联合多数据库构建肝细胞癌自噬基因预后模型

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目的构建自噬基因表达特征的肝细胞癌(HCC)患者预后的预测模型,为提高临床肝癌患者的预后提供参考。方法从癌症基因组图谱(TCGA)、基因型-组织表达研究项目(GTEx)数据库中分别得到所有肝细胞癌和正常肝细胞组织的基因转录表达数据,并将每个样本的基因转录表达数据统一转化为log2(FPKM值+1),消除数据库之间测试平台的数据差异。根据人类自噬基因库中获取的人类自噬基因列表筛选出TCGA-GTEx并整合出序列中每个样本对应的自噬基因的表达量。用R语言limma包以错误发现率FDR<0.05及差异倍数|log FC|>1为筛选标准,进行自噬基因差异表达分析。用R语言cluster Profiler包对差异表达自噬基因以筛选标准为P<0.05,进行基因本体论(GO)富集分析及京都基因与基因组百科全书(KEGG)富集分析。根据自噬基因的差异表达量和患者的临床信息,用R语言survival包进行单因素的Cox回归分析,当P<0.05时认为有统计学差异。进一步将此分析中有统计学意义的自噬基因纳入到多因素Cox回归分析中,以每个差异表达的自噬基因表达量和相对应的回归系数coef值为基础,构建预后模型评估预后风险。并预测模型的受试者工作特征曲线(ROC)。结果1.基因转录数据及临床信息收集:从癌症基因组图谱及基因型-组织表达研究项目数据库中共得到肝细胞癌样本374例和正常肝组织样本160例的基因转录表达数据及临床信息。其中男性253例,女性121例,肿瘤分级G1级55例,G2级180例,G3级124例,G4级15例,肿瘤分期I期184例,II期92例,III期89例,IV期9例。2.自噬基因数量分析:从整合后的样本序列中共筛选出205个自噬基因的表达数据,以FDR<0.05及|log FC|>1为筛选标准,发现SPNS1、DIRAS3、TMEM74等11个自噬基因在肝细胞癌和正常肝组织样本表达具有显著性统计学差异。3.自噬基因本体论分析:差异表达自噬基因富集分析中发现,差异基因主要富集在蛋白丝氨酸/苏氨酸激酶活性的调控、Erb B 2信号通路、蛋白激酶调节活性、激酶调节活性等功能上。4.KEGG富集分析:在KEGG富集分析中,差异基因在EGFR酪氨酸激酶抑制剂耐药、Hippo信号通路等通路上富集。5.单因素及多因素分析:整合并删除生存信息缺失的样本后,共418例样本表达纳入到Cox回归分析中。通过单因素、多因素Cox风险回归分析后,筛选出NRG1、IKBKE这两个自噬基因。6.肝细胞癌自噬基因预后模型的建立:采用上述两个自噬基因建立预后预测模型:(0.44247×NRG1的表达量)+(0.55977×IKBKE的表达量)。结果:预测模型的ROC曲线显示,7年总体生存的ROC曲线下面积(AUC)为0.711。结论基于NRG1和IKBKE表达量构建的肝细胞癌预后模型提示,高水平这两种基因分别对肝细胞癌患者远期生存率有较高的预测价值。
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