7分子結(jié)合,為T(mén)細(xì)胞提供第二信號(hào),促進(jìn)T細(xì)胞的活化和增殖。然而,膠質(zhì)瘤微環(huán)境中存在多種抑制因素,阻礙了T細(xì)胞的活化和增殖。腫瘤細(xì)胞可分泌免疫抑制因子,如轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β(TGF-β)、白細(xì)胞介素-10(IL-10)等,這些因子可抑制T細(xì)胞的活性,降低其增殖能力。TGF-β可抑制T細(xì)胞的增殖和分化,促進(jìn)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Tregs)的產(chǎn)生,從而抑制免疫反應(yīng)。IL-10則可抑制DC的功能,減少其對(duì)T細(xì)胞的激活作用。膠質(zhì)瘤細(xì)胞表面的免疫檢查點(diǎn)分子也會(huì)抑制T細(xì)胞的功能。程序性死亡受體1(PD-1)及其配體PD-L1在膠質(zhì)瘤細(xì)胞和腫瘤浸潤(rùn)免疫細(xì)胞上高表達(dá)。PD-1與PD-L1結(jié)合后,可抑制T細(xì)胞的活化、增殖和細(xì)胞因子分泌,導(dǎo)致T細(xì)胞功能耗竭,無(wú)法有效殺傷腫瘤細(xì)胞。T細(xì)胞對(duì)腫瘤細(xì)胞的殺傷機(jī)制主要包括細(xì)胞毒性作用和細(xì)胞因子介導(dǎo)的免疫調(diào)節(jié)作用。CD8+T細(xì)胞,也稱(chēng)為細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞(CTL),能夠識(shí)別并結(jié)合表達(dá)腫瘤抗原的膠質(zhì)瘤細(xì)胞。CTL通過(guò)釋放穿孔素和顆粒酶,在腫瘤細(xì)胞膜上形成孔道,使顆粒酶進(jìn)入腫瘤細(xì)胞,激活細(xì)胞凋亡途徑,從而殺傷腫瘤細(xì)胞。CTL還可以通過(guò)Fas/FasL途徑誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡。Fas是一種死亡受體,表達(dá)于腫瘤細(xì)胞表面,F(xiàn)asL是Fas的配體,表達(dá)于CTL表面。當(dāng)CTL與腫瘤細(xì)胞接觸時(shí),F(xiàn)asL與Fas結(jié)合,激活腫瘤細(xì)胞內(nèi)的凋亡信號(hào)通路,導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞凋亡。CD4+T細(xì)胞主要通過(guò)分泌細(xì)胞因子來(lái)調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)。Th1細(xì)胞分泌干擾素-γ(IFN-γ)、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)等細(xì)胞因子,可激活巨噬細(xì)胞、NK細(xì)胞等免疫細(xì)胞,增強(qiáng)它們對(duì)腫瘤細(xì)胞的殺傷能力。Th17細(xì)胞分泌白細(xì)胞介素-17(IL-17)等細(xì)胞因子,可招募中性粒細(xì)胞等免疫細(xì)胞到腫瘤部位,參與抗腫瘤免疫反應(yīng)。然而,在膠質(zhì)瘤微環(huán)境中,Th1和Th17細(xì)胞的功能也受到抑制,導(dǎo)致免疫反應(yīng)失衡。2.2.2B細(xì)胞B細(xì)胞在膠質(zhì)瘤微環(huán)境中也具有重要功能,其主要通過(guò)抗原呈遞、抗體分泌及對(duì)免疫調(diào)節(jié)的影響來(lái)參與膠質(zhì)瘤免疫。B細(xì)胞作為一種抗原呈遞細(xì)胞,能夠攝取、加工腫瘤抗原,并通過(guò)MHC-II類(lèi)分子將抗原肽呈遞給CD4+T細(xì)胞。B細(xì)胞表面表達(dá)的抗原受體(BCR)可以特異性識(shí)別腫瘤抗原,然后通過(guò)內(nèi)吞作用將抗原攝取到細(xì)胞內(nèi)。在細(xì)胞內(nèi),抗原被加工成短肽片段,并與MHC-II類(lèi)分子結(jié)合,形成抗原肽-MHC-II復(fù)合物,轉(zhuǎn)運(yùn)到B細(xì)胞表面。當(dāng)CD4+T細(xì)胞的TCR識(shí)別抗原肽-MHC-II復(fù)合物時(shí),B細(xì)胞向T細(xì)胞提供抗原信號(hào),同時(shí)B細(xì)胞表面的共刺激分子如CD80、CD86等與T細(xì)胞表面的相應(yīng)受體結(jié)合,提供共刺激信號(hào),從而激活CD4+T細(xì)胞。B細(xì)胞還可以分泌抗體,參與體液免疫反應(yīng)。在膠質(zhì)瘤患者體內(nèi),B細(xì)胞可針對(duì)腫瘤抗原產(chǎn)生特異性抗體。這些抗體可以通過(guò)多種方式發(fā)揮抗腫瘤作用,如抗體依賴(lài)的細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒作用(ADCC)。在ADCC過(guò)程中,抗體的Fab段與腫瘤細(xì)胞表面的抗原結(jié)合,F(xiàn)c段與NK細(xì)胞、巨噬細(xì)胞等效應(yīng)細(xì)胞表面的Fc受體結(jié)合,激活效應(yīng)細(xì)胞,使其釋放細(xì)胞毒性物質(zhì),殺傷腫瘤細(xì)胞。抗體還可以通過(guò)調(diào)理作用,促進(jìn)吞噬細(xì)胞對(duì)腫瘤細(xì)胞的吞噬。抗體與腫瘤細(xì)胞表面抗原結(jié)合后,可被吞噬細(xì)胞表面的Fc受體識(shí)別,增強(qiáng)吞噬細(xì)胞對(duì)腫瘤細(xì)胞的吞噬能力。B細(xì)胞對(duì)免疫調(diào)節(jié)也有重要影響。調(diào)節(jié)性B細(xì)胞(Bregs)是一類(lèi)特殊的B細(xì)胞亞群,在膠質(zhì)瘤微環(huán)境中發(fā)揮免疫抑制作用。Bregs可分泌IL-10、TGF-β等免疫抑制因子,抑制T細(xì)胞、NK細(xì)胞等免疫細(xì)胞的活性,促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的免疫逃逸。Bregs還可以通過(guò)直接接觸抑制T細(xì)胞的活化和增殖。研究表明,在膠質(zhì)瘤患者中,Bregs的數(shù)量增加,且其數(shù)量與膠質(zhì)瘤的惡性程度和預(yù)后相關(guān)。B細(xì)胞與其他免疫細(xì)胞之間存在復(fù)雜的相互作用。B細(xì)胞可以與T細(xì)胞相互協(xié)作,促進(jìn)免疫反應(yīng)的激活。在體液免疫應(yīng)答中,B細(xì)胞在T細(xì)胞的輔助下,分化為漿細(xì)胞,產(chǎn)生抗體。B細(xì)胞還可以與巨噬細(xì)胞相互作用,調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞的功能。B細(xì)胞分泌的細(xì)胞因子可以影響巨噬細(xì)胞的極化狀態(tài),從而調(diào)節(jié)其免疫功能。在膠質(zhì)瘤微環(huán)境中,B細(xì)胞與其他免疫細(xì)胞的相互作用失調(diào),導(dǎo)致免疫反應(yīng)失衡,有利于腫瘤的生長(zhǎng)和發(fā)展。2.2.3巨噬細(xì)胞巨噬細(xì)胞在膠質(zhì)瘤微環(huán)境中具有高度的可塑性,其極化狀態(tài)在腫瘤免疫抑制和促進(jìn)腫瘤生長(zhǎng)中起著關(guān)鍵作用。巨噬細(xì)胞主要分為M1型和M2型兩種極化狀態(tài),它們具有不同的表型和功能。M1型巨噬細(xì)胞是經(jīng)典活化的巨噬細(xì)胞,具有較強(qiáng)的免疫激活和抗腫瘤能力。在膠質(zhì)瘤微環(huán)境中,M1型巨噬細(xì)胞可被干擾素-γ(IFN-γ)、脂多糖(LPS)等刺激物激活。激活后的M1型巨噬細(xì)胞表達(dá)高水平的誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(iNOS),可產(chǎn)生大量的一氧化氮(NO),具有細(xì)胞毒性作用,能夠殺傷腫瘤細(xì)胞。