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阳性乳腺癌铁死亡相关基因分析及预后预测模型的建立张 阳，田武国基金项目：重庆市科卫联合医学科研项目（）；重庆市自然科学基金项目（）作者单位：重庆，陆军军医大学第二附属医院肿瘤科（张阳）；重庆，陆军军医大学大坪医院乳腺甲状腺外科（田武国）作者简介：张阳，本科，主治医师。主要从事乳腺癌临床与基础方向研究通讯作者：田武国，：摘要 目的 筛选影响人表皮生长因子受体（）阳性乳腺癌预后的铁死亡相关基因，并构建预测模型。方法 从癌症基因组图谱数据库收集乳腺癌患者肿瘤组织 数据和临床资料，其中 阳性乳腺癌 例，阴性乳腺癌 例。根据 阳性和 阴性乳腺癌铁死亡相关基因表达差异确定候选基因。比较不同铁死亡相关基因表达水平 阳性乳腺癌的生存差异。应用 相关性分析铁死亡相关基因的免疫相关性。通过 和 回归分析，根据中位风险评分将 阳性乳腺癌患者分为高风险组和低风险组，建立预后预测模型，并检验预测效能。结果 铁死亡基因、和 不同表达水平 阳性乳腺癌患者生存率比较差异有统计学意义（），其基因表达水平越高患者预后越差。上述 个铁死亡相关基因与免疫细胞存在相关性，其中 与 细胞存在最明显正相关，与 细胞和 与无特征细胞存在最明显负相关（）。阳性乳腺癌高风险组的生存率明显低于低风险组（）。预后预测模型对 阳性乳腺癌患者治疗后、年预后预测的曲线下面积分别为 、。结论铁死亡相关基因、和 与 阳性乳腺癌患者预后具有相关性，并且建立了预后预测模型，可有效预测 阳性乳腺癌患者的预后。关键词 乳腺肿瘤；铁死亡；人表皮生长因子受体；基因；预后；预测；回归分析；影响因素分析中国图书资料分类号 文献标志码 文章编号（），；，（），（），（）（），转化医学杂志 年 月 第 卷 第 期 ，；乳腺癌是女性高发恶性肿瘤，其中人表皮生长因子受体（）阳性乳腺癌占 ，该类型侵袭性较高、预后差。抗 靶向治疗使 阳性乳腺癌患者的无病生存率和总生存率得到明显改善，但仍有 的患者在治疗后复发，即使有治疗反应者最终也会出现耐药。乳腺癌是一种高度异质性肿瘤，不同的分子分型预后不同，阳性乳腺癌的治疗方案相同时也会出现不同的治疗效果。因此，探寻新的 阳性乳腺癌治疗方案，并提高患者生存预测效能至关重要。铁死亡是一种新型的非凋亡调节的细胞程序性死亡方式，是常见的选择性诱导细胞死亡形式，与癌症发生发展密切相关，在癌症生物学特征和耐药性方面发挥关键作用。铁死亡能通过释放多种信号分子来抑制或促进肿瘤进展。目前，已知铁死亡与脂质过氧化反应等代谢障碍相关，相关研究也证实其对肿瘤耐药性和免疫治疗同样具有一定作用。迄今为止，阳性乳腺癌的铁死亡相关研究较少，故本研究从癌症基因组图谱（）数据库中获取 阳性乳腺癌患者信息，对其铁死亡相关基因进行分析，并建立预后预测模型，旨在寻找 阳性乳腺癌预后预测指标和潜在治疗靶点。资料与方法 数据采集从 数据库（：）中获取 例乳腺癌肿瘤组织 数据（）以及相应的临床资料。根据 表达不同分为 阳性乳腺癌 例和 阴性乳腺癌 例。阳性乳腺癌生存 例，死亡 例；年龄（）岁；男 例，女 例；分期：期 例，期 例，期 例，期 例；分期：期 例，（）期 例，（）期 例，期 例，期 例，期 例，不详 例；远处转移：期 例，期 例，不详 例；分期：期 例，期 例，期 例，期 例，不详 例。阴性乳腺癌生存 例，死亡 例；年龄（）岁；男 例，女 例；分期：期 例，期 例，期 例，期 例，不详 例；分期：期 例，（）期 例，（）期 例，期 例，期 例，期 例，不详 例；远处转移：期 例，期 例，不详 例；分期：期 例，期 例，期 例，期 例，不详 例。