LILRB4(又名ILT3)泛癌全景分析鉴定其为髓系及抗原呈递轴的情境依赖性标志物

《Translational Oncology》:A pan-cancer landscape of LILRB4 identifies it as a context-dependent marker of the myeloid and antigen-presentation axis

【字体: 时间:2026年06月17日 来源:Translational Oncology 4.1

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  抑制性受体(Inhibitory receptors)可调控肿瘤微环境(Tumor Microenvironment, TME)内的抗原呈递(Antigen Processing and Presentation, APP)及髓系细胞应答,然而LILRB4跨癌

  
抑制性受体(Inhibitory receptors)可调控肿瘤微环境(Tumor Microenvironment, TME)内的抗原呈递(Antigen Processing and Presentation, APP)及髓系细胞应答,然而LILRB4跨癌种的全景特征及其临床意义尚未被完整阐明。研究人员通过整合公共多组学数据库,系统描绘了LILRB4在表达、遗传变异、DNA甲基化、磷酸化及免疫浸润层面的特征,并检验其与临床结局的关联。LILRB4在免疫组织及单核细胞(monocytes)、巨噬细胞(macrophages)和树突状细胞(Dendritic Cells, DCs)中高表达,且在多种癌症中上调,但转录本与蛋白水平偶有不一致。其与生存的关系具有癌种依赖性——在宫颈癌(Cervical Squamous Cell Carcinoma, CESC)、皮肤黑色素瘤(Skin Cutaneous Melanoma, SKCM)及子宫癌肉瘤(Uterine Carcinosarcoma, UCS)中为保护性因素,而在低级别胶质瘤(Lower-Grade Glioma, LGG)中与更高风险相关,并与前列腺腺癌(Prostate Adenocarcinoma, PRAD)的复发指标相关。遗传改变以扩增及集中于免疫球蛋白(Immunoglobulin, Ig)结构域的错义突变为主(含P184热点),但携带变异者未见一致的生存差异。LILRB4表达在数种癌症中与肿瘤突变负荷(Tumor Mutational Burden, TMB)、微卫星不稳定性(Microsatellite Instability, MSI)及同源重组缺陷(Homologous Recombination Deficiency, HRD)呈正相关。在LGG中,启动子近端CpG位点高甲基化与较长生存期相关,多种癌症呈现位点及癌种特异性的磷酸化差异。LILRB4与巨噬细胞浸润强相关,共表达及互作分析均指向抗原加工与呈递通路,其中HLA-DRA为共有节点。综上,上述发现支持LILRB4作为TME中髓系及抗原呈递轴的情境依赖性标志物,并为后续功能验证提供了整合参考框架。
论文解读:LILRB4泛癌多组学景观及其作为髓系与抗原呈递轴情境依赖性标志物的鉴定
Li Jiabin、He Xuhui、Guo Yueyue、Zhang Longsheng、Cheng Waiming及Zheng Chaoshun发表于《Translational Oncology》。
研究背景与目的
抑制性受体(Inhibitory receptors,如LILRB家族)可通过免疫受体酪氨酸抑制基序(Immunoreceptor Tyrosine-based Inhibitory Motifs, ITIMs)募集SHP-1/2调节髓系细胞功能并影响抗原识别与T细胞活化。LILRB4(亦称ILT3/CD85k/Leukocyte Immunoglobulin-like Receptor Subfamily B Member 4)主要在单核细胞、巨噬细胞及树突状细胞上表达,既往多局限于单一癌种或单组学层面研究,其跨肿瘤多层级分子特征、与基因组不稳定性指标之关联、启动子甲基化与位点特异性磷酸化的生物学含义及转录-蛋白水平差异尚待系统阐明。为此,研究人员整合TCGA、GTEx、CPTAC、cBioPortal等多组学公共资源,开展LILRB4泛癌(pan-cancer)全景分析,旨在明确其表达异质性、遗传/表观/翻译后修饰特征、免疫浸润关联及临床预后意义。
主要技术方法
