“喜新厌旧”是常态,人性如此。好的一方面是人类永远在进步,没错,也越来越卷。不过,肿瘤可能比人类反应更快,进化更迅速,保证一切能促进自己生长发展的条件。肿瘤代谢永远是其强大的武器,也是人类强劲的对手。如何利用大数据找到突破口?如果利用生信分析找靶点?
其实同水平各种思路的分析流程大致相似,重要的是细节。就比如下面这篇文章,看似仅仅是构建预后模型的文章,但是满满的细节处理,才是其发到8分期刊(Frontiers in Immunology)的关键。
Insight of a Metabolic Prognostic Model to Identify Tumor Environment and Drug Vulnerability for Lung Adenocarcinoma
背景
作为一种重要的局部治疗技术,放射治疗被推荐为局部晚期不可切除的复发性和转移性非小肺癌的标准治疗方法。但并不是所有的患者在接受标准的一线治疗后都能获得完全缓解,特别是那些患有局部晚期和转移性非小细胞肺癌(NSCLC)的患者。
在肿瘤发生发展过程中,肿瘤细胞中产生异质性代谢表型。研究表明,代谢重编程与肿瘤恶性生物学行为之间密切相关,其中靶向葡萄糖和过氧化氢代谢是改善癌细胞辐射反应的重要策略。另外,肿瘤环境代谢特征的改变也会影响治疗结果。肿瘤和微环境之间充分的代谢改变形成了一个涉及宿主免疫细胞和微生物群的相互调节系统。作者在此研究中,探索了代谢重编程、免疫细胞浸润、免疫检查点抑制剂反应、药物敏感性和放射敏感性之间的潜在联系。从代谢重编程的角度,为NSCLC患者提供了一个基于代谢的预后模型和新的靶点。
结果
放射性耐药肺腺癌细胞的代谢重编程特征
为了评估辐射前后的差异,将A549细胞间歇性地暴露在辐射中,以建立抗辐射性细胞A549RR。然后收集A549RR及其亲本细胞A549,用RNA测序进行测量,以探究耐辐射和辐射敏感NSCLC细胞之间的差异。
将鉴定出的差异表达基因(DEGs)进行KEGG通路分析,发现与代谢通路最相关(A)。进一步详细探索其代谢过程,筛选出了一系列的核苷酸、氨基酸、脂质、葡萄糖代谢途径(B)。此外,作者利用western blot检测了各种代谢限速酶差异(C)。功能富集分析结果显示(D-G),在获得性放射抗性后,NSCLC的免疫状态不同。这些结果表明肺腺癌细胞在获得抗辐射性后的发生代谢重编程。
基于代谢的肺腺癌预后模型构建
将获取到的代谢相关基因(MRG),与之前鉴定的DEG的取交集得到192个基因(A)。然后筛选预后相关基因构建模型。将患者区分为高代谢评分和低代谢评分组,评估模型的预后效能(B、C),高评分组患者总生存时间比低评分组患者更短(D-F)。
模型的验证
作者使用独立数据集作为代谢预后模型的验证队列。代谢评分高的患者与代谢评分较低的患者相比,其生存时间更短,生存风险更高(A-F)。验证结果表明,建立的代谢预后模型的稳定性和良好的准确性。
代谢评分与临床特征之间的关系
作者利用公共网站评估了用于构建模型的基因的蛋白表达水平和定位(A,B),并进一步探讨患者的代谢评分、临床特征和生存风险之间的关系()。单变量和多变量cox回归分析的结果显示,代谢评分是肺腺癌的独立危险因素(A、B)。还制作了列线图为NSCLC的临床应用提供了一种简单方便的方法(C)。
代谢评分与免疫微环境
进一步探讨了低代谢评分和高代谢评分患者间免疫微环境的差异。高代谢评分组和低代谢评分组之间的免疫细胞分布不同(A)。B展示了免疫细胞之间的相互作用。代谢评分较高的样本具有较高的肿瘤纯度评分和较低的免疫评分(C,D)。免疫反应者、无反应者、CR/PR和PD/SD的分布见E、F,低代谢评分患者比高代谢评分患者有更高的应答率,并筛选出两组间与免疫相关的DEGs(G)。这些结果高度表明低代谢和高代谢评分之间的免疫微环境存在显著差异。
MRG、代谢评分与临床药物敏感性之间的关系
放疗后NSCLC患者的随访治疗需要仔细考虑,特别是对于那些接受过多线治疗的患者。作者进一步探讨了14个MRG的表达、代谢评分与临床药物敏感性之间的联系,评估MRG与药物敏感性之间的相关系数(A-G)。这些结果表明代谢相关模型对的预后价值,可以为肺癌提供一个实用的工具,特别是那些接受放疗的患者。
小结
总之,这篇文章展示了放射敏感性和放射抗性肺癌细胞之间差异的综合景观,并筛选出一系列可能与NSCLC患者放射敏感性、代谢重编程和临床特征有关的核心基因。构建基于代谢的预后模型用于预测肺腺癌患者的免疫浸润、ICIs反应、药物敏感性和预后。
同样是预后模型,为什么有的是3分,有的能发到8分?
还是那句话,细节是关键。