激素受体阳性(HR+)乳腺癌具有显著的异质性,受脂质代谢和铁死亡(LMF)的影响。尽管免疫检查点抑制剂在新辅助治疗中显示出前景,如 KEYNOTE-756 和 CheckMate 7FL 试验所证明的那样,但确定最佳患者群体仍然具有挑战性。本研究旨在基于 LMF 相关基因对分子簇进行分类,并开发 LMF 指数,以预测 HR + 乳腺癌的预后和免疫治疗反应。

2025年3月,中国医学科学院北京协和医学院和复旦大学上海医学院团队联合在International Journal Of Biological Sciences上发表题为Multi-cohort validation of a lipid metabolism and ferroptosis-associated index for prognosis and immunotherapy response prediction in hormone receptor-positive breast cancer论文。
本研究确定了两个分子簇。簇 1 表现出更高的 TMB、肿瘤纯度和 Ki-67,而簇 2 显示出更多的 CD8+T 细胞以及 PD-1、PD-L1 和 CTLA4 的表达升高。LMF 指数源自 7 个基因面板(KRT5、CD209、KLRB1、MRC1、UGT2B4、FABP7 和 BIRC3),能有效将患者分为高 LMF 指数组和低 LMF 指数组,高 LMF 指数患者的总生存期显著缩短。低 LMF 指数患者表现出 ACSL4 表达升高、免疫活性增强、免疫表型评分更高以及新辅助免疫治疗后的病理完全缓解率增加,表明其从免疫治疗中获益的潜力更大。在Shanghai cohort的转录组水平和组织芯片的蛋白水平上,均验证了 LMF 指数的预后价值。空间分析进一步表明,KLRB1 在肿瘤基质中富集,与 CD8+T 细胞和 M1 巨噬细胞浸润相关,并增强了对免疫治疗的反应。
本研究在 HR + 乳腺癌中识别出不同的 LMF 相关分子簇,这些簇具有独特的预后和免疫特征。LMF 指数有望作为 HR + 乳腺癌的预后生物标志物和免疫治疗策略的指导。
实验部分
在 HR + 乳腺癌研究中,如何精准捕捉肿瘤组织中多种蛋白的表达模式、免疫细胞的浸润特征,以及它们与患者预后和治疗响应的关联,是至关重要的。
使用 TissueFAXS Spectra系统对多重免疫荧光的组织芯片进行多光谱成像,获取图像数据。
将获取的图像数据导入 Strata-Quest 分析软件进行进一步处理,包括光谱解混以分离单通道荧光信号,基于细胞核(DAPI 染色)定义距离半径来检测特定蛋白荧光信号,设置阈值以识别和量化阳性染色细胞群,并记录单阳性、双阳性或多阳性染色细胞的数量和强度,为后续分析提供数据支持。
通过这些技术,研究得以对组织样本中相关蛋白的表达和分布进行精准检测与量化,进而分析其与 LMF_index、免疫细胞浸润及患者预后等的关系,为研究结论提供了实验依据。

Figure 7对乳腺癌组织芯片中 LMF_index 相关蛋白的检测结果。
图 7A 和 7B 分别呈现了低 LMF_index 组和高 LMF_index 组中 KRT5、UGT2B4、BIRC3、MRC1、CD209、FABP7 和 KLRB1 的代表性 mIHC 染色图像,通过 TissueFAXS 系统获取的多光谱图像清晰显示了这些蛋白在组织中的表达差异;图 7C 利用该技术量化的蛋白表达数据进行 Kaplan-Meier 生存分析,表明低 LMF_index 患者预后更优;图 7D 通过 TissueGnostics 技术分析的结果绘制 ROC 曲线,验证了 LMF_index 在 8 年总生存期预测中的有效性。

Figure 9 借助 TissueGnostics 技术分析免疫细胞浸润和免疫治疗敏感性。
图 9A 展示了低、高 LMF_index 组中 CD8、CD68、CD163 和 PD-L1 的 mIHC 图像,通过 Strata-Quest 软件对这些图像的量化分析,得出图 9B-F 中 CD8+T 细胞、M1 样巨噬细胞等在两组中的浸润差异,以及图 9F 中 PD-L1 + 细胞的表达差异,为 LMF_index 与免疫微环境的关联提供了直观证据。

Figure 10 利用 TissueGnostics 技术探究 KLRB1 与免疫细胞浸润的关系。
图 10A 呈现了高 KLRB1 表达组中 PanCK、CD8、KLRB1 等标志物的 mIHC 图像;通过该技术对蛋白表达的量化,得出图 10B-F 中 KLRB1 + 细胞、CD8+T 细胞等与患者预后的关联,以及图 10H-K 中不同 KLRB1 表达组的免疫细胞浸润差异;图 10L 基于该技术的空间分析,显示 KLRB1 在肿瘤基质区的高表达,进一步支持其在免疫调节中的作用