生物信息学分析应用 软件包 和 绘制铁死亡相关基因在 阳性和 阴性乳腺癌中的差异表达热图，并进行相关性分析。铁死亡相关基因根据 等的研究确定，包括、和。生存分析应用 软 件 包 和 绘 制 生存曲线，采用 进行检验，比较不同铁死亡相关基因表达水平 阳性乳腺癌患者的生存差异。免疫相关性分析应用 软件包 对 阳性和 阴性乳腺癌基因表达谱进行交互分析并绘制热图。应用 软件包 展示铁死亡相关基因免疫相关性，并分析单个基因与免疫细胞相关性。预后预测模型建立应用 软件包 进行 回归算法对 阳性乳腺癌铁死亡相关基因进行特征选择，采用 倍交叉验证；以与患者预后相关的铁死亡相关基因和临床特征（年龄和 分期）为变量，通过 软件包 进行单因素和多因素 回归分析构建预后预测模型；比较高低风险 阴性乳腺癌患者的生存差异，并评估该模型对患者预后的预测效能。统计学方法应用 软件进行数据整理和统计分析。计量资料以均数 标准差（）表示，采用 检验比较；计数资料以率（）表示，采用 检验比较；生存分析采用 检验；相关性分析采用 相关分析法，不符合正态分布数据采用秩相关分析方法；采用 和 回归分析建立预后预测模型，其预测效能采用受试者工作特征（）曲线分析。为检验水准。转化医学杂志 年 月 第 卷 第 期 ，结果 铁死亡相关基因的表达对 个铁死亡相关基因分析显示，、在 阳性与 阴性乳腺癌中表达水平比较差异有统计学意义（，）。见图。阳性乳腺癌与铁死亡基因密切相关，其中呈显著正相关有、和，呈显著负相关有、和（）。见图。生存分析对铁死亡相关基因进行生存分析发现，铁死亡相关基因、不同表达水平 阳性乳腺癌患者生存率比较差异有统计学意义（），其基因表达水平越高患者预后越差。见图。1a1b 乳腺癌铁死亡相关基因表达热图，为 阴性组，为 阳性组，不同颜色代表铁死亡基因在不同样本中的表达趋势，为 ，为 ，为 ；阳性乳腺癌与铁死亡相关基因的相关性，红色代表正相关，蓝色代表负相关；为人表皮生长因子受体。图 乳腺癌铁死亡相关基因表达热图及相关性分析100806040200生存率/%0?5?10?15总生存期/年高表达低表达NFE2L2100806040200生存率/%0?5?10?15总生存期/年高表达低表达TFRC100806040200生存率/%0?5?10?15总生存期/年高表达低表达FANCD2100806040200生存率/%0?5?10?15总生存期/年高表达低表达CS100806040200生存率/%0?5?10?15总生存期/年高表达低表达ATP5MC3 为人表皮生长因子受体。图 铁死亡相关基因、不同表达水平 阳性乳腺癌患者生存曲线转化医学杂志 年 月 第 卷 第 期 ，免疫相关性分析比较 阳性与 阴性乳腺癌肿瘤组织中无特征细胞、细胞、细胞、内皮细胞、巨噬细胞、细胞、自然杀伤（）细胞的免疫评分显示，细胞、细胞和 细胞免疫评分在 阳性与 阴性乳腺癌肿瘤组织中存在明显差异（，）。见图。个铁死亡相关基因与 种免疫细胞存在相关性，其中 细 胞 与 铁 死 亡 基 因、均存在相关性，与 细 胞 存 在 最 明 显 正 相 关，与 细 胞 和 与无特征细胞存在最明显负相关，与无特征细胞、细胞、细胞、内皮细胞、巨噬细胞、细胞存均在相关性（，）。见图。预后预测模型建立采用 和 回归分析构建预后预测模型，根据风险评分中位值将 阳性乳腺癌患者分为高风险组（例）和低风险组（例），见图。高风险组的生存率明显低于低风险组（），见图。曲线评估预后预测模型的预测性能，曲线下面积（）在治疗后 年为 （：，），治 疗 后 年 为 （：，），治 疗 后 年 为 （：，）。见图。