تمت الموافقة على هذه الدراسة من قبل اللجنة الأخلاقية في جامعة هاينان الطبية (رقم الموافقة HMC1984.24)، وكانت متوافقة مع إعلان هلسنكي (بصيغته المنقحة في عام 2013).
أشخاص الدراسة
أُجريت دراسة شملت 50 مريضاً بسرطان الرئة تم تشخيصهم بين عامي 2017 و2024 في مستشفى سانيا المركزي بمقاطعة هاينان، وذلك وفقاً للإرشادات السريرية للجمعية الطبية الصينية لتشخيص وعلاج سرطان الرئة (طبعة 2024). وقد تم اعتماد تصنيف CSCO (2024) ليتوافق مع الإصدار الثامن من تصنيف AJCC لضمان القابلية للمقارنة بين الدراسات، كما تم التحقق من ذلك في المجموعات الصينية12، مع مراجعة مريضين من قبل طبيبين أورام مستقلين لضمان الاتساق. وتلخص الشكل 1 عملية اختيار المرضى، وتوفر الأنسجة، وتقييم جودة الـ RNA، والعينات النهائية المدرجة لتحليل qRT-PCR.
بيانات الدراسة
استخدمت هذه الدراسة المعلوماتية الحيوية لتحليل مستويات تعبير YTHDC2 في سرطان الرئة غير صغير الخلايا (NSCLC) وعلاقتها بالسمات السريرية المرضية، مما يوفر رؤى حول الآليات المحتملة. أُجريت تحليلات المعلوماتية الحيوية حصرياً باستخدام بيانات تسلسل RNA المتاحة علناً من أطلس جينوم السرطان (TCGA)، بما في ذلك سرطان الرئة الغدي (LUAD)، وسرطان الرئة الحرشف الخلايا (LUSC)، وعينات أنسجة الرئة الطبيعية المقابلة التي تم تنزيلها عبر بوابة بيانات GDC (https://portal.gdc.cancer.gov/). تضمنت مجموعة البيانات التي تم تنزيلها بيانات تعبير تسلسل RNA إلى جانب المتغيرات السريرية المتاحة (معرف المريض، ومعرف العينة، والعمر، والجنس، والمرحلة المرضية، وحالة البقاء على قيد الحياة، ووقت البقاء الإجمالي) للحالات المؤهلة من TCGA-LUAD وTCGA-LUSC. تم استبعاد العينات التي تفتقر إلى معلومات التعبير الجيني أو معلومات البقاء على قيد الحياة من تحليلات البقاء وتحليلات ROC اللاحقة. تتوفر مجموعة البيانات المستخدمة في هذه الدراسة في الملف التكميلي 1. لم تُستخدم أي عينات سريرية جُمعت من مستشفى سانيا المركزي في تحليلات المعلوماتية الحيوية. تتوفر الإجراءات التفصيلية لتحليلات GEPIA وKaplan–Meier Plotter وsurvivalROC في قسم تحليل المعلوماتية الحيوية أدناه. تم تلخيص سير عمل المعلوماتية الحيوية الكامل، بما في ذلك الحصول على البيانات، والمعالجة المسبقة، وتحليل التعبير الجيني، وتحليل البقاء، وتحليل ROC، في الشكل 2.
معايير الاشتمال والاستبعاد
تظهر معايير الإدراج والاستبعاد للمرضى في الجدول 1. وقد حدد تحليل القوة باستخدام برنامج تحليل القوة الإحصائية أن توفير 26 حالة على الأقل لكل مجموعة سيعطي قوة بنسبة 80% للكشف عن حجم تأثير متوسط (d = 0.8, α = 0.05، ثنائي الذيل). وبينما كان الهدف من التسجيل الأولي هو 50 زوجاً في مجموعة سرطان الرئة، شمل تحليل qRT-PCR النهائي 30 عينة ورمية و19 عينة من الأنسجة الطبيعية المجاورة بعد استبعاد العينات بسبب جودة الأنسجة أو الحمض النووي الريبي RNA. ويعكس هذا الانخفاض في حجم العينة القيود السريرية الواقعية ويسلط الضوء على أهمية سلامة RNA وتوفر الأنسجة في الدراسات الانتقالية. وعندما يكون n = 19 للمقارنات، فإن الحد الأدنى لحجم التأثير القابل للكشف هو d = 1.0 (قوة 80%، α = 0.05). وبالتالي، كانت التجربة ذات قوة كافية للكشف عن الاختلافات الكبيرة، ولكن ليس الاختلافات الصغيرة إلى المتوسطة، في تعبير YTHDC2.
