楊叢語,阿茹娜,劉嘉銘
(1.蚌埠醫(yī)科大學(xué)臨床醫(yī)學(xué)院,安徽 蚌埠 233000;2.四川大學(xué)華西第二醫(yī)院生殖內(nèi)分泌科,四川 成都 610000;3.蒼溪縣人民醫(yī)院泌尿外科,四川 蒼溪 628400;4.四川大學(xué)華西醫(yī)院泌尿外科,四川 成都 610041)
膀胱癌(bladder cancer, BC)有著極高復(fù)發(fā)率和死亡率,是泌尿系統(tǒng)常見的惡性腫瘤之一[1]。2020 年 全 球 發(fā) 病550 000 例,死 亡200 000 例,男 性的發(fā)病率顯著高于女性[2]。盡管70%~80%的患者首診為預(yù)后相對較好的非肌層浸潤性膀胱癌,但半數(shù)以上會經(jīng)歷術(shù)后復(fù)發(fā);10%~30%會進展為預(yù)后更差、5 年生存率更低的肌層浸潤性膀胱癌(muscle-invaisve bladder cancer,MIBC)[3]。雖 然 新輔助化療聯(lián)合根治性膀胱切除術(shù)已成為黃金治療方案,但在此情況下很多患者的預(yù)后仍不理想[4]。研究表明多基因模型特征可以對癌癥風(fēng)險進行分層并預(yù)測患者預(yù)后[5]。因此,構(gòu)建能夠預(yù)測患者生存預(yù)后和為臨床決策提供依據(jù)的新基因模型十分重要。
銅是人體重要的微量元素,它的存在使神經(jīng)系統(tǒng)和血液系統(tǒng)正常運作,并能發(fā)揮調(diào)節(jié)機體新陳代謝和免疫力、抗氧化的作用[6]。Tsvetkov 等[7]提出了一種新的細(xì)胞死亡機制,即銅死亡。其原理是當(dāng)銅離子在細(xì)胞內(nèi)含量過高時,就會被轉(zhuǎn)運到線粒體中與三羧酸循環(huán)中的酯?;鞍捉Y(jié)合,導(dǎo)致酯?;鞍椎木奂丸F硫簇蛋白的減少,進而產(chǎn)生蛋白毒性應(yīng)激并最終誘導(dǎo)細(xì)胞死亡,該過程所需的ATP 由線粒體呼吸而并非糖酵解產(chǎn)生。參與銅死亡過程的基因在癌癥的發(fā)生、發(fā)展和免疫應(yīng)答中發(fā)揮了重要作用[8],利用銅死亡優(yōu)先清除腫瘤細(xì)胞而非正常細(xì)胞的機制制定靶向治療方案能提高治療的選擇性、降低腫瘤抗藥性,并最大限度地減少不良反應(yīng)[9],這使其具有重要的研究意義。免疫檢查點是一類免疫抑制性分子,通過靶向效應(yīng)免疫細(xì)胞上的負(fù)調(diào)控受體激活和促進機體的抗腫瘤反應(yīng)[10]。許多接受靶向PD-1/PD-L1 免疫檢查點抑制治療的膀胱癌患者得以延長生存期。然而調(diào)查發(fā)現(xiàn),由于腫瘤微環(huán)境的復(fù)雜性、患者個體差異和臨床病理特征的不同,實際上只有不到20%的患者對免疫治療產(chǎn)生了客觀反應(yīng)[11]。因此,構(gòu)建有助于預(yù)測個體對免疫療法反應(yīng)的分子或基因模型對于確定個體化治療的靶點和優(yōu)化治療策略非常重要。Hu 等[12]發(fā)現(xiàn)免疫檢查點基因參與了癌癥的發(fā)生、發(fā)展,因而其可能作為免疫檢查點抑制治療的潛在靶點。所以,為進一步提高患者生存預(yù)后和臨床治療的精準(zhǔn)度,本研究擬構(gòu)建銅死亡基因和免疫檢查點基因的聯(lián)合預(yù)測模型。Voil 等[13]發(fā)現(xiàn)神經(jīng)母細(xì)胞瘤中的銅可以調(diào)節(jié)免疫檢查點的表達(dá)、腫瘤免疫細(xì)胞浸潤和免疫逃逸;Xie 等[14]認(rèn)為銅能夠通過調(diào)節(jié)免疫檢查點PD-L1 的表達(dá)水平從而控制免疫檢查點的應(yīng)答情況;Bian 等[15]發(fā)現(xiàn)在腎透明細(xì)胞癌中銅死亡與免疫浸潤和PD-1 的表達(dá)量相關(guān)。這些研究都表明銅死亡和免疫檢查點之間存在生物學(xué)關(guān)聯(lián),為構(gòu)建聯(lián)合預(yù)測模型提供了理論依據(jù)。