M1型巨噬細(xì)胞還分泌多種促炎細(xì)胞因子,如白細(xì)胞介素-1(IL-1)、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、白細(xì)胞介素-6(IL-6)等,這些細(xì)胞因子可以激活T細(xì)胞、NK細(xì)胞等免疫細(xì)胞,增強(qiáng)免疫反應(yīng),促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的清除。M2型巨噬細(xì)胞是替代活化的巨噬細(xì)胞,在膠質(zhì)瘤微環(huán)境中主要表現(xiàn)為免疫抑制和促進(jìn)腫瘤生長(zhǎng)的功能。M2型巨噬細(xì)胞可被白細(xì)胞介素-4(IL-4)、白細(xì)胞介素-13(IL-13)等細(xì)胞因子誘導(dǎo)產(chǎn)生。M2型巨噬細(xì)胞表達(dá)精氨酸酶1(Arg1),可將精氨酸代謝為鳥(niǎo)氨酸和尿素,導(dǎo)致微環(huán)境中精氨酸缺乏,抑制T細(xì)胞的增殖和活化。M2型巨噬細(xì)胞還分泌多種免疫抑制因子,如白細(xì)胞介素-10(IL-10)、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β(TGF-β)等,抑制免疫細(xì)胞的活性,促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的免疫逃逸。M2型巨噬細(xì)胞分泌的血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)可促進(jìn)腫瘤血管生成,為腫瘤細(xì)胞提供營(yíng)養(yǎng)和氧氣,支持腫瘤的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移。在膠質(zhì)瘤微環(huán)境中,腫瘤細(xì)胞和其他細(xì)胞分泌的細(xì)胞因子和趨化因子可調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞的極化。腫瘤細(xì)胞分泌的CCL2、CSF-1等趨化因子可招募巨噬細(xì)胞到腫瘤部位,并誘導(dǎo)其向M2型極化。腫瘤細(xì)胞分泌的IL-10、TGF-β等細(xì)胞因子也可促進(jìn)巨噬細(xì)胞向M2型極化。此外,腫瘤微環(huán)境中的缺氧、低pH值等因素也可影響巨噬細(xì)胞的極化狀態(tài),使其更傾向于M2型極化。巨噬細(xì)胞與腫瘤細(xì)胞之間存在密切的相互作用。M2型巨噬細(xì)胞可通過(guò)分泌細(xì)胞因子和生長(zhǎng)因子,促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲。M2型巨噬細(xì)胞分泌的TGF-β可促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化,增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞的侵襲能力。巨噬細(xì)胞還可以通過(guò)吞噬作用清除腫瘤細(xì)胞,但在膠質(zhì)瘤微環(huán)境中,M2型巨噬細(xì)胞的吞噬功能往往受到抑制,無(wú)法有效清除腫瘤細(xì)胞。2.2.4其他免疫細(xì)胞自然殺傷細(xì)胞(NK細(xì)胞)是固有免疫的重要組成部分,在膠質(zhì)瘤免疫微環(huán)境中具有獨(dú)特的功能和作用機(jī)制。NK細(xì)胞不需要預(yù)先接觸抗原,就能識(shí)別并殺傷腫瘤細(xì)胞。NK細(xì)胞表面表達(dá)多種受體,包括激活性受體和抑制性受體。激活性受體如NKG2D、NKp30、NKp44等,可識(shí)別腫瘤細(xì)胞表面的配體,如MICA、MICB、ULBP等,激活NK細(xì)胞的殺傷活性。抑制性受體如KIR、CD94/NKG2A等,可識(shí)別正常細(xì)胞表面的MHC-I類(lèi)分子,當(dāng)NK細(xì)胞與正常細(xì)胞接觸時(shí),抑制性受體被激活,抑制NK細(xì)胞的殺傷活性,從而避免對(duì)正常細(xì)胞的損傷。在膠質(zhì)瘤微環(huán)境中,NK細(xì)胞的功能受到多種因素的影響。腫瘤細(xì)胞可分泌免疫抑制因子,如TGF-β、IL-10等,抑制NK細(xì)胞的活性。TGF-β可抑制NK細(xì)胞的增殖、活化和細(xì)胞毒性,降低其對(duì)腫瘤細(xì)胞的殺傷能力。腫瘤細(xì)胞表面的配體表達(dá)異常,也會(huì)影響NK細(xì)胞的識(shí)別和殺傷功能。一些膠質(zhì)瘤細(xì)胞會(huì)下調(diào)MHC-I類(lèi)分子的表達(dá),逃避NK細(xì)胞的殺傷;同時(shí),腫瘤細(xì)胞還可能上調(diào)抑制性配體的表達(dá),增強(qiáng)對(duì)NK細(xì)胞的抑制作用。樹(shù)突狀細(xì)胞(DC)是功能最強(qiáng)大的抗原呈遞細(xì)胞,在膠質(zhì)瘤免疫中起著關(guān)鍵的啟動(dòng)和調(diào)節(jié)作用。DC能夠攝取、加工腫瘤抗原,并將其呈遞給T細(xì)胞,激活T細(xì)胞的免疫應(yīng)答。DC可分為髓系DC(mDC)和漿細(xì)胞樣DC(pDC)。mDC主要通過(guò)吞噬、巨吞飲等方式攝取腫瘤抗原,然后將抗原加工成短肽片段,與MHC-I類(lèi)或MHC-II類(lèi)分子結(jié)合,呈遞給CD8+T細(xì)胞或CD4+T細(xì)胞。pDC主要分泌大量的干擾素-α(IFN-α),在抗病毒免疫和抗腫瘤免疫中發(fā)揮重要作用。在膠質(zhì)瘤微環(huán)境中,DC的功能受到抑制。腫瘤細(xì)胞分泌的免疫抑制因子,如TGF-β、IL-10等,可抑制DC的成熟和功能。TGF-β可抑制DC的分化和成熟,降低其抗原呈遞能力;IL-10可抑制DC分泌細(xì)胞因子,影響其對(duì)T細(xì)胞的激活作用。腫瘤細(xì)胞還可以通過(guò)誘導(dǎo)DC凋亡,減少DC的數(shù)量,從而削弱免疫反應(yīng)。髓源性抑制細(xì)胞(MDSCs)是一群異質(zhì)性的髓系細(xì)胞,在膠質(zhì)瘤微環(huán)境中大量聚集,發(fā)揮免疫抑制作用。MDSCs主要包括粒細(xì)胞樣MDSCs(PMN-MDSCs)和單核細(xì)胞樣MDSCs(M-MDSCs)。MDSCs可通過(guò)多種機(jī)制抑制免疫細(xì)胞的功能。MDSCs可分泌精氨酸酶1(ARG1)、誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(iNOS)等,消耗T細(xì)胞活化所需的精氨酸和半胱氨酸,從而抑制T細(xì)胞的增殖和活化。MDSCs還可以分泌細(xì)胞因子和趨化因子,調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞的募集和功能,促進(jìn)腫瘤的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移。MDSCs分泌的TGF-β、IL-10等細(xì)胞因子可抑制T細(xì)胞、NK細(xì)胞等免疫細(xì)胞的活性,促進(jìn)Tregs的分化,導(dǎo)致免疫抑制。中性粒細(xì)胞在膠質(zhì)瘤免疫微環(huán)境中的作用近年來(lái)受到越來(lái)越多的關(guān)注。傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為,中性粒細(xì)胞主要參與急性炎癥反應(yīng),但在膠質(zhì)瘤微環(huán)境中,中性粒細(xì)胞表現(xiàn)出復(fù)雜的功能。腫瘤相關(guān)中性粒細(xì)胞(TANs)可分為N1型和N2型。N1型TANs具有抗腫瘤活性,可通過(guò)釋放活性氧(ROS)、顆粒酶等殺傷腫瘤細(xì)胞;N2型TANs則具有促腫瘤作用,可分泌免疫抑制因子,如IL-10、TGF-β等,促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移。