乳腺癌中,基于炎癥相關(guān)基因的預(yù)后預(yù)測模型

結(jié)果
預(yù)后炎癥相關(guān)基因的鑒定
為了建立乳腺癌的預(yù)后預(yù)測模型,我們從GSEA數(shù)據(jù)庫中獲取了人類炎癥反應(yīng)基因集,其中包含200個炎癥相關(guān)基因(IRG),并對其進行了進一步分析。從TCGA數(shù)據(jù)庫中獲取這些炎癥基因在乳腺癌組織和癌旁組織中的表達水平,篩選出56個差異表達的炎癥基因(DEG)。對所有 IRG 的單變量 Cox 分析顯示,其中 30 個 IRG 與TCGA 隊列中的總生存率相關(guān),p < 0.05。然后,通過將維恩圖中顯示的56個DEG和30個炎癥相關(guān)基因相交,總共鑒定出11個不同表達的炎癥相關(guān)基因。使用熱圖可視化乳腺癌中 9 個上調(diào)基因(TACR1、IRF7、BST2、IFITM1、LAMP3、SELL、CXCL9、IL12B、IL12B、GPR132、IL18)和 2 個下調(diào)基因(KCNMB2、TACR1)的表達。根據(jù)單變量 Cox 回歸分析,發(fā)現(xiàn) 10 個風險基因(風險比 > 1)和 1 個保護基因(風險比 < 1)與乳腺癌相關(guān)。幾乎所有的預(yù)后特征基因都呈正相關(guān)

乳腺癌預(yù)后模型的構(gòu)建和驗證
為了研究IRG與乳腺癌患者預(yù)后之間的關(guān)系,我們通過LASSO算法分析,基于11個單變量結(jié)果構(gòu)建了預(yù)后風險預(yù)測模型。并利用10倍交叉驗證來確定調(diào)整參數(shù)的最佳值,結(jié)果表明7個IRG是最可靠的標記。使用 7 個 IRG(包括 GPR132、IFITM1、IL12B、IL18、IRF7、KCNMB2 和 TACR1)構(gòu)建列線圖來預(yù)測乳腺癌患者的 1 年、2 年和 3 年生存率。將各基因的得分累加得到總分,并在總分對應(yīng)點向下畫垂直線,確定1年、2年、3年的相對生存率。根據(jù)中位風險評分,將患者分為低風險組和高風險組。我們進行了 Kaplan-Meier 和 ROC 分析來估計 IRG 特征的強度并比較兩組之間的差異。KM 曲線顯示兩組之間存在顯著差異,并顯示風險評分較高的患者往往預(yù)后較差,生存時間較短。此外,1年、2年和3年的ROC曲線下面積(AUC)分別為0.640、0.604和0.628。結(jié)果顯示該預(yù)后模型具有良好的敏感性和特異性。

IRGs 風險預(yù)測模型的進一步驗證
為了進一步評估基于TCGA隊列構(gòu)建的IRGs風險預(yù)測模型的分層能力,我們根據(jù)中位風險評分將乳腺癌分為高風險組和低風險組。然后我們繪制了患者生存狀態(tài)和風險評分的分布圖。風險評分的分布圖顯示高風險組的死亡人數(shù)較多。此外,患者生存狀況的散點圖顯示低風險組的預(yù)后明顯改善。利用主成分分析(PCA)和t分布隨機鄰域嵌入(t-SNE)來確認風險評分的可靠聚類能力。繪圖顯示不同風險組的乳腺癌患者呈兩個方向分布,表明模型中7個基因的表達可以有效地將乳腺癌患者分為高風險組和低風險組。進行單變量和多變量Cox比例風險回歸分析,進一步探討炎癥相關(guān)基因預(yù)后風險模型的獨立預(yù)后價值。單變量分析表明,年齡(p?< 0.001)和病理(分期)(p?< 0.001)與總生存率顯著相關(guān)。此外,進一步的多變量分析顯示年齡 (?p?< 0.001)、病理(分期)(?p?< 0.001)、淋巴結(jié)狀態(tài) (N) (?p?< 0.001) 和總生存率 (無花果。3C和和 3D)。3D)。單變量 Cox 回歸分析中風險評分的風險比 (HR) 和 95% 置信區(qū)間 (CI) 分別為 2.783 和 1.737-4.457 ( p < 0.01),多變量 Cox 回歸分析中的風險比 (HR) 為 3.129 和 2.065-4.741 (?p?<?0.01?) )。這些結(jié)果表明,該模型的風險評分是乳腺癌患者預(yù)后的強大獨立預(yù)測因子。

基于IRGs的腫瘤微環(huán)境評價
采用單樣本基因集富集分析(ssGSEA)對16個免疫細胞亞群和13個免疫相關(guān)功能進行量化,以闡明風險評分與免疫狀態(tài)之間的相關(guān)性。在TCGA隊列中,結(jié)果顯示,低風險組的免疫細胞浸潤狀態(tài)往往較高,并且這些組中的免疫相關(guān)通路也有所增加(無花果。4A和和4B)。4B)。從這些發(fā)現(xiàn)中我們可以得出結(jié)論,低危組的免疫反應(yīng)可能比高危組更活躍,高危組乳腺癌患者的不良預(yù)后可能與負性免疫調(diào)節(jié)有關(guān)。 。根據(jù)TCGA數(shù)據(jù)庫中各腫瘤樣本類型的免疫表型分布,通過單因素方差分析顯示5種免疫類型的風險評分水平。通路在低風險組和高風險組之間存在差異富集。免疫狀態(tài)和基質(zhì)細胞在腫瘤微環(huán)境中發(fā)揮重要作用。我們對風險評分與腫瘤微環(huán)境進行了相關(guān)性分析,以更好地了解腫瘤微環(huán)境對乳腺癌患者預(yù)后的影響。結(jié)果表明,風險評分與免疫細胞浸潤(p?< 0.001,R?= -0.36)和基質(zhì)細胞(p?< 0.001,R?= -0.7)呈負相關(guān)。此外,基于干細胞評分(DNAss)和干細胞評分(RNAss)進行了 Spearman 相關(guān)性檢驗,探討風險評分與癌癥干性評分之間的關(guān)聯(lián),結(jié)果顯示 RNAss 與風險評分呈正相關(guān)(p?< 0.05,R?= 0.16)。因此,預(yù)后模型的風險評分與癌癥干細胞的活性之間可能存在密切關(guān)系。

IRGs與藥物敏感性的關(guān)系
通過60種不同的人類癌細胞系(NCI-60)數(shù)據(jù)庫,通過CellMiner界面(https://discover.nci.nih.gov/cellminer)進行評估,我們探索了IRGs對藥物敏感性的影響,并獲得了16具有統(tǒng)計學顯著差異的藥物。結(jié)果表明,KCNMB2的表達與異維A酸、伊穆喹莫特、醋酸甲地孕酮、氟奮乃靜和氟維司群的敏感性呈正相關(guān)。說明KCNMB2表達量越高,對上述藥物的敏感性越強。IL-18的表達與哌潘酮、硼替佐米、放線菌素D、雌莫司汀、維莫非尼、長春花堿、雷洛昔芬、三氧化二砷和洛莫司汀的敏感性呈負相關(guān)。此外,IFITM1的表達與伊馬替尼呈正相關(guān),GPR與奧希替尼呈負相關(guān)。研究表明,我們的風險評分計算模型可以有效預(yù)測癌細胞對這些藥物的敏感性,并可能導(dǎo)致臨床環(huán)境中更精確的藥物使用。
