一种黑色素瘤患者预后风险评估的方法技术

本发明专利技术公开了一种黑色素瘤患者预后风险评估的方法，建立了表达式为risk score＝(

【技术实现步骤摘要】
一种黑色素瘤患者预后风险评估的方法


[0001]本专利技术属于肿瘤学领域，尤其是涉及一种黑色素瘤患者预后风险评估的方法。

技术介绍

[0002]黑色素瘤是一种常见的致命的皮肤恶性肿瘤，其发生率只占全部皮肤恶性肿瘤的5％，但在因皮肤恶性肿瘤死亡的患者中，黑色素瘤患者占比超过75％。黑色素瘤侵袭性强，一旦转移到局部淋巴结，70％的患者将在5年内死亡。在过去30年中黑色素瘤的发病率迅速增加，据美国癌症统计数据显示，全球每年因黑色素瘤死亡人数高达55,500人。尽管近年来研究者们在黑色素瘤新辅助免疫疗法、化疗和靶向治疗方面取得了诸多进展，但晚期恶性黑色素瘤的治疗对临床医生而言仍然相当棘手，死亡率居高不下。
[0003]使用风险预测模型定义高危人群已在临床上广泛应用。早期诊断、准确评估、及时干预对于降低黑色素瘤患者死亡率，改善其预后至关重要。传统的预后模型多是基于患者年龄、性别、临床特征、组织病理改变等，然皮肤恶性黑色素瘤个体异质性强，病理分类复杂，发病机制不明，导致黑色素瘤的预后评估十分困难。随着近年来测序及生信分析技术的蓬勃发展，基于基因表达的特征来对黑色素瘤患者进行风险预后评估的数据模型逐渐引起关注。
[0004]黑色素瘤好发于中老年人群。年龄，或者说是衰老，被认为是癌症发展的最大风险因素。衰老为癌前细胞积累突变提供了时间，此外与年龄相关的衰老相关分泌表型(SASP)细胞的积累可以促进癌症的发展。最新的一项研究显示，相对于年轻的黑色素瘤患者而言，年老患者皮肤细胞外基质的排列方式可以使得黑色素瘤细胞更加具有侵袭性(PMID:30279172，PMID:30279173)，这些研究都表明衰老会促进黑色素瘤的发生发展。临床上发现，年老的黑色素瘤患者倾向于表现出更强的肿瘤侵袭能力和更差的预后。虽然衰老与寿命之间显然存在相互关系，但鉴于个体组织衰老存在着复杂的异质性，年龄并不是一个理想的黑色素瘤预后风险评估指标。
[0005]鉴于肿瘤、个体以及年龄的异质性较大，当前科学家正致力于探索可以预测黑色素瘤患者预后的新颖的生物标志物或相关基因模型。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于：针对现有技术的不足，提供一种黑色素瘤患者预后风险评估的方法。
[0007]在本专利技术中，利用COX分析和LASSO分析筛选出FOXM1和CCL4这两个与黑色素瘤预后高度相关的衰老相关基因，并证实了FOXM1和CCL4这两个基因表达与黑色素瘤发生及发展的关系。利用多因素COX分析，成功建立了一个可以较好的反映死亡率及治疗响应率的风险评分模型，并利用该风险评分模型对黑色素瘤患者的预后进行风险评估。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：
[0009]一种黑色素瘤患者预后风险评估的方法，建立了表达式为risk score＝(
‑
0.25484
×
CCL4)+(0.26607
×
FOXM1)的风险评分模型，并利用该风险评分模型对进行黑色素瘤患者预后进行风险评估。
[0010]所述风险评分模型建立的方法如下：
[0011]1)选择基因与有生存数据的患者进行生存分析；
[0012]本专利技术中，衰老相关基因来源于Aging Atlas(https://ngdc.cncb.ac.cn/aging/index)，TCGA(肿瘤与癌症基因组图谱)中黑色素瘤相关测序数据来自Xena数据库(https://xena.ucsc.edu/)，并根据是否有生存数据进行筛选患者。
[0013]根据衰老相关基因的表达水平和患者的生存信息，利用单因素cox分析得到与黑色素瘤预后相关基因；并通过lasso分析和多因素cox分析进一步聚焦于关键基因。
[0014]2)进行单细胞测序和空间转录组测序分析；
[0015]本专利技术中所述单细胞测序的数据来源于GEO数据库中的黑色素瘤单细胞转录组数据集GSE115978，对数据集进行标准化与主成分分析(PCA)，根据ElbowPlot结果，设置dims为20，并利用UMAP对数据进行降维分析，最后对各个细胞亚群进行注释。
[0016]所述黑色素瘤空间转录组的数据集来源于BayesSpaced的数据集，利用spatialCluster和spatialEnhance函数对该数据集进行分簇，并根据生物标志物对各细胞簇进行注释。
