细胞焦亡相关基因能有效预测胶质瘤患者的预后

近期，内蒙古医科大学附属医院神经外科的王飞等通过评估胶质瘤中细胞焦亡基因的表达水平，结合细胞焦亡基因对肿瘤相关通路和肿瘤免疫浸润的作用，构建细胞焦亡相关基因预测胶质瘤患者预后的模型，结果发表于2022年1月的《Journal of Cellular and Molecular Medicine》杂志。

——摘自文章章节

【Ref: Chao B, et al. J Cell Mol Med. 2022 Jan;26(1):133-143. doi: 10.1111/jcmm.17061. Epub 2021 Nov 23.】

研究背景

胶质瘤是常见的原发性颅内恶性肿瘤。虽然分子生物学和基因组学飞速发展，但胶质瘤患者的预后依然很差，5年总生存率不到35%。细胞焦亡（pyroptosis）是一种细胞程序性死亡，在肿瘤发生、调节免疫微环境中起重要作用。然而，细胞焦亡对预测胶质瘤患者预后的作用尚不明确。近期，内蒙古医科大学附属医院神经外科的王飞等通过评估胶质瘤中细胞焦亡基因的表达水平，结合细胞焦亡基因对肿瘤相关通路和肿瘤免疫浸润的作用，构建细胞焦亡相关基因预测胶质瘤患者预后的模型，结果发表于2022年1月的《Journal of Cellular and Molecular Medicine》杂志。

研究方法

作者首先对从癌症基因组图谱（TCGA，含670例样本）和中国胶质瘤基因组图谱（CGGA，含693例样本）数据库中获取的低级别胶质瘤（LGG）和多形性胶质母细胞瘤（GBM）样本进行细胞焦亡相关基因的拷贝数和突变分析。随后进一步结合基因功能及患者预后分析，构建细胞焦亡相关基因预测胶质瘤患者预后的模型，并通过相关预后分析图标对其有效性进行验证。

研究结果

作者首先描述33个细胞焦亡相关基因相互作用、表达水平及其对胶质瘤患者的预后意义等，并确定与预后相关的三个胶质瘤分子亚群（图1）。

图1. 33个细胞焦亡相关基因互作、表达、预后意义以及与预后相关的三个胶质瘤分子亚群。

结合TCGA患者的临床病理学特征、免疫浸润图谱、细胞功能及信号通路表达的差异，作者发现，每个亚群均具有独特的免疫学和生物学行为特征（图2）。

图2. 每个胶质瘤分子亚群均具有独特的免疫学和生物学行为特征。

作者基于Lasso和Cox回归分析，构建预测胶质瘤患者预后的模型，包括7个最优基因（CASP3、CASP4、CASP6、CASP8、CASP9、PRKACA和ELANE）风险计算公式，并通过对TCGA和CGGA患者预后数据进行Kaplan-Meier生存分析加以验证（p＜0.001）（图3）。

图3. 细胞焦亡相关基因对于胶质瘤患者预后的预测模型建立及验证。

最后，作者经风险评分、AUC分析、风险评分-生存时间散点图及相应的基因表达水平，进一步验证该预测模型的有效性。验证结果发现，该模型对CGGA测试队列的总生存率具有很强的预测能力（p＜0.05）。

研究结论

综上所述，该研究结果表明，作者基于细胞焦亡相关基因建立的胶质瘤预后模型，对CGGA测试队列患者的总生存率具有很强的预测能力。该研究确定细胞焦亡相关基因对胶质瘤患者诊断与预后评估的作用，以及细胞焦亡基因与肿瘤免疫浸润和药物敏感性的关系。建议进一步进行细胞实验和前瞻性临床试验的验证，以及探究细胞焦亡基因之间相互作用，将为细胞焦亡相关基因应用于胶质瘤患者预后评估提供新的理论依据。

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