A novel oxidative-stress related lncRNA signature predicts the prognosis of clear cell renal cell carcinoma

結(jié)果

差異基因篩選與富集

在本研究中，我們使用了 TCGA 隊(duì)列中 507 例 ccRCC 患者的數(shù)據(jù)（腫瘤組，435 例；正常組，72 例）。我們鑒定了 136 個(gè)與 OS 相關(guān)的差異表達(dá)基因（DEG），其中包括 95 個(gè)上調(diào)基因和 41 個(gè)下調(diào)基因。京都基因與基因組百科全書（KEGG）通路分析表明，OS相關(guān)DEG主要富集于與癌癥、脂質(zhì)和動脈粥樣硬化、缺氧誘導(dǎo)因子1（HIF-1）信號通路、細(xì)胞因子-細(xì)胞因子受體相互作用、PI3K相關(guān)的通路-Akt信號通路、癌癥中的蛋白多糖代謝、人類巨細(xì)胞病毒感染、糖尿病心肌病和絲裂原激活蛋白激酶（MAPK）信號通路?；虮倔w（GO）分析表明，OS相關(guān)DEGs主要富集于（a）與炎癥反應(yīng)、離子轉(zhuǎn)運(yùn)調(diào)節(jié)和循環(huán)系統(tǒng)過程相關(guān)的生物過程；(b)與膜筏、膜微區(qū)和質(zhì)膜蛋白復(fù)合物相關(guān)的細(xì)胞組成；(c)與氧化還原酶活性、受體和配體活性以及信號傳導(dǎo)受體激活劑活性相關(guān)的分子功能。

構(gòu)建操作系統(tǒng)相關(guān) lncRNA 的預(yù)測特征

我們過濾了 1479 個(gè)操作系統(tǒng)相關(guān)的 lncRNA。單變量Cox回歸分析顯示，274個(gè)lncRNA與ccRCC患者的預(yù)后相關(guān)。多因素 Cox 回歸分析顯示，7 個(gè) OS 相關(guān) lncRNA（包括 SPART-AS1、AL162586.1、LINC00944、LINC01550、HOXB-AS4、LINC02027 和 DOCK9-DT）構(gòu)建了預(yù)測特征。

我們使用 Cytoscape 來可視化預(yù)測性 lncRNA。在與OS相關(guān)基因的共表達(dá)方面，LINC00944與11個(gè)基因（ CD40、TRPM2、NOD2、RAC2、CCL5、SNAP25、FASLG、CLEC4A、CDKN2A、CASP1和IFNG）共表達(dá)；AL162586.1具有八個(gè)基因（UCN、NOL3、CPT1B、EME2、AGER、LDHA、VEGFA和NGF）；LINC01550 具有四個(gè)基因（TRPA1、CCND1、SCN4A和CD36）；LINC02027 具有三個(gè)基因（CYP2J2、HRH2和ABCB1）；SPART-AS1 具有三個(gè)基因（CNKN3、RAD51和TIMP1）；HOXB-AS4 具有兩個(gè)基因（SLC2A1和MUC1）；和帶有一個(gè)基因（ VEGFA?）的DOCK9-DT

ccRCC 患者的預(yù)測特征與預(yù)后之間的相關(guān)性

計(jì)算所有患者的風(fēng)險(xiǎn)評分，然后根據(jù)中位風(fēng)險(xiǎn)評分將患者分為高風(fēng)險(xiǎn)組 (n = 254) 和低風(fēng)險(xiǎn)組 (n = 253)。根據(jù)Kaplan-Meier生存曲線描述，高危組的總生存率顯著低于低危組。風(fēng)險(xiǎn)評分的分布顯示，高風(fēng)險(xiǎn)組的評分相對較高。散點(diǎn)圖顯示，高危組的生存時(shí)間低于低危組高危組和低危組的 5 年生存率分別為 17.7% 和 28.1%。

單變量Cox回歸分析顯示，年齡、分級、分期、T分期、M分期、N分期和風(fēng)險(xiǎn)評分與ccRCC患者的總生存率顯著相關(guān)。多元Cox回歸分析顯示，年齡、分級和風(fēng)險(xiǎn)評分是患者總生存率的獨(dú)立預(yù)測因素。風(fēng)險(xiǎn)評分的曲線下面積（AUC）值為0.794，優(yōu)于所有臨床病理變量預(yù)測ccRCC患者的預(yù)后。1年、3年和5年生存率的AUC值分別為0.786、0.757和0.792，表明具有良好的預(yù)測性能

