背景介紹 

2022年了，對(duì)于單基因在單個(gè)癌癥中的分析如何才能發(fā)高分呢？今天小編給大家?guī)��?lái)的這篇文章，從多個(gè)維度分析了EVA1B基因在結(jié)直腸癌中的特征，分析EVA1B的表達(dá)、遺傳和表觀遺傳改變以及免疫學(xué)特征等。并在外部數(shù)據(jù)集中驗(yàn)證了其預(yù)后價(jià)值，在高風(fēng)險(xiǎn)和低風(fēng)  險(xiǎn)亞群之間比較藥物敏感性。文章題目：Molecular Characteristics,Oncogenic Roles, and RelevantImmune and PharmacogenomicFeatures of EVA1B in ColorectalCancer。

數(shù)據(jù)介紹 

TCGA：RNA-seq數(shù)據(jù)(FPKM)、體細(xì)胞突變數(shù)據(jù)、拷貝數(shù)變異(CNV)數(shù)據(jù)和33種癌癥類(lèi)型的臨床信息 GEO：GSE14333、GSE39582、GSE87211（CRC數(shù)據(jù)集） 

結(jié)果解析 

01   

EVA1B的表達(dá)、遺傳和表觀遺傳改變及免疫學(xué)特征分析   EVA1B在相應(yīng)的正常組織中比大多數(shù)癌癥類(lèi)型的表達(dá)顯著增加(圖2A)。大多數(shù)癌癥類(lèi)型中，EVA1B與四種主要DNA甲基轉(zhuǎn)移酶DNMT1、DNMT2、DNMT3A和DNMT3B存在負(fù)相互作用(圖2B)。EVA1B在不同癌癥類(lèi)型中與DNA錯(cuò)配修復(fù)基因(MLH1、MSH2、MSH6、PMS2和EPCAM)呈負(fù)相關(guān)(圖2C)。根據(jù)EVA1B表達(dá)的平均值，CRC患者聚集為EVA1B高表達(dá)和低表達(dá)亞群。如圖2D所示，下調(diào)的EVA1B與大多數(shù)m6A調(diào)控因子如CBLL1、VIRMA、METTL14和RBM15相關(guān)。TMB成為對(duì)免疫檢查點(diǎn)阻斷敏感性的可靠生物標(biāo)志物。在圖2E中，EVA1B在THYM和LGG上與TBM存在顯著的正交互作用。在THCA、BLCA、DLBC、HNSC、KIRC和PRAD中，EVA1B與MSI呈正相互作用，而在COAD、READ、STAD和UCEC中，與MSI呈負(fù)相互作用(圖2F)。在泛癌細(xì)胞浸潤(rùn)過(guò)程中，EVA1B與免疫細(xì)胞浸潤(rùn)(圖2G)、MCH分子(圖2H)、趨化因子(圖2I)、免疫刺激因子(圖2J)、受體(圖2K)和免疫檢查點(diǎn)分子(圖2L)顯著相關(guān)。

圖2 

02   

EVA1B的預(yù)后意義及其與藥物敏感性的關(guān)系   結(jié)合了TCGA的COAD和READ數(shù)據(jù)集(圖3A，B)，生存分析表明，EVA1B高表達(dá)的患者比EVA1B低表達(dá)的患者有更多不良的OS結(jié)果(圖3C)。靶向治療在結(jié)直腸癌管理中起著關(guān)鍵作用，評(píng)估了EVA1B的表達(dá)是否與藥物敏感性相關(guān)。發(fā)現(xiàn)EVA1B與博萊霉素、來(lái)伐替尼、唑來(lái)膦酸鈉、氟尿嘧啶、米托蒽醌、辛伐他汀、拓?fù)涮婵岛瓦_(dá)沙替尼的敏感性呈正相關(guān)(圖3D)。

