導(dǎo)語(yǔ)
GUIDE
NSCLC (非小細(xì)胞肺癌)患者的腫瘤突變負(fù)荷相對(duì)較高，意味著可以產(chǎn)生更多的新抗原，從而激活機(jī)體的免疫系統(tǒng)，產(chǎn)生抗腫瘤的T細(xì)胞應(yīng)答。了解NSCLC患者T細(xì)胞特征并與臨床結(jié)局關(guān)聯(lián)，可以幫助提高免疫治療的療效。
背景介紹
今天小編給大家?guī)?lái)的文章是基于免疫相關(guān)的長(zhǎng)鏈非編碼RNA(irlncRNAs)，構(gòu)建一個(gè)新的特征來(lái)預(yù)測(cè)結(jié)腸癌患者的生存和相關(guān)的免疫landscape。文章題目為
：Using Immune-Related LongNon-coding Ribonucleic Acids toDevelop a Novel Prognosis Signatureand Predict the Immune Landscapeof Colon Cancer。GDC：結(jié)腸癌患者表達(dá)譜數(shù)據(jù)，通過(guò)Ensembl獲取的GTF文件注釋ImmPort：免疫有關(guān)的人類基因和蛋白質(zhì)差異表達(dá)的免疫相關(guān)長(zhǎng)鏈非編碼RNA 從TCGA數(shù)據(jù)庫(kù)中下載了457例COAD患者的表達(dá)模式和臨床信息。利用ImmPort數(shù)據(jù)庫(kù)鑒定了人類免疫相關(guān)基因。采用共表達(dá)分析，鑒定基于免疫相關(guān)基因的irlncRNA。如圖1A所示，有90個(gè)具有l(wèi)og|FC|>2.5，p值<為0.01，其中85個(gè)lncRNA表達(dá)上調(diào)，5個(gè)表達(dá)下調(diào)(圖1B)。
為了了解90個(gè)DE irlncRNAs的生物學(xué)功能和通路，將DE irlncRNAs與mRNA之間的表達(dá)相關(guān)性顯示為lncRNA-mRNA共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)，并將lncRNA和相關(guān)mRNA與細(xì)胞系連接在一起(圖2A)。如圖2B所示，這90個(gè)lncRNA主要與細(xì)胞外基質(zhì)組織、細(xì)胞外結(jié)構(gòu)組織、膠原三聚體、纖維膠原三聚體和帶狀膠原纖維的生物學(xué)功能有關(guān)(圖2B)。這些DE irlncRNA還參與了蛋白質(zhì)消化吸收、WNT信號(hào)傳導(dǎo)、氮代謝和調(diào)節(jié)干細(xì)胞多能性的途徑(圖2C)。
差異表達(dá)免疫相關(guān)長(zhǎng)鏈非編碼RNA對(duì)及預(yù)后特征的構(gòu)建 基于90個(gè)DE lncRNA，共構(gòu)建了2720對(duì)有效的lncRNA對(duì)，采用lasso回歸分析篩選出22對(duì)(圖3A，B)。如圖3C所示，22對(duì)lncRNA在單因素Cox回歸分析中均具有顯著性(p<0.05)。然后，計(jì)算22對(duì)lncRNA的ROC曲線的5年AUC。預(yù)測(cè)5年生存率的signature的最大AUC值為0.951；還計(jì)算了AIC值，以確定將患者分為高危組和低危組的理想臨界點(diǎn)(圖4A)。如圖4B所示，本研究獲得的signature的AUC值遠(yuǎn)高于LiLncSing患者的signature。1年、3年和5年生存率的AUC分別為0.851、0.893和0.951(圖4C)。其他臨床病理特征的AUC。在構(gòu)建的signature中，風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分在預(yù)測(cè)1年、3年和5年生存率方面的預(yù)測(cè)效率高于其他變量在COAD患者中(圖4D-F)。
根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分，使用計(jì)算出的臨界點(diǎn)將患者分為高風(fēng)險(xiǎn)組和低風(fēng)險(xiǎn)組(圖5A)，風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分較高的患者死亡風(fēng)險(xiǎn)較高(圖5B)。如圖5C所示，繪制了生存曲線，顯示了兩組COAD患者的生存差異。高危組患者的生存概率明顯低于低危組患者(p<0.001)。
采用卡方檢驗(yàn)來(lái)調(diào)查風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分與其他臨床病理特征之間的關(guān)系。繪制熱圖，顯示年齡、臨床分期、T期、N期、M期與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分顯著相關(guān)(圖6A)。采用單因素和多因素Cox回歸分析，以確定COAD患者的預(yù)后相關(guān)因素(圖6B，C)。因此，風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分與COAD患者的預(yù)后獨(dú)立相關(guān)。Wilcoxon符號(hào)秩檢驗(yàn)顯示，臨床分期（圖6D）、T期（圖6E）、N期（圖6F）和M期（圖6G）與計(jì)算出的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分顯著相關(guān)。