為了進(jìn)一步預(yù)測 ccRCC 患者的預(yù)后，我們構(gòu)建了包含臨床病理變量和風(fēng)險(xiǎn)評分的列線圖，以預(yù)測 ccRCC 患者 1、2、3 和 5 年的預(yù)后。校準(zhǔn)曲線顯示 1 年、2 年、3 年和 5 年的實(shí)際總體生存率與預(yù)測生存率非常一致

不同臨床病理變量下ccRCC患者的預(yù)測特征與預(yù)后的關(guān)系

所有ccRCC患者根據(jù)年齡、性別、分級、癌癥分期、T分期、N分期和M分期進(jìn)行分組。對于每個(gè)分類，高風(fēng)險(xiǎn)組患者的總生存期顯著短于低風(fēng)險(xiǎn)組患者。這些結(jié)果表明，預(yù)測特征可以預(yù)測 ccRCC 患者的預(yù)后，而無需考慮臨床病理變量。

預(yù)測簽名的內(nèi)部驗(yàn)證

為了確認(rèn)預(yù)測特征的可靠性，我們將 507 名隨機(jī)選擇的預(yù)測特征分為兩組：255 名患者作為訓(xùn)練集，252 名患者作為測試集。在兩組中，高風(fēng)險(xiǎn)組患者的總生存率低于低風(fēng)險(xiǎn)組患者，兩組的受試者工作特征（ROC）曲線均顯示出良好的預(yù)測性能。在訓(xùn)練集中，1年、3年和5年生存的AUC值分別為0.81、0.785和0.82和測試集中的值分別為 0.748、0.734 和 0.759

免疫浸潤及其通路分析

我們使用主成分分析圖根據(jù)全基因組、OS 相關(guān)基因組、OS 相關(guān) lncRNA 以及被確定為 OS 預(yù)后特征的 7 個(gè) lncRNA 來可視化患者的分布。lncRNA特征組中高風(fēng)險(xiǎn)和低風(fēng)險(xiǎn)評分的患者明顯分布在不同象限，表明這是區(qū)分患者的最佳方式。由于高危組和低危組患者的預(yù)后存在差異，我們進(jìn)行了基因集富集分析（GSEA）。原發(fā)性免疫缺陷的途徑、免疫球蛋白 A 產(chǎn)生的腸道免疫網(wǎng)絡(luò)以及細(xì)胞因子 - 受體相互作用在高危組中顯著豐富（表（表格1），1），表明高風(fēng)險(xiǎn)與免疫反應(yīng)密切相關(guān)。

為了探討 ccRCC 患者風(fēng)險(xiǎn)評分與免疫細(xì)胞和功能之間的相關(guān)性，我們對不同免疫細(xì)胞亞群、相關(guān)功能和通路的單樣本基因集富集分析 (ssGSEA) 進(jìn)行了量化。結(jié)果顯示，活化樹突狀細(xì)胞（aDCs）、CD8（+）T細(xì)胞、未成熟樹突狀細(xì)胞（iDCs）、巨噬細(xì)胞、肥大細(xì)胞、輔助性T細(xì)胞、濾泡輔助性T細(xì)胞（Tfh）、輔助性T細(xì)胞的浸潤水平高風(fēng)險(xiǎn)組和低風(fēng)險(xiǎn)組之間的 1 (Th1) 細(xì)胞、2 型輔助 T (Th2) 細(xì)胞、腫瘤浸潤淋巴細(xì)胞 (TIL) 和調(diào)節(jié)性 T 細(xì)胞 (Treg) 存在顯著差異

抗原呈遞細(xì)胞的共刺激、細(xì)胞因子-細(xì)胞因子受體相互作用 (CCR)、趨化因子受體檢查點(diǎn)、細(xì)胞溶解活性、炎癥促進(jìn)、副炎癥、T 細(xì)胞的共抑制和共刺激，以及 I 型和 I 型細(xì)胞的反應(yīng)高危組的II型干擾素含量高于低危組。這些發(fā)現(xiàn)還表明，高風(fēng)險(xiǎn)人群的免疫功能比低風(fēng)險(xiǎn)人群更活躍。

ccRCC 預(yù)測特征與治療之間的相關(guān)性

為了進(jìn)一步探索個(gè)體化治療方案，我們比較了高風(fēng)險(xiǎn)組和低風(fēng)險(xiǎn)組之間85種化療藥物或抑制劑的估計(jì)半數(shù)最大抑制濃度（IC?50 ）。我們注意到ABT.888、AICAR、MS.275、舒尼替尼、AZD.2281和GDC.0449可能作為治療高危人群患者的候選藥物。相比之下，比卡魯胺、埃博霉素B和拉帕替尼對于高危組患者可能并不理想