摘要: 研究背景及目的: 结肠癌是我国常见的消化系统恶性肿瘤之一，转移和复发是导致大多数结肠癌患者死亡的主要原因。外科手术和新式辅助化疗等技术已被广泛应用于治疗结肠癌。但是由于结肠癌起病隐匿且无症状进展，部分结肠癌患者就诊时已是中晚期，手... 展开 研究背景及目的: 结肠癌是我国常见的消化系统恶性肿瘤之一，转移和复发是导致大多数结肠癌患者死亡的主要原因。外科手术和新式辅助化疗等技术已被广泛应用于治疗结肠癌。但是由于结肠癌起病隐匿且无症状进展，部分结肠癌患者就诊时已是中晚期，手术切除并不能延长这部分患者的生存时间。目前，临床医师主要通过结肠癌患者诊断时疾病进程和肿瘤分期来判断预后。然而，传统方法不足以对结肠癌患者预后做出准确评估。因此，准确评估预后对结肠癌患者至关重要。本研究主要通过筛选TCGA数据库中与结肠癌预后相关的差异表达基因，构建结肠癌预后基因模型，筛选调控结肠癌发生发展的Wnt信号通路中的关键基因，以期为结肠癌患者的预后管理和个体化精准治疗提供理论依据。 方法: 1.访问癌症基因组图谱(TCGA)数据库，下载结肠癌患者的RNA表达数据和临床信息，通过R软件edgeR包分析筛选结肠癌样本和正常组织之间的差异表达基因。 2.基于Cox比例风险回归模型对差异表达基因进行单因素Cox和多因素Cox回归分析，筛选与总生存时间相关的预后基因，利用R语言“survival”包的coxph()功能拟合构建最优的预后基因模型，并形成风险评分公式。 3.根据风险评分中位值将结肠癌患者分为高风险组和低风险组，通过Kaplan-Meier生存分析及ROC曲线评估预后基因模型的预测性能。 4.通过R语言“survival”包分析预后基因模型与各临床性状的关系，评估该模型是否可作为结肠癌患者的独立预后影响因素。并评估该模型在不同人群中的预测性能。 5.结合该模型中各基因表达情况及临床信息，采用R软件中“survival”包和Log-rank检验计算各基因高、低表达组患者的5年生存率。利用“ggpubr”包和Kruskal-Wallis检验分析各基因表达与临床数据的关系。 6.利用R语言“clusterProfiler”包对差异表达基因进行KEGG信号通路分析，筛选参与结肠癌Wnt信号通路的关键基因。利用R中“ggpubr”包和Kruskal-Wallis检验分析关键基因表达与与临床数据的关系。 结果: 1.通过TCGA数据库共筛选出5544个差异表达基因，其中4152个表达上调基因，1392个下调基因。 2.通过单因素Cox和多因素Cox回归分析，筛选出GABRD、FAM132B、LRRN4、RP11-400N13.2、RP11-108K3.2、RNU6-403P、RP11-429J17.8、LINC01296、RP11-190J1.3、AC002076.10、CTC-573N18.1共11个基因，构建了结肠癌最优预后基因模型。风险评分公式:Riskscore=GABRD×0.40835+FAM132B×0.29934+LRRN4×0.11695+RP11-400N13.2×0.14548+RP11-108K3.2×0.34000+RNU6-403P×0.17471+RP11-429J17.8×0.14123+LINC01296×0.11822+RP11-190J1.3×0.12992+AC002076.10×0.26846+CTC-573N18.1×0.22879。 3.根据风险评分中位值0.9404作为截断值，将患者分为高、低风险组。高风险组患者5年总生存率为39.5％(CI 29.5％-53.0％)，低风险组患者5年总生存率为89.6％(CI 82.2％-97.7％)，结果显示随着风险评分的增加，高风险组患者死亡人数较低风险组显著增多。结肠癌患者1年、3年、5年的总生存率ROC曲线下面积(AUC)值分别为0.796、0.839、0.827，表明该模型对结肠癌患者短期生存时间和长期生存时间均具有良好的预测效果。 4.通过探究预后基因模型和各临床性状的关系，结果显示预后基因模型(HR=1.11295％CI1.077-1.147P＜0.001)能独立预测结肠癌患者总生存率，是结肠癌患者总生存时间的独立预测因子。临床分组分析显示，在不同临床分期(Ⅰ+Ⅱ、Ⅲ+Ⅳ)、远处转移(M0、M1)或淋巴结转移(N0、N1+2)阶段，高风险患者生存率均显著低于低风险患者，表明不同TNM分期的结肠癌患者均可使用该模型进行预后分析。 5.预后基因GABRD、FAM132B、RP11-400N13.2、RP11-108K3.2、RNU6-403P、RP11-429J17.8、LINC01296、RP11-190J1.3、AC002076.10、CTC-573N18.1高表达患者的5年期生存率低于低表达患者。GABRD、LINC01296、AC002076.10、LRRN4随患者临床分期和TNM分期越高，表达增高;RP11-400N13.2随临床分期进展或淋巴结转移，表达增高;远处转移患者的RP11-108K3.2表达显著高于无远处转移的患者。 6.利用KEGG富集分析获取结肠癌Wnt信号通路的差异表达基因33个，其中上调基因26个，下调基因7个。利用蛋白质-蛋白质相互作用网络进一步筛选出影响结肠癌发生发展的前10个关键蛋白质，其编码基因为Wnt11、Wnt7A、RNF43、Wnt3A、RSPO1、FZD10、Wnt2、Wnt3、Wnt7B、Wnt8B。其中，Wnt11、Wnt7A随患者临床分期和TNM分期越高，表达增高;远处转移患者的RNF43表达水平显著高于无远处转移的患者;淋巴结转移患者的Wnt3A表达显著高于无远处转移的患者。 结论: 采用癌症基因图谱数据库中的结肠癌患者数据，构建了具有预测结肠癌风险的预后基因模型。同时，该模型被证实可识别结肠癌患者的死亡风险，能有效预测结肠癌患者的生存率，可作为评价结肠癌患者预后的独立影响因素。通过探索该模型的预后基因、Wnt信号通路的关键基因与临床性状的关系，将有助于了解结肠癌发生发展的分子机制，为结肠癌的预后评估和靶向治疗提供理论参考。 收起