圖3 

03   

EVA1B在結(jié)直腸癌中的免疫學(xué)及生物學(xué)意義   ssGSEA結(jié)果顯示，在高EVA1B表達(dá)亞群中，大多數(shù)免疫細(xì)胞的浸潤(rùn)水平顯著增加(圖4A)。此外，在CRC中，高EVA1B表達(dá)與間質(zhì)和免疫評(píng)分增加以及腫瘤純度降低相關(guān)(圖4B)。在高EVA1B表達(dá)亞群中，癌癥免疫周期中大多數(shù)步驟的活性顯著增強(qiáng)(圖4C)。EVA1B高表達(dá)亞群中免疫激活過(guò)程和基質(zhì)激活過(guò)程的活性增加(圖4D)。在圖4E中，EVA1B的表達(dá)與癌癥免疫周期中的大多數(shù)步驟以及免疫和基質(zhì)激活過(guò)程呈正相關(guān)。

圖4 

04   

EVA1B與CRC中突變的關(guān)聯(lián)   在圖5A中，評(píng)估了EVA1B高表達(dá)和低表達(dá)亞群中體細(xì)胞突變率。在EVA1B高表達(dá)和低表達(dá)亞群中，體細(xì)胞突變沒(méi)有顯著差異。GISTIC2.0結(jié)果顯示，與EVA1B低表達(dá)亞群相比，EVA1B高表達(dá)亞群(圖5B，C)的擴(kuò)增和缺失頻率更高(圖5D，E)。在EVA1B高表達(dá)的亞群中，有更多的區(qū)域發(fā)生了突變(圖5F，G)。

圖5   

05   

EVA1B相關(guān)基因的鑒定及其生物學(xué)意義   基于|foldchange|>1.5的cutoff和校正后的p值<0.01，在CRC個(gè)體中確定了602個(gè)EVA1B衍生基因。進(jìn)一步研究了其生物學(xué)意義。在圖6A中，根據(jù)GO注釋結(jié)果，EVA1B衍生基因主要與免疫應(yīng)答相關(guān)。此外，EVA1B衍生基因與致瘤通路和免疫激活通路有顯著的相互作用圖6B。

圖6 

利用單因素cox回歸模型，共有66個(gè)EVA1B衍生基因與CRC患者的預(yù)后顯著相關(guān)。通過(guò)隨機(jī)生存森林分析，對(duì)上述預(yù)后EVA1B衍生基因的貢獻(xiàn)進(jìn)行了排序(圖6C)。根據(jù)貢獻(xiàn)>0.28，確定了6個(gè)特征的EVA1B衍生基因，包括IGFBP3、EGFL7、SULT1B1、MMP1、CYP2W1以及ISYNA1(圖6D)。在此基礎(chǔ)上，建立了多因素Cox回歸模型。根據(jù)其分?jǐn)?shù)平均值，將CRC患者分為高風(fēng)險(xiǎn)和低風(fēng)險(xiǎn)亞群(圖6E)。生存分析顯示，低風(fēng)險(xiǎn)結(jié)直腸癌個(gè)體具有顯著的生存優(yōu)勢(shì)(圖6F)。在高風(fēng)險(xiǎn)和低風(fēng)險(xiǎn)亞群之間沒(méi)有生存狀態(tài)的明顯差異（圖6G）。IGFBP3、EGFL7、SULT1B1、MMP1、CYP2W1 以及 ISYNA1 的在兩個(gè)亞群中有表達(dá)異質(zhì)性（圖6H）。ROC 曲線(xiàn)證實(shí) EVA1B 衍生的基因組模型在估計(jì) 1 年、3 年和 5 年 OS 概率方面具有很好的效力（圖6I）。 

06   

驗(yàn)證EVA1B衍生的基因組模型在CRC中的預(yù)后意義   分析顯示與TCGA隊(duì)列中的低風(fēng)險(xiǎn)亞群相比，高危亞群表現(xiàn)出更差的DSS和PFS結(jié)果(圖7A，B)。EVA1B衍生的基因組模型在外部隊(duì)列中得到了驗(yàn)證。在GSE14333、GSE39582和GSE87211數(shù)據(jù)集中，高風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分可以預(yù)測(cè)不良的OS結(jié)果(圖7C-E)。

圖7 

07   

EVA1B衍生的基因組模型預(yù)測(cè)CRC患者的藥物反應(yīng)   圖8A中，高危組舒尼替尼和多西他賽的半抑制濃度明顯低于低危組，說(shuō)明高危亞群對(duì)舒尼替尼和多西他賽具有更高的敏感性。圖8B表現(xiàn)出這些基因均和一些藥物存在顯著相關(guān)性。