目前,有關(guān)銅死亡相關(guān)免疫檢查點基因在膀胱癌中預(yù)測價值的研究較少,其在膀胱癌中發(fā)揮了何種作用未有定論。本研究從公共數(shù)據(jù)庫中獲得了膀胱癌的轉(zhuǎn)錄本和臨床數(shù)據(jù),以生物信息學(xué)聯(lián)合實驗驗證的方法來評價其在膀胱癌中的表達(dá)情況和預(yù)后價值。
從TCGA 數(shù)據(jù)庫(The Cancer Genome Atlas,https://Portal.gdc.cancer.gov)中整理了膀胱癌的表達(dá)矩陣和臨床數(shù)據(jù),包括19 例正常樣本和414 例膀胱癌樣本作為訓(xùn)練集。從既往的研究結(jié)果中提取了13 個銅死亡基因和79 個免疫檢查點基因[12]。從GEO 數(shù) 據(jù) 庫(Gene Expression Omnibus,https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo)中整理了包括165 個樣本的GSE13507 數(shù)據(jù)集作為驗證集。
銅死亡基因與免疫檢查點基因的相關(guān)性|r|>0.3,P<0.05 即為銅死亡相關(guān)免疫檢查點基因。由單因素和多因素Cox 回歸分析確定與患者生存預(yù)后相關(guān)的基因。用scale 函數(shù)對數(shù)據(jù)的表達(dá)矩陣進行集中化和標(biāo)準(zhǔn)化處理后計算模型的風(fēng)險評分。公式如下:
即Risk score =(Coef1×expression of BTNL9)+(Coef2×expression of CD160)+(Coef3×expression of TNFRSF14) + (Coef4×expression of TNFRSF18)。用ROC 曲線下面積評估該模型的預(yù)測能力;Kaplan-Meier 曲線評估兩組患者生存率的差異;結(jié)合臨床因素進行獨立預(yù)后分析和分層分析,評估患者的預(yù)后并鑒定該模型的預(yù)測能力。
基因本體(Gene Ontology, GO)和京都基因與基因組百科全書(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes, KEGG)分析能探究預(yù)后基因潛在的生物學(xué)功能?;蚣患治觯℅ene Set Enrichment Analysis, GSEA)能發(fā)現(xiàn)兩組基因不同的富集通路。篩選標(biāo)準(zhǔn)為:|NES|(標(biāo)準(zhǔn)化富集分?jǐn)?shù))>1,P<0.05。
腫瘤細(xì)胞的免疫浸潤能參與到癌癥的發(fā)展并與 預(yù) 后 相 關(guān)。 因 此,采 用 CIBERSORT,CIBERSORT-ABS, QUANTISEQ, MCP -counter, TIMER 和EPIC 算法探究高危組和低危組患者的免疫細(xì)胞浸潤水平。 從TCGA 下載BLCA-Masked Somatic Mutation 數(shù)據(jù)用于計算腫瘤突變負(fù)荷(tumor mutation burden, TMB)并用maftools 包可視化突變數(shù)據(jù),比較兩組患者體細(xì)胞突變的信息。
探究各免疫檢查點基因在兩組間的表達(dá)差異以預(yù)測有效的免疫檢查點阻斷治療靶點。同時,由于參與建模的基因本身也屬于免疫檢查點基因,故研究其表達(dá)差異有助于開發(fā)膀胱癌
新的靶向阻斷治療策略。腫瘤免疫功能障礙和排斥算法(TIDE)能推斷患者接受免疫檢查點抑制治療的效果,方法為采用Wilcoxon 檢驗比較兩組患者的TIDE,Dysfunction,Exclusion 評分。
使用癌癥藥物敏感性基因組學(xué)數(shù)據(jù)庫GDSC(https://cancerrxgene.org/)評估病人的化療反應(yīng)。用pRRophetic 包分析藥物的半最大抑制濃度(IC50),判斷兩組患者的藥物敏感性差異。
