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c7c7.app第一醫院楊曉峰課題組構建膀胱癌淋巴結轉移的臨床預測模型及篩選其新的相關生物標志物

膀胱癌是全球癌癥死亡的主要原因之一，雖然近年來膀胱癌的診斷和治療方法不斷創新和發展，但淋巴結轉移仍然不可避免，這也是導致膀胱癌患者死亡的主要原因。肌層浸潤性膀胱癌是膀胱癌的一種侵襲性較高的病理分型，盡管根治性膀胱切除術和淋巴結清掃術是最佳的手術治療方案，同時基于病理使用輔助化療或免疫治療是較好的治療方案，但其轉移率和死亡率仍較高，更早期及更準確地識別疾病是否淋巴結轉移，將有助于臨床決策和改善患者預后。因此，識別不良預后的高?；颊呋蛟缙陬A測膀胱癌淋巴結轉移是臨床醫生關注膀胱癌的主要問題。

本研究通過篩選膀胱癌淋巴結轉移的臨床和病理相關危險因素，構建其臨床預測模型，并驗證其可行性。回顧性分析232例根治性全膀胱切除術患者，分為訓練集和驗證集，每個集分為膀胱癌淋巴結無轉移組和膀胱癌淋巴結轉移組，篩選相關危險因素納入多因素logistic回歸分析，采用ROC曲線下面積、校準曲線以及臨床決策曲線分析等，對構建的預測模型的有效性進行評價及外部驗證，并建立列線圖（圖1）。

圖1    膀胱癌淋巴結轉移臨床預測模型列線圖

通過生物信息學方法，分析膀胱癌淋巴結無轉移組和膀胱癌淋巴結轉移組之間差異基因的表達情況（圖2），兩組之間有741個差異表達mRNA（403個下調和338個上調），364個差異表達lncRNA（217個下調和147個上調）和28個差異表達miRNA（24個下調，4個上調）。對差異表達基因mRNA進行了GO及KEGG富集分析。構建ceRNA網絡，包括2個mRNA（GRIA2和ETNPPL），21個lncRNA(LINC00303、RMRP、MUC19、EFCAB6-AS1、LINC00393、PRICKLE2-AS3、GRM7-AS3、ST7-AS2、SMCR5、FAM155A-IT1、HCG22、LINC00452、LINC00112、ERVH48-1、LINC00330、AC009803.1、SOX2-OT、LINC00536、FAM181A-AS1、LINC00520、LINC00261)，和5個miRNA（hsa-mir-508、hsa-mir-206、hsa-mir-215、hsa-mir-124、hsa-mir-506）。其中ceRNA關系配對如下，lncRNA（HCG22、SOX2-OT、LINC00520、LINC00261）-miRNA（hsa-mir-124）-mRNA（GRIA2，ETNPPL）。

圖2   膀胱癌淋巴結轉移（-）和膀胱癌淋巴結轉移（+）之間差異表達的基因（A.DEGs mRNA熱圖，B.DEGs lncRNA熱圖，C.DEGs miRNA熱圖，D.DEGs mRNA火山圖，E.DEGs lncRNA火山圖，F.DEGs miRNA火山圖）

計算兩組膀胱癌樣本中免疫細胞類型及相對比例情況，篩選差異顯著的免疫細胞類型（圖3）；統計分析結果顯示BcLNM-和BcLNM+之間的幼稚B細胞、CD8+T細胞、CD4+記憶激活T細胞、濾泡輔助性T細胞的比例差異有統計學意義。

圖3   膀胱癌淋巴結轉移（-）和膀胱癌淋巴結轉移（+）兩組免疫細胞比例分析（A.兩組樣品中22個免疫細胞的豐度比，B.兩組樣品中22個免疫細胞的熱圖，C.小提琴圖）

構建無尺度加權基因共表達網絡，鑒定與臨床性狀相關的共表達基因和？。根據相關系數和平均連接度最終確定軟閾值為4，驗證構建的網絡符合無尺度網絡（圖4）。通過動態混合剪切法，最終得到基因？楣13個，對臨床樣本進行聚類，繪制樣本聚類圖和樣本臨床資料熱圖。通過加權基因共表達網絡？橛肓俅脖硇凸亓治，？櫓醒芯坑肓馨徒嶙N分期有關模塊，MEyellow（黃色）？相關性最大，將其中的？槌稍敝擔MM值）和N分期的基因顯著性值（GS值）做相關性分析，篩選與N分期高度相關基因也是與淋巴結轉移相關的關鍵基因，最后得到該模塊與N分期相關的前20個關鍵基因（表1）。

圖4   拓撲矩陣圖和？橄喙厝韌跡A.拓撲矩陣圖，通過計算基因表達譜的相關矩陣和鄰接矩陣，將其轉化為拓撲重疊矩陣圖，各個模塊的交互關系，由于對角線表示？檳誆炕蛑淶南嗷プ饔，所以對角線上的顏色最深；B.WGCNA中？榱誚傭鵲南喙厝韌跡

表1   N分期表型相關的Top20 hub基因名稱

本研究聚焦膀胱癌淋巴結轉移為研究方向，從其臨床危險因素建立膀胱癌淋巴結轉移預測模型并進行內部驗證和外部驗證；同時，本研究比較膀胱癌淋巴結轉移和膀胱癌無淋巴結轉移兩組的生物信息學差異，構建膀胱癌淋巴結轉移的競爭性內源性調控網絡、腫瘤微環境中免疫浸潤模式以及加權基因共表達網絡分析，明確淋巴結轉移的分子機制及相關的生物標志物，為膀胱癌淋巴結轉移的臨床診斷及治療和基礎研究提供一定的理論基礎。