研究人员基于公共多组学资源开展回顾性泛癌分析:①组织与细胞类型表达采用人类蛋白 atlas(Human Protein Atlas, HPA);②癌 vs 正常表达比较用TIMER2.0及GEPIA2(补以GTEx正常对照),分期比较用GEPIA2分期模块;③蛋白及位点特异性磷酸化水平来自CPTAC数据集;④总生存(Overall Survival, OS)与无病生存(Disease-Free Survival, DFS)用GEPIA/GEPIA2 Kaplan–Meier与log-rank检验,LGG中行多因素Cox回归校正年龄/性别/分级;⑤遗传改变(体细胞突变与拷贝数变异,不含胚系)及突变携带者生存用cBioPortal;⑥TMB、MSI、HRD指标取自Sangerbox;⑦启动子区DNA甲基化用TCGA甲基化芯片聚焦cg05329879等探针并结合MethSurv做生存分层;⑧巨噬细胞M0/M1/M2浸润用TIMER2.0多算法(CIBERSORT、CIBERSORT-ABS、MCPCOUNTER、EPIC、xCell、TIMER、quanTIseq、TIDE)反卷积并做Spearman相关;⑨共表达基因取GEPIA2 top 100,实验验证互作蛋白取STRING数据库(evidence: experiments),取交集得核心节点,并对合并基因集行KEGG与GO分子功能(Molecular Function, MF)富集分析;图形组装于R语言各扩展包。
研究结果
LILRB4 is highly expressed in the immune system and heterogeneously upregulated across cancers(LILRB4在免疫系统高表达且跨癌种异质性上调)
HPA数据显示LILRB4 mRNA在脾、肺、淋巴结及脊髓高表达,单细胞水平富集于单核细胞、巨噬细胞及树突状细胞。TCGA比对显示BRCA、ESCA、GBM、HNSC、KICH、KIRC、LIHC、PRAD、STAD、THCA、UCEC中显著升高;联合GTEx补充正常对照后DLBC、LAML、LGG、OV、SKCM、TGCT亦显著上调,ACC与THYM呈下调趋势。CPTAC蛋白水平在BRCA、KIRC、UCEC、LUSC、LUAD、HNSC、GBM高于正常,LIHC则低于正常,提示转录与蛋白水平存在不一致。部分癌种(KICH、SKCM、OV、BLCA、STAD、THCA、ESCA)见分期相关表达差异。结论:LILRB4具免疫组织偏好性表达,在多种恶性肿瘤中呈跨平台异质性上调。
LILRB4 expression associates with patient outcome in a cancer-type-specific manner(LILRB4表达与预后的关联具癌种特异性)
Kaplan–Meier分析示高LILRB4表达关联CESC(HR=0.55, P=0.014)、SKCM(HR=0.58, P=7.2×10-5)、UCS(HR=0.49, P=0.037)更长OS;LGG则相反(HR=1.7, P=0.0038)。DFS方面,LGG(HR=1.7, P=0.0011)与PRAD(HR=2.2, P=0.00059)高表达预示更高复发风险,UCS(HR=0.46, P=0.035)高表达关联更长DFS。LGG多因素Cox校正年龄、性别、组织学分级后LILRB4仍为OS独立危险因素(HR=1.275, 95%CI 1.118–1.455, P=2.99×10-4)。结论:LILRB4预后价值严格依赖癌种背景。
LILRB4 alterations are dominated by amplification and missense, cluster in Ig domains, and associate with TMB/MSI/HRD(LILRB4变异以扩增和错义突变为主并聚集于Ig结构域,其表达与基因组不稳定性指标相关)
cBioPortal显示SKCM改变频率最高(约11%),UCEC/GBM/BLCA约3%–5%,其余多<3%;以扩增和错义突变为主,错义突变富集于第2、3个免疫球蛋白(Ig)结构域,含跨癌种 recurrent P184H/L热点。突变携带者OS/DSS/DFS/PFS无显著差异(均P>0.1)。表达层面,LILRB4 mRNA与TMB正相关于COAD、READ、PRAD(r>0.2, P<0.05);与MSI正相关于STES、COAD;与HRD正相关于SARC、PRAD、KICH。结论:遗传变异本身未带来一致生存差异,但其表达可反映特定癌种内基因组不稳定性背景。
