ARHGAP22 作为透明细胞肾细胞癌潜在预后生物标志物的研究：对肿瘤免疫及共表达网络的深入解析

摘要

本研究评估了透明细胞肾细胞癌中ARHGAP22的表达水平及其与预后、临床病理特征、肿瘤免疫微环境以及计算机预测药物敏感性的关联。

摘要

透明细胞肾细胞癌（ccRCC）是肾癌中最常见的亚型，具有显著的临床异质性，凸显了对可靠预后生物标志物的需求。本研究利用癌症基因组图谱肾透明细胞癌队列（TCGA-KIRC）的转录组和临床数据，结合人类蛋白质图谱（HPA）的外部验证数据和蛋白质表达信息，评估了ARHGAP22在ccRCC中的表达模式、预后相关性及其与免疫的相关性。比较了ARHGAP22在肿瘤组织与邻近正常组织中的表达水平，并分析其与总生存期、临床病理特征、肿瘤微环境评分及估计的免疫细胞比例之间的关联。同时进行了共表达和功能富集分析，以阐明其潜在的生物学关联。在转录组水平上，ARHGAP22在ccRCC组织中显著上调，免疫组化图像也显示出相应的差异。高ARHGAP22表达与较短的总生存期、更晚期的临床病理特征以及更高的ImmuneScore、StromalScore和ESTIMATEScore值相关。基于CIBERSORT的分析显示，在经过假发现率校正后，高表达组中M2型巨噬细胞和调节性T细胞的估计比例较高，而初始B细胞、静息肥大细胞和活化树突状细胞的估计比例较低。功能富集分析表明，与ARHGAP22相关的基因富集于免疫相关过程、细胞迁移以及趋化因子和细胞因子介导的信号通路。这些结果提示，ARHGAP22可能作为ccRCC中一个潜在的预后和免疫相关生物标志物，但仍需进一步的独立临床和实验验证。

引言

透明细胞肾细胞癌（ccRCC）是肾细胞癌最常见的组织学亚型，约占所有病例的70%–80%，在肾癌相关死亡中占有重要比重¹˒²。近年来，肾细胞癌的总体发病率呈上升趋势，且在不同地区表现出显著的流行病学差异。已明确的危险因素包括吸烟、肥胖、高血压和慢性肾脏病³˒⁴。透明细胞肾细胞癌具有明显的侵袭性和分子异质性。部分患者在确诊时已出现转移性疾病，术后复发和疾病进展仍较为常见²˒⁵。在分子水平上，Von Hippel–Lindau（VHL）基因失活以及缺氧诱导因子（HIF）信号通路的持续激活被认为是ccRCC发病过程中的关键事件，并伴随广泛的基因组和表观遗传学改变⁶˒⁷。尽管靶向治疗和免疫治疗已改善了晚期疾病的预后，但治疗反应仍存在高度异质性，凸显了对可靠的预后及免疫相关生物标志物的需求^8,9,10。

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方案

本研究使用了来自TCGA、HPA及其他开放获取数据库的公开、去标识化数据，未涉及新的人类受试者招募、动物实验或可识别的私人信息。因此，无需额外的机构伦理审批和知情同意。有关本方案所用工具的详细信息见于 材料表.

1. 公共数据集与生物信息学分析
本研究使用了公开可用的数据集，未开展涉及人类参与者或动物的直接研究。转录组学和临床数据来自癌症基因组图谱肾透明细胞癌项目（TCGA-KIRC），蛋白质表达数据则从人类蛋白质图谱（Human Protein Atlas）获取。该计算方法能够高效筛选大规模转录组学和临床数据集，支持候选生物标志物的初步鉴定，并为后续实验验证提供依据。所有计算分析均使用统计软件完成。

2. 数据获取与样本选择
访问了基因组数据公共平台（Genomic Data Commons Data Portal），并选定了 TCGA-KIRC 项目。下载了透明细胞肾细胞癌（ccRCC）的转录组测序数据及相应的临床信息。后续转录组分析采用每百万转录本数（TPM）标准化的信使 RNA 表达数据。从 TCGA-KIRC 转录组矩阵中提取 ARHGAP22 的表达值，并利用 TCGA 样本条形码与对应的临床记录进行匹配。纳入具有可用 ARHGAP22 表达数据和临床注释的原发性肿瘤组织及相邻正常肾组....