عينات الأنسجة وتفاعل البوليميراز المتسلسل الكمي في الوقت الحقيقي (qRT-PCR)
تم تحديد التشخيصات الباثولوجية بطريقة مزدوجة التعمية بواسطة اثنين من أطباء الباثولوجيا المختلفين. وقام أطباء الباثولوجيا بتقدير نقاء الورم (>70% من الخلايا الخبيثة) وتم تأكيده عبر ESTIMATE (TCGA). كما تم إجراء تشريح عياني للأنسجة الطبيعية المجاورة لتقليل التلوث السدوي. شملت الأنواع النسيجية لسرطان الرئة سرطان الرئة الغدي وسرطان الخلايا الحرشفية، بواقع 26 حالة من سرطان الرئة الغدي و4 حالات من سرطان الخلايا الحرشفية. أُجري التصنيف السريري لـ 50 مريضاً مصاباً بسرطان الرئة وفقاً لمعايير التصنيف الموضحة في "الإرشادات السريرية لجمعية medical association الصينية لسرطان الرئة (طبعة 2024)". ومثلت عينات NSCLC المؤكدة باثولوجياً (n = 50) التوزيعات السريرية النموذجية (انظر الجدول 2). ومن بين 50 مريضاً تم إدراجهم في البداية، استوفت 30 عينة من أنسجة الورم و19 عينة مطابقة من الأنسجة الطبيعية المجاورة معايير جودة RNA. ونظراً لأن التحليل الإحصائي المزدوج يتطلب عينات مطابقة من المريض نفسه، فقد أُجريت مقارنة التعبير الجيني في الورم مقابل الأنسجة الطبيعية المجاورة باستخدام الأزواج الـ 19 المطابقة المتاحة. استُخدمت هذه العينات السريرية حصرياً للتحقق التجريبي بواسطة qRT-PCR وتم تحليلها بشكل مستقل عن مجموعات بيانات TCGA العامة المستخدمة في تحليل المعلوماتية الحيوية. تمت معالجة هذه العينات المختارة فور التأكيد الباثولوجي والتعامل معها في ظروف خالية من RNase قبل استخلاص RNA. تعكس هذه المجموعة الفرعية الحالات التي أمكن فيها الحصول على كمية كافية من الأنسجة وRNA كلي عالي الجودة (رقم سلامة RNA، RIN >7.0). وتم قياس تركيز ونقاء RNA الكلي قبل النسخ العكسي، وأُدرجت فقط العينات ذات جودة RNA الكافية (RIN >7.0) في التحليلات اللاحقة. تم تحويل كميات متساوية من RNA الكلي إلى DNA مكمل (cDNA) عن طريق النسخ العكسي وفقاً لبروتوكول الشركة المصنعة قبل إجراء PCR الكمي. وضمنت هذه العملية صحة بيانات التعبير الجيني التي تم تحليلها. أُجريت تجارب qRT-PCR على جهاز thermocycler لـ PCR في الوقت الحقيقي باستخدام مقايسة PCR كمية تعتمد على المسبار. نُفذت جميع التفاعلات في ثلاث نسخ مكررة، جنباً إلى جنب مع ضوابط خالية من القالب لضمان قابلية التكرار التحليلي. أُجري تضخيم PCR في ظل ظروف الدورات التالية: خطوة تنشيط الإنزيم/المسخ الأولية عند 95°C لمدة 10 min، تلتها 40 دورة من المسخ عند 95°C لمدة 15 s والارتباط/التمديد عند 60°C لمدة 60 s. وتم الحصول على إشارات الفلورة في نهاية كل دورة تضخيم. تم الحصول على جميع الكواشف والمواد الاستهلاكية من موردين تجاريين (انظر جدول المواد). وتتوفر تسلسلات البادئات والمسبارات المستخدمة في qRT-PCR في الجدول 3.
