مقالة بحثية
* These authors contributed equally
حددت هذه الدراسة مؤشرات تشخيصية وتنبؤية لسرطان الغدة في الرئة باستخدام بيانات TCGA-LUAD وGEO GSE115002 بيانات النسخ النصي. تم رفع التنظيم بين B3GNT3 وFERMT1 وSPP1 ، مما ميز الأورام عن الأنسجة الطبيعية. ترتبط هذه الجينات بالانتقال بين الظهارة والميزنكيميا وقمع المناعة. أظهر النوموجرام الذي يجمع بين التعبير الجيني ومرحلة TNM قيمة تنبؤية موثوقة.
سرطان الغدة في الرئة (LUAD) هو السبب الرئيسي للوفاة المرتبطة بالسرطان على مستوى العالم. على الرغم من التقدم في الجراحة والعلاج الموجه والعلاج المناعي، لا يزال معدل البقاء على قيد الحياة لمدة 5 سنوات لمرض LUAD المتقدم أقل من 20٪، مما يشير إلى الحاجة الملحة إلى مؤشرات حيوية جزيئية موثوقة للكشف المبكر والتوقعات المبكرة. في هذه الدراسة، افترض المؤلفون أن ثلاثة جينات ترفع التنظيم باستمرار يمكن أن تعمل كمؤشرات حيوية تشخيصية وتنبؤية فعالة ل LUAD. قام المؤلفون بتحليل بيانات النسخ من مجموعتين مستقلتين، TCGA-LUAD (535 ورما، 59 عينة طبيعية) و GSE115002 (52 ورما، 52 عينة مطابقة للعينة الطبيعية)، لفحص الجينات المعبر عنها بشكل مختلف. ثلاثة جينات أساسية—B3GNT3، FERMT1، وSPP1—كانت معبر عنها بشكل مفرط باستمرار في أورام LUAD في كلا مجموعتي البيانات. أظهرت هذه الجينات أداء تشخيصي ممتازا، حيث كانت قيم AUC تجاوزت 0.95 في TCGA-LUAD ودقة عالية في GSE115002. أظهر تحليل البقاء أن التعبير العالي لكل جين مرتبط بشكل ملحوظ ببقاء أقصر بشكل عام وخالي من الأمراض، كما أن الانحدار متعدد المتغيرات في كوكس أكد قيمته التنبؤية المستقلة. أشارت تحليلات الإثراء الوظيفي إلى أن هذه الجينات الثلاثة تشارك في الانتقال بين الظهارة والميزنكيمية، وإعادة تشكيل المصفوفة خارج الخلية، وكبح المناعة، وكلها مرتبطة ارتباطا وثيقا بغزو LUAD والنقائل. قام المؤلفون أيضا ببناء مخطط نوموغرامي تنبؤي يجمع بين الجينات الثلاثة ومرحلة TNM، محققين مؤشر توافق يبلغ 0.743 وأظهروا أداء تنبؤيا جيدا. تؤكد هذه النتائج أن B3GNT3 وFERMT1 وSPP1 تعد مؤشرات حيوية تشخيصية وتوقعات واعدة ل LUAD، تدعم التطبيق السريري في تصنيف المخاطر وإدارتها.
سرطان الرئة هو السبب الرئيسي للوفيات العالمية بسبب السرطان، حيث يمثل حوالي 1.8 مليون حالة وفاة في عام 2020. سرطان الغدة في الرئة (LUAD) يمثل ما يقرب من 40٪ من جميع حالات سرطان الرئة2. على الرغم من التقدم في الجراحة والعلاج الموجه والعلاج المناعي، لا يزال معدل البقاء على قيد الحياة لمدة 5 سنوات لمرض LUAD المتقدم أقل من 20٪3.4. هناك حاجة ماسة إلى مؤشرات حيوية جزيئية موثوقة للكشف المبكر والتنبؤات الدقيقة. تتيح التسلسل عالي الإنتاجية وقواعد البيانات العامة مثل أطلس جينوم السرطان (TCGA) وMass Expression Gene Omnibus (GEO) التحليل المن....
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
1. مصادر البيانات والمعالجة المسبقة
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
التغيرات العالمية في التعبير الجيني في LUAD
أظهرت المقارنات النصية بين أنسجة سرطان الغدة في الرئة وأنسجة الرئة الطبيعية تغيرات واسعة في التعبير الجني. يوضح الشكل 1A مخططات براكينية للجينات المعبر عنها بشكل تفاضلي في مجموعة بيانات TCGA-LUAD، ويعرض الشكل 1B تلك الموجودة في مجموعة البيانات GSE115002. في مجموعة TCGA-LUAD (الشكل 1A)، تم رفع تنظيم 1865 جينا بشكل كبير، وتم تقليل تنظيم 1247 ج.......
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تم بناء الرسم النوموغرامي باستخدام تحليل الانحدار متعدد المتغيرات لكوكس بناء على مجموعة TCGA-LUAD. تشمل المؤشرات مرحلة T المرضية، والمرحلة N المرضية، وحالة التعبير الجيني ل B3GNT3 وFERMT1 وSPP1 (المصنفة كعالية مقابل منخفضة بناء على التعبير الوسيط). لكل مريض، يتم جمع الدرجات الفردية لكل متغير لتوليد قيمة "إجمالي النقاط"، والتي تتوافق مع احتمالات البقاء الإجمالية المقدرة لمدة 1 و2 و3 سنوات. تشير الدرجات الإجمالية الأعلى إلى زيادة خطر الوفاة. توفر هذه الأداة تنبؤا.......