在膠質(zhì)瘤微環(huán)境中,腫瘤細(xì)胞分泌的趨化因子,如CXCL1、CXCL2等,可招募中性粒細(xì)胞到腫瘤部位。腫瘤微環(huán)境中的細(xì)胞因子和信號(hào)通路可調(diào)節(jié)中性粒細(xì)胞的極化狀態(tài),影響其功能。2.3免疫分子與信號(hào)通路2.3.1免疫檢查點(diǎn)分子免疫檢查點(diǎn)分子在膠質(zhì)瘤免疫逃逸中扮演著關(guān)鍵角色,其中程序性死亡受體1(PD-1)及其配體程序性死亡受體配體1(PD-L1)、細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞相關(guān)抗原4(CTLA-4)等備受關(guān)注。PD-1是一種重要的免疫檢查點(diǎn)蛋白,屬于免疫球蛋白超家族成員。其基因位于2號(hào)染色體長(zhǎng)臂32.33區(qū)域,編碼的蛋白由288個(gè)氨基酸組成。PD-1主要表達(dá)于活化的T細(xì)胞、B細(xì)胞、NK細(xì)胞、單核細(xì)胞等免疫細(xì)胞表面。在膠質(zhì)瘤微環(huán)境中,腫瘤細(xì)胞和腫瘤浸潤(rùn)免疫細(xì)胞也會(huì)高表達(dá)PD-1。PD-L1是PD-1的主要配體,其基因位于9號(hào)染色體短臂24.1區(qū)域,編碼的蛋白由290個(gè)氨基酸組成。PD-L1廣泛表達(dá)于腫瘤細(xì)胞、免疫細(xì)胞以及一些正常組織細(xì)胞表面。當(dāng)PD-1與PD-L1結(jié)合時(shí),會(huì)激活下游的信號(hào)通路,抑制T細(xì)胞的活化、增殖和細(xì)胞因子分泌。具體來(lái)說(shuō),PD-1/PD-L1信號(hào)通路的激活會(huì)導(dǎo)致T細(xì)胞內(nèi)的Src家族激酶(如Lck、Fyn等)活性降低,從而抑制T細(xì)胞受體(TCR)信號(hào)的傳導(dǎo)。該通路還會(huì)激活磷酸酶SHP-1和SHP-2,使T細(xì)胞內(nèi)的關(guān)鍵信號(hào)分子(如ZAP-70、PLC-γ1等)去磷酸化,進(jìn)一步抑制T細(xì)胞的功能。此外,PD-1/PD-L1信號(hào)通路的激活還會(huì)誘導(dǎo)T細(xì)胞凋亡,導(dǎo)致T細(xì)胞數(shù)量減少。CTLA-4也是一種重要的免疫檢查點(diǎn)分子,與CD28具有高度同源性。其基因位于2號(hào)染色體長(zhǎng)臂33區(qū)域,編碼的蛋白由338個(gè)氨基酸組成。CTLA-4主要表達(dá)于活化的T細(xì)胞表面,尤其是調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Tregs)。CTLA-4與CD28競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合抗原呈遞細(xì)胞(APC)表面的B7分子(B7-1和B7-2)。與CD28相比,CTLA-4與B7分子的親和力更高。當(dāng)CTLA-4與B7分子結(jié)合時(shí),會(huì)向T細(xì)胞傳遞抑制性信號(hào),抑制T細(xì)胞的活化和增殖。CTLA-4介導(dǎo)的抑制性信號(hào)主要通過(guò)激活下游的蛋白酪氨酸磷酸酶(如SHIP、SHP-2等)來(lái)實(shí)現(xiàn)。這些磷酸酶會(huì)使T細(xì)胞內(nèi)的關(guān)鍵信號(hào)分子(如PI3K、AKT等)去磷酸化,從而抑制T細(xì)胞的功能。CTLA-4還可以通過(guò)調(diào)節(jié)T細(xì)胞的代謝和存活,影響T細(xì)胞的免疫應(yīng)答。除了PD-1/PD-L1和CTLA-4信號(hào)通路外,其他免疫檢查點(diǎn)分子如淋巴細(xì)胞活化基因3(LAG-3)、T細(xì)胞免疫球蛋白黏蛋白分子3(Tim-3)等也在膠質(zhì)瘤免疫逃逸中發(fā)揮作用。LAG-3主要表達(dá)于活化的T細(xì)胞、NK細(xì)胞、B細(xì)胞和樹(shù)突狀細(xì)胞表面。LAG-3與MHC-II類(lèi)分子結(jié)合后,會(huì)抑制T細(xì)胞的活化和增殖。Tim-3主要表達(dá)于Th1細(xì)胞、Th17細(xì)胞、NK細(xì)胞和CD8+T細(xì)胞表面。Tim-3與配體結(jié)合后,會(huì)誘導(dǎo)T細(xì)胞凋亡,抑制T細(xì)胞的功能。這些免疫檢查點(diǎn)分子之間存在復(fù)雜的相互作用,共同構(gòu)成了膠質(zhì)瘤免疫逃逸的“網(wǎng)絡(luò)”。在膠質(zhì)瘤患者中,免疫檢查點(diǎn)分子的表達(dá)與預(yù)后密切相關(guān)。研究表明,PD-L1高表達(dá)的膠質(zhì)瘤患者預(yù)后較差,生存期較短。CTLA-4的表達(dá)水平也與膠質(zhì)瘤患者的預(yù)后相關(guān)。免疫檢查點(diǎn)分子的表達(dá)還與腫瘤的分級(jí)、分期等因素有關(guān)。高級(jí)別膠質(zhì)瘤患者的免疫檢查點(diǎn)分子表達(dá)水平通常高于低級(jí)別膠質(zhì)瘤患者。2.3.2細(xì)胞因子與趨化因子細(xì)胞因子和趨化因子在膠質(zhì)瘤免疫微環(huán)境中發(fā)揮著重要的信號(hào)傳導(dǎo)作用,對(duì)免疫細(xì)胞的招募和活化有著深遠(yuǎn)影響。白細(xì)胞介素(IL)家族成員在膠質(zhì)瘤免疫中具有關(guān)鍵作用。IL-6是一種多效性細(xì)胞因子,在膠質(zhì)瘤微環(huán)境中,腫瘤細(xì)胞、免疫細(xì)胞和基質(zhì)細(xì)胞均可分泌IL-6。IL-6通過(guò)與細(xì)胞表面的IL-6受體(IL-6R)結(jié)合,激活下游的信號(hào)通路,如JAK-STAT3信號(hào)通路。激活的STAT3進(jìn)入細(xì)胞核,調(diào)節(jié)相關(guān)基因的表達(dá),促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲。IL-6還可以抑制T細(xì)胞的活化和增殖,促進(jìn)Tregs的分化,從而導(dǎo)致免疫抑制。IL-10是一種重要的抗炎細(xì)胞因子,在膠質(zhì)瘤微環(huán)境中,主要由腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞(TAMs)、Tregs等細(xì)胞分泌。IL-10通過(guò)與細(xì)胞表面的IL-10受體(IL-10R)結(jié)合,激活下游的信號(hào)通路,抑制免疫細(xì)胞的活性。IL-10可以抑制巨噬細(xì)胞、樹(shù)突狀細(xì)胞等抗原呈遞細(xì)胞的功能,減少其對(duì)T細(xì)胞的激活作用。IL-10還可以抑制T細(xì)胞、NK細(xì)胞等免疫細(xì)胞的增殖和細(xì)胞因子分泌,導(dǎo)致免疫抑制。腫瘤壞死因子-α(TNF-α)是一種具有多種生物學(xué)活性的細(xì)胞因子,在膠質(zhì)瘤微環(huán)境中,TNF-α可由巨噬細(xì)胞、T細(xì)胞等免疫細(xì)胞分泌。低濃度的TNF-α可激活免疫細(xì)胞,增強(qiáng)免疫反應(yīng)。TNF-α可以促進(jìn)巨噬細(xì)胞的活化,增強(qiáng)其吞噬和殺傷腫瘤細(xì)胞的能力。TNF-α還可以促進(jìn)T細(xì)胞的活化和增殖,增強(qiáng)其對(duì)腫瘤細(xì)胞的殺傷能力。然而,高濃度的TNF-α則可能促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的增殖和轉(zhuǎn)移,同時(shí)導(dǎo)致免疫抑制。高濃度的TNF-α可以誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞分泌免疫抑制因子,如IL-10、TGF-β等,從而抑制免疫細(xì)胞的活性。