選用人尿路上皮永生化細(xì)胞SV-HUC-1 和人膀胱癌細(xì)胞UMUC-3 進行實驗。以磷酸鹽緩沖液沖洗細(xì)胞,隨后每孔加入1 mL Trizol 反復(fù)吹打,直到完全裂解細(xì)胞后提取細(xì)胞裂解液中的總RNA。按照Takara 反轉(zhuǎn)錄試劑盒將RNA 逆轉(zhuǎn)錄為cDNA,將cDNA 梯度稀釋4、16、64、256 倍,其中各稀釋倍數(shù)條件下,設(shè)置三個平行孔上樣,進行重復(fù)檢測確定均值。PCR 反應(yīng)體系如下:
PCR Forward Primer (10 μmol/L)-1 μL; PCR Reverse Primer (10 μmol/L)-1 μL; ROX Reference Dye Ⅱ (50×Conc)-0.5 μL; SYBR?Premix Ex Taq TM Ⅱ(2×)-12.5 μL; DNA 模 板(cDNA 溶液)-2 μL; dH2O (滅 菌 蒸 餾 水)-8 μL; Total (總計)-25 μL;再經(jīng)95 ℃預(yù)變性且酶激活30 s、95 ℃變性30 s、60 ℃退火20 s,并重復(fù)變性退火共45 個循環(huán)的PCR 擴增程序后,得到標(biāo)準(zhǔn)曲線。選擇比較閾值法,以GAPDH 為內(nèi)參計算基因mRNA 的相對表達(dá)量:Expression of genes = 2-△△CT×100%。4 個基因的上下游引物序列見表1。
表1 實時熒光定量PCR 引物Tab 1 Real-time fluorescent quantitative PCR primers
統(tǒng)計學(xué)分析基于R(4.2.2 版本)和Graphpad Prism10 進行。采用卡方檢驗和Fisher 檢驗確定有統(tǒng)計學(xué)意義的臨床因素;KM 生存曲線和log-rank 雙側(cè)檢驗計算兩組患者的總生存時間; Spearman 相關(guān)性分析評估風(fēng)險評分與免疫細(xì)胞浸潤的相關(guān)性;Wilcoxon 檢驗比較兩組免疫檢查點基因的表達(dá)差異;獨立樣本t檢驗比較兩組間的統(tǒng)計學(xué)差異,結(jié)果用(±s)表示。P<0.05 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
以相關(guān)性分析共得到4 個目標(biāo)基因,分別是BTNL9,CD160,TNFRSF14和TNFRSF18。 用Cytoscape 軟件可視化兩個數(shù)據(jù)庫中銅死亡基因和免疫檢查點基因的調(diào)控關(guān)系,并展示在圖1A、B 中。單 因 素Cox 回 歸 分 析 顯 示BTNL9,CD160,TNFRSF14與降低發(fā)病風(fēng)險相關(guān),TNFRSF18與增加發(fā)病風(fēng)險相關(guān),TNFRSF14與預(yù)后顯著相關(guān)(P<0.001)(圖1C);多因素 Cox 回歸分析得出了相似的結(jié)論,且TNFRSF14 仍患者的獨立預(yù)后因素(P<0.001)(圖1D)。由于基因數(shù)目較少,故將4 個基因都納入構(gòu)建預(yù)后模型。圖1E 展示了4 個基因在風(fēng)險預(yù)后模型中的分布特征,結(jié)果顯示BTNL9,CD160,TNFRSF14在 低 危 組 中 高 表 達(dá);TNFRSF18在高危組中高表達(dá)。
圖1 預(yù)后基因的分布特征和回歸分析Fig 1 Distributional characteristics and regression analysis of prognostic genes
