Lo studio è stato approvato dal Comitato Etico dell'Ospedale Provinciale di Shaanxi (Numero di approvazione: 2024-R055) ed è stato condotto in conformità con i principi della Dichiarazione di Helsinki. Il consenso informato scritto è stato ottenuto da ogni partecipante prima del prelievo di sangue. Tutti i campioni di sangue umano e di siero sono stati raccolti, manipolati e conservati nel rispetto delle linee guida istituzionali del Dipartimento di Medicina di Laboratorio.
Tutti i campioni di sangue venoso e siero sono stati trattati come materiale biologico potenzialmente infettivo. L'elaborazione dei campioni è stata eseguita in un laboratorio con livello di sicurezza biologica 2 da personale qualificato che indossava dispositivi di protezione individuale adeguati. Le materie plastiche monouso, le punte per pipetta e le micropiastre usate che erano venute a contatto con materiale biologico sono state autoclavate o raccolte come rifiuti biologici pericolosi e smaltite attraverso il circuito autorizzato per i rifiuti sanitari dell'istituzione, in conformità con le normative locali.
Panoramica del disegno dello studio:
Il flusso di lavoro di questo studio è riassunto in uno schema del disegno sperimentale (Supplementary Figure S1) ed è suddiviso in due bracci complementari. Nel braccio in silico, sono stati analizzati dataset pubblici di trascrittomica, singola cellula, proteici, di modifiche post-traduzionali, immunitari e di sensibilità ai farmaci per caratterizzare il contesto biologico di hWAPL e generare ipotesi meccanicistiche. Nel braccio sperimentale, i livelli sierici di hWAPL e SCC-Ag sono stati misurati in una coorte indipendente monocentrica e la loro performance diagnostica, sia singolarmente che in combinazione, è stata valutata mediante analisi della curva ROC (caratteristica operativa del ricevitore) e regressione logistica. I due bracci sono stati integrati soltanto a livello interpretativo, con il braccio sierologico che ha fornito l’unica validazione sperimentale.
Analisi del profilo di espressione genica in tumori multilocalizzati e nel carcinoma squamocellulare del collo dell'utero
I dati di sequenziamento dell'RNA provenienti da The Cancer Genome Atlas (TCGA) sono stati ottenuti tramite l'UCSC Xena Browser. Tutti i database pubblici e gli strumenti web utilizzati in questo studio sono stati consultati tra settembre e ottobre 2025, e le versioni specifiche e le date di accesso sono elencate nella Tabella dei Materiali. I livelli di espressione di WAPL, quantificati come frammenti per chilobase di trascritto per milione di letture mappate (FPKM), sono stati sottoposti a trasformazione log₂ con l'aggiunta di un pseudocount pari a 1. Questi valori trasformati sono stati quindi utilizzati per effettuare analisi comparative tra tessuti maligni e campioni normali adiacenti abbinati in diversi tipi di cancro. Per l'analisi mirata sui tumori del collo dell'utero, sono stati isolati i dati di espressione di WAPL specifici per il carcinoma squamocellulare e per l'adenocarcinoma endocervicale (CESC). Il profilo di espressione in questi campioni tumorali è stato successivamente visualizzato e confrontato con i livelli di espressione nei tessuti di controllo dell'epitelio cervicale normale.
Analisi degli isoformi del trascritto di WAPL
I profili di espressione degli isoformi del trascritto di WAPL sono stati analizzati utilizzando il database GEPIA2. Gli isoformi specifici sono stati identificati attraverso i corrispondenti identificatori di trascritto Ensembl (ENST). I livelli di espressione sono stati calcolati come logaritmo in base 2 dei trascritti per milione più uno [log₂(TPM+1)] e sono rappresentati graficamente mediante grafici a violino.
Analisi del sequenziamento dell'RNA a singola cellula
Il dataset di sequenziamento dell'RNA a singola cellula GSE168652 è stato ottenuto dal repository Gene Expression Omnibus (GEO). La pre-elaborazione dei dati, la valutazione della qualità, la normalizzazione e il clustering sono stati eseguiti mediante la piattaforma scCancerExplorer. Sono state eliminate le cellule che esprimevano meno di 200 geni e i geni rilevati in meno di tre cellule. La normalizzazione è stata effettuata utilizzando l'approccio Log-Normalize con un fattore di scala di 10.000.