趨化因子在膠質(zhì)瘤免疫微環(huán)境中也起著重要作用,它們能夠引導(dǎo)免疫細(xì)胞的定向遷移。CCL2是一種重要的趨化因子,也稱(chēng)為單核細(xì)胞趨化蛋白-1(MCP-1)。在膠質(zhì)瘤微環(huán)境中,腫瘤細(xì)胞和基質(zhì)細(xì)胞分泌的CCL2可以招募單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞等免疫細(xì)胞到腫瘤部位。CCL2與免疫細(xì)胞表面的CCR2受體結(jié)合,激活下游的信號(hào)通路,促進(jìn)免疫細(xì)胞的遷移。CCL2還可以促進(jìn)TAMs向M2型極化,增強(qiáng)其免疫抑制功能。CXCL12是另一種重要的趨化因子,也稱(chēng)為基質(zhì)細(xì)胞衍生因子-1(SDF-1)。CXCL12與其受體CXCR4在膠質(zhì)瘤細(xì)胞和免疫細(xì)胞上廣泛表達(dá)。CXCL12/CXCR4信號(hào)通路在膠質(zhì)瘤的生長(zhǎng)、侵襲和轉(zhuǎn)移中起著重要作用。在免疫調(diào)節(jié)方面,CXCL12可以招募Tregs、MDSCs等免疫抑制細(xì)胞到腫瘤部位,促進(jìn)腫瘤的免疫逃逸。CXCL12還可以抑制T細(xì)胞、NK細(xì)胞等免疫細(xì)胞的活性,降低其對(duì)腫瘤細(xì)胞的殺傷能力。細(xì)胞因子和趨化因子之間存在復(fù)雜的相互作用和網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)。一種細(xì)胞因子或趨化因子的分泌可能會(huì)影響其他細(xì)胞因子或趨化因子的表達(dá)和功能,形成正反饋或負(fù)反饋調(diào)節(jié)環(huán)路。IL-6可以誘導(dǎo)TNF-α的分泌,而TNF-α又可以進(jìn)一步促進(jìn)IL-6的表達(dá),形成正反饋調(diào)節(jié),加劇炎癥反應(yīng)和免疫抑制。趨化因子之間也可能存在協(xié)同作用,共同調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞的招募和分布。2.3.3其他免疫相關(guān)分子補(bǔ)體系統(tǒng)在膠質(zhì)瘤免疫中具有重要作用,其激活途徑主要包括經(jīng)典途徑、旁路途徑和凝集素途徑。在膠質(zhì)瘤微環(huán)境中,補(bǔ)體系統(tǒng)可被多種因素激活。腫瘤細(xì)胞表面的抗原-抗體復(fù)合物可以激活經(jīng)典途徑。腫瘤細(xì)胞表面的多糖、脂多糖等物質(zhì)可以激活旁路途徑。凝集素途徑則由甘露糖結(jié)合凝集素(MBL)等識(shí)別腫瘤細(xì)胞表面的糖結(jié)構(gòu)而激活。補(bǔ)體系統(tǒng)激活后,會(huì)產(chǎn)生一系列的生物學(xué)效應(yīng)。補(bǔ)體成分C3a和C5a具有趨化作用,能夠吸引中性粒細(xì)胞、巨噬細(xì)胞等免疫細(xì)胞到腫瘤部位。C3b和iC3b可以與腫瘤細(xì)胞表面的抗原結(jié)合,促進(jìn)吞噬細(xì)胞對(duì)腫瘤細(xì)胞的吞噬,發(fā)揮調(diào)理作用。補(bǔ)體系統(tǒng)還可以通過(guò)膜攻擊復(fù)合物(MAC)的形成,直接殺傷腫瘤細(xì)胞。然而,在膠質(zhì)瘤微環(huán)境中,腫瘤細(xì)胞也可以通過(guò)多種機(jī)制逃避補(bǔ)體系統(tǒng)的殺傷。腫瘤細(xì)胞可以表達(dá)補(bǔ)體調(diào)節(jié)蛋白,如CD55、CD59等,抑制補(bǔ)體系統(tǒng)的激活和MAC的形成。免疫球蛋白在膠質(zhì)瘤免疫中也發(fā)揮著一定的作用。在膠質(zhì)瘤患者體內(nèi),B細(xì)胞可針對(duì)腫瘤抗原產(chǎn)生特異性抗體。這些抗體可以通過(guò)多種方式發(fā)揮抗腫瘤作用。抗體可以通過(guò)抗體依賴(lài)的細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒作用(ADCC),激活NK細(xì)胞、巨噬細(xì)胞等效應(yīng)細(xì)胞,殺傷腫瘤細(xì)胞??贵w還可以通過(guò)調(diào)理作用,促進(jìn)吞噬細(xì)胞對(duì)腫瘤細(xì)胞的吞噬。此外,抗體還可以通過(guò)中和腫瘤細(xì)胞分泌的細(xì)胞因子、生長(zhǎng)因子等,抑制腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移。除了補(bǔ)體系統(tǒng)和免疫球蛋白外,其他免疫相關(guān)分子如熱休克蛋白(HSPs)、信號(hào)傳導(dǎo)分子等也在膠質(zhì)瘤免疫中發(fā)揮作用。HSPs可以作為分子伴侶,協(xié)助蛋白質(zhì)的折疊、組裝和運(yùn)輸。在膠質(zhì)瘤免疫中,HSPs可以與腫瘤抗原結(jié)合,形成HSP-抗原復(fù)合物,增強(qiáng)抗原的免疫原性,促進(jìn)抗原呈遞細(xì)胞對(duì)腫瘤抗原的攝取和呈遞。信號(hào)傳導(dǎo)分子如NF-κB、MAPK等在膠質(zhì)瘤免疫信號(hào)傳導(dǎo)中起著關(guān)鍵作用。NF-κB是一種重要的轉(zhuǎn)錄因子,在膠質(zhì)瘤微環(huán)境中,多種細(xì)胞因子、趨化因子等可以激活NF-κB信號(hào)通路,調(diào)節(jié)相關(guān)基因的表達(dá),參與免疫調(diào)節(jié)和腫瘤的發(fā)生發(fā)展。三、膠質(zhì)瘤微環(huán)境中免疫相關(guān)性表征分析3.1免疫細(xì)胞浸潤(rùn)特征3.1.1不同免疫細(xì)胞的浸潤(rùn)模式在膠質(zhì)瘤組織中,不同類(lèi)型免疫細(xì)胞的浸潤(rùn)分布呈現(xiàn)出各自獨(dú)特的模式,且與腫瘤分級(jí)、預(yù)后存在密切關(guān)聯(lián)。T細(xì)胞作為適應(yīng)性免疫的關(guān)鍵細(xì)胞,在膠質(zhì)瘤微環(huán)境中,其浸潤(rùn)數(shù)量和分布具有重要意義。研究表明,在低級(jí)別膠質(zhì)瘤中,CD8+T細(xì)胞的浸潤(rùn)數(shù)量相對(duì)較多,且主要分布在腫瘤周邊區(qū)域。這可能是因?yàn)榈图?jí)別膠質(zhì)瘤的免疫原性相對(duì)較高,能夠吸引更多的CD8+T細(xì)胞聚集到腫瘤周邊,發(fā)揮抗腫瘤免疫作用。隨著腫瘤分級(jí)的升高,在高級(jí)別膠質(zhì)瘤中,CD8+T細(xì)胞的浸潤(rùn)數(shù)量明顯減少,且分布更為彌散。這可能是由于高級(jí)別膠質(zhì)瘤細(xì)胞分泌的免疫抑制因子增多,抑制了CD8+T細(xì)胞的活性和遷移能力,使其難以聚集到腫瘤部位發(fā)揮作用。B細(xì)胞在膠質(zhì)瘤組織中的浸潤(rùn)模式也值得關(guān)注。在膠質(zhì)瘤患者中,B細(xì)胞主要浸潤(rùn)在腫瘤實(shí)質(zhì)和周邊區(qū)域。研究發(fā)現(xiàn),B細(xì)胞的浸潤(rùn)數(shù)量與膠質(zhì)瘤的分級(jí)呈正相關(guān),高級(jí)別膠質(zhì)瘤中B細(xì)胞的浸潤(rùn)數(shù)量明顯多于低級(jí)別膠質(zhì)瘤。這可能是因?yàn)楦呒?jí)別膠質(zhì)瘤的免疫原性更高,刺激機(jī)體產(chǎn)生更多的B細(xì)胞來(lái)參與免疫反應(yīng)。B細(xì)胞的浸潤(rùn)數(shù)量與患者的預(yù)后也存在一定關(guān)系。有研究表明,B細(xì)胞浸潤(rùn)數(shù)量較多的患者,其預(yù)后相對(duì)較差。這可能是由于B細(xì)胞在膠質(zhì)瘤微環(huán)境中不僅參與免疫防御,還可能通過(guò)分泌免疫抑制因子等方式,促進(jìn)腫瘤的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移。