[0017]3)联合CCL4和FOXM1基因，根据多因素cox分析，建立风险评分模型。
[0018]本专利技术中所述一种黑色素瘤患者预后风险评估的方法，包括以下步骤：
[0019]a.根据建立的风险评分模型，计算患者的风险分数；
[0020]根据风险评分模型计算每位患者的风险分数，利用时间依赖ROC评估该模型对患者生存情况进行预测，并利用GSE19234和GSE65904数据集对该模型的预后效果进行验证。
[0021]b.根据风险分数将患者分为高风险组和低风险组，进行多组学分析；
[0022]从Xena上下载黑色素瘤患者基因突变、mRNA、甲基化和miRNA相关数据，并根据风险分数将患者分为高风险组和低风险组；分组时取风险分数的中位数作为界限值，风险分数大于界限值的则为高风险患者，分在高风险组，风险分数小于或等于界限值的则为低风险患者，分在低风险组；利用“maftool”包对基因突变数据进行分析和可视化，利用“limma”包和“edgeR”包对mRNA和miRNA数据进行差异表达分析，并根据ceRNA假说和miRWalk数据库构建mRNA
‑
miRNA之间的靶向关系，利用“ChAMP”包对甲基化数据进行分析，利用“clusterProfiler”包对相关基因进行富集分析。
[0023]甲基化是表观遗传调控的主要机制之一，DNA甲基化失调被认为是导致肿瘤中抑癌基因的失活或者原癌基因的异常激活的主要因素之一。AMP活化蛋白激酶(AMPK)是维持细胞能量稳态的重要介质。AMPK是响应于能量短缺而被激活的。研究发现，晚期癌症可以触发AMPK的细胞再循环信号，吞噬细胞碎片，为大的肿瘤提供生长所需的营养(PMID:30415923)。
[0024]MITF(Microphthalmia transcription factor)是恶性黑色素瘤发生、转移发挥关键作用的转录因子，同时也是黑色素瘤最为重要的直系致癌基因，MITF高表达常与MM高度恶性有关(PMID:36588115)。已有研究提出，AMPK是维持MITF的重要调节剂，AMPK的化学抑制导致MITF蛋白水平下降(PMID:23728343)。
[0025]而按本专利技术的风险生存模型分类的高风险组，可见其AMPK信号通路相关基因mRNA
高表达以及基因的低甲基化，提示AMPK信号通路异常激活可能在黑色素瘤侵袭进展以及不良预后作用关键。而靶向AMPK可能会为高风险组MM患者治疗开辟一条新的途径。
[0026]miRNA是一类具有调控功能的小分子本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种黑色素瘤患者预后风险评估的方法，其特征在于建立了表达式为risk score＝(
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0.25484
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CCL4)+(0.26607
×
FOXM1)的风险评分模型，并利用该风险评分模型对进行黑色素瘤患者预后进行风险评估。2.根据权利要求1所述一种黑色素瘤患者预后风险评估的方法，其特征在于所述风险评分模型建立的方法如下：1)选择基因与有生存数据的患者进行生存分析；2)进行单细胞测序和空间转录组测序分析；3)联合CCL4和FOXM1基因，根据多因素cox分析，建立风险评分模型。3.根据权利要求1所述一种黑色素瘤患者预后风险评估的方法，其特征在于还包括以下步骤：a.根据建立的风险评分模型，计算患者的风险分数；b.根据风险分数将患者分为高风险组和低风险组，进行多组学分析；c.免疫浸润分析，分析高低风险组患者免疫浸润情况以及对治疗和预后的影响。4.根据权利要求2所述的一种黑色素瘤患者预后风险评估的方法，其特征在于1)中所述的基因为衰老相关基因，所述衰老相关基因来源于Aging Atlas；TCGA中黑色素瘤相关测序数据来自Xena数据库。5.根据权利要求2所述的一种黑色素瘤患者预后风险评估的方法，其特征在于所述1)中进行生存分析时，根据衰老相关基因的表达水平和患者的生存信息，利用单因素cox分析得到与黑色素瘤预后相关基因；并通过lasso分析和多因素cox分析进一步聚焦于关键基因。6.根据权利要求2所述的一种黑色素瘤患者预后风险评估的方法，其特征在于所述2)中进行单细胞测序的方法为：对单细胞测序的数...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺政豪，罗志军，陈曼莉，
申请(专利权)人：中山市人民医院，
类型：发明
国别省市：