המחקר אושר על ידי הוועדה לאתיקה של אוניברסיטת היינאן לרפואה (מספר אישור HMC1984.24) ובוצע בהתאם להצהרת הלסינקי (כפי שעודכנה בשנת 2013).
נשואי המחקר
מחקר של 50 חולי סרטן ריאה שאובחנו בין השנים 2017 ל-2024 בבית החולים המרכזי בסניה (Sanya Central Hospital) במחוז היינאן נערך בהתאם להנחיות הקליניות של איגוד הרופאים הסיני לאבחון וטיפול בסרטן ריאה (מהדורת 2024). שלב ה-CSCO (2024) הותאם למהדורה השמינית של AJCC כדי להבטיח השוואתיות בין מחקרים, כפי שתוקף בקוהורטות סיניות12, ובוצעו שתי סקירות עצמאיות של אונקולוגים כדי להבטיח עקביות. תהליך בחירת המטופלים, זמינות הרקמות, הערכת איכות ה-RNA והכללת הדגימות הסופית לניתוח qRT-PCR מסוכמים ב-איור 1.
נתוני המחקר
מחקר זה השתמש בביואינפורמטיקה כדי לנתח את רמות הביטוי של YTHDC2 ב-NSCLC ואת הקשר שלהן למאפיינים קליניקו-פתולוגיים, ובכך סיפק תובנות לגבי מנגנונים פוטנציאליים. ניתוחים ביואינפורמטיים בוצעו אך ורק באמצעות נתוני ריצוף RNA הזמינים לציבור מ-The Cancer Genome Atlas (TCGA), כולל אדנוקרצינומה של הריאה (LUAD), קרצינומה של תאי קשקית בריאה (LUSC), ודגימות תאי ריאה נורמליים תואמות שהורדו דרך GDC Data Portal (https://portal.gdc.cancer.gov/). מערך הנתונים שהורד כלל נתוני ביטוי של ריצוף RNA יחד עם משתנים קליניים זמינים (מזהה מטופל, מזהה דגימה, גיל, מין, שלב פתולוגי, סטטוס הישרדות וזמן הישרדות כולל) עבור מקרי TCGA-LUAD ו-TCGA-LUSC מתאימים. דגימות שחסרו מידע על ביטוי גנים או על הישרדות הוצאו מניתוחי ההישרדות וניתוחי ה-ROC העוקבים. מערך הנתונים ששימש במחקר זה מסופק כקובץ משלים 1 (Supplementary File 1). לא נעשה שימוש בדגימות קליניות שנאספו בבית החולים המרכזי בסניה (Sanya Central Hospital) עבור הניתוחים הביואינפורמטיים. הליכים מפורטים עבור ניתוחי GEPIA, Kaplan–Meier Plotter ו-survivalROC מופיעים בסעיף הניתוח הביואינפורמטי להלן. זרימת העבודה הביואינפורמטית המלאה, הכוללת רכישת נתונים, עיבוד מקדמי, ניתוח ביטוי גנים, ניתוח הישרדות וניתוח ROC, מסוכמת ב-איור 2.
קריטריוני הכללה והחרגה
קריטריוני ההכללה וההחרגה של המטופלים מוצגים ב-טבלה 1. ניתוח עוצמה באמצעות תוכנה לניתוח עוצמה סטטיסטית קבע כי לפחות 26 מקרים לכל קבוצה יספקו עוצמה של 80% לזיהוי גודל אפקט בינוני (d = 0.8, α = 0.05, דו-זנבי). בעוד שגיוס המשתתפים הראשוני שHפ ל-50 זוגות בקבוצת סרטן הריאה, ניתוח ה-qRT-PCR הסופי כלל 30 דגימות גידול ו-19 דגימות של רקמה נורמלית סמוכה, לאחר החרגות בשל איכות הרקמה או ה-RNA. הפחתה זו בגודל המדגם משקפת מגבלות קליניות מהשטח ומדגישה את חשיבות שלמות ה-RNA וזמינות הרקמה במחקרי תרגום (translational studies). עבור n = 19 להשוואות, גודל האפקט המינימלי הניתן לזיהוי הוא d = 1.0 (עוצמה של 80%, α = 0.05). לפיכך, הניסוי היה בעל עוצמה מספקת כדי לזהות הבדלים גדולים בביטוי של YTHDC2, אך לא הבדלים קטנים עד בינוניים.
