5+ONCOIMMUNOLOGY |前列腺癌Gleason评分相关预后研究
生信干货
Ammy ·2020年11月12日 02:56
今天给大家分享的是肿瘤典型临床特征相关的预后分析，文章发表于ONCOIMMUNOLOGY （IF：5.869），研究的是前列腺癌Gleason评分预后。发文其实也不是那么难，找准癌型典型有意义的指标钻研就是了，要深入分析。这也是以后发文趋势
前列腺癌为免疫浸润和预后的新基因标志物挖掘
背景：前列腺癌(PCa)是老年男性中最常见的恶性肿瘤，大多数局部癌症患者接受标准治疗，如根治性切除前列腺(RP)或放射治疗。大约20-30%的患者会发生生化复发(BCR)。摘要：Time-to-BCR, Gleason score, and 前列腺特异性抗原倍增时间（prostate-specific antigen doubling time）都是预后的重要因素，近几年，不同的免疫细胞浸润与各种癌症（乳腺癌、膀胱癌和PCa）的临床结果相关，因此结合上述两个研究方向，本文基于自己的数据和TCGA数据，鉴定了6个基因标记来预测前列腺癌患者的免疫细胞浸润和预后特征。数据：组织样本数据来自南通大学第三附属医院，并同时获得TCGA数据和GEO数据（GSE46602和GSE21032）分别作为发现集和测试集。这两个数据库FUSCC和TAHNU作为外部验证数据。该研究纳入了882名患者，其中455名患者来自验证集(TCGA)， 175名患者来自测试集GEO。1、使用线性模型的芯片数据方法鉴定了Gleason评分≤6和Gleason评分≥8的组织之间表达水平显著不同的基因，如下图1a,b 所示。图1c是确定的167个差异表达基因。仅使用log2|FC| >1.0和调整后的mRNAP < .05被定义为差异表达的mRNA。使用LASSO Cox回归模型选择作为BCR预后重要因素的mRNA计算。ZNF467、SH3 RF2、PPFIA2、MYT1、TROAP和GOLGA7B为确定的6个基因，如图1d所示。另外在经过10次交叉验证选择的值处画一条垂直线，得到6个最优系数，图1e所示。用这些mRNA构建一个新的基因panel作为discover集，并进行ROC评估，在不同截止时间的曲线下面积(AUC)被用来衡量预后或预测的准确性。Kaplan-Meier曲线和log-rank检验用来评估特征和BCR之间的联系。至此我们获得了discovery 集中的具有基因特征的panel。没有生化复发的低风险患者1、2、5 年（n=300）的百分比分别为95.67%、93.67%、90.33%同时，高危(n=155)评分为85.81%、79.35%、67.10%。使用Kaplan-Meier方法对无BCR进行生存分析。图2a显示了与风险评分较高(危险比)的患者相比，风险评分较低的患者一般经历了较长的BCR生存期BCR在1,2,5y后的时间依赖性ROC曲线和Gleason 评分或T阶段的测试集。2、为了确认这个基因panel是否对其他数据人群也可适用，这里用了上述提到的测试集和外部验证集。患者的BCR生存率1、2、5 年后的低风险得分测试集为88.23%，82.35%和70.59%，高风险评分组的生存率分别为68.42% 42.11%和21.05%。预测1、2、5y后BCR的曲线下面积(AUC)为分别是0.76,0.77和0.81。图2b显示，该gene panel对早期BCR预测精确度更高。与高风险评分的患者相比，低风险评分的患者无BCR生存期更长(HR: 0.26, 95%CI: 0.10-0.68;P < .01，图2b)。在FUSCC集中，AUC预测BCR 1、2、5 年后分别为0.64、0.72和0.72。与高危评分患者相比，无BCR低风险评分患者的生存期和OS时间更长(HR: 0.39, 95%)CI: 0.25-0.61, P < .01;HR: 0.45, 95%CI: 0.21-0.96, P = .04，图2c)。相同结果可以在TAHNU集，图2d中可以看到。(图2，基因特征在discovery集、test集和validation集中的预后值)3、接着看一下选出的Gleason scores 7的gene panel情况。进行了同样的分析，研究结果表明，我们的基因面板在BCR后的存活率之间存在显著差异，(低风险组vs高风险评分组，HR: 0.20, 95%CI: 0.09-0.45, P < .01;HR:0.38, 95%CI: 0.18-0.78, P = .01;HR: 0.18, 95%CI: 0.06-0.54，P < .01，图3)（图3，基因特征在discovery集、FUSCC集和TAHNU集Gleason评分7的患者中的预后值）4、为了研究这两个危险群体与免疫浸润之间的关系，接下来使用CIBERSORT分析了发现集的22个免疫细胞表型。CD4或CD8 T细胞、巨噬细胞和肥大细胞是前列腺癌患者最常见的免疫细胞群(图4)。CIBERSORT结果显示，高风险评分患者的Tregs浸润和M1-极化、M2 -极化巨噬细胞浸润明显多于低风险评分患者 (所有P< .01，图4b)。Tregs是建立和维持免疫稳态所必需的。M1极化和M2极化的巨噬细胞在肿瘤微环境中也发挥着重要作用。为了验证以上在FUSCC和TAHNU集情况，组织内检测到肿瘤间质中Tregs浸润以及M1和M2极化的巨噬细胞(图4c,d)。然而，与低风险评分患者相比，高风险评分患者肿瘤组织中只有Tregs和M2极化巨噬细胞数量含量较高(图4e,f)，提示我们这一风险组可能与M2巨噬细胞和Tregs浸润有关。5、对该发现集进行GSEA，找到与该gene panel 相关的信号转导通路。发现多集中在药物代谢细胞色素P450、MTOR信号通路、错配修复、P53信号通路、核苷酸切除修复(图5a,b)。评估不同BCR风险患者之间的突变负荷，以及这6个基因与前列腺癌细胞对抗癌药物敏感性的关系确定SCR高危患者中潜在作用机制。如图5c、d所示，高危评分组中有14.84%和10.97%的患者存在TP53和TTN突变，而低风险评分组中有4.33%和6.33%的患者存在TP53和TTN突变。然后计算肿瘤突变负荷(TMB)。TMB在Discovery set的平均为每MB 1.36个突变。此外，高风险评分患者的平均TMB为2.63突变/ MB，高于低风险评分患者的0.66突变/ MB。接下来，使用GDSC数据库来确定对抗癌药物的敏感性和6个gene关系，结果表明，这6个基因与前列腺癌细胞对多种抗癌药物的敏感性相关(图5e,f)。最突出的基因是SH3RF2和MYT1，它们与多西紫杉醇的敏感性相关。此外，的表达SH3RF2和MYT1与多西他赛耐药呈负相关或正相关。
（图5，鉴定与信号转导途径和突变负荷相关的基因特征）小编评论，前列腺癌作为人类一直致力于攻克的疾病之一，确实保持很高的研究热度。文章利用现有数据找到6个gene, 并结合免疫浸润和Gleason评分，在外部数据集中验证，确认适用性，确实在众多相同研究套路中又找到新颖有说服力的研究。如果你有感兴趣的疾病，可以联系我们。生信人提供
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