乳腺癌中,基于炎症相关基因的预后预测模型

结果
预后炎症相关基因的鉴定
为了建立乳腺癌的预后预测模型,我们从GSEA数据库中获取了人类炎症反应基因集,其中包含200个炎症相关基因(IRG),并对其进行了进一步分析。从TCGA数据库中获取这些炎症基因在乳腺癌组织和癌旁组织中的表达水平,筛选出56个差异表达的炎症基因(DEG)。对所有 IRG 的单变量 Cox 分析显示,其中 30 个 IRG 与TCGA 队列中的总生存率相关,p < 0.05。然后,通过将维恩图中显示的56个DEG和30个炎症相关基因相交,总共鉴定出11个不同表达的炎症相关基因。使用热图可视化乳腺癌中 9 个上调基因(TACR1、IRF7、BST2、IFITM1、LAMP3、SELL、CXCL9、IL12B、IL12B、GPR132、IL18)和 2 个下调基因(KCNMB2、TACR1)的表达。根据单变量 Cox 回归分析,发现 10 个风险基因(风险比 > 1)和 1 个保护基因(风险比 < 1)与乳腺癌相关。几乎所有的预后特征基因都呈正相关

乳腺癌预后模型的构建和验证
为了研究IRG与乳腺癌患者预后之间的关系,我们通过LASSO算法分析,基于11个单变量结果构建了预后风险预测模型。并利用10倍交叉验证来确定调整参数的最佳值,结果表明7个IRG是最可靠的标记。使用 7 个 IRG(包括 GPR132、IFITM1、IL12B、IL18、IRF7、KCNMB2 和 TACR1)构建列线图来预测乳腺癌患者的 1 年、2 年和 3 年生存率。将各基因的得分累加得到总分,并在总分对应点向下画垂直线,确定1年、2年、3年的相对生存率。根据中位风险评分,将患者分为低风险组和高风险组。我们进行了 Kaplan-Meier 和 ROC 分析来估计 IRG 特征的强度并比较两组之间的差异。KM 曲线显示两组之间存在显着差异,并显示风险评分较高的患者往往预后较差,生存时间较短。此外,1年、2年和3年的ROC曲线下面积(AUC)分别为0.640、0.604和0.628。结果显示该预后模型具有良好的敏感性和特异性。

IRGs 风险预测模型的进一步验证
为了进一步评估基于TCGA队列构建的IRGs风险预测模型的分层能力,我们根据中位风险评分将乳腺癌分为高风险组和低风险组。然后我们绘制了患者生存状态和风险评分的分布图。风险评分的分布图显示高风险组的死亡人数较多。此外,患者生存状况的散点图显示低风险组的预后明显改善。利用主成分分析(PCA)和t分布随机邻域嵌入(t-SNE)来确认风险评分的可靠聚类能力。绘图显示不同风险组的乳腺癌患者呈两个方向分布,表明模型中7个基因的表达可以有效地将乳腺癌患者分为高风险组和低风险组。进行单变量和多变量Cox比例风险回归分析,进一步探讨炎症相关基因预后风险模型的独立预后价值。单变量分析表明,年龄(p < 0.001)和病理(分期)(p < 0.001)与总生存率显着相关。此外,进一步的多变量分析显示年龄 ( p < 0.001)、病理(分期)( p < 0.001)、淋巴结状态 (N) ( p < 0.001) 和总生存率 (无花果。3C和和 3D)。3D)。单变量 Cox 回归分析中风险评分的风险比 (HR) 和 95% 置信区间 (CI) 分别为 2.783 和 1.737-4.457 ( p < 0.01),多变量 Cox 回归分析中的风险比 (HR) 为 3.129 和 2.065-4.741 ( p < 0.01 ) )。这些结果表明,该模型的风险评分是乳腺癌患者预后的强大独立预测因子。

基于IRGs的肿瘤微环境评价
采用单样本基因集富集分析(ssGSEA)对16个免疫细胞亚群和13个免疫相关功能进行量化,以阐明风险评分与免疫状态之间的相关性。在TCGA队列中,结果显示,低风险组的免疫细胞浸润状态往往较高,并且这些组中的免疫相关通路也有所增加(无花果。4A和和4B)。4B)。从这些发现中我们可以得出结论,低危组的免疫反应可能比高危组更活跃,高危组乳腺癌患者的不良预后可能与负性免疫调节有关。 。根据TCGA数据库中各肿瘤样本类型的免疫表型分布,通过单因素方差分析显示5种免疫类型的风险评分水平。通路在低风险组和高风险组之间存在差异富集。免疫状态和基质细胞在肿瘤微环境中发挥重要作用。我们对风险评分与肿瘤微环境进行了相关性分析,以更好地了解肿瘤微环境对乳腺癌患者预后的影响。结果表明,风险评分与免疫细胞浸润(p < 0.001,R = -0.36)和基质细胞(p < 0.001,R = -0.7)呈负相关。此外,基于干细胞评分(DNAss)和干细胞评分(RNAss)进行了 Spearman 相关性检验,探讨风险评分与癌症干性评分之间的关联,结果显示 RNAss 与风险评分呈正相关(p < 0.05,R = 0.16)。因此,预后模型的风险评分与癌症干细胞的活性之间可能存在密切关系。

IRGs与药物敏感性的关系
通过60种不同的人类癌细胞系(NCI-60)数据库,通过CellMiner界面(https://discover.nci.nih.gov/cellminer)进行评估,我们探索了IRGs对药物敏感性的影响,并获得了16具有统计学显着差异的药物。结果表明,KCNMB2的表达与异维A酸、伊穆喹莫特、醋酸甲地孕酮、氟奋乃静和氟维司群的敏感性呈正相关。说明KCNMB2表达量越高,对上述药物的敏感性越强。IL-18的表达与哌潘酮、硼替佐米、放线菌素D、雌莫司汀、维莫非尼、长春花碱、雷洛昔芬、三氧化二砷和洛莫司汀的敏感性呈负相关。此外,IFITM1的表达与伊马替尼呈正相关,GPR与奥希替尼呈负相关。研究表明,我们的风险评分计算模型可以有效预测癌细胞对这些药物的敏感性,并可能导致临床环境中更精确的药物使用。
