利用早期肺腺癌基因表達譜挖掘潛在的預后分子標志物.pdf

1、背景與目的:肺腺癌（lung adenocarcinoma, LAC）屬于非小細胞肺癌組織學亞型的一種，發(fā)病率居于肺鱗癌之后。起初相關臨床癥狀不明顯，早期就有發(fā)生血行轉移的可能。對于早期LAC患者，盡早接受手術切除能夠有效提高他們預后生存時間。但是，個體差異使得不同患者術后療效相差較大。除了已知的年齡、臨床分期（TNM分期）和血管浸潤等因素以外，為有效推測術后生存時間，檢測基因及其產(chǎn)物的表達水平已經(jīng)成了重要的腫瘤診斷和預后參考依據(jù)。已證

2、實EGFR-、 HER2-、 ALK-、 KRAS-、 BRAF-、 RET-、MET-、T53-和 ROS1-基因的突變與肺腺癌的預后相關。那么，是否存在未知但有潛在預后價值的基因影響了LAC的病情進展？本研究采用數(shù)據(jù)挖掘算法重新分析LAC基因表達譜數(shù)據(jù)，望從中挖掘出潛在的差異表達特征基因，為靶向治療和預后評估提供有價值的線索。
　　材料與方法：本研究從基因表達數(shù)據(jù)庫（Gene Expression Omnibus, GEO）中

3、篩選基因表達譜，基于U133系列平臺的基因芯片技術和數(shù)據(jù)挖掘技術，對早期LAC基因表達譜進行深入挖掘。經(jīng)過質量控制、一體化算法（背景校正、數(shù)據(jù)標準化和匯總）、批次效應的處理后，所有合格樣本根據(jù)生存時間四分位間距進行分組，其中將短期生存組（小于所有生存數(shù)據(jù)的25％百分位數(shù)）和長期生存組（大于75%百分位數(shù)）構造實驗對比矩陣。通過經(jīng)驗貝葉斯算法求得差異表達基因后，再對其進行基因本體論（Gene Ontology, GO）分析和通路分析。對差

4、異表達基因和臨床數(shù)據(jù)進行l(wèi)og-rank檢驗和Cox回歸模型擬合，計算預后指數(shù)（prognostic index, PI）。根據(jù)survival ROC曲線確定最佳PI臨界值，推測預后效果。
　　結果：從GSE14814, GSE31546, GSE50081和 GSE68465篩選得到578個合格的樣本。短期生存組（小于30個月，n=146），長期生存組（大于75個月，n=145）作為對比組進行差異表達基因的計算，最終篩選得到2

5、3個差異表基因（P<0.01, Fold Change=6）。從GO分析和KEGG通路分析中得到，HLA-DQA1和HLA-DQB1作為與預后生存有密切相關的基因，參與了T淋巴細胞聚集、IgA產(chǎn)生的免疫網(wǎng)絡等生物功能通路。將23個差異表達基因和基本臨床數(shù)據(jù)納入Cox回歸模型，經(jīng)逐步回歸后得到含有10個自變量的預后模型（TRIM2，CPM，HLA-DQB1，TSPYL5，IGHD，DPP4，PMO5, clinical stage，age

6、， adjuvant therapy）。經(jīng)多因素Cox回歸分析得接受輔助治療的患者是接受輔助治療的患者死亡風險的2.01倍。10年survivalROC曲線下面積為0.77，最佳PI臨界值為0.97，敏感度為0.50，特異度為0.82；5年survivalROC曲線下面積為0.72，最佳PI臨界值為1.28，敏感度為0.45，特異度為0.85。
　　結論：1）篩查得出23個差異表達基因與早期LAC預后有密切的關聯(lián)性，尤其是HLA-

7、DQA1與HLA-DQB1兩個基因，與肺腺癌預后有密切相關關系；2）HLA-DQA1與HLA-DQB1參與HLA Class II（MHC class II）復合物的構成，并可能通過MHC-肽-TCR機制聯(lián)合促進IgA+B細胞活化的代謝通路，進而將抗原肽呈遞給T細胞，從而產(chǎn)生免疫應答使細胞毒細胞（Cytotoxic Cell, CTL）直接殺死腫瘤細胞；3）根據(jù)Cox多因素回歸分析可知大部分早期LAC患者接受輔助治療并不能有效改善預后生