沙眼衣原体诱导的炎症、干扰素及细胞外基质转录程序的探索性计算机(In Silico)分析及其在TCGA卵巢癌中的转化背景

背景/目的：沙眼衣原体(Chlamydia trachomatis, CT)是常见性传播病原体，与盆腔炎、不孕相关，并被认为可能通过慢性炎症和组织重塑参与致癌过程；其在输卵管细胞环境中触发的分子机制及其与卵巢癌转录组的关联尚不清楚。方法：研究人员分析了CT感染的原代人输卵管间充质细胞基因表达数据集(GSE109428)，利用g:Profiler和STRING蛋白互作网络(置信度≥0.7)鉴定差异表达基因(differentially expressed genes, DEGs)及富集通路；并在癌症基因组图谱(The Cancer Genome Atlas, TCGA)卵巢腺癌(TCGA-OV, n=307)中计算IFN/ISG、TNF/NF-κB、NOD/固有免疫及细胞外基质(extracellular matrix, ECM)四个特征基因的单样本基因集富集分析(single-sample Gene Set Enrichment Analysis, ssGSEA)评分，评估特征间相关性及与总生存(overall survival, OS)和无进展间隔(progression-free interval, PFI)的探索性关联。结果：CT感染诱导持续性的炎症和干扰素相关转录程序，STRING网络显示细胞因子枢纽和紧密连接的干扰素刺激基因(interferon-stimulated genes, ISGs)模块；感染后48小时(hours post-infection, 48-hpi)下调基因显著富集ECM组织和黏附通路。TCGA-OV中炎症和固有免疫特征共现(TNF/NF-κB与NOD/固有免疫ρ=0.591，IFN/ISG与NOD/固有免疫ρ=0.534)；Kaplan–Meier分析和多变量Cox模型(含临床及肿瘤微环境校正)显示所评估特征与OS或PFI无显著关联。结论：CT感染于输卵管间充质细胞中诱导持续性炎症和干扰素关联程序及ECM网络协同抑制；卵巢癌中存在类似的免疫转录状态，但所评估特征在TCGA-OV中未产生稳健预后信号。本研究为完全计算机(in silico)分析，无实验验证，属假设生成性质，需进一步机制和实验研究阐明CT感染关联通路与女性肿瘤发生的交集。

炎症是癌症的经典标志之一，持续性感染可经慢性炎症反应、活性氧应激及细胞外基质(extracellular matrix, ECM)重塑等促进肿瘤发生。沙眼衣原体(Chlamydia trachomatis, CT)是最常见的性传播细菌感染之一，可致盆腔炎、输卵管瘢痕及不孕；有假说认为CT可通过持续性炎症、固有免疫激活及组织重塑参与女性生殖道肿瘤（特别是高级别浆液性卵巢癌 high-grade serous ovarian carcinoma, HGSOC）的微环境塑造。HGSOC现被认为多起源于输卵管远端上皮，而输卵管间充质细胞(primary human fallopian tube mesenchymal cells)参与ECM沉积、创伤修复及炎症串扰，其CT感染响应转录谱及其与卵巢癌转录状态的关联尚未被系统探究。本研究旨在通过整合CT感染体外转录组与TCGA(TCGA-OV)肿瘤转录组数据，识别CT响应的炎症、干扰素及ECM调控程序，并在临床肿瘤样本中检验其转化相关性。

研究人员采用公开芯片数据集GSE109428（原代人输卵管间充质细胞，CT感染vs对照，24 h及48 h post-infection, hpi），使用limma进行差异表达分析(differentially expressed genes, DEGs；FDR<0.05，|log₂FC|≥1)，定义"持续"(两时间点同向显著)及"48-hpi特异"基因集；通过g:Profiler进行GO(KEGG/Reactome)功能富集（g:SCS校正p<0.01），STRING v12.0构建蛋白互作网络（combined score≥0.7，排除文本挖掘）。TCGA-OV mRNAseq(HiSeqV2)取自UCSC Xena，基于体外结果定义IFN/ISG(12基因)、TNF/NF-κB(13基因)、NOD/innate immunity(9基因)、ECM(15基因)四大签名，以GSVA包做ssGSEA打分；用ESTIMATE算法求ImmuneScore与StromalScore；用Spearman相关分析签名关系；用Kaplan–Meier(log-rank)及多变量Cox比例风险模型（未校正、临床校正年龄/分期/分级/残留病灶、加ESTIMATE评分校正，Benjamini–Hochberg校正）探索与总生存(overall survival, OS)及无进展间隔(progression-free interval, PFI)关联（n=307，校正模型n=264）。

