基于公共数据库筛选高级别胶质瘤预后相关基因及其临床预后因素分析

研究背景:脑胶质瘤是中枢神经系统发病率最高的原发性恶性肿瘤,高级别胶质瘤因其病理级别高、浸润性生长和治疗反应差而导致预后不佳。尽管在标准的Stupp方案应用基础上,免疫治疗、靶向治疗和电场治疗等新的治疗方式不断提出,但是作为高级别胶质瘤中最常见病理类型的胶质母细胞瘤中位生存期也仅有8个月。在其他实体肿瘤研究中不断突破的免疫治疗和靶向治疗方式,在高级别胶质瘤的应用中面临困境。因此寻找高级别胶质瘤特征性的分子表型,可能成为打开胶质瘤治疗困境的重要方法。整合素结合蛋白(Integrin binding sialoprotein,IBSP)参与了乳腺癌、肺癌和前列腺癌的骨转移。然而,IBSP在胶质瘤中的作用以前还没有报道。因此,我们的研究重点是调查IBSP作为生物标志物在胶质瘤恶性进展中的作用和机制。目的:分析和比较高级别胶质瘤患者IBSP表达与临床特点之间的关系,以及IBSP表达与高级别胶质瘤病理分级之间的关系,探索能否通过检测IBSP表达量的差异对高级别胶质瘤的预后进行判断。通过寻找与IBSP相关的基因和在相关信号通路中的富集,对IBSP参与高级别胶质瘤发病过程的可能机制进行初步探索。以及对高级别胶质瘤影响预后的临床因素进行分析,进而为高级别胶质瘤的诊断、治疗和判断预后提供帮助,最终希望达到改善高级别胶质瘤生存率和生存质量的目的。方法:首先,我们从CGGA和GSE数据库获得基因表达数据进行分析,并挑选对胶质瘤预后有影响的相关基因。进一步比较了与IBSP表达和胶质瘤预后有关的临床特征。此外,通过单变量和多因素Cox回归分析方法,验证了IBSP是影响胶质瘤患者预后的一个临床因素。基于公共数据统计分析的结果通过免疫组化分析的方法进一步验证。然后,通过基因集富集分析(Gene set enrichment analysis,GSEA)确定了与IBSP参与胶质瘤不良预后有关的分子机制。与此同时随访了2017年1月至2020年9月期间,在安徽医科大学第一附属医院神经外科进行手术治疗的94例高级别胶质瘤患者临床资料,对高级别胶质瘤相关临床因素进行单因素和多因素分析,评估对患者预后有影响的临床因素。结果:与正常脑组织相比IBSP在胶质瘤组织中表达升高,并且具有随着WHO病理分级变化而增加的趋势。此外,IBSP的表达在IDH-野生型、1p19q非共缺失状态下也有增加。在多因素回归分析中,IBSP表达在不同数据库中均是影响胶质瘤预后的独立因素(HR=1.531;95%CI:1.07-2.192;P=0.020);GSEA的结果显示IBSP参与了凋亡、凝血和补体途径等生理过程。CASP4、KYNU、MSR1、PGNE-140配制LAUR、SIGLEC9和SLC16A3是与IBSP表达正相关的基因,并被发现参与了胶质瘤的发病机制。免疫组化染色的结果显示高级别胶质瘤中IBSP表达相对于低级别胶质瘤表达增加(P<0.001)。对高级别胶质瘤患者预后相关的临床因素进行单因素及多因素分析,MGHydration biomarkersMT启动子区甲基化(HR=0.239;95%CI:0.098-0.583;P<0.001)、术前伴发癫痫(HR=0.193;95%CI:0.076-0.488;P<0.001)和手术后化疗次数(HR=0.845;95%CI:0.773-0.924;P<0.001)是OS的独立保护因素。结论:IBSP表达是导致胶质瘤预后不良的一个独立的预后因素。这项研究揭示了IBSP在胶质瘤发病的潜在分子机制,IBSP可以作为改善胶质瘤预后的潜在治疗靶点。临床预后分析发现高级别胶质瘤手术前癫痫症状对患者具有保护作用,MGMT启动子区甲基化和化疗有助于ICI 46474供应商改善高级别胶质瘤患者的预后,但仍需要多中心临床研究验证。