利用早期肺腺癌基因表達(dá)譜挖掘潛在的預(yù)后分子標(biāo)志物.pdf

1、背景與目的:肺腺癌（lung adenocarcinoma, LAC）屬于非小細(xì)胞肺癌組織學(xué)亞型的一種，發(fā)病率居于肺鱗癌之后。起初相關(guān)臨床癥狀不明顯，早期就有發(fā)生血行轉(zhuǎn)移的可能。對(duì)于早期LAC患者，盡早接受手術(shù)切除能夠有效提高他們預(yù)后生存時(shí)間。但是，個(gè)體差異使得不同患者術(shù)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(rùn)等因素以外，為有效推測(cè)術(shù)后生存時(shí)間，檢測(cè)基因及其產(chǎn)物的表達(dá)水平已經(jīng)成了重要的腫瘤診斷和預(yù)后參考依據(jù)。已證

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

3、篩選基因表達(dá)譜，基于U133系列平臺(tái)的基因芯片技術(shù)和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，對(duì)早期LAC基因表達(dá)譜進(jìn)行深入挖掘。經(jīng)過(guò)質(zhì)量控制、一體化算法（背景校正、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化和匯總）、批次效應(yīng)的處理后，所有合格樣本根據(jù)生存時(shí)間四分位間距進(jìn)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(zhǎng)期生存組（大于75%百分位數(shù)）構(gòu)造實(shí)驗(yàn)對(duì)比矩陣。通過(guò)經(jīng)驗(yàn)貝葉斯算法求得差異表達(dá)基因后，再對(duì)其進(jìn)行基因本體論（Gene Ontology, GO）分析和通路分析。對(duì)差

4、異表達(dá)基因和臨床數(shù)據(jù)進(jìn)行l(wèi)og-rank檢驗(yàn)和Cox回歸模型擬合，計(jì)算預(yù)后指數(shù)（prognostic index, PI）。根據(jù)survival ROC曲線確定最佳PI臨界值，推測(cè)預(yù)后效果。
　　結(jié)果：從GSE14814, GSE31546, GSE50081和 GSE68465篩選得到578個(gè)合格的樣本。短期生存組（小于30個(gè)月，n=146），長(zhǎng)期生存組（大于75個(gè)月，n=145）作為對(duì)比組進(jìn)行差異表達(dá)基因的計(jì)算，最終篩選得到2

5、3個(gè)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(yù)后生存有密切相關(guān)的基因，參與了T淋巴細(xì)胞聚集、IgA產(chǎn)生的免疫網(wǎng)絡(luò)等生物功能通路。將23個(gè)差異表達(dá)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(gè)自變量的預(yù)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(fēng)險(xiǎn)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(jié)論：1）篩查得出23個(gè)差異表達(dá)基因與早期LAC預(yù)后有密切的關(guān)聯(lián)性，尤其是HLA-

7、DQA1與HLA-DQB1兩個(gè)基因，與肺腺癌預(yù)后有密切相關(guān)關(guān)系；2）HLA-DQA1與HLA-DQB1參與HLA Class II（MHC class II）復(fù)合物的構(gòu)成，并可能通過(guò)MHC-肽-TCR機(jī)制聯(lián)合促進(jìn)IgA+B細(xì)胞活化的代謝通路，進(jìn)而將抗原肽呈遞給T細(xì)胞，從而產(chǎn)生免疫應(yīng)答使細(xì)胞毒細(xì)胞（Cytotoxic Cell, CTL）直接殺死腫瘤細(xì)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(yù)后生