结果

ARHGAP22 的泛癌表达谱分析
泛癌转录谱分析显示，ARHGAP22 在不同肿瘤类型及其相应正常组织中的表达具有显著异质性（图1）。在多种实体瘤中观察到 ARHGAP22 表达升高的总体趋势。在乳腺浸润性癌、胆管癌、头颈部鳞状细胞癌、肾嫌色细胞癌、肾透明细胞癌、肾乳头状细胞癌以及肝细胞癌中，肿瘤组织的 ARHGAP22 表达水平显著高于相应正常组织。这些结果表明，ARHGAP22 在多种癌症类型中差异表达，可能具有作为肿瘤相关生物标志物的潜在价值。

ARHGAP22 在透明细胞肾细胞癌中的表达模式及预后价值
通过转录组数据、生存分析、独立验证数据集以及免疫组织化学图像，评估了 ARHGAP22 在透明细胞肾细胞癌（ccRCC）中的表达模式及其临床相关性。在未配对和配对的癌症基因组图谱肾透明细胞癌（TCGA-KIRC）样本中，ccRCC 组织中的 ARHGAP22 表达水平均显著高于正常肾组织（图.......

讨论

肾细胞癌（RCC）是泌尿系统最常见的恶性肿瘤之一，其中透明细胞肾细胞癌（ccRCC）是最主要的组织学亚型，也是导致RCC相关死亡的主要原因。近年来，RCC的总体发病率呈上升趋势，且存在显著的地域差异。已确立的危险因素包括吸烟、肥胖、高血压和慢性肾脏病³˒⁴。尽管在诊断和治疗方面取得了进展，ccRCC在临床上仍具有高度异质性；部分患者初诊时即表现为晚期或转移性疾病，术后复发和远处转移仍较为常见²˒⁵˒²⁶。因此，识别与肿瘤生物学行为及预后相关的分子生物标志物，仍是ccRCC研究的重要目标。本分析显示，ARHGAP22在ccRCC中表达上调，且与较差的总生存率、不利的临床病理特征、免疫相关转录组改变、免疫抑制性肿瘤微环境特征以及靶向药物计算预测敏感性的差异相关。这些发现支持ARHGAP22作为潜在的预后及免疫相关生物标志物的价值，但其临床应用价值和因果关系尚未确立。

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
circlize R 包	版本 0.4.16	CRAN	用于绘制 circos 图和弦图。
clusterProfiler R 包	版本 4.12.0	Bioconductor	用于 GO、KEGG 和 GSEA 富集分析。
ComplexHeatmap R 包	版本 2.20.0	Bioconductor	用于复杂热图可视化及临床注释热图。
e1071 R 包	版本 1.7.16	CRAN	用于 CIBERSORT 相关分析中的支持向量回归。
enrichplot R 包	版本 1.24.0	Bioconductor	用于功能富集结果的可视化。
estimate R 包	版本 1.0.13	R 包/源码包	用于计算基质、免疫和 ESTIMATE 评分。
ggExtra R 包	版本 0.10.1	CRAN	用于绘制带有边缘密度分布的散点图。
ggplot2 R 包	版本 3.5.1	CRAN	用于通用数据可视化。
ggpubr R 包	版本 0.6.0	CRAN	用于箱线图、小提琴图及统计比较。
ggrepel R 包	版本 0.9.5	CRAN	用于火山图中避免文本标签重叠。
limma R 包	版本 3.60.4	Bioconductor	用于表达数据预处理及差异表达相关分析。
oncoPredict R 包	版本 1.2	CRAN	用于基于转录组数据预测药物敏感性。
org.Hs.eg.db R 包	版本 3.19.1	Bioconductor	用于基因注释及基因符号与 Entrez ID 之间的转换。
pheatmap R 包	版本 1.0.12	CRAN	用于热图可视化。
preprocessCore R 包	版本 1.68.0	Bioconductor	用于 CIBERSORT 相关分析中的分位数标准化。
R 软件	版本 4.4.0	R 统计计算基金会	用于统计分析与可视化。
RColorBrewer R 包	版本 1.1.3	CRAN	用于可视化中的调色板生成。
regplot R 包	版本 1.1	CRAN	用于列线图可视化。
reshape2 R 包	版本 1.4.4	CRAN	用于可视化前的数据重塑。
rms R 包	版本 6.8.1	CRAN	用于构建预后模型、校准分析及列线图相关分析。
scales R 包	版本 1.4.0	CRAN	用于尺度调整和颜色透明度设置。
survival R 包	版本 3.5.8	CRAN	用于 Cox 回归和 Kaplan-Meier 生存分析。
survminer R 包	版本 0.4.9	CRAN	用于 Kaplan-Meier 生存曲线的可视化。
timeROC R 包	版本 0.4	CRAN	用于时间依赖性 ROC 曲线分析。