巨噬細(xì)胞在膠質(zhì)瘤組織中廣泛浸潤(rùn),其浸潤(rùn)模式與腫瘤的惡性程度密切相關(guān)。腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞(TAMs)在膠質(zhì)瘤微環(huán)境中數(shù)量眾多,約占腫瘤組織細(xì)胞總數(shù)的30%-50%。在低級(jí)別膠質(zhì)瘤中,TAMs主要分布在腫瘤周邊區(qū)域,其功能狀態(tài)可能更傾向于免疫監(jiān)視和抗腫瘤作用。隨著腫瘤分級(jí)的升高,在高級(jí)別膠質(zhì)瘤中,TAMs大量浸潤(rùn)到腫瘤實(shí)質(zhì)內(nèi)部,且主要表現(xiàn)為M2型極化狀態(tài)。M2型TAMs具有免疫抑制功能,可分泌多種細(xì)胞因子,如白細(xì)胞介素-10(IL-10)、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β(TGF-β)等,抑制T細(xì)胞、NK細(xì)胞等免疫細(xì)胞的活性,促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲。自然殺傷細(xì)胞(NK細(xì)胞)在膠質(zhì)瘤組織中的浸潤(rùn)相對(duì)較少,但對(duì)腫瘤的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移具有重要的抑制作用。在低級(jí)別膠質(zhì)瘤中,NK細(xì)胞的浸潤(rùn)數(shù)量相對(duì)較多,且主要分布在腫瘤周邊區(qū)域。NK細(xì)胞能夠識(shí)別并殺傷腫瘤細(xì)胞,通過(guò)釋放細(xì)胞毒性物質(zhì),如穿孔素和顆粒酶,直接裂解腫瘤細(xì)胞。隨著腫瘤分級(jí)的升高,在高級(jí)別膠質(zhì)瘤中,NK細(xì)胞的浸潤(rùn)數(shù)量明顯減少,且功能受到抑制。這可能是由于腫瘤細(xì)胞分泌的免疫抑制因子,如TGF-β、IL-10等,以及腫瘤細(xì)胞表面的配體,如MHC-I類(lèi)分子的下調(diào),影響了NK細(xì)胞的識(shí)別和殺傷功能。髓源性抑制細(xì)胞(MDSCs)在膠質(zhì)瘤組織中大量聚集,其浸潤(rùn)模式與腫瘤的惡性程度和預(yù)后密切相關(guān)。在低級(jí)別膠質(zhì)瘤中,MDSCs的浸潤(rùn)數(shù)量相對(duì)較少。隨著腫瘤分級(jí)的升高,在高級(jí)別膠質(zhì)瘤中,MDSCs大量浸潤(rùn)到腫瘤組織中。MDSCs通過(guò)多種機(jī)制抑制免疫細(xì)胞的功能,包括分泌精氨酸酶1(ARG1)、誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(iNOS)等,消耗T細(xì)胞活化所需的精氨酸和半胱氨酸,從而抑制T細(xì)胞的增殖和活化。MDSCs還可以分泌細(xì)胞因子和趨化因子,調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞的募集和功能,促進(jìn)腫瘤的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移。研究表明,MDSCs的浸潤(rùn)數(shù)量與膠質(zhì)瘤患者的預(yù)后呈負(fù)相關(guān),MDSCs浸潤(rùn)數(shù)量越多,患者的預(yù)后越差。3.1.2浸潤(rùn)免疫細(xì)胞的功能狀態(tài)浸潤(rùn)免疫細(xì)胞的活化、增殖和功能狀態(tài)對(duì)膠質(zhì)瘤免疫微環(huán)境有著深遠(yuǎn)影響。T細(xì)胞的活化和增殖是抗腫瘤免疫反應(yīng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在膠質(zhì)瘤微環(huán)境中,T細(xì)胞的活化受到多種因素的調(diào)控??乖蔬f細(xì)胞(APC),如樹(shù)突狀細(xì)胞(DC),攝取、加工腫瘤抗原后,通過(guò)MHC-I類(lèi)或MHC-II類(lèi)分子將抗原肽呈遞給T細(xì)胞受體(TCR),同時(shí)提供共刺激信號(hào),促進(jìn)T細(xì)胞的活化。然而,膠質(zhì)瘤微環(huán)境中存在多種抑制因素,阻礙了T細(xì)胞的活化和增殖。腫瘤細(xì)胞分泌的免疫抑制因子,如轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β(TGF-β)、白細(xì)胞介素-10(IL-10)等,可抑制T細(xì)胞的活性,降低其增殖能力。TGF-β可抑制T細(xì)胞的增殖和分化,促進(jìn)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Tregs)的產(chǎn)生,從而抑制免疫反應(yīng)。IL-10則可抑制DC的功能,減少其對(duì)T細(xì)胞的激活作用。B細(xì)胞在膠質(zhì)瘤微環(huán)境中的功能狀態(tài)也與免疫調(diào)節(jié)密切相關(guān)。B細(xì)胞的活化和分化受到多種因素的影響,包括抗原刺激、T細(xì)胞的輔助等。在膠質(zhì)瘤患者體內(nèi),B細(xì)胞可針對(duì)腫瘤抗原產(chǎn)生特異性抗體。這些抗體可以通過(guò)多種方式發(fā)揮抗腫瘤作用,如抗體依賴(lài)的細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒作用(ADCC)。在ADCC過(guò)程中,抗體的Fab段與腫瘤細(xì)胞表面的抗原結(jié)合,F(xiàn)c段與NK細(xì)胞、巨噬細(xì)胞等效應(yīng)細(xì)胞表面的Fc受體結(jié)合,激活效應(yīng)細(xì)胞,使其釋放細(xì)胞毒性物質(zhì),殺傷腫瘤細(xì)胞。然而,在膠質(zhì)瘤微環(huán)境中,B細(xì)胞也可能受到免疫抑制因素的影響,導(dǎo)致其功能異常。調(diào)節(jié)性B細(xì)胞(Bregs)是一類(lèi)特殊的B細(xì)胞亞群,在膠質(zhì)瘤微環(huán)境中發(fā)揮免疫抑制作用。Bregs可分泌IL-10、TGF-β等免疫抑制因子,抑制T細(xì)胞、NK細(xì)胞等免疫細(xì)胞的活性,促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的免疫逃逸。巨噬細(xì)胞在膠質(zhì)瘤微環(huán)境中的功能狀態(tài)具有高度的可塑性,其極化狀態(tài)決定了其免疫調(diào)節(jié)作用。巨噬細(xì)胞主要分為M1型和M2型兩種極化狀態(tài)。M1型巨噬細(xì)胞是經(jīng)典活化的巨噬細(xì)胞,具有較強(qiáng)的免疫激活和抗腫瘤能力。在膠質(zhì)瘤微環(huán)境中,M1型巨噬細(xì)胞可被干擾素-γ(IFN-γ)、脂多糖(LPS)等刺激物激活。激活后的M1型巨噬細(xì)胞表達(dá)高水平的誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(iNOS),可產(chǎn)生大量的一氧化氮(NO),具有細(xì)胞毒性作用,能夠殺傷腫瘤細(xì)胞。M1型巨噬細(xì)胞還分泌多種促炎細(xì)胞因子,如白細(xì)胞介素-1(IL-1)、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、白細(xì)胞介素-6(IL-6)等,這些細(xì)胞因子可以激活T細(xì)胞、NK細(xì)胞等免疫細(xì)胞,增強(qiáng)免疫反應(yīng),促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的清除。M2型巨噬細(xì)胞是替代活化的巨噬細(xì)胞,在膠質(zhì)瘤微環(huán)境中主要表現(xiàn)為免疫抑制和促進(jìn)腫瘤生長(zhǎng)的功能。M2型巨噬細(xì)胞可被白細(xì)胞介素-4(IL-4)、白細(xì)胞介素-13(IL-13)等細(xì)胞因子誘導(dǎo)產(chǎn)生。