关键词:
结直肠癌
缺氧
极光激酶A
免疫治疗
预后
摘要:
目的基于生物信息学方法,确定结直肠癌(colorectal cancer,CRC)中对程序性死亡蛋白1(programmed cell death 1,PD-1)抑制剂耐药的基因并了解其潜在机制。方法下载基因表达综合数据库(gene expression omnibus,GEO)中多个数据集以筛选缺氧相关基因(hypoxia-related genes,HRGs)和差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs),取二者交集为缺氧相关差异表达基因(hypoxia-related differentially expressed genes,HDGs)。下载癌症基因组图谱(the cancer genome atlas,TCGA)数据库中CRC基因表达数据,采用Pearson相关性分析筛选PD-1相关基因,进一步采用STRING(最低交互分数>0.7)和Cytoscape筛选PD-1相关基因的关键基因(以下简称“PD-1关键基因”)。采用GEPIA2数据库和Kaplan-Meier Plotter数据库来分析筛选出的PD-1关键基因与CRC患者预后的关系,以筛选目的基因。实时荧光逆转录定量聚合酶链式反应用来分析20例CRC患者癌组织及其对应的癌旁组织中目的基因的表达。Kaplan-Meier Plotter数据库和ROC Plotter数据库用来分析不同患者中目的基因的高低表达与预后的关系。检验水准α=0.05。结果筛选出651个HRGs和329个DEGs,取二者交集得到37个HDGs用于后续分析。Pearson相关性相关性分析筛选出25个PD-1核心基因,MCC算法和MCODE算法分别筛选出10个和14个PD-1核心基因,取三者交集得到3个PD-1关键基因,经生存分析最终筛选出极光激酶A(Aurora kinase A,AURKA)基因为目的基因。AURKA基因在PD-1抑制剂治疗有反应的泛癌患者中的表达水平明显高于无反应者(P<0.001),在6个缺氧处理CRC细胞中显著低于6个常氧处理CRC细胞(P<0.001),在CRC组织中表达显著高于其对应的癌旁结直肠组织(P=0.008)。生存分析表明,AURKA高表达泛癌患者的总生存情况优于AURKA低表达泛癌患者[HR(95%CI)=0.67(0.49,0.93),P=0.015]。在MMR缺失型CRC患者中,AURKA基因低表达者的总生存期[HR(95%CI)=2.596(1.028,6.332),P=0.043]和无复发生存期[HR(95%CI)=4.201(1.092,16.150),P=0.037]均明显差于AURKA基因高表达者;AURKA基因高表达的TP53、BRAF、KRAS野生型和突变型CRC患者的总生存情况均明显优于其低表达患者(P<0.05),而未发现AURKA基因高表达和低表达的MMR功能正常CRC患者的总生存情况比较差异有统计学意义(P=0.307)。结论本生物信息学分析结果提示,缺氧可以下调AURKA的表达,而AURKA低表达与CRC患者预后不良相关,并且其低表达与接受PD-1抑制剂治疗患者的治疗反应性差及预后不良相关。