根據(jù)風(fēng)險評分的中位數(shù)將患者分為高危組和低危組(圖2A)。散點圖顯示TCGA 隊列死亡患者的總體生存時間較短,散點大多沉積在底部;且隨著風(fēng)險評分的增加死亡人數(shù)越來越多(圖2B)。Kaplan-Meier 生存曲線顯示高危組患者的生存率顯著低于低危組(P<0.001)(圖2C)。ROC 曲線預(yù)測患 者1、3、5 年 的 生 存 率 為0.694、0.64、0.638(圖2D)。GEO 隊列的Kaplan-Meier 生存曲線提示高危組患者的生存率顯著低于低危組(P<0.001)(圖2E),ROC 曲線預(yù)測患者1、3、5 年的生存率分別為0.789、0.588 和0.634(圖2F)。這些結(jié)果表明高風(fēng)險評分的患者生存預(yù)后更差,且差異在兩組間顯著,說明該模型具有良好的預(yù)測能力。
圖2 TCGA 隊列和GEO 隊列的風(fēng)險評分生存分析Fig 2 Risk score survival analysis of the TCGA cohort and GEO cohort
獨立預(yù)后的單因素Cox 回歸分析顯示,年齡、臨床病理分期、TN 分期、風(fēng)險評分均與生存預(yù)后顯著相關(guān)(P<0.001)(圖3A)。多因素Cox 回歸分析顯示,年齡(P<0.001)、N 分期(P<0.01)、風(fēng)險評分(P<0.01)與預(yù)后顯著相關(guān)(圖3B),故銅死亡相關(guān)免疫檢查點基因模型是BLCA 臨床因素的獨立預(yù)后指標(biāo)。以年齡、性別、腫瘤分級、病理分期、風(fēng)險評分、T、N 期構(gòu)建列線圖。TCGA 隊列結(jié)果顯示年齡(P<0.001)、N 分期(P<0.01)、風(fēng)險評分(P<0.01)的差異具有統(tǒng)計學(xué)意義,校準(zhǔn)曲線的良好契合度證實了列線圖良好的預(yù)測能力(圖3C、D)。GEO 隊列的年齡、N 分期、風(fēng)險評分有統(tǒng)計學(xué)差異(P<0.05),校準(zhǔn)曲線也能證實其準(zhǔn)確的預(yù)測能力(圖3E、F)。
圖3 獨立預(yù)后分析和列線圖Fig 3 Independent prognosis analysis and nomogram
采用卡方檢驗和Fisher 檢驗比較不同臨床信息的風(fēng)險評分。用卡方檢驗評估年齡、性別、腫瘤分級;用Fisher 檢驗評估病理分期、T、N 期。結(jié)果顯示,大于70 歲、高腫瘤分級、Ⅲ-Ⅳ期、T 分期3~4 期的患者具有更高的風(fēng)險評分(圖4A-D),證明該模型對指導(dǎo)臨床預(yù)后具有價值。用分層分析進一步探討模型的臨床預(yù)后價值。結(jié)果顯示(圖4E-M),低風(fēng)險組中所有年齡階段、所有臨床病理分期、男性、高腫瘤分級、低N 分期、所有T 分期的病人的生存概率均顯著高于具有上述同樣特征的高風(fēng)險組中的病人,展示了該模型良好的臨床預(yù)測能力。
GO 和KEGG 能分析銅死亡相關(guān)免疫檢查點基因的重要生物學(xué)功能和作用途徑。GO 功能富集分析的生物過程(Biological process, BP)分析顯示基因參與細(xì)胞黏附的正調(diào)控、免疫記憶過程、T 細(xì)胞共刺激、淋巴細(xì)胞共刺激和適應(yīng)性免疫反應(yīng)的負(fù)調(diào)控(圖5A);細(xì)胞組分(Cellular component, CC)分析提示基因主要富集在質(zhì)膜的外側(cè)(圖5B)。分子功能(Molecular function, MF)分析提示基因主要在腫瘤壞死因子活性受體和死亡活性受體中發(fā)揮作用(圖5D)。KEGG 信號通路包括細(xì)胞因子受體互作通路和病毒蛋白與細(xì)胞因子的受體互作通路(圖5C)。