為了更好地預(yù)測(cè)COAD病例的1、3、5年生存率，基于單變量和多變量Cox回歸分析的結(jié)果構(gòu)建了一個(gè)列線圖模型(圖7A)。在列線圖模型中納入了年齡、臨床分期和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分。描述COAD患者預(yù)測(cè)列線圖與實(shí)際生存概率差異的校準(zhǔn)圖顯示，預(yù)測(cè)的1、3、5年生存概率接近實(shí)際生存概率(圖7B-D)，表明該列線圖模型準(zhǔn)確預(yù)測(cè)了COAD患者的生存。
風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分與免疫細(xì)胞浸潤(rùn)狀態(tài)關(guān)系的評(píng)價(jià) 為了更好地了解風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分與腫瘤免疫微環(huán)境之間的相關(guān)性，進(jìn)行了斯皮爾曼相關(guān)性和Wilcoxon符號(hào)秩檢驗(yàn)。如圖8A所示，風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分與許多類型的免疫細(xì)胞相關(guān)，包括粒細(xì)胞-單核細(xì)胞祖細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、CD4+T細(xì)胞、髓系樹突狀細(xì)胞、癌癥相關(guān)成纖維細(xì)胞和活化的自然殺傷(NK)細(xì)胞。高風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分與腫瘤浸潤(rùn)性免疫細(xì)胞呈正相關(guān)，包括CD4+T細(xì)胞(圖8C、F)、中性粒細(xì)胞(圖8D)、和活化的NK細(xì)胞(圖8H、I)，并與造血干細(xì)胞(圖8B)、髓系樹突狀細(xì)胞(圖8E)和未特征細(xì)胞(圖8G)呈負(fù)相關(guān)。
高風(fēng)險(xiǎn)組和低風(fēng)險(xiǎn)組免疫檢查點(diǎn)基因的表達(dá) 為了使用風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分來(lái)預(yù)測(cè)潛在的檢查點(diǎn)封鎖治療，繪制了小提琴圖來(lái)顯示高風(fēng)險(xiǎn)組和低風(fēng)險(xiǎn)組中免疫檢查點(diǎn)基因表達(dá)的差異。LAG3(圖9D、p<0.05)和PD-1(圖9E、p<0.01)表達(dá)有顯著差異，而CTLA4(圖9A、p>0.05)、HAVCR2(p>0.05)、IDO1(圖9C、p>0.05)和兩組間表達(dá)差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
采用風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分預(yù)測(cè)COAD患者的化療敏感性 采用Wilcoxon符號(hào)秩檢驗(yàn)分析高風(fēng)險(xiǎn)組的化學(xué)敏感性的差異。結(jié)果表明，喜樹堿、阿霉素、厄洛替尼、吉西他濱、紫杉醇和雷帕霉素的半抑制濃度值較低，與較高的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分相關(guān)（圖10）。這些結(jié)果可能為COAD的臨床治療提供參考。
實(shí)時(shí)熒光定量聚合酶鏈反應(yīng)驗(yàn)證LINC02195和SCARNA9的表達(dá) 為了探討LINC02195和SCARNA9的表達(dá)水平，采用qRT-PCR方法對(duì)這些lncRNA在結(jié)腸癌及鄰近非癌組織中進(jìn)行了檢測(cè)。如圖11所示，LINC02195和SCARNA9在結(jié)腸癌中的表達(dá)水平顯著高于鄰近的非癌組織。
對(duì)lncRNA表達(dá)譜和臨床特征的分析，確定了結(jié)腸癌中的DE irlncRNA。構(gòu)建LncRNA對(duì)并用于預(yù)后特征的發(fā)展，所構(gòu)建的signature可以有效地評(píng)價(jià)結(jié)腸癌患者的預(yù)后，指導(dǎo)臨床治療。這是一個(gè)經(jīng)典的特征構(gòu)建思路，小伙伴們可以在更多的基因集和疾病中進(jìn)行嘗試分析！