דגימות רקמה ו-PCR כמותי בזמן אמת (qRT-PCR)
האבחנות הפתולוגיות נקבעו באופן סמיות-כפולה על ידי שני פתולוגים שונים. טהרת הגידול נאמדה על ידי הפתולוגים (>70% תאים ממאירים) ואושרה באמצעות ESTIMATE (TCGA). רקמות נורמליות סמוכות נגזרו באמצעות מקרו-דיסקציה כדי למזער זיהום סטרומלי. סוגי ההיסטולוגיה של סרטן הריאה כללו אדנוקרצינומה של הריאה וקרצינומה של תאי קשקש, עם 26 מקרים של אדנוקרצינומה של הריאה ו-4 מקרים של קרצינומה של תאי קשקש. השיוך הקליני (staging) של 50 חולי סרטן הריאה בוצע בהתאם לקריטריוני השיוך המפורטים ב-"Chinese Medical Association Clinical Guidelines for Lung Cancer (2024 Edition)". דגימות NSCLC שאושרו פתולוגית (n = 50) ייצגו התפלגויות קליניות טיפוסיות (ראה Table 2). מתוך 50 החולים שגויסו בתחילה, 30 דגימות רקמת גידול ו-19 דגימות רקמה נורמלית סמוכה תואמות עמדו בקריטריוני האיכות של ה-RNA. מכיוון שניתוח סטטיסטי מזווג דורש דגימות תואמות מאותו חולה, השוואת הביטוי ברקמת גידול לעומת רקמה נורמלית סמוכה בוצעה באמצעות 19 הזוגות התואמים שהיו זמינים. דגימות קליניות אלו שימשו אך ורק לאישור ניסויי באמצעות qRT-PCR, ונותחו באופן בלתי תלוי ממאגרי הנתונים הציבוריים של TCGA ששימשו לניתוח ביו-אינפורמטי. דגימות נבחרות אלו עובדו מיד לאחר האישור הפתולוגי וטופלו בתנאים נטולי RNase לפני הפקת ה-RNA. תת-קבוצה זו משקפת את המקרים שבהם ניתן היה להשיג הן כמות רקמה מספקת והן RNA כולל באיכות גבוהה (מדד שלמות RNA, RIN >7.0). ריכוז וטהרת ה-RNA הכולל נמדדו לפני שעתוק הפוך, ורק דגימות עם איכות RNA מספקת (RIN >7.0) נכללו בניתוחים הבאים. כמויות שוות של RNA כולל שעתקו הפוך ל-DNA משלים (cDNA) בהתאם לפרוטוקול היצרן לפני ביצוע PCR כמותי. תהליך זה הבטיח את תקפות נתוני ביטוי הגנים שנותחו. ניסויי ה-qRT-PCR בוצעו במכשיר real-time PCR thermocycler באמצעות בדיקת PCR כמותית מבוססת גשש (probe). כל התגובות בוצעו בשלישייה, יחד עם בקרים ללא תבנית (no-template controls) כדי להבטיח שחזור אנליטי. הגברה של ה-PCR בוצעה תחת תנאי מחזור הבאים: שלב ראשוני של הפעלה אנזיתית/דנטורציה ב-95°C למשך 10 min, ולאחריו 40 מחזורים של דנטורציה ב-95°C למשך 15 s והתאמה/הארכה ב-60°C למשך 60 s. אותות פלואורסצנציה נרכשו בסוף כל מחזור הגברה. כל הרכיבים והמתכלים נרכשו מספקים מסחריים (ראה Table of Materials). רצפי הפריימרים והגששים ששימשו ב-qRT-PCR מופיעים ב-Table 3.