GESA 顯示基因在低危組主要富集于與癌癥和DNA 的損傷相關(guān)的信號通路中,包括Bladder cancer、Inflammatory mediator regulation of TRP channels、Long-term potentiation、Longevity regulating pathway-multiple species、Non-homologous end-joining(圖5E);在高危組主要富集于與免疫和炎癥相關(guān)的信號通路,包括Hepatitis B,IL-17 signaling pathway,Natural killer cell mediated cytotoxicity,Protein processing in endoplasmic reticulum,Toll-like receptor signaling pathway(圖5F)。體細(xì)胞突變分析結(jié)果顯示,低危組的TMB 較高危組更高;MIBC 中突變頻率最高的TP53、RB1、KDM6A 在兩組中的突變頻率均大于10%,其中TP53、RB1 在高危組中突變頻率更高,KDM6A 在危組中突變頻率更高(圖5G、H)。
圖5 富集分析、體細(xì)胞突變景觀和免疫浸潤Fig 5 Enrichment analysis, somatic mutation landscapes, and immune infiltration
CIBERSORT、CIBERSORT-ABS、QUANTISEQ、MCP-counter、XCELL、TIMER 和EPIC 計算預(yù)后基因與免疫細(xì)胞浸潤水平的關(guān)系。CIBERSORT 計算提示M0 和M2 巨噬細(xì)胞在高風(fēng)險組的浸潤水平較高,而CD8+T 細(xì)胞、單核細(xì)胞在低風(fēng)險組的浸潤水平較高;XCELL 算法提示Treg 細(xì)胞在高危組的浸潤水平較高(圖6A)。TIDE 算法提示高危組的免疫逃逸、功能障礙和免疫排斥評分均大于低危組,提示高危組患者接受免疫治療的療效更差,而低危組患者更適合接受免疫治療(圖6B-D)。圖6E 提示PD-1、PD-L1、CTLA-4 的表達(dá)不具有差異,但本研究的預(yù)后基因BTNL9,CD160,TNFRSF14 在低危組的表達(dá)量顯著高于高危組,說明低危組患者接受該免疫檢查點阻斷治療的更好。ssGSEA 提 示 低 危 組 中 性 粒 細(xì) 胞、NK 細(xì) 胞、Th 和Th2 細(xì)胞、TIL 細(xì)胞的浸潤水平更高(圖5I)。
圖6 風(fēng)險模型的免疫浸潤和預(yù)測免疫治療Fig 6 Immune infiltration and predict immunotherapy in the risk model
高危組患者多西紫杉醇、順鉑、多柔比星、小白菊內(nèi)酯、毒胡羅卜素的IC50值顯著低于低危組患者,說明這些藥物對高危組患者的療效更好。高危組患者替西羅莫司、乙胺嘧啶、尼羅替尼、甲氨蝶呤、來那度胺的IC50值顯著高于低危組,說明它們對低危組患者的療效更好(圖7)。
圖7 風(fēng)險模型預(yù)測化療反應(yīng)Fig 7 Risk model predicts chemotherapy response
qPCR 實驗結(jié)果顯示(圖8),BTNL9 基因在正常組和癌癥組的mRNA 表達(dá)量分別是(1.103±0.135)、(0.427±0.113),其在癌細(xì)胞中的表達(dá)量顯著降低(t=3.311,P=0.0296); CD160 基因在正常組和癌癥組的mRNA 表達(dá)量分別是(1.626±1.032)、(2.021±1.112),其在癌細(xì)胞中的表達(dá)量顯著降低(t=4.260,P=0.013); TNFRSF18 基因在正常組和癌癥組的mRNA 表達(dá)量分別是(0.746±0.509)、(0.805±0.475),其在癌細(xì)胞中的表達(dá)量顯著降低(t=3.555,P=0.024);TNFRSF14 基因在正常組和癌癥組的mRNA 表達(dá)量分別是(0.860±0.402)、(1.547±1.249),其在癌細(xì)胞中的表達(dá)量顯著增加(t=3.511,P=0.025)。
圖8 qPCR 驗證預(yù)后基因的表達(dá)量Fig 8 Verify the expression of prognostic genes by qPCR
