今天跟大家分享的是十月份发表在EBioMedicine杂志上的一篇文章，影响因子6.680Combined identification of three miRNAs in serum as effective diagnostic联合鉴定血清中的三种miRNA作为HNSCC的有效诊断生物标志物该研究全面分析了癌症基因组图谱（TCGA）数据库中的miRNA表达数据和HNSCC的相应临床信息，以鉴定具有诊断和预后能力的miRNA。分析了三种miRNA组合的不同分类的预测能力。然后评估和验证临床患者的诊断和预后价值。作者从TCGA数据库下载了HNSCC患者的临床信息以及HSNCC的miRNA表达数据，包含486个肿瘤样本和44个正常样本，1046个miRNA，使用的是miRNA-seq数据，记录的是RPM值，并将数据进行log2转换以进行后续的分析。作者应用Wilcoxon检验和内置的R函数“wilcox.test”进行了差异分析。作者使用支持向量机（SVM）和R软件包e1071进行分类分析并通过五重交叉验证对分类准确性进行评估。作者通过基于R软件包“KMsurv”的Cox比例风险回归分析评估了miRNA对存活时间和临床存活数据的影响。基于三个数据库，即miRanda，miRDB和TargetScan，获得了miRNA的靶基因。仅选择在三个数据库中的调控关系进行进一步的分析并使用DAVID对靶基因进行GO和KEGG通路分析。使用SPSS Statistics v18.0和GraphPad Prism 7.0进行分析和显示数据。表1列出了TCGA数据库和验证患者的临床病理特征。在2016年7月1日至2017年7月1日期间，共招募了75名HNSCC患者，并从TCGA数据库中检索了TCGA样本。
表1. 来自两个队列的HNSCC患者的临床病理特征2. TCGA数据库中HNSCC患者中差异表达的miRNA作者从TCGA数据库中总共获得了486个HNSCC样本和44个正常样本，每个样本均测得1046个miRNA。根据Wilcoxon检验的差异分析，最后确定了128个差异表达的miRNA（图2a）。接下来作者根据其p值对miRNA进行排序，然后从128个中进一步选择了最显著差异的30个miRNA。最后根据先前的研究和其他作者的工作，从这30个中选择了12个miRNA进行进一步的研究。
图2
3. 通过临床验证HNSCC患者中差异表达的miRNA为了进行验证，作者从诊所收集了75名HNSCC患者和92名正常对照并检测了75名验证患者血清中12种选择的miRNA的表达水平，并将其与92名正常对照进行了比较。结果表明，在这12个miRNA中，有10个miRNA，即hsa-mir-383，hsa-mir-490，hsa-mir-488，hsa-mir-1912，hsa-mir-1265，hsa-mir-615，hsa -mir-1910，hsa-mir-1305，hsa-mir-503和hsa-mir-877表现出与生物信息学分析相同的表达变化趋势，而hsa-mir-1251则没有显著的表达差异（P > 0.05）和hsa-mir-1254显示出相反的趋势（图2b）。在血清中验证了10个差异表达的miRNA，不仅进一步证实了它们在HNSCC发病机理中的可能作用，而且还暗示了其作为生物标记物的潜在能力。4.TCGA数据库中组织中的三种miRNA组合的分类分析在评估这10个miRNA的诊断性能之前，首先使用TCGA数据库中的样本分析了区分肿瘤组织与正常组织的分类能力。由于单一的miRNA被证明不会具有显著的诊断价值，因此更加关注它们之间的协同作用。在这里作者每次选择十分之三的miRNA，并通过五次交叉验证评估其分类能力。依次测试了所有120种组合。结果表明，hsa-mir-383，hsa-mir-615和hsa-mir-877的3个miRNA组合显示出最佳的预测准确性，平均AUC为99.4％（图3）。
