影響因子：8.7
本文屬于單腫瘤分型思路庞瘸，類(lèi)似的分型文章我們也解讀過(guò)很多。
腫瘤分型文章比較重要的結(jié)論就是分型之間生存分析有差異赠叼，構(gòu)建的評(píng)分能夠預(yù)測(cè)預(yù)后擦囊，免疫治療療效。我們可以通過(guò)使用不同的數(shù)據(jù)集或者使用不同的基因集進(jìn)行分型嘴办，以確保得到的結(jié)果與腫瘤預(yù)后或免疫治療療效相關(guān)瞬场。如果想做類(lèi)似的分析，可以聯(lián)系小編咨詢(xún)涧郊。
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研究背景：
結(jié)直腸癌(CRC)是美國(guó)第三大常見(jiàn)癌癥贯被，也是第二大死亡原因。在癌癥分類(lèi)、預(yù)后預(yù)測(cè)和治療中彤灶，腫瘤看幼、淋巴結(jié)、轉(zhuǎn)移(TNM)分期被頻繁使用枢希。然而桌吃，TNM分期實(shí)際上是不夠的。
腫瘤微環(huán)境(TME)在腫瘤的形成過(guò)程中起著重要的作用苞轿。TME包含多種細(xì)胞類(lèi)型，包括浸潤(rùn)性免疫細(xì)胞逗物、腫瘤相關(guān)成纖維細(xì)胞搬卒、血管細(xì)胞等。這些細(xì)胞類(lèi)型相互關(guān)系翎卓，可以控制腫瘤細(xì)胞增殖契邀、細(xì)胞死亡和免疫逃避等功能。腫瘤發(fā)生的所有階段都受到TME內(nèi)部炎癥的影響失暴，炎癥可以在很大程度上驅(qū)動(dòng)TME內(nèi)腫瘤細(xì)胞和周?chē)?xì)胞的可塑性坯门。目前還沒(méi)有可靠的基于炎癥相關(guān)基因的模型來(lái)預(yù)測(cè)結(jié)腸癌患者預(yù)后的方法。
研究流程圖：
研究結(jié)果：
一逗扒、差異炎癥相關(guān)基因的鑒定及生物學(xué)功能分析
1古戴、根據(jù)GeneCards數(shù)據(jù)庫(kù)，獲得357個(gè)炎癥相關(guān)基因矩肩。通過(guò)對(duì)COAD和正常結(jié)腸組織的差異分析现恼，獲得了66個(gè)上調(diào)基因和54個(gè)下調(diào)基因(圖1A，B)黍檩。
2叉袍、GO和KEGG通路富集分析顯示，上述差異表達(dá)的基因主要富集在免疫刽酱、炎癥喳逛、細(xì)胞因子-細(xì)胞因子受體和腫瘤相關(guān)的生物學(xué)功能和信號(hào)通路中(圖1C，D)棵里。
3润文、排名前10個(gè)上調(diào)和下調(diào)基因之間的相關(guān)性(圖1E)，并構(gòu)建PPI網(wǎng)絡(luò)衍慎，使用Cytoscape進(jìn)行可視化(圖1F)转唉。篩選出排名前十位的樞紐基因(圖1G)，根據(jù)MCODE鑒定出兩個(gè)模塊(圖1H稳捆、I)赠法。
二、炎癥相關(guān)簇的識(shí)別和集群與腫瘤免疫微環(huán)境、腫瘤發(fā)生評(píng)分和TSI之間的相關(guān)性分析砖织。
1款侵、通過(guò)單因素Cox分析，獲得了10個(gè)與預(yù)后相關(guān)的基因侧纯，其中IL13是保護(hù)因素新锈，其他9個(gè)基因?yàn)槲ｋU(xiǎn)因素(圖2A)。相關(guān)分析顯示眶熬，大部分基因之間存在相關(guān)性(圖2B)妹笆。
2、當(dāng)COAD患者聚類(lèi)為兩個(gè)亞組時(shí)娜氏，聚類(lèi)效果最好拳缠，亞組內(nèi)部一致性和穩(wěn)定性較好(圖2C-E)。
3贸弥、生存分析顯示窟坐，集群1的預(yù)后優(yōu)于集群2(圖2F)。
4绵疲、熱圖顯示了兩個(gè)聚類(lèi)之間的基因表達(dá)差異哲鸳，并與分期、T分期盔憨、N分期等臨床病理參數(shù)顯著相關(guān)(圖2G)徙菠。
5、分析兩個(gè)聚類(lèi)之間免疫浸潤(rùn)的差異般渡，發(fā)現(xiàn)這兩個(gè)集群之間的免疫細(xì)胞和免疫相關(guān)功能或通路存在顯著差異懒豹。聚類(lèi)2與更多的免疫細(xì)胞浸潤(rùn)相關(guān) (圖2H)。并且聚類(lèi)2具有更高的免疫評(píng)分驯用、基質(zhì)評(píng)分脸秽、最終評(píng)分和較低的腫瘤純度(圖2I)。此外蝴乔，聚類(lèi)2與許多MHC分子的高表達(dá)有關(guān)(圖2J)记餐。