对GSE109428行limma分析：24-hpi上调238、下调10；48-hpi上调1112、下调463。"持续上调"223基因、"持续下调"6基因；仅48-hpi上调889、下调457。持续及48-hpi特异基因集用于后续分析。最显著上调基因含EGR4、IL1A、RSAD2、OASL、PTGS2、FOS等；48-hpi显著下调含HSPG2、COL12A1、TNXB、ITGAV等ECM/黏附分子，提示炎症放大与ECM协调抑制。

g:Profiler富集显示持续上调基因显著富集TNF signaling(KEGG:04668)、IL-17 signaling(KEGG:04657)、cytokine–cytokine receptor interaction(KEGG:04060)、NF-κB signaling(KEGG:04064)及type I IFN signaling(Reactome:R-HSA-909733)。STRING网络识别出：(a)TNF/NF-κB/趋化因子模块——以IL1A/IL1B为中心，含CXCL1/CXCL2、CCL2/CCL5及NFKBIA、RELB；(b)致密ISG模块——含MX1/MX2、IFIT1/IFIT2/IFIT3、OAS2/OASL、ISG15、USP18、RSAD2、IRF7；(c)IL-17模块——IL6、IL1B连接CXCL1/CXCL2及FOS/FOSB。表明CT感染诱发持续炎症与干扰素关联转录激活。

仅48-hpi下调基因显著富集extracellular matrix organization(GO:0030198)、ECM–receptor interaction(KEGG:04512)、focal adhesion(KEGG:04510)。STRING示致密ECM/基底膜模块——COL1A2、COL3A1、COL4A1/A2、COL5A1/A2、LAMA2、LAMB1/LAMB2、LAMC1、NID1/NID2等，证实48-hpi时ECM结构与黏附网络被协同抑制。

仅48-hpi上调基因富集cytokine–cytokine receptor interaction(KEGG:04060)及转录失调通路，STRING示NFKB1/NFKB2/RELA-TNF-TRAF6-RIPK2及CASP关联模块，反映迟发性细胞因子介导通讯与固有免疫激活增强。

TCGA-OV(n=307)中ssGSEA评分示：TNF/NF-κB与NOD/innate中等相关(ρ=0.591)，IFN/ISG与NOD/innate相关(ρ=0.534)；ECM签名与炎症签名弱相关(ρ≈?0.07~0.24)。ESTIMATE显示ECM签名与StromalScore强相关(ρ=0.83)，TNF/NF-κB及NOD/innate与ImmuneScore强相关(ρ=0.72、0.74)，IFN/ISG与ImmuneScore中等相关(ρ=0.34)。Kaplan–Meier中位分组IFN/ISG高/低组OS(p=0.4)与PFI(p=0.5)无差异；未校正、临床校正（年龄/FIGO分期/组织学分级/残余瘤灶）及加ESTIMATE评分校正的Cox模型中，四签名均无显著独立OS/PFI关联（所有FDR>0.05），模型整体不显著。提示卵巢癌中存在与CT感染诱导程序相似的免疫转录状态，但短签名未提供额外预后价值。

本研究通过in silico整合分析发现：CT感染原代人输卵管间充质细胞诱发持续性的TNF/NF-κB–IL-17炎症轴与致密ISG模块激活（含MX1/MX2、IFIT家族、OAS2、ISG15、IRF7等），并于48-hpi协同抑制ECM/基底膜结构基因（胶原、层粘连蛋白、巢蛋白等）；TCGA-OV中可检测到类似的炎症与固有免疫共现转录状态，支持感染关联程序在肿瘤微环境中的生物学合理性，但不能推断CT因果参与肿瘤发生。所构建短基因签名经临床及肿瘤微环境校正后未显示独立预后信号，反映签名源自单一体外模型及bulk转录组局限性。研究局限含纯生物信息学分析无湿实验验证、GSE109428样本量小且无时间匹配对照、仅聚焦间充质细胞未涵盖上皮起源细胞、签名较短未跨数据集验证、TCGA无CT暴露史记录。结论：CT感染于输卵管间充质细胞中关联持续性炎症/干扰素转录程序及ECM网络协调抑制；卵巢癌中存在类似免疫转录状态但无稳健预后分层；结果为假设生成性质，候选通路（IL1A/IL1B/IL6细胞因子枢纽、ISG模块、胶原/层粘连蛋白ECM抑制程序）可供后续机制及临床流行病学研究验证。本文发表于《Cancers》。