這些數(shù)據(jù)表明，EVA1b衍生基因可能與對(duì)上述藥物的敏感性有關(guān)。

圖8 

單因素cox回歸分析顯示，年齡、分期、T、N、M和EVA1B衍生的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分與CRC預(yù)后有顯著相關(guān)性(圖9A)。其中，年齡、T、EVA1B衍生風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分作為CRC的獨(dú)立預(yù)后指標(biāo)(圖9B)。通過(guò)整合上述三個(gè)獨(dú)立的預(yù)后指標(biāo)，本研究利用列線(xiàn)圖來(lái)估計(jì)CRC患者的生存預(yù)后(圖9C)。該EVA1B衍生的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分對(duì)預(yù)測(cè)1年、3年和5年OS持續(xù)時(shí)間的貢獻(xiàn)最大。ROC曲線(xiàn)證實(shí)了在預(yù)測(cè)患者生存結(jié)果方面的理想療效(圖9D)。結(jié)果顯示，該列線(xiàn)圖預(yù)測(cè)的1年、3年和5年與實(shí)際生存時(shí)間很接近(圖9E-G)。以上數(shù)據(jù)表明，該列線(xiàn)圖具有較好的預(yù)測(cè)能力。

圖9 

08   

EVA1B衍生基因與m6A甲基化和免疫細(xì)胞浸潤(rùn)相互作用預(yù)后意義   圖10B顯示，TRADD、MXD4、NR1H2、EVA1B、C11orf68是CRC預(yù)后的危險(xiǎn)因素。還研究了上述EVA1B衍生基因與m6A調(diào)控因子ALKBH5和RBM15B呈正相關(guān)，而與其他m6A調(diào)控因子呈負(fù)相關(guān)(圖10C)。在圖10D中，這些EVA1B衍生的基因與活化的CD4+T細(xì)胞、效應(yīng)記憶CD4+T細(xì)胞、記憶B細(xì)胞呈負(fù)相關(guān)，但與CRC中其他腫瘤浸潤(rùn)性免疫細(xì)胞呈正相關(guān)。圖10E顯示了CRC個(gè)體的藥物敏感性、預(yù)測(cè)性免疫反應(yīng)和風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)之間的關(guān)系。

圖10 

09   

EVA1B過(guò)表達(dá)與結(jié)直腸癌患者的CRC腫瘤發(fā)生和不良預(yù)后相關(guān)   對(duì)19例肝轉(zhuǎn)移性結(jié)直腸癌患者的19對(duì)原發(fā)性結(jié)直腸癌、相應(yīng)的非癌性及匹配的肝轉(zhuǎn)移標(biāo)本進(jìn)行EVA1B IHC檢測(cè)。結(jié)果顯示，與相應(yīng)的非癌性正常組織相比，EVA1B在原發(fā)性結(jié)直腸癌組織中過(guò)表達(dá)(p<0.01)。此外，EVA1B在肝轉(zhuǎn)移瘤樣本中的表達(dá)水平與匹配的原發(fā)性CRC組織中的表達(dá)水平相似，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(圖11A、B)。生成Kaplan-Meier曲線(xiàn)，探討131例CRC患者中EVA1B的預(yù)后價(jià)值。研究結(jié)果顯示，EVA1B高表達(dá)的CRC患者較EVA1B低表達(dá)的CRC患者OS較差(p<0.001，圖11C)。EVA1B表達(dá)的AUC值(2年、4年和6年的OS分別為0.630、0.679和0.720)顯示，EVA1B能準(zhǔn)確區(qū)分高表達(dá)組和低表達(dá)組(圖11D)。采用單因素和多因素Cox分析，通過(guò)調(diào)整分期、性別、位置、分化、分期、CEA和CA199，EVA1B是一個(gè)獨(dú)立的預(yù)后因素(圖11E，F(xiàn))。

圖11  

小編總結(jié) 

該研究進(jìn)行了一個(gè)整合分析，對(duì)EVA1B在CRC中的分子特征、致癌作用以及相關(guān)的免疫和藥物基因組特征進(jìn)行了闡述。對(duì)于單基因單癌癥的研究，進(jìn)行多組學(xué)多維度的分析是發(fā)高分文章的重要因素，再結(jié)合一些建模方法和實(shí)驗(yàn)證明，可以大大的給文章添彩！