隨著微量元素檢測技術(shù)的發(fā)展,銅在腫瘤中的關(guān)鍵作用已逐漸被人們所認(rèn)識,銅死亡作為一種新的細(xì)胞死亡機制,被認(rèn)為是研究抗腫瘤方案的有效新靶標(biāo)[11]。銅穩(wěn)態(tài)失衡能影響腫瘤的生長并促進腫瘤細(xì)胞死亡[16],在腫瘤免疫和抗腫瘤治療中發(fā)揮著不可或缺的作用[17]。膀胱癌具有較高TMB 的特點使患者能受益于免疫檢查點阻斷治療,但是由于機體的動態(tài)免疫平衡受到嚴(yán)格的調(diào)控,且在某些情況下腫瘤可以反向調(diào)控免疫檢查點的表達(dá),營造抑制性腫瘤微環(huán)境而發(fā)生免疫逃逸,傳統(tǒng)的靶向PD-1/PD-L1 并不能使大多數(shù)患者受益,因此尋找新的免疫檢查點治療靶點非常重要[18]。本研究從膀胱癌腫瘤微環(huán)境和生存預(yù)后的角度探究新預(yù)測模型的臨床意義,為銅死亡聯(lián)合免疫檢查點的臨床應(yīng)用提供依據(jù)。
本研究確定了4 個與膀胱癌預(yù)后有關(guān)的銅死亡相關(guān)免疫檢查點基因,分別是BTNL9、CD160、TNFRSF14和TNFRSF18。嗜乳脂蛋白樣9(BTNL9)可以通過調(diào)控T 細(xì)胞來影響癌癥的發(fā)展,其激活γδT 細(xì)胞使之產(chǎn)生細(xì)胞因子、趨化因子和表達(dá)抗原從而對癌細(xì)胞產(chǎn)生細(xì)胞毒性,以強大的細(xì)胞毒作用直接殺傷腫瘤細(xì)胞[19]。與本研究類似,BTNL9在結(jié)腸癌、肺腺癌中表達(dá)下調(diào)并與患者預(yù)后相關(guān)[20,21]。CD160是NK 細(xì)胞激活受體,它通過激活NK 細(xì)胞從而增加腫瘤微環(huán)境中IFN-γ 和TNF-α 的分泌,促進靶細(xì)胞的溶解[22]。腫瘤壞死因子受體超家族(TNFRSF)主要源于單核巨噬細(xì)胞和T 細(xì)胞等,它能誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡、調(diào)節(jié)機體免疫應(yīng)答、調(diào)控腫瘤組織血管系統(tǒng)、誘導(dǎo)細(xì)胞程序性死亡等,具有多種 生 物 學(xué) 活 性[23]。值 得 注 意 的 是,CD160是TNFRSF14的配體,二者的跨膜結(jié)合能傳遞激活信號,增強NK 細(xì)胞的細(xì)胞毒作用。Sun 等[24]發(fā)現(xiàn)膀胱癌中CD160-TNFRSF14 受體配體對的高表達(dá)能增加IL-2 擴增型NK 細(xì)胞表型并與BLCA 患者的預(yù)后密切相關(guān)。TNFRSF18 也被稱為糖皮質(zhì)激素誘導(dǎo)的TNFR 相關(guān)蛋白(GITR),在T 細(xì)胞等多種免疫細(xì)胞上表達(dá)。GITR 激動劑抗體通過逆轉(zhuǎn)CD25+/CD4+調(diào)節(jié)性T 細(xì)胞介導(dǎo)的免疫耐受從而在多種腫瘤模型中顯示出抗腫瘤作用,被認(rèn)為與腎透明細(xì)胞癌患者的不良預(yù)后相關(guān)[25]。
腫瘤的體細(xì)胞突變可以幫助其突破機體的自我監(jiān)控機制進而無限增殖和侵犯周圍組織,還能使其產(chǎn)生自身表面抗原修飾和改變腫瘤微環(huán)境進而逃避抗腫瘤免疫應(yīng)答。TMB 與患者的臨床病理特征相關(guān),被認(rèn)為是預(yù)測免疫治療療效的標(biāo)志物[26]。高風(fēng)險性MIBC 患者的TP53 和RB1 突變頻率往往更高, TMB 更高的膀胱癌患者預(yù)后更好[27],均與本研究的結(jié)論一致。Qiu 等[28]發(fā)現(xiàn)KDM6A 的缺失促進了M2 巨噬細(xì)胞的極化,與p53 功能失調(diào)協(xié)同作用導(dǎo)致膀胱癌的發(fā)生;其缺失還能觸發(fā)表觀遺傳開關(guān),破壞尿路上皮分化,在膀胱的癌變過程中誘導(dǎo)其細(xì)胞增殖。同時,RB1 和TP53 共突變與膀胱癌患者免疫治療反應(yīng)的基因組生物標(biāo)志物密切相關(guān)[29]。這可能是高危組患者病情更易惡化且免疫治療效果更差的潛在機制。因此,將銅死亡聯(lián)合免疫檢查點預(yù)后模型與TMB 結(jié)合是預(yù)測患者治療反應(yīng)和預(yù)后的有效方法。
