摘要：

抽象的

目的：脯氨酰4-羟化酶α多肽I（P4HA1）是胶原合成的关键酶，由两个相同的α亚基和两个β亚基组成。然而，P4HA1 在肿瘤免疫微环境 (TIME) 中的免疫调节作用仍不清楚。本研究旨在评估P4HA1在泛癌中的预后价值，并探讨P4HA1表达与TIME的关系。

方法：使用癌症基因组图谱 (TCGA) 和基因型-组织表达数据研究泛癌中 P4HA1 的表达、临床特征、突变、DNA 甲基化、拷贝数改变和预后价值。使用 R 包“clusterProfiler”对 P4HA1 进行通路富集分析。使用三个来源的免疫细胞浸润数据分析免疫细胞浸润水平与 P4HA1 表达之间的相关性，包括 ImmuCellAI 数据库、TIMER2 数据库和已发表的工作。

结果： P4HA1 在大多数癌症类型中显着过表达。P4HA1 过表达与患者的不良生存率相关。此外，我们发现 P4HA1 表达与肿瘤相关巨噬细胞、癌症相关成纤维细胞、nTregs 和 iTregs 等免疫抑制细胞的浸润水平呈正相关，与泛癌中的CD8 + T 和 NK 细胞呈负相关。

结论：我们的结果强调了 P4HA1 可能作为泛癌的潜在预后生物标志物。P4HA1 过表达表明免疫抑制微环境。P4HA1 可能是免疫治疗的潜在靶点。

关键词：TCGA，泛癌，预后生物标志物，巨噬细胞，免疫抑制微环境

结果

P4HA1在泛癌中的表达

我们首先使用 TCGA、GTEx 和 CCLE 数据评估了 P4HA1 的表达。我们发现 P4HA1 在 33 种癌症类型中的 26 种过表达，包括 ACC、BLCA、BRCA、CHOL、COAD、DLBC、ESCA、GBM、HNSC、KIRC、KIRP、LGG、LIHC、LUAD、LUSC、OV、PAAD、PRAD、阅读、SKCM、STAD、TGCT、THCA、THYM、UCEC 和 UCS。此外，只有两种肿瘤类型，如 KICH 和 LAML，P4HA1 表达较低。图 1A）。为了比较仅在肿瘤组织中的 P4HA1 表达，我们发现 P4HA1 在 KIRC 中高表达，在 KICH 中表达最低。图 1B）。在 GTEx 数据库的正常组织中，结果显示 P4HA1 在骨髓组织中的表达最高，在胰腺中的表达最低。图 1C）。对于肿瘤细胞系，我们使用CCLE数据库的数据证明了P4HA1在GBM细胞系中的表达最高（图 1D）。

关于 TCGA 队列中的肿瘤和邻近正常组织，P4HA1 在 12 种癌症中也过表达，例如 BLCA、BRCA、COAD、ESCA、HNSC、KIRC、KIRP、LUAD、LUSC、PRAD、READ 和 STAD。图 2A-L）。此外，我们研究了不同肿瘤阶段的 P4HA1 表达。结果表明，在 ACC、CESC、HNSC、KIRP、LUAD、PAAD 和 THCA 相对较差的肿瘤阶段，P4HA1 表达升高。图 2M–S）。

P4HA1的预后价值

为了评估 P4HA1 在预测肿瘤患者预后中的预后价值，进行了单变量 Cox 回归 (UniCox) 和 Kaplan-Meier 生存分析。Kaplan-Meier OS 分析证明，P4HA1 表达升高预示着 ACC、BLCA、BRCA、CESC、GBM、HNSC、KICH、KIRP、LUAD、MESO、OV、PAAD、PCPG、SARC、STAD、YHCA、THYM 患者的 OS 较差, 和 UVM (图 4）。

UniCox 结果表明，P4HA1 是 ACC、BRCA、CESC、HNSC、KICH、KIRP、LUAD、MESO、PAAD、SARC、THCA 和 UVM 患者 OS 的危险因素。图 5A）。此外，我们评估了 P4HA1 在预测 DSS 中的预后价值。结果表明，高 P4HA1 表达预示 BRCA、CESC、HNSC、KIRP、LUAD、MESO、PAAD、SARC、THCA 和 UVM 患者的 DSS 状态较差，但预测 KIRC 患者的 DSS 状态较好。图 5B）。

P4HA1的GSEA

为了探索 P4HA1 参与泛癌的可能通路，我们基于 Reactome 通路数据库进行了 GSEA。如图所示图 6等，GSEA结果显示P4HA1参与了泛癌中的免疫调节相关通路，如免疫系统、先天免疫系统和适应性免疫系统中的细胞因子信号传导。此外，为了研究 P4HA1 参与 LUAD 的潜在途径，我们使用 TCGA LUAD 数据对 P4HA1 进行了 GSEA。计算所有蛋白编码基因与P4HA1的相关性，选择显着基因（p <0.05）进行GSEA。与 P4HA1 最正相关和负相关的前 50 个基因显示在图 7A、B. 对于 GSEA-GO 结果，我们发现 P4HA1 富含大多数细胞周期相关术语（图 7C）。对于基于 KEGG 和 Reactome 的 GSEA 结果，P4HA1 在细胞周期、自噬-动物、河马信号通路、mTOR 信号通路、适应性免疫系统和先天免疫系统通路中富集。图 7D、E）。这些结果表明，P4HA1 调节的细胞周期和免疫相关通路可能导致肿瘤患者存活率低。

P4HA1表达与免疫细胞浸润的关系

通过使用来自已发表研究（ Thorsson 等，2018 ）的免疫细胞浸润数据分析 P4HA1 表达与免疫细胞浸润之间的相关性，我们发现 P4HA1 与包括 LUAD 在内的大多数肿瘤类型中的 TAM 浸润呈正相关（图 8A-C)，但与免疫杀伤细胞负相关，如活化的 NK 细胞、CD8 T 细胞和 LUAD 中的淋巴细胞 (图 8D-F）。我们还使用 ImmuCellAI 数据库中的数据发现了类似的现象。免疫抑制细胞，如 nTreg、iTreg 和 TAM，与泛癌中 P4HA1 的表达呈正相关。图 9A) 和 LUAD (图 9B）。相比之下，免疫杀伤细胞，如活化的 NK 细胞和 CD8 T 细胞，与 P4HA1 表达呈负相关。对TIMER2数据库数据的分析结果也观察到了类似的结论（图 10）。

此外，我们发现 P4HA1 表达与几种肿瘤类型中的肿瘤突变负荷 (TMB) 和微卫星不稳定性 (MSI) 呈正相关，证明了与免疫治疗效果的潜在关联。图 11A、B）。此外，我们根据 P4HA1 的中位表达将 LUAD 患者分为两组，并比较了两组之间基因突变的差异。结果表明，在 LUAD 中，P4HA1 高表达的患者比 P4HA1 低表达的患者具有更高的基因突变频率（高 vs. 低：86.9 vs. 80.88%）。图 12A、B）。

此外，我们对 192 种抗癌药物的 P4HA1 和 IC50 值进行了相关性分析。我们发现 P4HA1 高表达的患者可能对大多数抗癌药物耐药，例如 PF-4708671、TAF1_5496、Linsitinib、ABT737、Navitoclax 和 ML323。图 13）。补充表 S1包含有关各种药物 IC50 值相关性的数据。