ניתוח ביו-אינפורמטיקה
ניתוח של ביטוי הגן YTHDC2 באמצעות מאגר הנתונים GEPIA
בסיס הנתונים GEPIA שימש לניתוח הביטוי של YTHDC2 ב-NSCLC. הגישה לשרת האינטרנט של GEPIA (http://gepia.cancer-pku.cn/) בוצעה באמצעות דפדפן. נבחר מודול Expression DIY, הוזן סמל הגן "YTHDC2", נבחרה קבוצת הנתונים של LUAD ו-LUSC, פרמטרי הנורמליזציה כברירת המחדל נשמרו, ותרשימי קופסה של ביטוי דיפרנציאלי הופקו ישירות דרך ממשק GEPIA. מובהקות סטטיסטית הוגדרה כ- p < 0.05.
מאגר נתוני Kaplan-Meier plotter לניתוח הישרדות של חולי סרטן ריאות
המחקר ניתח את הקשר בין הביטוי של YTHDC2 לבין הפרוגנוזה במטופלים עם סרטן ריאות באמצעות מאגר הנתונים Kaplan-Meier Plotter. נבחר מאגר הנתונים של סרטן ריאות, הוזן סמל הגן "YTHDC2", הוחלה אפשרות ה-cutoff האופטימלית שנבחרה באופן אוטומטי, ועקומות קפלן-מייר (Kaplan–Meier) להישרדות כללית ולהישרדות לאחר התקדמות המחלה הופקו באמצעות הגדרות הניתוח ברירת המחדל. המטופלים סווגו באופן אוטומטי לקבוצות של ביטוי גבוה ונמוך באמצעות ה-cutoff האופטימלי שנקבע על ידי פלטפורמת Kaplan–Meier Plotter, ומדדי סיכון (hazard ratios) עם רווחי סמך של 95% תואמים הופקו באמצעות הגדרות ברירת המחדל של הפלטפורמה.
הרצת חבילות R בתוכנת R לצורך שרטוט עקומות ROC
נתוני ביטוי של רצף RNA ומטא-נתונים קליניים תואמים עבור מקרים מתאימים של TCGA-LUAD ו-TCGA-LUSC הורדו מפורטל הנתונים GDC. מאגרי הנתונים שהורדו אוחדו לפי מזהה המטופל ויובאו ל-R לצורך ניתוחים המשכיים. חבילת survivalROC שימשה להפקת עקומות ROC תלויות-זמן בנקודות זמן לחיזוי של שנה אחת, 3 שנים ו-5 שנים, וערכי השטח תחת העקומה (AUC) התואמים חושבו כדי להעריך את ביצועי הפרוגנוזה של ביטוי YTHDC2. בניתוח ה-ROC להישרדות נכללו רק חולי TCGA-LUAD ו-TCGA-LUSC עם מידע זמין על ביטוי RNA-seq והישרדות. הקוהורט הקליני המקומי לא שימש לחיזוי הישרדות מכיוון שלא היו זמינים נתוני מעקב ארוכי טווח.
