Multiplex-GCN预测胰腺癌中具有临床可操作性的肿瘤微环境亚型|北京沫之东生物技术有限公司

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摘要

胰腺导管腺癌（pancreatic ductal adenocarcinoma，PDAC）是全球致死率最高的癌症之一。其五年生存率约为13%，这主要归因于晚期诊断、快速转移以及有限的治疗选择。肿瘤微环境（tumor microenvironment，TME）包括免疫细胞和非免疫细胞，在PDAC进展和耐药过程中发挥重要作用。然而，基于TME亚型的PDAC分子特征尚未得到充分研究。为此，我们开发了一种多层图卷积网络（graph convolutional network，GCN），用于识别由TME指导的PDAC亚型。首先，我们利用包含免疫细胞和非免疫细胞类型的单细胞RNA测序数据，构建了TME参考图谱。其次，我们应用计算机模拟细胞术，对来自癌症基因组图谱（The Cancer Genome Atlas，TCGA）PDAC患者的肿瘤整体RNA测序样本中的细胞类型比例进行估算。第三，我们构建了GCN模型，将估算得到的患者特异性细胞比例与多组学数据集相整合，包括基因表达、DNA甲基化、拷贝数变异及临床数据。最后，我们在基于GCN获得的嵌入矩阵上采用无监督聚类方法，预测PDAC亚型。该方法识别出7种PDAC亚型，并进一步将其归为两类生态学肿瘤家族。这些亚型表现出不同的免疫浸润水平、基质活性以及恶性上皮细胞丰度。差异基因表达分析揭示了亚型特异性的分子程序。生存分析显示，不同生态学肿瘤家族及亚型之间的总生存期存在显著差异，凸显了其预后相关性。因此，我们的方法提供了一个具有生物学依据的患者分层框架，有望推动精准肿瘤学策略的发展。

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Multiplex-GCN 预测胰腺癌中具有临床可操作性的肿瘤微环境亚型

Shayori

Bose

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Paramita Basak

Upama

Sheikh I

Ahamed

doi：

https://doi.org/10.64898/2026.10.22.761275

Shayori Bose

马凯特大学，威斯康星州，53233

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Paramita Basak Upama

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胰腺导管腺癌（PDAC）是全球范围内致死率最高的癌症之一。其五年生存率约为13%，这主要归因于诊断较晚、快速转移以及治疗选择有限。肿瘤微环境（TME）包括免疫细胞和非免疫细胞，在PDAC的进展和耐药性中发挥作用。然而，基于TME亚型的PDAC分子特征尚未得到充分研究。为此，我们开发了一种多层图卷积网络（GCN），用于识别TME指导的PDAC亚型。首先，我们利用包含免疫细胞和非免疫细胞类型的单细胞RNA测序数据，构建了TME参考图谱。其次，我们应用计算机模拟细胞术来估计混合样本中各细胞类型的比例。

癌症基因组图谱（TCGA）胰腺导管腺癌（PDAC）患者的肿瘤 RNA-seq 样本。第三，我们构建了 GCN 模型，将估算的患者特异性细胞比例与多组学数据集相结合，包括基因表达、DNA 甲基化、拷贝数变异和临床数据。最后，我们基于 GCN 嵌入矩阵，采用无监督聚类方法预测 PDAC 亚型。该方法识别出七种 PDAC 亚型，并进一步将其归为两个生态学肿瘤家族。这些亚型在免疫浸润、基质活性和恶性上皮细胞丰度方面表现出明显差异。差异基因表达分析揭示了亚型特异性的分子程序。生存分析显示，不同生态学家族和亚型的总生存期存在显著差异，凸显了其预后相关性。因此，该方法为患者分层提供了具有生物学依据的框架，并有望推动精准肿瘤学策略的发展。

利益冲突声明

作者声明不存在利益冲突。

脚注

https://github.com/shayorib/PDAC_GCN

版权

本预印本的版权持有人为作者／资助方，其已授予 bioRxiv 永久展示该预印本的许可。

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发布于 2026 年 10 月 28 日。

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关键词：胰腺导管腺癌 · 肿瘤微环境 · 多层图卷积网络 · 多组学整合 · 肿瘤亚型 · 患者预后分层

原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.10.22.761275v1?rss=1

来源出处

Multiplex-GCN预测胰腺癌中具有临床可操作性的肿瘤微环境亚型 https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.10.22.761275v1?rss=1