基于差异共表达分析的三阴性乳腺癌基因标志物及分型研究

作     者：杨隽 

作者单位：西北民族大学 

学位级别：硕士

导师姓名：郭凌

授予年度：2023年

学科分类：12[管理学] 1201[管理学-管理科学与工程(可授管理学、工学学位)] 1002[医学-临床医学] 100214[医学-肿瘤学] 10[医学] 

主      题：三阴性乳腺癌 基因标志物 差异共表达 分型 

摘      要：乳腺癌已经超越肺癌成为全球新发病例数最多,且死亡率最高的癌症。根据最新的分子技术和受体类型,乳腺癌被分为管腔上皮A型、管腔上皮B型、人表皮生长因子受体-2过表达型和三阴性型。与其他类型的乳腺癌相比,三阴性乳腺癌的侵袭性和恶性程度最高,预后较差,且治疗手段十分有限。近年来,虽然差异分析在癌症基因标志物和分型研究方面取得了一定成效,但由于三阴性乳腺癌的高度异质性,导致其诊断及临床治疗效果不佳,而差异共表达(Differential Co-Expression,Diff Co Ex)分析能够进一步表现出不同条件下基因间的相互作用关系。因此,使用Diff Co Ex分析方法探索三阴性乳腺癌的基因标志物及分型,对了解三阴性乳腺癌的发生发展机制、临床精准化诊断和治疗,有着重要的意义。本文主要基于差异共表达分析方法Diff Co Ex,对三阴性乳腺癌的基因标志物及分型进行了研究,包括两部分研究内容:第一部分为三阴性乳腺癌基因标志物的筛选分析。应用Diff Co Ex,通过相关性和邻接差异分析、拓扑重叠算法、动态剪切树法和离散统计检验,构建差异共表达基因模块,使用套索回归算法对模块进行两轮筛选,得到三阴性乳腺癌的基因标志物。第二部分为三阴性乳腺癌的分型研究。使用Diff Co Ex方法筛选得到代谢、免疫、增殖和基质4种特征的差异共表达基因集,将这4种基因集结合基因集变异分析,通过表达量转化、排序和富集分数计算,将单个基因对应的样本数据转化为基因集对应的样本数据,使用共识聚类得到三阴性乳腺癌的稳健分型。最终得到5个三阴性乳腺癌基因标志物:GTSE1、MRPL16、SAMD4B、ZNF552和ZNF75A。通过文献检索和受试者工作特征曲线验证了基因标志物的生物学意义和统计学可靠性,其中GTSE1之前就被研究报道过与三阴性乳腺癌的诊断和发展有关,ZNF552、ZNF75A、SAMD4B与MRPL16被报道过与乳腺癌或其他癌症的分化和预后密切相关,但是未被报道过是三阴性乳腺癌的基因标志物。使用独立三阴性乳腺癌数据及差异表达分析验证了分型流程和4种分型的稳健性,并通过比较得出差异共表达分型流程比差异分析分型流程更加可靠,从而为三阴性乳腺癌的诊疗提供参考。