בדיקת ביטוי YTHDC2 ברקמה באמצעות qRT-PCR
כדי לנתח את רמות ביטוי הגנים, בוצע qRT-PCR. נפחים שווים של cDNA הוספו לכל תגובה בהתאם לתנאי התגובה המומלצים על ידי היצרן. ההגברה בוצעה באמצעות בדיקת PCR כמותית מבוססת גשושית (probe), ונתוני פלואורסצנציה נאספו באופן אוטומטי בסיום כל מחזור הגברה. בקצרה, תהליך הפקת ה-RNA כלל מספר שלבים, הכוללים הכנת דגימה, הסרת פאראפין (deparaffinization), הסרת נוזל שאריות, עיכול באמצעות proteinase K, דגירה, צנטריפוגה, טיפול ב-DNase, הוספת DNase I והשקעה באתנול. לאחר מכן, הדגימה נקשרה לעמודת טהרת RNA מבוססת סיליקה וסובבה בצנטריפוגה ב-8,000 × g למשך 30 s. לאחר מכן העמודה נשטפה עם wash buffer 1, wash buffer 2 ו-wash buffer 2 מדולל באתנול, ויובשה ב-13,000 × g למשך 2 min. ה-RNA הוצא מהעמודה (eluted) על ידי הוספה של 70 µL של RNase-Free Water למרכז ממбраנת העמודה, ולאחר מכן צנטריפוגה ב-13,000 × g למשך 1 min. כל זוג פריימרים הראה תוצר הגברה יחיד, דבר שאושר באמצעות ניתוח עקומת התכה (melting-curve analysis) לפני חישוב ביטוי הגנים היחסי. יעילות הפריימרים (90–110%) תוקפה באמצעות עקומות סטנדרט לפני ניתוח הדגימות. ניתוחי עקומת התכה אישרו את נוכחותם של אמפליקונים יחידים ואת היעדרם של דימרים של פריימרים. ביטוי יחסי של YTHDC2 חושב באמצעות שיטת 2-ΔCt, שבה ערכי Ct נורמלו מול הגן הפנימי GAPDH. מכיוון שערכי הביטוי הוצגו כרמות ביטוי מנורמלות ולא כשינויי קיפול (fold changes) ביחס לדגימת כיול, התוצאות דווחו כערכי 2−ΔCt. GAPDH נבחר כגן הבית (housekeeping gene) מכיוון שביטויו הראה שונות מינימלית (CV < 5%) בהשוואה לחלופות שנבדקו (ACTB, CV = 12%; 18S rRNA, CV = 18%), בהתאם לקריטריונים לבחירת גן ייחוס במחקרי m6A.
ניתוח סטטיסטי
ניתוחים סטטיסטיים בוצעו באמצעות תוכנה סטטיסטית, כולל יצירת גרפיקות ותרשימים. לצורך ניתוח נתונים כמותיים וקטגוריאליים של ביטוי הגן YTHDC2 בחולי NSCLC, נעשה שימוש בתוכנת R לצורך ניתוחים ביואינפורמטיים ויצירת עקומות ROC. עקומות ROC וערכי AUC שימשו להערכת הביצועים האבחנתיים של ביטוי YTHDC2 בניבוי הישרדות. עבור ניתוחים מבוססי רגרסיה, דווחו הערכות השפעה (odds ratios) עם רווחי סמך של 95% תואמים, במידת הצורך. מבחן הדירוגים הסימניים של וילקוקסון (Wilcoxon signed-rank test) שימש להשוואת ביטוי YTHDC2 בין דגימות גידול תואמות לדגימות רקמה נורמלית סמוכה, בעוד שניתוח מתאם פירסון שימש להערכת הקשר בין ביטוי YTHDC2 למאפיינים קליניקופתולוגיים. מקדמי מתאם (r) וערכי p תואמים דווחו. מכיוון שנתוני ה-qRT-PCR כללו דגימות גידול ורקמה נורמלית סמוכה מזוגים של אותם חולים, ונתוני ביטוי הגנים לא היו בעלי התפלגות נורמלית, נעשה שימוש במבחן הדירוגים הסימנתיים של וילקוקסון להשוואת רמות ביטוי YTHDC2 בין רקמות זוגיות. מבחן זה אינו מניח נורמליות של הנתונים ונפוץ בשימוש עבור נתונים ביולוגיים בעלי התפלגות אסימטרית. כל המבחנים הסטטיסטיים היו דו-צדדיים, וערך p <0.05 נחשב למשמעותי סטטיסטית. משתנים רציפים נבדקו לנורמליות לפני הניתוח. משתנים רציפים מוצגים כממוצע ± סטיית תקן או כחציון (טווח בין-רבעוני), לפי העניין.