影響因子:5.7
關(guān)于非腫瘤生信,我們也解讀過很多裂允,主要有以下類型
1 單個疾病分析
2 單個疾病結(jié)合免疫浸潤损离,鐵死亡,自噬等相關(guān)分析
3 兩種相關(guān)疾病聯(lián)合分析绝编,包括非腫瘤結(jié)合非腫瘤僻澎,非腫瘤結(jié)合腫瘤或者非腫瘤結(jié)合泛癌分析
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研究背景:膿毒癥是一種危及生命的綜合征十饥,其特征是感染后的器官衰竭窟勃,由宿主對感染的反應(yīng)失調(diào)引起。在機(jī)體系統(tǒng)中逗堵,免疫系統(tǒng)在膿毒癥的病理生理學(xué)中起著重要的作用秉氧。免疫基因組學(xué)和免疫細(xì)胞浸潤在膿毒癥中的影響仍未被系統(tǒng)地了解。鑒于早期疾病缺乏明顯和非特異性的臨床體征蜒秤,早期診斷和適當(dāng)?shù)闹委煂τ诟纳苹颊叩念A(yù)后至關(guān)重要汁咏。在本研究中,基于RF和LASSO回歸作媚,識別了樞紐免疫相關(guān)基因(IRGs)攘滩,從而構(gòu)建了一個預(yù)測模型。隨后纸泡,在數(shù)據(jù)庫的獨立驗證隊列中測試該模型的預(yù)測和預(yù)后價值漂问。最后,從多個角度系統(tǒng)地將IRG分類與免疫學(xué)特征相關(guān)聯(lián)女揭。
研究結(jié)果:
一蚤假、免疫相關(guān)差異基因(DEIRGs)和功能富集分析
1、如UpSet圖(圖1A)所示吧兔,在數(shù)據(jù)集GSE65682勤哗、GSE57065、GSE69528掩驱、GSE95233和IRG數(shù)據(jù)集中有59個DEIRGs重疊芒划。圖1B顯示了59個DEIRGs在染色體上的位置冬竟。
2、DEIRGs的GO分析顯示了前10個重要的富集組簇(圖1C)民逼,如T細(xì)胞活化泵殴、參與免疫應(yīng)答的中性粒細(xì)胞活化等。
3拼苍、DEIRGs的KEGG分析笑诅,主要參與Th17細(xì)胞分化、細(xì)胞因子-細(xì)胞因子受體相互作用(CCR)等(圖1D)疮鲫。
二吆你、鑒定中心IRGs和IRG分類器的構(gòu)建
1、建立Lasso回歸模型俊犯,縮小并發(fā)現(xiàn)隊列中的中心IRG妇多,如圖2A和B所示。同樣燕侠,對發(fā)現(xiàn)隊列中的中心IRG建立最小誤差回歸樹者祖,如圖2C和D所示。
2绢彤、根據(jù)隊列中LASSO和RF的結(jié)果七问,取6個結(jié)果的交集,獲得了≥4的8個樞紐基因(ADM茫舶、CX3CR1械巡、DEFA4、HLA-DPA1饶氏、MAPK14讥耗、ORM1、RETN和SLPI)嚷往。
三、qRT-PCR驗證hub基因表達(dá)
在50個臨床標(biāo)本中進(jìn)行了qRT-PCR柠衅,與健康對照組相比皮仁,膿毒癥樣本中ADM、DEFA4菲宴,MAPK14贷祈,ORM1,RETN喝峦,SLPI顯著上調(diào)势誊;然而CX3CR1和HLA-DPA1顯著降低(圖2E)。
四谣蠢、IRG分類器的診斷和預(yù)后價值
1粟耻、如圖3a-d查近,IRG分類器的診斷能力顯示出優(yōu)越的診斷效率
2、在預(yù)后價值方面挤忙,單因素和多因素Cox回歸分析證實霜威,在多個轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)集中,IRG評分是不良生存結(jié)果的獨立預(yù)測因子(表2)
3册烈、如圖3F戈泼,H,J和L赏僧,ROC分析調(diào)查發(fā)現(xiàn)IRG分類器在外部驗證隊列中顯示出良好的預(yù)后能力大猛。
4、在多個轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)集中淀零,高危組患者的死亡率顯著高于低危組(圖3)挽绩。并且,IRG分類器在多個數(shù)據(jù)集中預(yù)測效果優(yōu)良窑滞。(圖4)
五琼牧、IRG分類器的臨床應(yīng)用價值
1、在IRG高危亞組中哀卫,使用氫化可的松巨坊,死亡風(fēng)險增加相關(guān)。在IRG低風(fēng)險亞組中此改,使用氫化可的松沒有顯著改變(表3)趾撵。
2、根據(jù)發(fā)現(xiàn)模型和外部驗證隊列結(jié)果共啃,IRG分類器優(yōu)于年齡占调、SRS、MARS和APACHE II移剪。(圖5)
六究珊、免疫細(xì)胞浸潤分析
1、CIBERSORTx結(jié)果表明纵苛,在低風(fēng)險組中T細(xì)胞數(shù)量增加剿涮、NK細(xì)胞、單核細(xì)胞和肥大細(xì)胞活化明顯攻人。在高風(fēng)險組中漿細(xì)胞取试,T細(xì)胞調(diào)節(jié)(treg)和靜息肥大細(xì)胞更常見(圖.6A)幌甘。