Cox 回歸分析發(fā)現(xiàn)TNFRSF14 與膀胱癌患者的預(yù)后顯著相關(guān)(P<0.001);KM 生存曲線表明兩組患者具有顯著的生存率差異;ROC 預(yù)測了患者1、3、5 年的生存率;獨立預(yù)后分析表明風(fēng)險評分是良好預(yù)后指標(biāo);臨床相關(guān)性分析、分層分析、列線圖和校準(zhǔn)曲線說明了預(yù)后模型與臨床因素良好的契合度;GSEA 顯示Bladder cancer 通路富集在低危組,證明銅死亡免疫檢查點基因的確在膀胱癌中表達(dá);同時,qPCR 實驗驗證預(yù)后基因mRNA 的表達(dá)情況與生物信息學(xué)的分析結(jié)果一致。綜上,基于該模型預(yù)測患者的生存預(yù)后是可靠的。
為了給臨床決策提供依據(jù),從免疫治療和化療兩個角度進行分析。盡管PD-1/PD-L1 抑制劑被指南推薦為鉑類耐受和PD-L1 陽性膀胱癌患者的一線治療方案[30],但仍有很多患者因為嚴(yán)重的副作用和不良反應(yīng)而中斷了免疫治療。而BTNL9,CD160,TNFRSF14 屬于銅死亡相關(guān)免疫檢查點基因,具有高度選擇性,它們在低危組表達(dá)量顯著增加的特點為患者的臨床決策提供了新治療靶點,其抑制劑的應(yīng)用可能會降低腫瘤的耐藥性、減少不良反應(yīng)并實現(xiàn)個體的精準(zhǔn)化治療。TIDE 算法提示低危組患者的免疫治療療效更好,高危組更易發(fā)生免疫排斥,這可能與兩組患者免疫細(xì)胞浸潤的不同特點有關(guān)。低危組CD8+T 細(xì)胞和TILs 細(xì)胞的浸潤水平更高,使得患者生存預(yù)后和免疫檢查點阻斷治療效果更好[31];同時,由于免疫檢查點受體主要在CTL 和NK 細(xì)胞中表達(dá)[32],因此NK 細(xì)胞浸 潤程度更高的低危組患者更易受益于免疫治療。相反,高危組中免疫抑制性細(xì)胞如Treg 細(xì)胞、M2 巨噬細(xì)胞浸潤程度更高,它們會抑制CTLs 的浸潤水平和功能,并影響患者的臨床預(yù)后和免疫反應(yīng)[33],這需要進一步的實驗來加以驗證。化療藥物為高危組患者提供了輔助治療方案,如順鉑能與DNA 交叉聯(lián)接破壞DNA 功能,進而對腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生細(xì)胞毒作用;多西紫杉醇通過減少小管數(shù)目和破壞微管結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生細(xì)胞毒作用,且能與順鉑聯(lián)用;小白菊內(nèi)酯通過選擇抑制USP7 的活性促進β-catenin 的泛素化和降解從而抑制腫瘤細(xì)胞增殖[34];多柔比星通過嵌入DNA 抑制核酸合成,已被證明能用于膀胱癌的治療[35]。綜上,該預(yù)后模型能預(yù)測患者免疫治療療效,是決定患者輔助治療方案的可靠指標(biāo)。
總之,本研究證明了銅死亡相關(guān)免疫檢查點基因模型預(yù)測膀胱癌患者治療反應(yīng)和生存預(yù)后的可靠性,并基于此為臨床治療提供了方案。同時潛在靶點的發(fā)現(xiàn)為將來的臨床決策提供了新的選擇,為高選擇性、低耐藥性、低不良反應(yīng)的治療手段提供了新的思路。
作者貢獻(xiàn)度說明:
楊叢語:文章設(shè)計、數(shù)據(jù)分析、手稿撰寫、文獻(xiàn)搜索與整理;阿茹娜、劉嘉銘:文章設(shè)計、提供整改思路和意見。
所有作者聲明不存在利益沖突關(guān)系。