李占成 石 鐵 周衛(wèi)忠

膠質(zhì)瘤是最常見的惡性原發(fā)性中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤，預(yù)后較差[1]，其中膠質(zhì)母細(xì)胞瘤（glioblastoma multiforme，GBM）預(yù)后最差，中位總生存期在15～23個月，5年生存率低于6%[2]。

研究表明，細(xì)胞自噬在神經(jīng)退行性疾病、衰老和腫瘤發(fā)病過程中具有重要作用[3]。近年來，有學(xué)者試圖通過調(diào)控細(xì)胞自噬尋找膠質(zhì)瘤新的潛在治療靶點[4]。研究發(fā)現(xiàn)，長鏈非編碼RNA（long non-coding RNA，lncRNA）具有廣泛的生物學(xué)功能[5]，例如調(diào)控細(xì)胞自噬相關(guān)蛋白的表達[6]。本文利用生物信息學(xué)方法分析膠質(zhì)瘤細(xì)胞自噬相關(guān)lncRNA的表達網(wǎng)絡(luò)，為膠質(zhì)瘤的診治提供參考。

1 資料和方法

1.1 膠質(zhì)瘤數(shù)據(jù)集的獲取 基因組圖譜（CGGA，http://www.cgga.org.cn/）微陣列被用作訓(xùn)練集，以建立膠質(zhì)瘤的自噬相關(guān)lncRNA 特征，共納入325例膠質(zhì)瘤病人CGGA mRNA 以及相關(guān)的臨床數(shù)據(jù)。從癌癥基因組圖譜（TCGA，https://cancergenome.nih.gov/）網(wǎng)站下載病人的臨床信息，用于驗證風(fēng)險評分。TCGA數(shù)據(jù)集納入160例GBM病人的驗證數(shù)據(jù)集。

1.2 lncRNA 和自噬基因的篩選 從CGGA mRNAseq數(shù)據(jù)集獲得lncRNA 和自噬基因的譜。自噬基因列表來自人類自噬數(shù)據(jù)庫（HADb，http://autophagy.lu/clustering/index.html）。所有mRNA 表達數(shù)據(jù)通過log2 轉(zhuǎn)換進行標(biāo)準(zhǔn)化。應(yīng)用Pearson 相關(guān)性計算lncRNA 與自噬相關(guān)基因的相關(guān)性。相關(guān)系數(shù)|R2|＞0.3的lncRNA被認(rèn)為是自噬相關(guān)lncRNA。

1.3 膠質(zhì)瘤病人預(yù)后影響因素分析 采用單變量和多變量Cox 回歸分析評估自噬相關(guān)lncRNA 與膠質(zhì)瘤病人預(yù)后的關(guān)系。將單變量分析P＜0.01 的lncRNA納入多變量Cox回歸分析，根據(jù)結(jié)果以確定風(fēng)險評分=基因1×基因1的表達量+基因2×基因2的表達量+...+基因N×基因N 的表達量。將膠質(zhì)瘤病人根據(jù)中位風(fēng)險評分分為高風(fēng)險組和低風(fēng)險組。

2 結(jié)果

2.1 自噬相關(guān)lncRNA 共表達網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建CGGA 數(shù)據(jù)集共鑒定878 個lncRNA，HADb 數(shù)據(jù)庫共篩選出215個自噬相關(guān)基因。構(gòu)建一個自噬相關(guān)lncRNA共表達網(wǎng)絡(luò)，識別自噬相關(guān)lncRNA，最后，篩選出402個lncRNA。

2.2 膠質(zhì)瘤自噬相關(guān)lncRNA 的特征 根據(jù)自噬相關(guān)lncRNA共表達網(wǎng)絡(luò)中402個自噬相關(guān)lncRNA，利用CGGA 數(shù)據(jù)集325 例膠質(zhì)瘤病人，Cox 回歸分析顯示10 個自噬相關(guān)lncRNA 是膠質(zhì)瘤病人預(yù)后的獨立影響因素，其中5 個lncRNA 是危險因素（TP53TG1、

ZNF674- AS1、COX10- AS1、DDX11- AS1、SBF2-AS1），5 個是預(yù)后保護因素（PCBP1-AS1、DHRS4-AS1、 GABPB1- AS1、 MAPKAPK5- AS1、MIR4453HG）。見表1、2。

表1 膠質(zhì)瘤自噬相關(guān)lncRNA

表2 膠質(zhì)瘤自噬相關(guān)lncRNA 與膠質(zhì)瘤病人生存預(yù)后的多因素Cox回歸分析

2.3 自噬相關(guān)lncRNA 與膠質(zhì)瘤預(yù)后的關(guān)系 根據(jù)中位風(fēng)險評分將膠質(zhì)瘤病人分為低風(fēng)險組和高風(fēng)險組。多因素Cox 回歸分析顯示，風(fēng)險評分是膠質(zhì)瘤預(yù)后獨立影響因素（P＜0.05，表3）。生存曲線分析顯示低風(fēng)險組中位生存時間（1 211 d）較高風(fēng)險組（346 d）明顯延長（P＜0.05；圖1）。

圖1 生存曲線分析CGGA數(shù)據(jù)庫膠質(zhì)瘤病人生存期與風(fēng)險評分的關(guān)系

表3 膠質(zhì)瘤病人生存預(yù)后影響因素的多因素Cox回歸分析

2.4 TCGA 數(shù)據(jù)集驗證結(jié)果 共納入160 例GBM，根據(jù)風(fēng)險評分中值分為高危組和低危組。多因素Cox回歸分析顯示，風(fēng)險評分是膠質(zhì)瘤預(yù)后獨立影響因素，生存曲線分析顯示低風(fēng)險組中位生存時間（468 d）較高風(fēng)險組（385 d）明顯延長（P＜0.05；圖2）。

圖2 生存曲線分析TCGA 數(shù)據(jù)庫膠質(zhì)母細(xì)胞瘤病人生存期與風(fēng)險評分的關(guān)系

3 討論

隨著膠質(zhì)瘤診療技術(shù)的進步，很多預(yù)后影響因素得到證實，包括腫瘤切除程度、腫瘤分級等。目前，高通量測序技術(shù)被廣泛地用于檢測miRNA或基因的改變，可以很好地預(yù)測腫瘤復(fù)發(fā)和腫瘤轉(zhuǎn)移[7]。lncRNA作為基因或miRNA的補充，為預(yù)測膠質(zhì)瘤復(fù)發(fā)的風(fēng)險提供了新的的靶標(biāo)[18]。目前，自噬在腫瘤治療中的作用知之甚少。最近的研究表明，調(diào)節(jié)自噬將成為膠質(zhì)瘤治療的新方法[19，20]。本文利用兩個數(shù)據(jù)集（CGGA 和TCGA）分析自噬相關(guān)lncRNA 與膠質(zhì)瘤預(yù)后的關(guān)系，首先篩選出402 個自噬相關(guān)lncRNA；然后，Cox 回歸分析顯示10 個自噬相關(guān)lncRNA 與膠質(zhì)瘤病人預(yù)后有關(guān)；再根據(jù)lncRNA 的中位風(fēng)險評分將膠質(zhì)瘤病人分為高風(fēng)險和低風(fēng)險組，生存曲線分析發(fā)現(xiàn)低風(fēng)險組中位生存時間較高風(fēng)險組明顯延長。

總之，我們應(yīng)用生信分析方法篩選出10個與膠質(zhì)瘤自噬相關(guān)的lncRNA，與膠質(zhì)瘤病人預(yù)后密切相關(guān)。