2赃磨、在E-MTAB-4421數(shù)據(jù)集中,CD8T細(xì)胞机打、靜止NK細(xì)胞蓬坡、單核細(xì)胞和激活樹突狀細(xì)胞在低風(fēng)險亞組中更為豐富猿棉,而幼稚CD4T細(xì)胞磅叛、Treg和M0巨噬細(xì)胞在高風(fēng)險亞組中更豐富(圖6B)。
3铺根、在E-MTAB-4451數(shù)據(jù)集中宪躯,與高危組相比,CD8T細(xì)胞位迂、靜息CD4記憶T細(xì)胞访雪、活化NK細(xì)胞和活化肥大細(xì)胞在低風(fēng)險組中更豐富,而幼稚CD4T細(xì)胞掂林、Treg和靜息肥大細(xì)胞在高風(fēng)險組中更豐富(圖6c)臣缀。
4、髓系來源的抑制細(xì)胞(MDSC)在高危組中比低危組更豐富(圖7A)泻帮。在E-MTAB-4421(圖7b)和E-MTAB-4451數(shù)據(jù)集(圖7c)中也觀察到類似的結(jié)果精置,表明IRG高危亞組患者具有免疫抑制的特征。
七锣杂、IRG分類器與免疫細(xì)胞的相關(guān)性
通過多基因表達(dá)譜中的Spearman相關(guān)性分析脂倦,進(jìn)一步探討IRG分類器是否與膿毒癥中的免疫細(xì)胞浸潤相關(guān)。在GSE65682數(shù)據(jù)集中元莫,IRG評分與NK細(xì)胞赖阻、IL和T輔助細(xì)胞顯著負(fù)相關(guān),而與Treg和MDSC顯著正相關(guān)(圖7d-h)踱蠢。
八火欧、GSVA和ssGSEA在IRG亞群之間的免疫和分子功能
1、利用ssGSEA研究膿毒癥中的免疫相關(guān)通路茎截。結(jié)果表明苇侵,在GSE65682數(shù)據(jù)集中,所有顯著差異的免疫相關(guān)基因集均在IRG低風(fēng)險組中富集 (圖8a)企锌。
2榆浓、在GSE63042數(shù)據(jù)集中,IRG低風(fēng)險組的基因集在CCR撕攒、HLA陡鹃、MHCI等信號通路中(圖8B)。
3打却、在E-MTAB-4421數(shù)據(jù)集中杉适,ssGSEA結(jié)果顯示谎倔,IRG低風(fēng)險組涉及CCR柳击、溶細(xì)胞活性等(圖8c)。同樣片习,在E-MTAB-4451數(shù)據(jù)集中捌肴,ssGSEA結(jié)果顯示蹬叭,CCR、細(xì)胞溶解活性状知、HLA秽五、促炎癥活性主要在IRG低危組中富集(圖8d)。簡而言之饥悴,與IRG低危組相比坦喘,IRG高危組具有免疫抑制的特征。
九西设、IRG分類器與關(guān)鍵分子通路的相關(guān)性
在多個轉(zhuǎn)錄組集合中進(jìn)行Spearman相關(guān)性分析瓣铣,進(jìn)一步檢測IRG分類器是否與膿毒癥中的免疫抑制生物標(biāo)志物(HLA)相關(guān)。結(jié)果表明IRG評分與多個數(shù)據(jù)集的HLA均呈顯著負(fù)相關(guān)(圖8E-F)贷揽。
十棠笑、細(xì)胞因子分析
1、應(yīng)用Wilcoxon試驗比較不同IRG類型中細(xì)胞因子的表達(dá)水平禽绪。結(jié)果顯示蓖救, IRG低危組CCL5、IL1B印屁、IL15循捺、TNF的表達(dá)水平顯著上調(diào),而IRG低危組IL10的表達(dá)水平顯著下調(diào)(圖9a)库车。在GSE63042組中巨柒,IRG低危組中IL1B、IL1RN柠衍、PDGFRB洋满、TNF、VEGFA的表達(dá)水平升高珍坊,而在IRG低危組IL10的表達(dá)水平顯著降低(圖9d)牺勾。
2、GSE95233組中IFNG阵漏、IL1B驻民、IL15和TNF的表達(dá)水平顯著上調(diào),而IRG低危組VEGFA的表達(dá)水平顯著下調(diào)履怯,IL10的表達(dá)水平呈較低的趨勢(圖9c)
3回还、在E-MTAB-4421組中,CCL5叹洲、CXCL10柠硕、IFNG、IL4、PDGFRB的表達(dá)水平顯著高于IRG低危組蝗柔,而在IRG低危組中TNF的表達(dá)水平有升高的趨勢闻葵,而在IRG低危組中IL10、IL1B癣丧、IL1RN的表達(dá)水平顯著低于IRG低危組(圖9B)槽畔。
4、IRG評分分別與多個數(shù)據(jù)集組IL10/TNF呈顯著正相關(guān)(圖9E-H)胁编。
總結(jié):在本研究中厢钧,作者首先基于RF和LASSO回歸,識別了樞紐免疫相關(guān)基因(IRGs)嬉橙,并篩選出基于ADM坏快、CX3CR1、DEFA4憎夷、HLA-DPA1莽鸿、MAPK14、ORM1拾给、RETN和SLPI祥得,構(gòu)建IRG分類器作為診斷和預(yù)后模型,該模型與氫化可的松反應(yīng)和免疫抑制狀態(tài)密切相關(guān)蒋得,可能促進(jìn)特異性治療的個體化干預(yù)级及。綜上所述,根據(jù)免疫細(xì)胞浸潤额衙、免疫相關(guān)通路饮焦、細(xì)胞因子水平,IRG分類器可以有效地反映免疫麻痹窍侧,這可能有助于指導(dǎo)免疫調(diào)節(jié)劑實現(xiàn)免疫穩(wěn)態(tài)县踢。