摘要
背景：低级别胶质瘤是具有胶质细胞表型的神经上皮肿瘤之一，可具有高度浸润性或显著的侵袭性，常靠近或位于大脑重要的功能区。随着肿瘤精准治疗的发展，低级别胶质瘤的研究也进行了基于基因突变以及全基因组学领域的较多探讨。在研究低级别胶质瘤的疾病进展中，识别潜在生物标志物和潜在靶基因是为低级别胶质瘤提供个性化治疗的先决条件。其中，磷酸酶和张力蛋白同源物（PhosphataseandTensinHomolo,PTEN）基因的突变经常发生在低度神经胶质瘤（Low-GradeGlioma,LGG）中，并且与不良的预后和生存率密切相关。 目的：利用多个数据挖掘PTEN在低级别胶质瘤中的免疫浸润及预后的影响，并明确其作用。 方法：从肿瘤基因组图谱（TheCancerGenomeAtlas,TCGA）数据库（https://portal.gdc.cancer.gov/)下载共515患低级别胶质瘤（LGG）的患者信息，其中包括505个具有临床性状的患者数据。应用“EdgeR”R包对PTEN突变组和野生组进行筛选，筛选出差异表达基因（Differentiallyexpressedgenes，DEGs），并应用“clusterProfiler”根据其生物学状态识别差异表达基因（DEGs）的生物学功能，得到了具有或不具有PTEN突变的低级别胶质瘤患者的丰富信号通路。并用基因富集分析（GeneSetEnrichmentAnalysis，GSEA）软件根据PTEN表达量高低识别其差异通路（错误发现率(FDR)＜0.25和p值＜0.05的的富集结果被确定为显着）。然后对低级别胶质瘤患者的风险比通过使用R软件的Cox比例风险模型进行预测，包括年龄、性别、PTEN状态和等级。使用STRING数据库研究差异基因内的相互作用和中心基因，并通过富集分析得到3个模板的显著通路。至于PTEN对于免疫浸润的影响，利用肿瘤免疫估计资源（TumorImmuneEstimationResource，TIMER）网站进行预测分析。 结果：低级别胶质瘤患者中，大约有6%的患者存在PTEN基因的突变，突变类型包括错义突变、无义突变、以及扩增和深度缺失。对于突变，结果显示PTEN蛋白的13个氨基酸位点被鉴定为常见突变位点，位于DSPc和PTEN_C2结构域，突变组的平均年龄比野生组的平均年龄要高，PTEN野生型组的PTEN表达水平显着高于PTEN突变组，其中PTEN浅缺失和二倍体的表达水平显着高于增益和深度缺失状态。PTEN作为抑癌基因，野生组的生存时间较突变组明显要高。然后我们对包括肿瘤分级和患者年龄在内的多因素和PTENmRNA表达进行Cox回归分析，结果显示PTENmRNA表达水平可能影响LGG患者的预后，其与肿瘤分级、患者年龄和性别无关。为了探索PTEN其潜在的生物学功能，我们利用PTEN基因表达量的差异基因，完善了京都基因与基因组百科全书（KyotoEncyclopediaofGenesandGenomes，KEGG）分析及基因本体论（GeneOntology，GO）分析，得出其基因主要富集在未折叠蛋白反应、胆固醇稳态、上皮间质转化、干扰素α反应、干扰素γ反应和血管生成。这些是癌细胞增殖的关键组成部分。富集结果表明，PTEN突变可能在涉及癌细胞迁移、代谢和免疫反应调节的各种途径中发挥关键作用。我们通过Cytoscape(v3.0,https://cytoscape.org/)软件来识别和可视化这些差异基因之间的相互影响关系，并得到3个版块及其富集分析，这3个版块的基因主要与G蛋白偶联受体信号通路、环核苷酸第二信使、内皮细胞活化、γ-氨基丁酸(GABA)受体活性、cAMP信号、磷脂酶C激活G蛋白偶联受体信号通路、神经活性配体-受体相互作用和翻译后蛋白修饰等通路相关。我们又使用TIMER数据库评估低级别胶质瘤患者PTEN状态与免疫细胞浸润（包括B细胞、CD8+T细胞、CD4+T细胞、巨噬细胞、中性粒细胞和树突状细胞）之间的相关性。结果表明，PTEN突变与LGG患者B细胞、巨噬细胞、中性粒细胞、CD8+T细胞和树突状细胞的浸润呈显着正相关，其中不包括CD4+T细胞。而在这些差异组中，PTEN突变的免疫细胞浸润明显高于野生型组。 结论：我们系统地研究了低级别胶质瘤预后不良和免疫细胞浸润的PTEN突变情况。这些结果表明，PTEN突变可以促进肿瘤发生过程并导致更多的免疫细胞浸润。因此，我们的结果显示了PTEN状态在疾病进展中的重要性，并表明它可能成为诊断和治疗低级别胶质瘤的有用生物标志物。
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