讨论 目前，以曲妥珠单抗为代表的靶向药物已广泛应用于 阳性乳腺癌患者治疗，在改善近远期疗效和生活质量中的作用显著。然而，随着治疗时间的延长，部分患者出现原发性或继发性耐药。近年来研究证实，对于晚期肿瘤或肿瘤耐药患者，通过铁死亡途径诱导癌细胞死亡具有一定效果。铁死亡作为一种新型的非凋亡性细胞死亡形式，可诱导肿瘤细胞死亡和治疗抵抗，与正常细胞相比，癌细胞具有铁离子聚集现象，从铁稳态角度调节铁死亡相关基因可有效杀伤肿瘤细胞。铁死亡相关基因已在众多肿瘤预后评估中表现出良好的预测性能，而预测 阳性乳腺癌预后的相关研究较少。3a3b 免疫细胞免疫评分热图，为 阴性组，为 阳性组，其中不同颜色代表在不同样本中的表达趋势，为 ，为 ，为 ；个铁死亡相关基因与 种免疫细胞免疫评分间相关性热图，蓝色代表正相关，红色代表负相关；为人表皮生长因子受体。图 乳腺癌铁死亡相关基因与免疫细胞相关性转化医学杂志 年 月 第 卷 第 期 ，-2?-1?0?1?2CSATP5MC3TFRCFANCD2高风险低风险风险评分/分6543151050时间/年生存死亡标准表达评分1007550250生存率/%0?5?10?15?20时间/年低风险组高风险组4a1007550250真阳性率/%0?25?50?75?100假阳性率/%治疗后 3 年治疗后 5 年治疗后 8 年4c4b 队列中风险评分高低值，铁死亡相关基因对应队列中患者生存状态；高风险组和低风险组生存曲线；曲线面积评估预测效能；为人表皮生长因子受体，为癌症基因组图谱，为受试者工作特征。图 阳性乳腺癌患者铁死亡相关基因预后预测模型的建立及预测效能分析 本研究从 数据库中获取乳腺癌相关临床数据及基因表达数据，通过文献检索确定铁死亡相关基因。对 阳性和 阴性乳腺癌进行铁死亡相关基因差异表达分析，确定 个铁死亡相关基因表达存在差异。对表达差异基因进行生存分析，最终确定 个铁死亡基因与 阳性乳腺癌生存具有明显相关性。本研究亦证实铁死亡相关基因与免疫细胞存在相关性，其中 与 种免疫细胞存在明显相关性。对 个铁死亡基因进行风险评分，将 阳性乳腺癌患者分为高风险组和低风险组，高风险组生存率明显低于低风险组。应用 曲线评估预后预测模型的预测性能，在治疗后 年为 ，治疗后 年为 ，治疗后 年为 。本研究预后预测模型包含了、和 个铁死亡相关基因。作为 损伤调节因子，通过自噬的方式抑制铁累积和脂质过氧化，从而调节铁死亡敏感性，增强癌细胞转移和耐药性。编码细胞表面受体，该受体是细胞吸收铁所必需的，可以介导与转铁蛋白结合铁的内吞作用，在铁的摄取中起主要作用。编码线粒体 合酶亚基，研究证实与肾透明细胞癌、肺腺癌患者的总生存期密切相关。是三羧酸循环的限速酶，其表达和活性在癌症发生发展过程中发生了改变，通过靶向糖酵解和癌症干细胞表型来抑制三阴性乳腺癌细胞增殖。是细胞抗氧化反应的主要调节因子，与癌细胞耐药性相关，也是评估免疫治疗预后的生物标志物。综上所述，利用生物信息学技术分析 阳性乳腺癌铁死亡相关基因，构建包含 个铁死亡相关基因的预测模型。该模型能够较好的预测 阳性乳腺癌患者的总生存期。本研究亦证实铁死亡相关基因与免疫细胞存在相关性。但本研究数据来源为数据库信息，具有一定的局限性，故铁死亡相关基因与 阳性乳腺癌患者预后的具体关系需要进一步研究。参考文献 ，：，：，：，：（），：转化医学杂志 年 月 第 卷 第 期 ，（）：，：，：，（）：，（）：，：，：，：，：，：，（）：，：，（）：，（）：，（），（）：，：，（）：，（）：，（）：，：，（）：，：，（）：，：，（）：，（），（）：，：，（）：，（）：，：，：，：（收稿时间：修回时间：）（责任编辑：王金立）转化医学杂志 年 月 第 卷 第 期 ，