摘要
研究目的： 宫颈癌（Cervical Cancer，CC）是妇科常见的三大恶性肿瘤之一，该疾病发病率逐年上升，并且发病年龄呈年轻化趋势。寻找宫颈癌早期筛查、预后分析及治疗靶点的新型生物标志物对提高宫颈癌患者的生存率至关重要。本研究拟通过生物信息学方法筛选并验证新型宫颈癌筛查甲基化标志物，以提升早期筛查能力。 研究方法： 从癌症基因组图谱（The Cancer Genome Atlas，TCGA）以及基因表达综合数据库（Gene Expression Omnibus，GEO）中下载多组学数据。随后，使用多种算法探索宫颈癌患者中的甲基化差异表达情况，基于上述差异基因使用最小绝对收缩和选择算子-考克斯比例风险模型（Least Absolute Shrinkage and Selection Operator-Cox Proportional Hazards Model，LASSO-COX）算法，生成风险评分公式，并为每位患者赋风险评分。随后，利用 Kaplan-Meier（K-M）生存分析，受试者接受特征（Receiver Operating Characteristic，ROC）曲线，Cox回归分析评估风险评分公式的预后能力。此外，通过基因本体论（ Gene Ontology ， GO ）和京都基因与基因组百科全书（ Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes，KEGG）通路富集分析，确定不同风险组患者所参与的生物学过程、分子功能及通路。另外通过蛋白质-蛋白质相互作用（Protein-Protein Interaction，PPI）网络进一步探索核心甲基化基因。最终，通过临床样本验证上述核心基因在不同样本中的表达水平。 研究结果： 1.在宫颈癌患者中共筛选得到793个上调甲基化基因，1103个下调甲基化基因，其中上调TOP5为MAMDC2、MFAP5、RAMP1、APOD、PGR，下调TOP5为CCNB2、BIRC5、MYBL2、AURKB、UBE2C。 2.风险评分公式为 Risk score = 0.135×PAX1+0.310×ST6GALNAC5+0.427×CHMP4C-0.237×GYPC，风险评分中位值为：0.989。 3.生存分析结果表明高风险组患者的生存时间较短，预后较差（P＜0.05）。ROC曲线验证风险评分准确性较好，预测患者1年、3年、5年生存期AUC分别为0.663、0.652、0.682，且具有独立的预后意义（P＜0.05）。 4.高风险组通路主要激活于细胞周期调节、细胞迁移、细胞外基质结构、硫化合物结合、跨膜受体蛋白酪氨酸激酶活性等生物学过程；PI3K-AKT、钙离子、cGMP?PK G等信号通路。 5.PPI网络所筛选出的关键基因为PAX1和ST6GALNAC5，并且临床样本检验显示PAX1和ST6GALNAC5的基因甲基化水平在宫颈病变患者中表达水平升高。PAX1联合ST6GALNAC5 检测在诊断宫颈病变患者中表现出较高的灵敏度（72.222%）和特异性（90.909%）。 研究结论： 本研究中通过生物信息学分析构建了宫颈癌患者风险模型和生存预后分析模型，并筛选出两个宫颈癌差异甲基化基因PAX1和ST6GALNAC5。更重要的是，临床样本实验证实了PAX1和ST6GALNAC5在宫颈病变患者的宫颈细胞DNA样本中基因甲基化水平升高，且基因联合检测具有较高的灵敏度和特异性。这为宫颈癌的早期筛查提供了有利的工具，同时为患者的风险评估和预后分析提供了支持。
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