6、在集群2中薇正，血管生成活性片酝、間充質(zhì)EMT、致瘤細(xì)胞因子和干性評(píng)分顯著升高(圖2K)挖腰。7雕沿、由于這兩個(gè)集群在免疫浸潤(rùn)方面存在顯著差異，故評(píng)估了與5個(gè)常見(jiàn)免疫檢查點(diǎn)的相關(guān)性猴仑。集群2中PD-L1审轮、CTLA4、HAVCR2、LAG3和PD1的表達(dá)量較高(圖2L)疾渣。集群2與較高的TIDE評(píng)分相關(guān)(圖2M)篡诽。
三、構(gòu)建一個(gè)與炎癥相關(guān)的標(biāo)簽和基于該標(biāo)簽的列線(xiàn)圖
1榴捡、利用多因子Cox回歸分析選取了4個(gè)基因進(jìn)行簽名(圖3A)杈女。簽名中每個(gè)基因的系數(shù)如圖3B所示。
2吊圾、圖3C顯示了風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分與PLCG2达椰、TIMP1、BDNF和IL13的相關(guān)性项乒。風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分與T期和N期相關(guān)（圖3D）砰碴。高危評(píng)分的患者預(yù)后較低風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分的患者差，一年后該標(biāo)簽的AUC為0.671(圖3E)板丽。使用GSE17538數(shù)據(jù)集對(duì)標(biāo)簽進(jìn)行驗(yàn)證，具有良好的效率(圖3F)趁尼。
3埃碱、通過(guò)單因素和多因素Cox回歸分析，該標(biāo)簽是一個(gè)獨(dú)立的危險(xiǎn)因素(圖3G酥泞，H)砚殿。基于上述多變量Cox回歸分析的結(jié)果芝囤，我們?cè)跇?gòu)建列線(xiàn)圖時(shí)加入了年齡和標(biāo)簽似炎，其中標(biāo)簽是列線(xiàn)圖中最重要的因素(圖3M)。校準(zhǔn)圖顯示悯姊，實(shí)際的3.5年羡藐、5年和7.5年的生存時(shí)間與預(yù)測(cè)的生存時(shí)間高度一致(圖3N)。
四悯许、根據(jù)特征預(yù)估腫瘤免疫細(xì)胞浸潤(rùn)和免疫檢查點(diǎn)抑制劑
1仆嗦、GSEA研究結(jié)果顯示，高危組中多個(gè)經(jīng)典腫瘤相關(guān)通路富集先壕，癌癥通路顯著富集(圖4A)瘩扼。JAK-STAT信號(hào)通路是最相關(guān)的KEGG通路 (圖4B)。
2垃僚、通過(guò)GSEA發(fā)現(xiàn)了許多免疫相關(guān)通路與高危組相關(guān)(圖4C)集绰。
3、通過(guò)ssGSEA算法谆棺，高危組比低危組具有更高的免疫細(xì)胞浸潤(rùn)和更多的免疫相關(guān)功能或通路(圖4D)栽燕。對(duì)上述結(jié)果進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)高危組的免疫評(píng)分、間質(zhì)評(píng)分纫谅、估計(jì)估計(jì)評(píng)分較高炫贤，腫瘤純度較低(圖4E)。
4付秕、高危組中以浸潤(rùn)為主的免疫細(xì)胞包括B細(xì)胞兰珍、CD4+T細(xì)胞、CD8+T細(xì)胞询吴、中性粒細(xì)胞掠河、巨噬細(xì)胞和樹(shù)突狀細(xì)胞(圖4F)。高危組的嗜酸性粒細(xì)胞含量也較高(圖4G)猛计。此外唠摹，MHC分子在高危組中顯著增加(圖4H)。5種免疫檢查點(diǎn)抑制劑(PD-L1奉瘤、CTLA4勾拉、HAVCR2、LAG3和PD1)在高危組中高表達(dá)(圖4I)盗温。高危組也與較高的TIDE評(píng)分相關(guān)(圖4J)藕赞。
五、血管生成活性卖局、間充質(zhì)EMT斧蜕、致瘤細(xì)胞因子、干性評(píng)分和tsi與特征的相關(guān)性砚偶。