I 2.000 geni più variabili sono stati identificati mediante trasformazione stabilizzante la varianza e successivamente utilizzati per l'analisi delle componenti principali (PCA). L'Uniform Manifold Approximation and Projection (UMAP) per la riduzione della dimensionalità è stato applicato in base alle prime 30 componenti principali. Il clustering basato su grafi è stato implementato tramite l'algoritmo di Louvain con una risoluzione di 0,8. I cluster cellulari sono stati annotati in base ai geni marcatore stabiliti. I livelli di espressione di WAPL sono stati misurati attraverso diverse popolazioni cellulari e le fasi del ciclo cellulare sono state determinate utilizzando il metodo CellCycleScoring.
Analisi dell'espressione proteica e delle modifiche post-traduzionali
L'espressione e la distribuzione subcellulare di WAPL nel CSCC sono state valutate utilizzando il database Human Protein Atlas. I siti di modificazione post-traduzionale (PTM) sono stati identificati mediante PhosphoSitePlus. Inoltre, sono state analizzate possibili associazioni tra i livelli di espressione di WAPL e geni coinvolti nei processi di modificazione proteica, in particolare AKT1, AKT2, KAT2B, EP300, USP7 e KAT5, all'interno del CSCC, utilizzando lo strumento Xiantao Academic13,14,15,16,17.
Rete di co-espressione e analisi di arricchimento funzionale
I dati di sequenziamento dell'RNA per TCGA-CSCC, processati utilizzando l'allineatore STAR e normalizzati in base ai trascritti per milione (TPM), sono stati ottenuti dal portale Genomic Data Commons (GDC). Per identificare i geni co-espressi con WAPL, è stato applicato un criterio di selezione basato su un coefficiente di correlazione di Pearson assoluto maggiore di 0,6 e un livello di significatività statistica di P < 0,05.
Per indagare le funzioni biologiche associate a WAPL, è stata eseguita inizialmente un'analisi dell'espressione differenziale suddividendo i pazienti in gruppi con espressione elevata e bassa di WAPL, utilizzando il valore mediano di espressione come soglia di cutoff. I geni differenzialmente espressi sono stati identificati mediante la piattaforma Xiantao Academic e successivamente sottoposti ad analisi di arricchimento per l'ontologia genica, comprendente le categorie di processo biologico, componente cellulare e funzione molecolare, insieme all'analisi del percorso della Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes. In modo indipendente, le relazioni di interazione proteica coinvolgenti WAPL sono state esplorate utilizzando STRING, e la rete di interazione risultante è stata ricostruita ed esaminata in Cytoscape.
È stata eseguita un'analisi di arricchimento dei set genici (GSEA) utilizzando i database Reactome, WikiPathways e KEGG, con criteri di screening impostati su un punteggio di arricchimento normalizzato assoluto (|NES|) > 1 e una false discovery rate (FDR) < 0,25.
Analisi dell'infiltrazione immunitaria
Gli strumenti computazionali TIMER 2.0 e xCell sono stati utilizzati per analizzare i dati trascrittomici del gruppo TCGA-CESC, consentendo la valutazione quantitativa dello stato di infiltrazione di 24 popolazioni cellulari immunitarie distinte.
Previsione della sensibilità ai farmaci
Le previsioni della sensibilità ai farmaci sono state ottenute dal database GDSC2 utilizzando il pacchetto R oncoPredict. La concentrazione inibitoria semimassimale (IC50) è stata calcolata per un pannello di 86 composti chemioterapici.
Analisi della sopravvivenza e diagnostica
Le curve di sopravvivenza globale (OS) e di intervallo libero da progressione (PFI) sono state costruite utilizzando la piattaforma analitica Xiantao, con i gruppi di pazienti suddivisi in base al livello mediano di espressione di WAPL. Il significato prognostico delle variabili è stato valutato mediante modelli di regressione dei rischi proporzionali di Cox univariati e multivariati. Per valutare la capacità diagnostica di WAPL e SCC (SERPINB3) nel distinguere il CSCC dal tessuto normale adiacente, è stata applicata un’analisi della curva caratteristica operativa del ricevitore (ROC) ai dati trascrittomici, espressi come trascritti per milione (TPM), ottenuti da The Cancer Genome Atlas.
