基于TCGA数据库构建口腔鳞状细胞癌m6A甲基化因子的预后风险模型

目的:本研究旨在建立及应用m6A调节子口腔鳞状细胞癌的预后模型并初步探讨BI 10773细胞培养m6A调节子机制。方法:口腔Medicare and Medicaid鳞状细胞癌患者的数据集包括RNA测序数据、甲基化数据和临床信息从TCGA数据库中获取,m6A基因及其经过验证的靶基因来自于RM2TARGET数据库。创新性采用一种新的基于秩的两两比较算法来选择有效的m6A基因对,定义为m6A调节子。将TCGA数据库中获取的患者随机分为训练组(2/3)和测试组(1/3),在训练集中,通过Lasso-Cox回归对m6A调节子去除共线性。预测预后模型的构建主要采用多因素Cox回归分析。在模型验证中使用受试者工作特征(ROC)曲线、C指数、校准曲线、累积风险曲线、独立预后分析来验证预后模型生存的预测性能。对测试集采用相同的分析。通过全面的GSEA算法探讨口腔鳞状细胞癌发生和预后的潜在机制。此外,本研究描述口腔鳞状细胞癌高、低风险组以及预后模型中基因的突变景观,鉴定出关键基因。从RNA突变、HPA数据库蛋白表达、TISCH数据库单细胞分析、多软件免疫相关分析探讨关键基因机制并利用免疫组化验证。应用预后模型对口腔鳞状细胞癌患者的化疗及免疫治疗敏感性进行预测。最终,联合传统的临床变量,构建列线图用以可视化预后模型。结果:(1)筛选出的6对调节子为:ELAVL1|LMNB1、YTHDF2|YAP1、ELAVL1|VEGFA、YTHDF1|CDK4、WTAP|CDKN2A和YTHDF2|GADD45A。(2)单因素COX分析风险评分是Oselleck合成SCC预后不良的独立影响因素(HR:1.9,P<0.001)。基于6-m6A调节子构建预后模型并可视化列线图,生存曲线显示低风险组具有更好的预后。ROC曲线表明(AUC1:0.725;AUC3:0.753;AUC5:0.747)6-m6A调节子列线图具有很好的预测性能。(3)基因功能富集分析显示,高风险组主要富集于免疫及细胞周期相关信号通路,低风险组主要富集于细胞分化相关信号通路。(4)突变分析提示,无论在基因、蛋白结构域、细胞信号通路方面,高、低风险组具有相似的突变模式。(5)CDKN2A是模型中突变频率最高的基因(达到了20%)且在低风险组高表达(P=0.006),缺失频率最高的基因是CDKN2A,超过了30%,但GSEA提示CDKN2A突变组具有更好的免疫功能。HPA数据库及免疫组化提示,CDKN2A/p16INK4a在口腔鳞状细胞癌中呈阳性(P<0.001),且高表达患者预后更佳(P=0.038)。(6)单细胞分析:GSE139324提示CDKN2A在T细胞中具有较高的表达强度,GSE172577提示CDKN2A在导管细胞及腺体细胞中高表达,GSE103322提示CDKN2A在恶性细胞中显著富集。(7)肿瘤免疫表型跟踪(TIP)ss GSEA打分提示,高风险组具有更多的免疫储备。免疫表型(IPS)及肿瘤免疫功能障碍和排斥(TIDE)打分提示,高风险组更适合接受免疫治疗。(8)Cmap数据库分析提示,伊马替尼是最可能逆转高低风险组状态的药物(分值=-1)。结论:本研究有助于进一步了解6-m6A调节子在口腔鳞状细胞癌的预后及发展作用,并为今后免疫治疗及化疗药物研究提供了理论依据。