摘要
研究目的前列腺癌是男性泌尿生殖系统常见的恶性肿瘤。炎症在前列腺癌的发生和发展中起着关键作用。本研究旨在基于炎症相关基因构建一种炎症相关基因预后风险模型来预测前列腺癌患者预后。 材料与方法本研究从癌症基因组图谱（TheCancerGenomeAtlas,TCGA）数据库中下载前列腺癌患者（TCGA-RPAD队列）的临床资料和mRNA测序数据，从分子特征数据库（MolecularSignaturesDatabase,MSigDB）下载炎症相关通路基因集。通过单因素Cox回归筛选与预后相关的炎症相关基因，采用LASSO回归分析构建炎症相关基因预后风险模型。通过单因素Cox和多因素Cox回归分析确定前列腺癌的独立预后因素，用于构建预后列线图，量化前列腺癌复发风险。使用受试者工作特征曲线（receiveroperatingcharacteristiccurve，ROC）、C指数及Kaplan-Meier生存曲线对炎症相关基因预后风险模型及预后列线图进行评估。通过GEO验证队列验证炎症相关基因预后风险模型。基于炎症相关基因预后风险模型计算炎症评分，将TCGA-RPAD队列中患者分为高、低炎症评分两组，并识别高、低炎症评分两组之间的差异表达基因（differentiallyexpressedgenes,DEGs），对DEGs进行基因本体论（geneontolog,GO）、京都基因与基因组百科全书（kyotoencyclopediaofgenesandgenomes,KEGG）及HALLMARK基因集富集分析，并绘制DEGs的蛋白质-蛋白质互作网络（protein-proteininteractionnetwork,PPI），探究炎症相关基因在前列腺癌预后中的潜在分子机制。通过免疫组织化学（immunohistochemistry,IHC）染色验证前列腺癌组织芯片中SPHK1的表达水平。 结果 1.单因素Cox回归和LASSO回归分析筛选出19个炎症相关基因（CD14、GABBR1、IRF7、MSR1、OSM、PIK3R5、RELA、SCARF1、SPHK1、STAB1、AQP9、ATP2C1、CXCL6、DCBLD2、IFNAR1、LPAR1、PCDH7和P2RY2和NDP），并构建前列腺癌炎症相关基因预后风险模型。模型构建基因中CD14、PIK3R5、GABBR1、RELA、IRF7、SCARF1、MSR1、SPHK1、OSM和STAB1是风险基因，AQP9、LPAR1、ATP2C1、NDP、CXCL6、P2RY2、DCBLD2、PCDH7和IFNAR1是保护基因。 2.根据预后风险模型计算出炎症评分，可将TCGA-RPAD队列的患者分为高炎症评分组和低炎症评分组。Kaplan-Meier生存曲线显示：相比于低炎症评分组患者，高炎症评分组患者无复发生存期明显较短（P＜0.001）。ROC曲线在1、3、5年AUC值分别为0.796，0.756，0.793。GEO验证队列也证实了本研究中构建的预后风险模型具有良好的预测能力。 3.单因素Cox回归和多因素Cox回归结果表明基于预后风险模型的炎症评分是TCGA-PRAD队列和GEO验证队列中前列腺癌患者的独立预后因素。将炎症评分和其他临床病理因素作为协变量，构建预后列线图，以量化患者1、3、5年的复发风险。通过预后列线图计算的总评分，将TCGA-RPAD队列的患者分为高评分组和低评分组。Kaplan-Meier曲线显示，与高评分组的患者相比，低评分组的患者预后明显较好（P＜0.001）。C指数、时间依赖性ROC曲线及校准曲线的结果证实构建的预后列线图具有良好的区分度和校准能力。 4.GO富集分析结果显示细胞-细胞之间的黏附、免疫细胞的增殖、活化以及调控与前列腺癌预后相关。KEGG富集分析结果显示细胞因子-细胞因子受体相互作用、趋化因子信号通路、细胞黏附分子等通路的激活。HALLMARK基因集富集分析结果显示上皮-间充质转化、G2M检查点、炎症反应、IL6/JAK/STAT3信号转导以及血管生成等通路激活。 5.与正常组织相比，前列腺癌组织中SPHK1表达升高，且随着Gleason评分的增加而增加，正常组织、Gleason6分，Gleason7分和Gleason8分四组中SPHK1表达评分差异性显著（P=0.0369）。SPHK1表达和包膜侵犯之间的有关（P=0.0312），SPHK1表达量越大，肿瘤越有可能侵犯包膜（P=0.0042）。 结论我们基于TCGA数据库建立并验证了前列腺癌炎症相关基因特征的预后风险模型，并构建了预后列线图具体量化前列腺癌患者的复发风险。基于预后风险模型的炎症评分是前列腺癌的独立预后因素。这些炎症相关基因可能是前列腺癌的生物标志物和潜在的治疗靶点。
NETL