Prelevamento dei campioni di siero e dosaggio ELISA
Lo studio è stato approvato dal Comitato Etico dell'Ospedale Provinciale di Shaanxi (Numero di approvazione: 2024-R055) ed è stato condotto nel rispetto della Dichiarazione di Helsinki. Sono stati ottenuti un totale di 89 campioni di siero da pazienti con CSCC confermato istopatologicamente, insieme a 89 controlli sani di sesso femminile abbinati per età. L'età mediana era di 54 anni, con un intervallo compreso tra 31 e 77 anni, nel gruppo CSCC e di 41 anni, con un intervallo compreso tra 30 e 52 anni, nel gruppo di controllo. Tutti i casi di cancro al collo dell'utero erano appena diagnosticati e non avevano ancora ricevuto alcun trattamento al momento del prelievo del sangue; i campioni sono stati raccolti prima dell'inizio di qualsiasi intervento chirurgico, chemioterapia o radioterapia. Si osserva che, sebbene i due gruppi provenissero da un contesto clinico comparabile, l'età mediana differisse di 13 anni. Tale differenza è stata analizzata direttamente nella sezione dei Risultati e in un'analisi di sensibilità specifica corretta per età, ed è riconosciuta come una limitazione nella sezione della Discussione.
Il sangue venoso è stato raccolto in provette senza anticoagulante, lasciato coagulare a temperatura ambiente per 10–20 min e successivamente centrifugato a 2.000–3.000 × g per 20 min. Il siero è stato separato entro 1 h dalla raccolta, frazionato immediatamente e conservato a −20 °C; l'intervallo tra la venipuntura e il congelamento non ha superato 2 h per nessun campione. I frazionamenti sono stati sottoposti a un singolo ciclo di congelamento-scongelamento prima dell'analisi e tutte le misurazioni sono state completate entro tre mesi dalla conservazione. Il siero ottenuto è stato suddiviso in aliquote e conservato a −20 °C. Tutti i campioni emolizzati o lipemici sono stati esclusi dall'analisi.
La quantificazione dei livelli sierici della proteina hWAPL è stata eseguita utilizzando un kit commerciale per saggio immunoenzimatico (ELISA) basato sul principio del sandwich a doppio anticorpo. In breve, sia gli standard di calibrazione che i campioni da analizzare sono stati aggiunti in duplicato in pozzetti di microtiter pre-ricoperti con un anticorpo di cattura specifico per hWAPL, seguiti da un'incubazione di 30 min a 37 °C. Dopo una serie di lavaggi per rimuovere i componenti non legati, è stato aggiunto un anticorpo di rilevamento marcato con perossidasi da ravanello (HRP) diretto contro hWAPL, che è stato quindi incubato nelle stesse condizioni.
Dopo ulteriori lavaggi, 50 µL di soluzioni cromogeniche del substrato A e B sono stati aggiunti alle pozzette e lasciati sviluppare al buio a 37 °C per 10 minuti. È stata aggiunta soluzione di arresto (50 µL) per terminare la reazione enzimatica. La densità ottica è stata misurata a una lunghezza d'onda principale di 450 nm, con una lettura di riferimento a 630 nm, entro 15 minuti dall'arresto della reazione. È stata costruita una curva standard utilizzando calibratori diluiti in serie con un intervallo di concentrazione compreso tra 10 e 450 pg/mL. La concentrazione di hWAPL per ciascun campione sconosciuto è stata determinata per interpolazione da questa curva standard e corretta per eventuali diluizioni preanalitiche. Il saggio è stato eseguito rigorosamente secondo le istruzioni del produttore. Secondo le specifiche del produttore, l'intervallo di rilevamento operativo del kit è compreso tra 10 e 450 pg/mL. I campioni sono stati analizzati con una diluizione finale di 5 volte, e i campioni la cui densità ottica superava quella del calibratore più alto sono stati ulteriormente diluiti e sottoposti nuovamente al saggio, applicando il fattore totale di diluizione durante il calcolo retrospettivo. Le prestazioni analitiche sono state verificate nella matrice sierica prima dell'analisi dei campioni dello studio: un pool sierico ad alta concentrazione diluito in serie ha mostrato una linearità accettabile lungo l'intervallo di calibrazione, e il recupero del calibratore ricombinante in tre pool sierici è risultato entro un intervallo accettabile, coerente con la progettazione del kit a sandwich con doppio anticorpo. Il limite inferiore di quantificazione corrispondeva al calibratore più basso (10 pg/mL). Sottolineiamo che questo kit è etichettato dal produttore esclusivamente per uso di ricerca e non costituisce un dispositivo diagnostico in vitro clinicamente validato; le concentrazioni assolute e la soglia derivata devono pertanto essere interpretate come specifiche della piattaforma e provvisorie, come discusso in seguito.
