基于细胞膜张力相关基因的肝细胞癌预后模型构建

摘要

目的 研究细胞膜张力相关基因(Cell membrane tension-related genes, CMTRGs)对肝细胞癌(Hepatocellular carcinoma, HCC)患者预后的影响。方法 从癌症基因组图谱数据库下载HCC患者的RNA测序数据、临床信息及体细胞突变数据，利用单因素Cox回归分析、LASSO回归、多因素Cox回归分析构建预后模型，基于风险评分将患者分为高、低风险组。通过Kaplan-Meier生存曲线分析及受试者工作特征(Receiver operating characteristic,ROC)曲线对模型效能进行评估，结合风险评分和临床特征构建列线图并评估列线图效能。对风险差异表达基因进行差异表达基因本体(Gene ontology, GO)、京都基因与基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genome, KEGG)和单样本基因集富集(Single sample gene set enrichment analysisss, ssGSEA)分析。比较两组间免疫检查表达以及对免疫治疗反应性的差异。通过基因表达数据库获得HCC单细胞测序数据(Single-cell RNA sequencing, scRNA-seq),以揭示HCC的细胞浸润，用拟时序分析探讨细胞间的相互作用。结果 构建由3个基因(PDCD6IP、CFL1、EPO)组成的预后模型，Kaplan-Meier生存曲线表明CMTRGs高风险组总体生存较差(P<0.001);ROC曲线显示此预后模型1、3、5年的AUC均>0.60,该模型对HCC患者的预后有较好的预测作用，通过单因素Cox回归分析显示，临床分期(HR=2.836,95%CI:1.934～4.158,P<0.001)、风险评分(HR=1.234,95%CI:1.170～1.303,P<0.001)均与患者的预后密切相关。多因素Cox回归分析显示风险评分(HR=1.189,95%CI:1.122～1.260,P<0.001)和临床分期(HR=2.229,95%CI:1.487～3.342,P<0.001)均是HCC患者的独立预测因子。纳入风险评分的列线图(HR=2.033,95%CI:1.265～3.267,P=0.003)对HCC患者的预后有较好的预测性能。功能富集分析表明高风险组主要富集在肿瘤及机械转导相关通路上；免疫相关性分析得出高风险组在免疫逃逸相关通路中上调(P<0.05),免疫抑制细胞浸润增加(P<0.05),免疫检查点高表达(P<0.05),从免疫治疗中获益更少(P<0.05)。scRNA-seq分析提示HCC中有免疫细胞耗竭现象，拟时序分析发现内皮细胞有向成纤维细胞转化的趋势。结论 通过整合生物信息学分析，构建由PDCD6IP、CFL1、EPO组成的预后模型，基于模型构建的风险评分和列线图有助于HCC患者的预后评估及临床决策。

关键词

细胞膜张力 / 肝细胞癌 / 预后模型 / 肿瘤微环境 / 免疫