التحليل المعلوماتي الحيوي
تحليل قاعدة بيانات GEPIA للتعبير الجيني لـ YTHDC2
تم استخدام قاعدة بيانات GEPIA لتحليل تعبير YTHDC2 في سرطان الرئة غير صغير الخلايا (NSCLC). تم الدخول إلى خادم GEPIA الإلكتروني (http://gepia.cancer-pku.cn/) عبر متصفح الويب، واختيار وحدة Expression DIY، ثم إدخال رمز الجين "YTHDC2"، واختيار مجموعات بيانات LUAD وLUSC، مع الإبقاء على معلمات التعيير الافتراضية، ومن ثم توليد مخططات الصندوق للتعبير التفاضلي مباشرة عبر واجهة GEPIA. وقد حُددت الدلالة الإحصائية بأن تكون p < 0.05.
قاعدة بيانات Kaplan-Meier plotter لتحليل البقاء على قيد الحياة لمرضى سرطان الرئة
حللت الدراسة العلاقة بين تعبير YTHDC2 والإنذار لدى مرضى سرطان الرئة باستخدام قاعدة بيانات Kaplan-Meier Plotter. تم اختيار مجموعة بيانات سرطان الرئة، وإدخال رمز الجين "YTHDC2"، وتطبيق خيار نقطة القطع المثلى المختارة تلقائياً، ثم تم إنشاء منحنيات Kaplan–Meier للبقاء على قيد الحياة الإجمالي والبقاء على قيد الحياة بعد تطور المرض باستخدام إعدادات التحليل الافتراضية. تم تقسيم المرضى تلقائياً إلى مجموعات ذات تعبير عالٍ ومنخفض بناءً على نقطة القطع المثلى التي حددتها منصة Kaplan–Meier Plotter، كما تم استخراج نسب المخاطر مع فواصل الثقة 95% المقابلة باستخدام الإعدادات الافتراضية للمنصة.
تشغيل حزم R في برنامج R لرسم منحنى ROC
تم تنزيل بيانات تعبير تسلسل الـ RNA والبيانات السريرية الوصفية المقابلة لها للحالات المؤهلة من TCGA-LUAD وTCGA-LUSC من بوابة بيانات GDC. تم دمج مجموعات البيانات التي تم تنزيلها بواسطة معرف المريض واستيرادها إلى برنامج R لإجراء التحليلات اللاحقة. استُخدمت حزمة survivalROC لإنشاء منحنيات ROC المعتمدة على الوقت عند نقاط زمنية تنبؤية تبلغ 1 و3 و5 سنوات، وحُسبت قيم المساحة تحت المنحنى (AUC) المقابلة لتقييم الأداء الإنذاري لتعبير YTHDC2. شمل تحليل survival ROC فقط مرضى TCGA-LUAD وTCGA-LUSC الذين تتوفر لديهم معلومات تعبير RNA-seq ومعلومات البقاء على قيد الحياة. ولم تُستخدم المجموعة السريرية المحلية للتنبؤ بالبقاء على قيد الحياة نظراً لعدم توفر بيانات المتابعة طويلة الأمد.
