综合分析确定了肺腺癌与衰老相关的预后特征

《BMC Cancer》：Integrated analysis identifies an aging-related prognostic signature for lung adenocarcinoma

　　

摘要

背景

肺腺癌具有显著的分子异质性，这使得其临床预后存在较大差异。年龄是肺腺癌的主要风险因素，与基因组不稳定、代谢紊乱、细胞衰老以及肿瘤微环境的重构密切相关。然而，与年龄相关的基因在肺腺癌中的预后意义和生物学作用仍不完全清楚。本研究旨在系统分析肺腺癌中与年龄相关的分子变化，并构建具有潜在生物学和临床意义的预后标志物。

方法

肺腺癌的转录组数据和临床数据来自癌症基因组图谱（TCGA），与年龄相关的基因则取自公共的年龄相关基因集。通过比较肿瘤组织与正常组织，筛选出差异表达基因，再与GEO验证队列GSE37745和GSE50081中的基因进行交集，从而得到共同的与年龄相关的差异表达基因。通过单变量Cox回归筛选与预后相关的基因，再通过共识聚类确定分子亚型。随后利用LASSO-Cox回归构建与年龄相关的预后标志物，并在两个独立的GEO队列中进行验证。进一步探讨了该风险评分与临床病理特征、体细胞突变模式、干细胞特性以及肿瘤免疫微环境之间的关联。此外，还利用GSE131907中的单细胞RNA测序数据研究关键模型基因在细胞中的分布情况，同时通过对临床样本进行RT-qPCR分析及体外实验来初步验证这些发现。

结果

在肺腺癌中共发现了274个与年龄相关的差异表达基因，其中52个与总生存率显著相关。基于这些基因，肺腺癌样本被分为两种分子亚型，这两种亚型在预后、免疫浸润模式以及生物通路富集特征方面存在明显差异。随后构建了一个包含CD19、CYP17A1、TFAP2A、HMGA2、ABCC2、PCSK9、CLDN14和INHA这8个基因的预后标志物。在该标志物作用下，TCGA队列中的患者被分为高风险组和低风险组，两组的总生存率存在显著差异，其在GSE37745和GSE50081队列中的预后价值也得到了进一步验证。该风险评分与预后独立相关，且与更严重的临床病理特征相关。高风险肿瘤的干细胞特性更明显，体细胞突变频率更高，增殖相关通路更为丰富，而低风险肿瘤则具有更强的免疫相关特征，其免疫评分和间质评分也更高。单细胞分析显示，CLDN14在B细胞中的表达水平相对高于其他已标记的细胞类型。对10例肺腺癌患者的肿瘤组织及其相邻正常组织进行的RT-qPCR分析也表明，CLDN14在肿瘤组织中显著上调。体外实验结果显示，敲低CLDN14会削弱肺腺癌细胞模型的增殖、迁移和侵袭能力。

结论

我们构建并验证了一个与年龄相关的、具有独立预后价值的肺腺癌8基因预后标志物。该标志物与不同的临床、分子、干细胞特性、突变特征以及免疫微环境特征相关。此外，CLDN14被确定为可能与肺腺癌进展相关的候选基因，这一观点也得到了初步实验的支持。这些发现为肺腺癌的预后分层和生物学特征分析提供了首个与年龄相关的框架。