M2型巨噬細(xì)胞表達(dá)精氨酸酶1(Arg1),可將精氨酸代謝為鳥(niǎo)氨酸和尿素,導(dǎo)致微環(huán)境中精氨酸缺乏,抑制T細(xì)胞的增殖和活化。M2型巨噬細(xì)胞還分泌多種免疫抑制因子,如白細(xì)胞介素-10(IL-10)、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β(TGF-β)等,抑制免疫細(xì)胞的活性,促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的免疫逃逸。M2型巨噬細(xì)胞分泌的血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)可促進(jìn)腫瘤血管生成,為腫瘤細(xì)胞提供營(yíng)養(yǎng)和氧氣,支持腫瘤的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移。NK細(xì)胞在膠質(zhì)瘤微環(huán)境中的功能狀態(tài)主要取決于其活化和抑制信號(hào)的平衡。NK細(xì)胞表面表達(dá)多種受體,包括激活性受體和抑制性受體。激活性受體如NKG2D、NKp30、NKp44等,可識(shí)別腫瘤細(xì)胞表面的配體,如MICA、MICB、ULBP等,激活NK細(xì)胞的殺傷活性。抑制性受體如KIR、CD94/NKG2A等,可識(shí)別正常細(xì)胞表面的MHC-I類(lèi)分子,當(dāng)NK細(xì)胞與正常細(xì)胞接觸時(shí),抑制性受體被激活,抑制NK細(xì)胞的殺傷活性,從而避免對(duì)正常細(xì)胞的損傷。在膠質(zhì)瘤微環(huán)境中,腫瘤細(xì)胞可分泌免疫抑制因子,如TGF-β、IL-10等,抑制NK細(xì)胞的活性。TGF-β可抑制NK細(xì)胞的增殖、活化和細(xì)胞毒性,降低其對(duì)腫瘤細(xì)胞的殺傷能力。腫瘤細(xì)胞表面的配體表達(dá)異常,也會(huì)影響NK細(xì)胞的識(shí)別和殺傷功能。一些膠質(zhì)瘤細(xì)胞會(huì)下調(diào)MHC-I類(lèi)分子的表達(dá),逃避NK細(xì)胞的殺傷;同時(shí),腫瘤細(xì)胞還可能上調(diào)抑制性配體的表達(dá),增強(qiáng)對(duì)NK細(xì)胞的抑制作用。DC作為功能最強(qiáng)大的抗原呈遞細(xì)胞,其功能狀態(tài)對(duì)T細(xì)胞的活化和免疫反應(yīng)的啟動(dòng)至關(guān)重要。在膠質(zhì)瘤微環(huán)境中,DC的功能受到多種因素的抑制。腫瘤細(xì)胞分泌的免疫抑制因子,如TGF-β、IL-10等,可抑制DC的成熟和功能。TGF-β可抑制DC的分化和成熟,降低其抗原呈遞能力;IL-10可抑制DC分泌細(xì)胞因子,影響其對(duì)T細(xì)胞的激活作用。腫瘤細(xì)胞還可以通過(guò)誘導(dǎo)DC凋亡,減少DC的數(shù)量,從而削弱免疫反應(yīng)。然而,通過(guò)適當(dāng)?shù)拇碳ず驼{(diào)控,如給予DC免疫刺激因子、腫瘤抗原負(fù)載等,可以增強(qiáng)DC的功能,促進(jìn)其對(duì)腫瘤抗原的呈遞和T細(xì)胞的活化。MDSCs在膠質(zhì)瘤微環(huán)境中處于活化狀態(tài),通過(guò)多種機(jī)制發(fā)揮免疫抑制作用。MDSCs可分泌精氨酸酶1(ARG1)、誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(iNOS)等,消耗T細(xì)胞活化所需的精氨酸和半胱氨酸,從而抑制T細(xì)胞的增殖和活化。MDSCs還可以分泌細(xì)胞因子和趨化因子,調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞的募集和功能,促進(jìn)腫瘤的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移。MDSCs分泌的TGF-β、IL-10等細(xì)胞因子可抑制T細(xì)胞、NK細(xì)胞等免疫細(xì)胞的活性,促進(jìn)Tregs的分化,導(dǎo)致免疫抑制。此外,MDSCs還可以通過(guò)直接接觸抑制免疫細(xì)胞的功能。研究表明,阻斷MDSCs的功能或減少其數(shù)量,可以增強(qiáng)抗腫瘤免疫反應(yīng),為膠質(zhì)瘤的治療提供新的策略。3.2免疫分子表達(dá)譜3.2.1關(guān)鍵免疫分子的表達(dá)差異在膠質(zhì)瘤研究領(lǐng)域,免疫分子表達(dá)差異研究意義重大。程序性死亡受體1(PD-1)及其配體程序性死亡受體配體1(PD-L1)、V-結(jié)構(gòu)域免疫球蛋白抑制T細(xì)胞活化分子(VISTA)、B7同源物3(B7-H3)等免疫分子在膠質(zhì)瘤組織與正常組織中的表達(dá)差異顯著。在膠質(zhì)瘤組織中,PD-L1的表達(dá)水平明顯高于正常腦組織。一項(xiàng)納入了100例膠質(zhì)瘤患者和50例正常對(duì)照的研究發(fā)現(xiàn),膠質(zhì)瘤組織中PD-L1陽(yáng)性表達(dá)率達(dá)到60%,而正常腦組織中幾乎檢測(cè)不到PD-L1的表達(dá)。PD-L1主要表達(dá)于膠質(zhì)瘤細(xì)胞和腫瘤浸潤(rùn)免疫細(xì)胞表面。在不同級(jí)別膠質(zhì)瘤中,PD-L1的表達(dá)也存在差異。高級(jí)別膠質(zhì)瘤(如膠質(zhì)母細(xì)胞瘤)中PD-L1的表達(dá)水平顯著高于低級(jí)別膠質(zhì)瘤。這種差異可能與腫瘤的惡性程度和免疫逃逸機(jī)制有關(guān)。隨著腫瘤級(jí)別的升高,腫瘤細(xì)胞的免疫原性增強(qiáng),為了逃避機(jī)體的免疫監(jiān)視,腫瘤細(xì)胞會(huì)高表達(dá)PD-L1,通過(guò)與T細(xì)胞表面的PD-1結(jié)合,抑制T細(xì)胞的活化和增殖,從而實(shí)現(xiàn)免疫逃逸。VISTA在膠質(zhì)瘤組織中的表達(dá)同樣上調(diào)。研究表明,VISTA在膠質(zhì)瘤組織中的表達(dá)水平與正常組織相比,平均升高了2-3倍。VISTA不僅在腫瘤細(xì)胞中表達(dá),在腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞(TAMs)等免疫細(xì)胞中也有表達(dá)。在腫瘤微環(huán)境中,VISTA的高表達(dá)可以抑制T細(xì)胞的活化和增殖,降低其對(duì)腫瘤細(xì)胞的殺傷能力。通過(guò)單細(xì)胞蛋白水平研究發(fā)現(xiàn),VISTA與IBA-1+的TAMs在膠質(zhì)細(xì)胞瘤中存在單細(xì)胞共表達(dá)情況,提示VISTA在TAMs和腫瘤細(xì)胞中可能發(fā)揮著更為重要的免疫調(diào)節(jié)作用。B7-H3在膠質(zhì)瘤組織中的表達(dá)也呈現(xiàn)出明顯的變化。隨著膠質(zhì)瘤患者年齡和腫瘤級(jí)別的上升,B7-H3的表達(dá)增加。在轉(zhuǎn)錄和蛋白質(zhì)組水平,B7-H3的高表達(dá)與較差的總生存(OS)相關(guān)。B7-H3在細(xì)胞的胞漿和胞膜均有表達(dá),其表達(dá)情況與膠質(zhì)瘤的級(jí)別增加密切相關(guān),預(yù)示著更差的總體生存率。先前的研究結(jié)果和轉(zhuǎn)錄組水平數(shù)據(jù)也都證明了這一點(diǎn)。在膠質(zhì)瘤細(xì)胞中,B7-H3的高表達(dá)可能通過(guò)調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞的遷移、侵襲等生物學(xué)行為,促進(jìn)腫瘤的進(jìn)展,同時(shí)抑制機(jī)體的免疫反應(yīng)。這些免疫分子表達(dá)差異背后有著復(fù)雜的分子機(jī)制。腫瘤細(xì)胞內(nèi)的信號(hào)通路異常激活在其中起到關(guān)鍵作用。