تعبير YTHDC2 في الأنسجة بواسطة qRT-PCR
لتحليل مستويات التعبير الجيني، تم إجراء تفاعل البوليميراز المتسلسل الكمي في الوقت الحقيقي (qRT-PCR). أضيفت أحجام متساوية من cDNA إلى كل تفاعل وفقاً لظروف التفاعل الموصى بها من قبل الشركة المصنعة. تم إجراء التضخيم باستخدام مقايسة PCR كمية تعتمد على المسبار، وجُمعت بيانات الفلورة تلقائياً في نهاية كل دورة تضخيم. باختصار، تضمنت عملية استخلاص RNA عدة خطوات، شملت تحضير العينة، وإزالة البارافين، وإزالة السوائل المتبقية، والهضم باستخدام البروتيناز K، والحضن، والطرد المركزي، والمعالجة بإنزيم DNase، وإضافة DNase I، والترسيب بالإيثانول. ثم رُبطت العينة بعمود تنقية RNA يعتمد على السيليكا وجرى طردها مركزياً عند 8,000 × g لمدة 30 s. غُسل العمود بعد ذلك بمحلول الغسيل 1، ومحلول الغسيل 2، ومحلول الغسيل 2 المخفف بالإيثانول، ثم جُفف عند 13,000 × g لمدة 2 min. استُخلص RNA بعد ذلك بإضافة 70 µL من الماء الخالي من RNase إلى مركز غشاء العمود، متبوعاً بالطرد المركزي عند 13,000 × g لمدة 1 min. أظهر كل زوج من البادئات منتج تضخيم واحداً، وهو ما تم تأكيده بواسطة تحليل منحنى الانصهار قبل حساب التعبير الجيني النسبي. تم التحقق من كفاءة البادئات (90–110%) باستخدام منحنيات قياسية قبل تحليل العينات. وأكدت تحليلات منحنى الانصهار وجود مضخمات فردية وغياب ثنائيات البادئات. حُسب التعبير النسبي لـ YTHDC2 باستخدام طريقة 2-ΔCt، حيث تم تطبيع قيم Ct بالنسبة للجين المرجعي الداخلي GAPDH. وبما أن قيم التعبير قُدمت كمستويات تعبير مطبعة بدلاً من تغيرات طيّة بالنسبة لعينة معايرة، فقد تم الإبلاغ عن النتائج كقيم 2−ΔCt. تم اختيار GAPDH كجين تدبير منزلي لأن تعبيره أظهر تبايناً أدنى (CV < 5%) مقارنة بالبدائل المختبرة (ACTB، CV = 12%؛ 18S rRNA، CV = 18%)، وهو ما يتفق مع معايير اختيار الجينات المرجعية في دراسات m6A.
التحليل الإحصائي
أجريت التحليلات الإحصائية باستخدام برامج إحصائية، بما في ذلك إنشاء الرسوم البيانية والمخططات. ولتحليل البيانات الكمية والفئوية الخاصة بالتعبير الجيني لـ YTHDC2 في مرضى NSCLC، استُخدم برنامج R لإجراء تحليلات المعلوماتية الحيوية وإنشاء منحنيات ROC. كما استُخدمت منحنيات ROC والمساحة تحت المنحنى (AUC) لتقييم الأداء التشخيصي للتعبير عن YTHDC2 في التنبؤ بالبقاء على قيد الحياة. وبالنسبة للتحليلات القائمة على الانحدار، تم تسجيل تقديرات التأثير (نسب الأرجحية) مع فواصل الثقة المقابلة بنسبة 95% حيثما كان ذلك مناسباً. استُخدم اختبار ويلكوكسون للرتب الموقعة (Wilcoxon signed-rank test) لمقارنة التعبير عن YTHDC2 بين عينات الورم والأنسجة الطبيعية المجاورة المقترنة، بينما استُخدم تحليل ارتباط بيرسون لتقييم العلاقة بين التعبير عن YTHDC2 والسمات المرضية السريرية. وتم تسجيل معاملات الارتباط (r) وقيم p المقابلة لها. ونظراً لأن بيانات qRT-PCR تضمنت عينات مقترنة من الورم والأنسجة الطبيعية المجاورة من نفس المرضى، ولأن بيانات التعبير الجيني لم تكن موزعة توزيعاً طبيعياً، فقد استُخدم اختبار ويلكوكسون للرتب الموقعة لمقارنة مستويات التعبير عن YTHDC2 بين الأنسجة المقترنة؛ حيث لا يفترض هذا الاختبار طبيعية توزيع البيانات ويُستخدم عادةً للبيانات البيولوجية ذات التوزيع الملتوي. كانت جميع الاختبارات الإحصائية ثنائية الذيل، واعتُبرت قيمة p <0.05 دالة إحصائياً. كما تم تقييم المتغيرات المستمرة للتأكد من طبيعية توزيعها قبل التحليل، وعُرضت المتغيرات المستمرة كمتوسط ± انحراف معياري أو وسيط (المدى الربيعي)، حسبما هو مناسب.