Promoter methylation of LILRB4 in LGG is tightly linked to prognosis(LILRB4在LGG中启动子甲基化与预后紧密相关)
TCGA甲基化芯片锁定5个代表CpG,其中靠近5′UTR–第一外显子连接处之cg05329879变异性最大。LGG中cg05329879高甲基化关联更长OS(HR=0.309, P=2.2×10-9),β值密度峰约0.8;无明显年龄/性别/族裔分层差异;III级肿瘤cg05329879甲基化高于II级。结论:LGG中启动子近端特定CpG高甲基化是良好预后因素且随级别变化。
LILRB4 shows site-specific phosphorylation remodeling across cancers(LILRB4跨癌种呈现位点特异性磷酸化重塑)
CPTAC磷酸化蛋白质组显示不同癌种及位点的差异化改变:如BRCA中S319上调、S377下调;KIRC(ccRCC)中S318/S319/S377/S417/T386广泛上调;LUAD中S319上调、S377下调;GBM中S318/S319与S377均上调等。结论:LILRB4存在癌种及位点特异性的磷酸化修饰模式。
LILRB4 expression correlates strongly with tumor-associated macrophage infiltration(LILRB4表达与肿瘤相关巨噬细胞浸润强相关)
TIMER2.0多算法反卷积热图显示LILRB4与各亚型巨噬细胞(M0/M1/M2)浸润评分广泛正相关,COAD、READ、KIRP、SARC、UCEC一致性最强(部分相关系数>0.89)。以COAD为例,LILRB4与MCPCOUNTER"Macrophage/Monocyte"(ρ=0.92, P≈1.48×10-113)、EPIC总巨噬细胞(ρ=0.95)、xCell总巨噬细胞(ρ=0.86)及多数M1/M2估算呈强正相关。结论:LILRB4表达高度耦合髓系尤其是巨噬细胞浸润程度。
LILRB4 co-expression and interaction networks implicate antigen-presentation pathways(LILRB4共表达与互作网络指向抗原呈递通路)
STRING获50个实验验证互作蛋白,GEPIA2获top 100共表达基因,二者交集锁定HLA-DRA为共有节点。KEGG富集最显著条目为"Antigen processing and presentation",GO:MF富集出"MHC class II receptor activity""antigen peptide binding""immune receptor activity"。结论:LILRB4在分子网络中锚定于抗原加工与呈递(Antigen Processing and Presentation, APP)特别是MHC II类相关通路。
讨论与结论翻译总结
讨论指出LILRB4在正常免疫组织高表达并在多癌中异质性上调,预后意义因癌种而异;其表达与巨噬细胞浸润及各算法估算值一致正相关,共表达/互作网络会聚于抗原加工与呈递轴并以HLA-DRA为共有节点,支持其作为髓系-抗原呈递轴情境依赖性标志物而非受单一热点突变驱动之万能预后基因;遗传变异集中于Ig结构域(含P184热点)但未致一致生存差;表达与部分癌种TMB/MSI/HRD正相关提示反映广义基因组背景;LGG启动子近端cg05329879高甲基化为保护性因素,跨癌种磷酸化呈位点特异性重塑。研究受限于反卷积基因集构成可能放大相关性、肿瘤纯度差异、批次效应及观察性设计无法推断因果。
结论:LILRB4在免疫系统高富集且跨癌异质性上调,预后关联具癌种依赖性——CESC、SKCM及UCS中为高表达保护性,LGG中预示较差生存且PRAD中关联更高复发风险。遗传学以扩增和Ig结构域错义突变(含P184H/L热点)为主且无一致生存影响;表达在选定癌种与TMB、MSI及HRD正相关。表观与翻译后修饰层面,LGG启动子近端cg05329879高甲基化关联更长生存,多癌见位点及癌种特异性磷酸化差异。TME中LILRB4表达与巨噬细胞浸润强相关,共表达及互作分析富集抗原加工与呈递通路并以HLA-DRA为核心共有节点。综上所述,这些结果支持将LILRB4界定为肿瘤微环境中髓系及抗原呈递轴的情境依赖性标志物。
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