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
يعلن المؤلفون عدم وجود مصالح متنافسة.
وقد دعم هذا العمل مشروع جامعة فوجيان للطب الصيني التقليدي لعام 2024 (رقم المنحة: XB2024012)، بقيادة يوهوي لين من مستشفى الشعب التابع لجامعة فوجيان للطب الصيني التقليدي. وصناديق مشتركة لابتكار العلوم والتكنولوجيا، مقاطعة فوجيان (المنحة رقم: 2025Y9530)، بقيادة شياوتينغ تشن من مستشفى جينجيانغ البلدي (مستشفى شنغهاي للشعب السادس، فوجيان).
....الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| الملفات المتاحة للعامة | TCGA-LUAD Dataset | بوابة أطلس الجينوم للسرطان (TCGA) (https://portal.gdc.cancer.gov/)؛ 535 عينة ورم سرطان الرئة من النوع LUAD، 59 عينة من الأنسجة الرئوية الطبيعية المجاورة (قيم التسلسل الحيوي للـRNA / FPKM + البيانات السريرية: البقاء على قيد الحياة، تصنيف TNM) | البيانات النصية السريرية لتحليل التعبير التفريقي، البقاء على قيد الحياة، وتحليل النماذج البيانية؛ مجموعة الدراسة الأساسية |
| GSE115002 Dataset | مكتبة التعبير الجيني (GEO) (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSE115002)؛ ميكروأراي من Agilent، 52 نسيج ورم من النوع LUAD، 52 نسيج رئوي طبيعي مطابق (أورام أولية لم تعالج) | مجموعة التحقق المستقلة للتعبير التفريقي، الأداء التشخيصي، وتحليل التسلل المناعي | |
| البرمجيات الحيوية وبيئة البرمجة | لغة البرمجة R | الإصدار 4.1 | منصة أساسية لجميع التحليلات النصية، الإحصائية، والرسوم البيانية |
| حزم R (التعبير التفريقي) | DESeq2، limma | DESeq2: تحليل التعبير التفريقي للـRNA-seq من TCGA؛ limma: تطبيع الميكروأراي من GSE115002 وتحليل التعبير التفريقي (تصحيح Benjamini-Hochberg FDR) | |
| حزم R (التحليل التشخيصي) | pROC | إنشاء منحنيات ROC، حساب AUC (95٪ CI)، تحديد الحد الأمثل (مؤشر Youden) لتقييم الأداء التشخيصي | |
| حزم R (تحليل البقاء على قيد الحياة) | survival، survminer | إنشاء منحنى Kaplan-Meier للبقاء على قيد الحياة، اختبار log-rank، انحدار المخاطر النسبية المتناسبة لـCox (HR + 95٪ CI)؛ تقسيم المرضى حسب متوسط التعبير الجيني | |
| حزم R (الإثراء الوظيفي) | clusterProfiler، fgsea | clusterProfiler: تحليل الإثراء في المسارات GO (BP/CC/MF) وKEGG (معدل P < 0.05)؛ fgsea: GSEA لمجموعات الجينات MSigDB Hallmark/KEGG (FDR < 0.25) | |
| حزم R (بناء النماذج البيانية والتحقق منها) | rms | تطوير نموذج تشخيصي بياني (دمج التعبير الجيني + مرحلة TNM)؛ حساب مؤشر C لـHarrell، إعادة أخذ العينات بالمعاير (1000 تكرار) لتصحيح التحيز، إنشاء الرسم البياني للتعويض | |
| حزم R (الإحصاء والتصور) | ggplot2، ComplexHeatmap، corrplot | إنشاء رسوم بيانية بركانية، رسوم بيانية بالفقاعات (الإثراء)، خرائط حرارية (ارتباط التسلل المناعي)، رسوم بيانية متفرقة (تعايش الجينات)؛ تحليل الارتباط ببيرسون/سبيرمان | |
| قواعد البيانات والأدوات الحيوية (تحليل الشبكة/المناعة) | قاعدة بيانات STRING | درجة ثقة > 0.7 | إنشاء شبكات تفاعل البروتين-البروتين (PPI) لـB3GNT3/FERMT1/SPP1 والمتفاعلين من الدرجة الأولى |
| Cytoscape | - | تصور شبكات تفاعل البروتين-البروتين وشبكات تعايش الجينات (وزن الحواف بقوة الارتباط، تحديد الجين المحوري) | |
| خوارزمية فك الترميز المناعي | CIBERSORT | تقدير وفرة تسلل الخلايا المناعية (الماكروفايجات M2، الخلايا التائية CD8+، العدلات، الخلايا القاتلة الطبيعية، إلخ) في عينات LUAD؛ الارتباط مع التعبير الجيني المرشح | |
| أدوات أخرى | Microsoft Office/LaTeX | - | إعداد المخطوطة، تجميع الأشكال، وتهيئة الجداول؛ تجميع النتائج الإحصائية |
طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه
طلب إذن