Contemporaneamente, i livelli sierici di SCC-Ag sono stati quantificati utilizzando la piattaforma Abbott Alinity i mediante un saggio immunoenzimatico a microparticelle chemiluminescenti (CMIA), con un limite superiore di riferimento di 1,5 ng/mL. Tutte le procedure analitiche sono state eseguite in duplicato da personale di laboratorio a conoscenza cieca dello stato patologico e di tutte le variabili cliniche, inclusi lo stadio clinico, il grado istologico e lo stato di HPV. Sia i coefficienti di variazione inter-saggio che intra-saggio per le metodologie impiegate sono stati mantenuti al di sotto del 10%.
Analisi statistica
Poiché le concentrazioni sieriche di hWAPL non soddisfacevano l'ipotesi di normalità secondo il test di Shapiro–Wilk (tutti i valori P < 0,05), le analisi successive sono state eseguite utilizzando metodi non parametrici. Le variabili continue sono quindi riportate come mediane con intervalli interquartili (IQR). Le differenze tra due gruppi indipendenti sono state valutate mediante il test U di Mann–Whitney, mentre i confronti tra tre o più gruppi sono stati effettuati con il test H di Kruskal–Wallis. Le correlazioni tra le variabili sono state valutate mediante analisi di correlazione dei ranghi di Spearman per dati continui o ordinali e mediante il coefficiente di correlazione punto-biseriale per variabili binarie, come lo stato di infezione da HPV. Gli esiti di sopravvivenza sono stati confrontati utilizzando il test del log-rango, e i rapporti di rischio con intervalli di confidenza al 95% sono stati stimati a partire da modelli di regressione per rischi proporzionali di Cox.
La prestazione diagnostica è stata valutata mediante analisi della curva ROC, con la soglia ottimale per ciascun biomarcatore determinata massimizzando l'indice di Youden. Le differenze nell'area sotto la curva (AUC) sono state verificate utilizzando il metodo di DeLong. Per indagare l'utilità diagnostica combinata, è stato costruito un modello di regressione logistica binaria con lo stato della malattia (CSCC = 1; controllo = 0) come variabile dipendente e hWAPL sierico e antigene SCC come predittori indipendenti. Le probabilità previste risultanti sono state salvate come punteggio composito per l'analisi ROC successiva.
La sensibilità differenziale ai farmaci tra i gruppi con espressione elevata (WAPL-high) e bassa (WAPL-low) di WAPL è stata valutata utilizzando il pacchetto limma, applicando soglie di P aggiustato < 0,05 e |variazione del log₂ multiplo| > 0,3. La significatività statistica è stata definita come valore P bilaterale < 0,05. Tutte le analisi sono state eseguite utilizzando SPSS, R o strumenti online specificati. I pacchetti R impiegati includevano survival, survminer, pROC, ggplot2, oncoPredict e limma. Per tutte le analisi ad alta dimensionalità in cui molte ipotesi sono state testate contemporaneamente, ovvero i confronti pan-cancro, lo screening di co-espressione, le analisi di espressione differenziale e di arricchimento funzionale e l'analisi della sensibilità ai farmaci, i valori P sono stati corretti per confronti multipli mediante il tasso di scoperta falsa di Benjamini–Hochberg, e i valori P aggiustati sono riportati laddove applicabile; le correlazioni a coppie tra hWAPL e singoli geni o frazioni di cellule immunitarie sono riportate con valori P nominali, e questi risultati correlazionali sono considerati generatori di ipotesi piuttosto che confermativi. Poiché un numero ridotto di campi clinicopatologici nella coorte pubblica presentava dati incompleti, i casi con dati mancanti sono stati esclusi dall'analisi corrispondente su base a coppie anziché essere imputati, e il numero di casi valutabili è indicato per ciascuna variabile in Tabella 1. Per tenere conto della differenza di età tra le coorti sieriche, è stata effettuata un'analisi di sensibilità mediante regressione logistica binaria aggiustata per l'età, e la correlazione di Spearman tra hWAPL sierica ed età è stata calcolata all'interno di ciascun gruppo.