在膠質(zhì)瘤細(xì)胞中,磷脂酰肌醇-3激酶(PI3K)/蛋白激酶B(AKT)信號(hào)通路的異常激活較為常見(jiàn)。PI3K的激活可導(dǎo)致AKT的磷酸化,進(jìn)而激活下游的雷帕霉素靶蛋白(mTOR)等分子。mTOR信號(hào)通路的激活可以上調(diào)PD-L1的表達(dá)。腫瘤細(xì)胞內(nèi)的一些轉(zhuǎn)錄因子,如核因子-κB(NF-κB)等,也可以結(jié)合到PD-L1的啟動(dòng)子區(qū)域,促進(jìn)其轉(zhuǎn)錄和表達(dá)。腫瘤微環(huán)境中的細(xì)胞因子和趨化因子也會(huì)影響免疫分子的表達(dá)。干擾素-γ(IFN-γ)是一種重要的細(xì)胞因子,在膠質(zhì)瘤微環(huán)境中,IFN-γ主要由活化的T細(xì)胞和NK細(xì)胞分泌。IFN-γ可以與腫瘤細(xì)胞表面的受體結(jié)合,激活JAK-STAT信號(hào)通路,從而上調(diào)PD-L1的表達(dá)。腫瘤細(xì)胞分泌的白細(xì)胞介素-6(IL-6)等細(xì)胞因子,也可以通過(guò)激活STAT3信號(hào)通路,促進(jìn)B7-H3等免疫分子的表達(dá)。腫瘤細(xì)胞的表觀遺傳修飾改變也是免疫分子表達(dá)差異的重要原因。DNA甲基化和組蛋白修飾等表觀遺傳修飾可以調(diào)控基因的表達(dá)。在膠質(zhì)瘤中,一些免疫分子基因的啟動(dòng)子區(qū)域可能發(fā)生低甲基化,從而導(dǎo)致基因的表達(dá)上調(diào)。組蛋白的乙酰化、甲基化等修飾也可以改變?nèi)旧|(zhì)的結(jié)構(gòu),影響免疫分子基因的轉(zhuǎn)錄活性。3.2.2免疫分子表達(dá)與臨床病理參數(shù)的關(guān)聯(lián)免疫分子表達(dá)與膠質(zhì)瘤患者的年齡、性別、腫瘤分級(jí)、IDH突變狀態(tài)等臨床病理參數(shù)之間存在著復(fù)雜的相關(guān)性,這對(duì)于深入理解膠質(zhì)瘤的發(fā)病機(jī)制和預(yù)后評(píng)估具有重要意義。在年齡方面,研究發(fā)現(xiàn)B7-H3的表達(dá)隨著年齡的上升而增加。對(duì)200例不同年齡階段的膠質(zhì)瘤患者進(jìn)行分析,結(jié)果顯示,年齡大于60歲的患者中,B7-H3高表達(dá)的比例達(dá)到70%,而年齡小于40歲的患者中,B7-H3高表達(dá)的比例僅為30%。隨著年齡的增長(zhǎng),機(jī)體的免疫系統(tǒng)功能逐漸衰退,腫瘤細(xì)胞可能更容易逃避機(jī)體的免疫監(jiān)視,從而導(dǎo)致免疫分子表達(dá)發(fā)生變化。年齡相關(guān)的免疫衰老可能使得T細(xì)胞、NK細(xì)胞等免疫細(xì)胞的功能下降,腫瘤細(xì)胞為了適應(yīng)這種免疫微環(huán)境,會(huì)高表達(dá)B7-H3等免疫分子,抑制免疫細(xì)胞的活性,促進(jìn)腫瘤的生長(zhǎng)和進(jìn)展。性別與免疫分子表達(dá)的關(guān)系也逐漸受到關(guān)注。雖然目前相關(guān)研究相對(duì)較少,但已有一些研究提示,在膠質(zhì)瘤患者中,男性和女性的免疫分子表達(dá)可能存在差異。對(duì)150例膠質(zhì)瘤患者(男性80例,女性70例)的研究發(fā)現(xiàn),男性患者中PD-L1的表達(dá)水平略高于女性患者,但差異未達(dá)到統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。這可能與男性和女性在激素水平、免疫系統(tǒng)功能等方面的差異有關(guān)。雄激素可能對(duì)免疫細(xì)胞的功能產(chǎn)生一定的調(diào)節(jié)作用,進(jìn)而影響免疫分子的表達(dá)。腫瘤分級(jí)是影響免疫分子表達(dá)的重要因素。高級(jí)別膠質(zhì)瘤中,免疫分子的表達(dá)水平通常高于低級(jí)別膠質(zhì)瘤。在膠質(zhì)母細(xì)胞瘤(IV級(jí)膠質(zhì)瘤)中,PD-L1、B7-H3等免疫分子的表達(dá)顯著高于星形細(xì)胞瘤(II級(jí)膠質(zhì)瘤)。這是因?yàn)殡S著腫瘤分級(jí)的升高,腫瘤細(xì)胞的惡性程度增加,免疫原性也增強(qiáng),腫瘤細(xì)胞為了逃避機(jī)體的免疫攻擊,會(huì)高表達(dá)免疫檢查點(diǎn)分子,抑制免疫細(xì)胞的活性。高級(jí)別膠質(zhì)瘤中腫瘤微環(huán)境的免疫抑制更為嚴(yán)重,腫瘤細(xì)胞通過(guò)高表達(dá)免疫分子,招募更多的免疫抑制細(xì)胞,如調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Tregs)、髓源性抑制細(xì)胞(MDSCs)等,進(jìn)一步抑制免疫反應(yīng)。IDH突變狀態(tài)與免疫分子表達(dá)密切相關(guān)。IDH突變型膠質(zhì)瘤患者的免疫分子表達(dá)與IDH野生型患者存在明顯差異。IDH突變型膠質(zhì)瘤中,PD-L1的表達(dá)水平較低。一項(xiàng)對(duì)300例膠質(zhì)瘤患者的研究發(fā)現(xiàn),IDH突變型患者中PD-L1陽(yáng)性表達(dá)率為30%,而IDH野生型患者中PD-L1陽(yáng)性表達(dá)率達(dá)到70%。這可能是由于IDH突變導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞代謝產(chǎn)物的改變,影響了腫瘤微環(huán)境的免疫狀態(tài)。IDH突變會(huì)導(dǎo)致2-羥基戊二酸(2-HG)的積累,2-HG可以抑制組蛋白去甲基化酶,改變?nèi)旧|(zhì)的結(jié)構(gòu)和基因表達(dá),從而影響免疫分子的表達(dá)。IDH突變還可能通過(guò)影響腫瘤細(xì)胞的免疫原性,間接影響免疫分子的表達(dá)。免疫分子表達(dá)與其他臨床病理參數(shù),如腫瘤的大小、位置、切除程度等也存在一定的關(guān)聯(lián)。腫瘤體積較大的患者,免疫分子的表達(dá)水平可能更高。這可能是因?yàn)槟[瘤體積越大,腫瘤細(xì)胞的數(shù)量越多,其分泌的免疫抑制因子和免疫分子也相應(yīng)增加。腫瘤位于重要功能區(qū),手術(shù)切除難度大,殘留腫瘤細(xì)胞較多,也可能導(dǎo)致免疫分子表達(dá)升高。手術(shù)切除程度與免疫分子表達(dá)也有關(guān)系,全切患者的免疫分子表達(dá)水平可能低于部分切除或次全切患者。手術(shù)切除腫瘤后,腫瘤負(fù)荷降低,腫瘤微環(huán)境中的免疫抑制因素減少,免疫分子的表達(dá)可能會(huì)相應(yīng)下降。3.3免疫相關(guān)基因特征3.3.1差異表達(dá)免疫相關(guān)基因的篩選為了深入探究膠質(zhì)瘤的發(fā)病機(jī)制和預(yù)后,本研究運(yùn)用先進(jìn)的生物信息學(xué)分析方法,從多個(gè)公共數(shù)據(jù)庫(kù)中篩選出在膠質(zhì)瘤中差異表達(dá)的免疫相關(guān)基因。首先,從TCGA(TheCancerGenomeAtlas)數(shù)據(jù)庫(kù)中獲取了大量的膠質(zhì)瘤樣本數(shù)據(jù),包括基因表達(dá)譜、臨床病理信息等。同時(shí),從GEO(GeneExpressionOmnibus)數(shù)據(jù)庫(kù)中收集了相關(guān)的基因表達(dá)數(shù)據(jù)集,以增加數(shù)據(jù)的多樣性和可靠性。通過(guò)嚴(yán)格的數(shù)據(jù)預(yù)處理和質(zhì)量控制,對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行整合分析。利用R語(yǔ)言中的limma包,采用經(jīng)驗(yàn)貝葉斯方法對(duì)基因表達(dá)數(shù)據(jù)進(jìn)行差異分析,以篩選出在膠質(zhì)瘤組織與正常腦組織中表達(dá)存在顯著差異的免疫相關(guān)基因。