利用单细胞测序和转录组测序建立结直肠癌免疫细胞的9基因预后模型

作     者：唐楠 黄慧霞 刘晓健 TANG Nan;HUANG Huixia;LIU Xiaojian

作者机构：复旦大学附属肿瘤医院肿瘤内科复旦大学上海医学院肿瘤学系上海200032 复旦大学附属肿瘤医院病理科复旦大学上海医学院肿瘤学系上海200032 复旦大学附属肿瘤医院肿瘤研究所上海200032 复旦大学病理学研究所上海200032 

出 版 物：《中国癌症杂志》 (China Oncology)

年 卷 期：2024年第34卷第6期

页      面：548-560页

核心收录：

学科分类：1002[医学-临床医学] 100214[医学-肿瘤学] 10[医学] 

主　　题：结直肠癌 预后模型 肿瘤免疫与免疫治疗 药物筛选 scRNA-seq 

摘      要：背景与目的:结直肠癌(colorectal carcinoma,CRC)是一种常见的恶性肿瘤,其发病率和死亡率仅次于胃癌和食管癌,在消化系统恶性肿瘤中居第二位。越来越多的证据表明,免疫细胞在CRC的发生、发展中发挥着重要作用。本研究旨在构建一个与免疫细胞相关的基因的预后模型,以预测CRC患者的预后并进行精准管理。方法:从基因表达综合(Gene Expression Omnibus,GEO)数据库和癌症基因图谱(The Cancer Genome Atlas,TCGA)数据库下载结直肠癌的单细胞RNA测序(single-cell RNA sequencing,scRNA-seq)和普通转录组测序(RNA sequencing,RNA-seq)数据以及临床信息,提取免疫细胞亚型的差异基因,通过Cox回归和LASSO回归分析在TCGA数据中筛选出与预后相关的基因,同时使用GSE39582和GSE41258进行外部验证。基于预后模型进行化疗药物敏感性分析、免疫治疗效果分析、风险评分相关的通路分析以及临床相关性分析。采用实时荧光定量聚合酶链反应(real-time fluorescence quantitative polymerase chain reaction,RTFQ-PCR)和免疫组织化学检测验证模型基因在10例经术后病理学检查的新鲜冷冻结直肠癌样本和细胞系中的表达水平,样本采集均已获得复旦大学附属肿瘤医院伦理委员会的批准(伦理编号:050432-4-2108*)。结果:本研究根据scRNA-seq数据集(GSE161277)定义了16个细胞群,并通过R包celldex将这些群标记为不同的细胞类型。然后对免疫细胞亚型进行差异分析,共获得了374个差异表达基因。通过单因素Cox和LASSO回归分析,本研究在CRC中构建了一个9基因风险预后模型。该风险模型表现出对预后的可靠预测效果,对预测抗肿瘤药物敏感性、免疫治疗效果、潜在分子机制及临床特征等方面起重要作用,高风险分数的患者从免疫疗法中受益概率较低。结论:我们基于CRC肿瘤微环境中免疫细胞的异质性构建了一个包含9个基因的风险预后模型,并据此预测了CRC患者的生存和治疗效果。