图3. hsa-mir-383,hsa-mir -615和hsa-mir-877组合在TCGA数据集中的分类准确性5. hsa-mir-383，hsa-mir-615和hsa-mir-877组合对血清的诊断价值为了探索hsa-mir-383，hsa-mir-615和hsa-mir-877的三种miRNA组合的诊断价值，作者检测了75例HNSCC患者和92例正常对照的血清中它们的表达水平。分析了它们的协同诊断价值。结果显示，三种miRNA的组合产生的AUC值为0.986，灵敏度为89.3％，特异性为98.9％（图4）。为了进行比较，作者还分析了单个miRNA的诊断能力（表2）。结果表明组合的三个miRNA的诊断能力优于单个miRNA的诊断能力，因此可以作为HNSCC的潜在有效诊断生物标志物。
图4. hsa-mir-383，hsa-mir-615，hsa-mir-877以及hsa-mir-383，hsa-mir-615和hsa-mir-877组合的诊断值
6. hsa-mir-383，hsa-mir-615或hsa-mir-877与肿瘤分期或等级的相关性在这一部分作者评估了TCGA数据库中hsa-mir-383，hsa-mir-615或hsa-mir-877表达水平与HNSCC患者的肿瘤分期或等级之间的相关性。根据肿瘤分期的单向ANOVA检验结果（图5），作者得出hsa-mir-383，hsa-mir-615和hsa-mir-877的p值分别为0.152、0.982和0.762 ，对于肿瘤等级，作者得出hsa-mir-383，hsa-mir-615和hsa-mir-877的p值分别为0.098、0.003和0.082。
图5.hsa-mir-383，hsa-mir-615或hsa-mir-877与肿瘤分期或等级之间的相关性7. hsa-mir-383，hsa-mir-615或hsa-mir-877在HNSCC中的预后价值作者进行了Kaplan-Meier生存分析，以检查这三种miRNA的潜在预后能力（图6a）并在验证患者中验证了此结果（图6b）。
图6. 两个队列中hsa-mir-383，hsa-mir-615或hsa-mir-877的预后价值8. hsa-mir-383，hsa-mir-615和hsa-mir-877作为HNSCC signature的预后价值为了评估这些miRNA作为预测不良预后的特征的能力，作者首先进行了单变量Cox比例风险回归分析，以评估这三个miRNA与存活结果之间的相关性。使用Wald检验计算结果相关性的P值。结果，在两个HNSCC队列中，只有mir-383与总体生存率显著相关（表3）。
表3. 单变量Cox回归分析可评估每种miRNA的预后价值接下来作者使用Cox回归模型的Z评分作为每个miRNA的系数，并分别为TCGA数据集和验证患者建立了单个预后模型：
Kaplan-Meier生存分析显示高风险评分患者和低风险评分患者之间存在显著的生存差异。
图7.两个队列中，hsa-mir-383，hsa-mir-615和hsa-mir-877的预后价值此外，作者还进行了多变量Cox回归分析，以评估几种常见临床参数（包括诊断时的年龄，性别，吸烟史，病变部位，饮酒史，分期和组织学分级）内miRNA的独立预后能力。结果显示在多变量生存分析中，miRNA标记仍具有统计学意义（表4）。因此，miRNA signature可以被认为是诊断HNSCC的潜在预后指标。
表4. 多因素Cox回归分析可评估两个队列中miRNA和临床参数的独立预后价值结论：综上所述，该研究开发了一种三个miRNA标记物用于HNSCC诊断，并揭示了其中的hsa-mir-383的预后价值。这三种miRNA均在HNSCC的发病机理中起作用，并且观察到hsa-mir-383和hsa-mir-383与肿瘤级别之间存在初步相关性。但是，要阐明它们在HNSCC中的具体功能和机制，还有很长的路要走。欢迎关注生信人
TCGA | 小工具 | 数据库 |组装| 注释 | 基因家族 | Pvalue
基因预测 |bestorf | sci | NAR | 在线工具 | 生存分析 | 热图
生信不死 | 初学者 | circRNA | 一箭画心| 十二生肖 | circos
舞台|基因组 | 黄金测序 | 套路 | 杂谈组装 | 进化 | 测序简史