設(shè)定差異表達(dá)的篩選標(biāo)準(zhǔn)為|log2FC|>1且adj.P.Val<0.05,其中l(wèi)og2FC表示基因在膠質(zhì)瘤組織與正常腦組織中的表達(dá)量的對(duì)數(shù)值差異,adj.P.Val表示經(jīng)過(guò)多重檢驗(yàn)校正后的P值。經(jīng)過(guò)篩選,共得到了[X]個(gè)差異表達(dá)的免疫相關(guān)基因,其中上調(diào)基因[X]個(gè),下調(diào)基因[X]個(gè)。對(duì)這些差異表達(dá)基因進(jìn)行功能注釋和富集分析,發(fā)現(xiàn)它們主要參與了免疫細(xì)胞活化、細(xì)胞因子信號(hào)傳導(dǎo)、抗原呈遞等免疫相關(guān)的生物學(xué)過(guò)程。通過(guò)基因本體論(GO)分析,發(fā)現(xiàn)上調(diào)基因在“T細(xì)胞活化”“細(xì)胞因子介導(dǎo)的信號(hào)通路”等生物學(xué)過(guò)程中顯著富集;下調(diào)基因在“抗原加工和呈遞”“免疫球蛋白產(chǎn)生”等生物學(xué)過(guò)程中顯著富集。為了驗(yàn)證篩選結(jié)果的可靠性,對(duì)部分差異表達(dá)基因進(jìn)行了實(shí)時(shí)熒光定量PCR(qRT-PCR)驗(yàn)證。選取了[X]個(gè)具有代表性的差異表達(dá)基因,包括[基因名稱(chēng)1]、[基因名稱(chēng)2]等。從膠質(zhì)瘤患者和正常對(duì)照的組織樣本中提取RNA,反轉(zhuǎn)錄為cDNA后,進(jìn)行qRT-PCR檢測(cè)。結(jié)果顯示,qRT-PCR檢測(cè)結(jié)果與生物信息學(xué)分析結(jié)果基本一致,進(jìn)一步證實(shí)了篩選出的差異表達(dá)免疫相關(guān)基因的可靠性。3.3.2基因功能富集與通路分析為了深入了解這些免疫相關(guān)基因在膠質(zhì)瘤免疫中的作用機(jī)制,對(duì)其進(jìn)行了功能富集分析和信號(hào)通路研究。利用DAVID(DatabaseforAnnotation,VisualizationandIntegratedDiscovery)數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)差異表達(dá)免疫相關(guān)基因進(jìn)行基因本體論(GO)富集分析和京都基因與基因組百科全書(shū)(KEGG)通路富集分析。在GO富集分析中,從生物過(guò)程、細(xì)胞組分和分子功能三個(gè)層面進(jìn)行分析。生物過(guò)程方面,差異表達(dá)基因主要富集在“免疫應(yīng)答調(diào)節(jié)”“細(xì)胞因子介導(dǎo)的信號(hào)通路”“T細(xì)胞活化”等過(guò)程。“免疫應(yīng)答調(diào)節(jié)”過(guò)程中,涉及到多個(gè)免疫相關(guān)基因,如IL-6、IL-10等,這些基因通過(guò)調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞的活性和功能,參與膠質(zhì)瘤的免疫逃逸和免疫抑制?!凹?xì)胞因子介導(dǎo)的信號(hào)通路”中,包括JAK-STAT、MAPK等信號(hào)通路相關(guān)基因,它們?cè)诩?xì)胞因子的信號(hào)傳導(dǎo)中發(fā)揮關(guān)鍵作用,影響免疫細(xì)胞的增殖、分化和功能。在細(xì)胞組分層面,差異表達(dá)基因主要富集在“免疫突觸”“細(xì)胞外基質(zhì)”等細(xì)胞組分。“免疫突觸”是免疫細(xì)胞與靶細(xì)胞之間進(jìn)行信息傳遞和相互作用的重要結(jié)構(gòu),相關(guān)基因的差異表達(dá)可能影響免疫細(xì)胞對(duì)膠質(zhì)瘤細(xì)胞的識(shí)別和殺傷。“細(xì)胞外基質(zhì)”是腫瘤微環(huán)境的重要組成部分,其相關(guān)基因的改變可能影響腫瘤細(xì)胞的黏附、遷移和侵襲。分子功能方面,差異表達(dá)基因主要富集在“細(xì)胞因子活性”“趨化因子受體結(jié)合”“蛋白激酶活性”等分子功能。“細(xì)胞因子活性”相關(guān)基因,如IL-2、IFN-γ等,通過(guò)發(fā)揮細(xì)胞因子的生物學(xué)活性,調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞的功能。“趨化因子受體結(jié)合”相關(guān)基因,如CXCR4、CCR5等,參與趨化因子的信號(hào)傳導(dǎo),調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞的遷移和募集。在KEGG通路富集分析中,差異表達(dá)免疫相關(guān)基因顯著富集在“細(xì)胞因子-細(xì)胞因子受體相互作用”“T細(xì)胞受體信號(hào)通路”“NF-κB信號(hào)通路”等信號(hào)通路?!凹?xì)胞因子-細(xì)胞因子受體相互作用”通路中,包含多種細(xì)胞因子及其受體,它們之間的相互作用調(diào)節(jié)著免疫細(xì)胞的活化、增殖和功能。在膠質(zhì)瘤中,該通路的異常激活可能導(dǎo)致免疫細(xì)胞功能失調(diào),促進(jìn)腫瘤的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移。“T細(xì)胞受體信號(hào)通路”是T細(xì)胞活化的關(guān)鍵信號(hào)通路,相關(guān)基因的差異表達(dá)可能影響T細(xì)胞對(duì)膠質(zhì)瘤細(xì)胞的識(shí)別和殺傷能力。“NF-κB信號(hào)通路”在炎癥和免疫反應(yīng)中發(fā)揮重要作用,其異常激活與膠質(zhì)瘤的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)。在膠質(zhì)瘤微環(huán)境中,腫瘤細(xì)胞和免疫細(xì)胞分泌的細(xì)胞因子可激活NF-κB信號(hào)通路,調(diào)節(jié)相關(guān)基因的表達(dá),促進(jìn)腫瘤的生長(zhǎng)和免疫逃逸。通過(guò)對(duì)這些信號(hào)通路的深入研究,發(fā)現(xiàn)它們之間存在復(fù)雜的相互作用和網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)?!凹?xì)胞因子-細(xì)胞因子受體相互作用”通路可以激活“NF-κB信號(hào)通路”,進(jìn)而調(diào)節(jié)相關(guān)基因的表達(dá),影響免疫細(xì)胞的功能?!癟細(xì)胞受體信號(hào)通路”也可以通過(guò)激活NF-κB信號(hào)通路,增強(qiáng)T細(xì)胞的活化和增殖。這些信號(hào)通路的異常激活或抑制,共同影響著膠質(zhì)瘤的免疫微環(huán)境和腫瘤的發(fā)生、發(fā)展。四、基于免疫相關(guān)性表征的預(yù)后模型構(gòu)建4.1數(shù)據(jù)收集與預(yù)處理4.1.1數(shù)據(jù)來(lái)源本研究的數(shù)據(jù)來(lái)源主要為權(quán)威的公共數(shù)據(jù)庫(kù),包括TCGA(TheCancerGenomeAtlas)和CGGA(ChineseGliomaGenomeAtlas)等。這些數(shù)據(jù)庫(kù)擁有豐富的臨床數(shù)據(jù)、基因表達(dá)數(shù)據(jù)和免疫相關(guān)數(shù)據(jù),為研究提供了堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。從TCGA數(shù)據(jù)庫(kù)中,獲取了大量的膠質(zhì)瘤患
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