1批销、GSEA結(jié)果顯示，在高危組中染坯，血管生成均芽、上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化、細(xì)胞因子-細(xì)胞因子受體相互作用均富集(圖5A)酒请。
2骡技、圖5B顯示，高危組具有較高的間充質(zhì)EMT羞反、致瘤細(xì)胞因子和干性評(píng)分布朦。圖5C顯示了風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分與4項(xiàng)指標(biāo)的相關(guān)性，表明風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分與間充質(zhì)EMT評(píng)分昼窗、致瘤細(xì)胞因子評(píng)分和干性評(píng)分呈正相關(guān)是趴。此外，高危組有較低的TSI澄惊，如mRNAsi唆途、EREG-mRNAsi富雅、mDNAsi、EREG-mDNAsi和ENHsi(圖5D)
六肛搬、體細(xì)胞突變與TMB特征的比較
1没佑、為了比較高風(fēng)險(xiǎn)組和低風(fēng)險(xiǎn)組之間基因組突變的差異，從TCGA下載了簡(jiǎn)單的核苷酸變異數(shù)據(jù)温赔。APC（70%）蛤奢、TTN（54%）、TP53（50%）陶贼、KRAS（42%）和SYNE1（33%）突變頻率最高啤贩，APC（78%）、TP53（57%）拜秧、TTN（44%）痹屹、（43%）PIK3CA（27%）是低風(fēng)險(xiǎn)組的前5個(gè)基因(圖6A、B)枉氮。
2志衍、大多數(shù)基因之間同時(shí)存在基因突變，在高危組中發(fā)現(xiàn)了互斥的APC-RYR2突變(圖6C)聊替。在低風(fēng)險(xiǎn)組中也經(jīng)常發(fā)生基因突變并發(fā)現(xiàn)象(圖6D)足画。
3、對(duì)兩組間的TMB進(jìn)行比較佃牛，發(fā)現(xiàn)差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(圖6E)。高TMB組和低TMB組之間的生存時(shí)間沒(méi)有差異(圖6F) 医舆。在我們的模型中俘侠，高危+高TMB組的預(yù)后明顯低于低危+低TMB組(圖6G)。最后蔬将，我們檢測(cè)了標(biāo)簽中的4個(gè)基因的突變率爷速，發(fā)現(xiàn)突變率都很低(圖6H)
七、化療反應(yīng)的預(yù)測(cè)及小分子藥物的篩選
1霞怀、采用GDSC方法預(yù)測(cè)兩組間常用化療藥物的化療反應(yīng)(圖7A)惫东。
2、通過(guò)比較低危組和高危組毙石，分別獲得了501個(gè)上調(diào)基因和12個(gè)下調(diào)基因(圖7B)廉沮。根據(jù)差異表達(dá)基因，篩選出6種最相關(guān)的小分子藥物作為COAD患者的潛在靶標(biāo)候選藥物徐矩。通過(guò)PubChem數(shù)據(jù)庫(kù)顯示了甲酸酯滞时、金剛烷胺、環(huán)丙沙星滤灯、齊多夫星坪稽、匹美西林和辛切寧的三維結(jié)構(gòu)(圖7C)曼玩。
八、PLCG2窒百、TIMP1黍判、BDNF、IL13在不同結(jié)腸癌細(xì)胞系中的表達(dá)
qRT-PCR檢測(cè)顯示篙梢，結(jié)腸癌細(xì)胞中TIMP1和BDNF的mRNA表達(dá)水平顯著高于NCM460細(xì)胞(圖8A顷帖，B)。除HT29和RKO外庭猩，HCT116窟她、SW480、LOVO和DLD-1細(xì)胞中IL13的mRNA水平顯著升高(圖8C)蔼水。根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)分析震糖，PLCG2在腫瘤組織中低表達(dá)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)了這一結(jié)論(圖8D)趴腋。
總結(jié)：本研究確定了結(jié)腸癌中基于IRGs的分子亞型吊说，并使用IRGs來(lái)構(gòu)建一個(gè)預(yù)后特征。分析了不同分子亞型之間和不同危險(xiǎn)組之間的免疫微環(huán)境优炬、基因突變狀態(tài)和藥物敏感性颁井。該標(biāo)簽可為臨床判斷預(yù)后和藥物治療提供依據(jù)。
