解放军医学杂志

作者：徐天波,刘德国,顾增辉,郑宇翔,侯振海

单位：解放军联勤保障部队第903医院骨三科，浙江杭州 310000

关键词：骨肉瘤,免疫微环境,预测模型,生物信息学分析

基金：Medical Health Science and Technology Project of Zhejiang Provincial Health Commission(2019KY538)；浙江省医药卫生科研计划项目(2019KY538)

目的 利用生物信息学技术分析并验证衰老基因在成骨型骨肉瘤患者治疗、预后及肿瘤微环境(TME)中的作用。方法 从中国国家基因组科学数据库(https://ngdc.cncb.ac.cn/aging/index)中获取衰老相关基因，从TARGET数据库(https://ocg.cancer.gov/programs/target)中获取骨肉瘤患者的基因表达谱和临床信息，并从基因表达数据库(GEO)中获取骨肉瘤的单细胞数据集GSE162454用于下游分析。通过单细胞数据集对骨肉瘤细胞进行分型，寻找成骨细胞/成软骨细胞与其他细胞亚型的差异化表达基因(DEGs)，并与衰老相关基因进行比对。采用单因素、多因素Cox回归分析确定预后相关衰老DEGs基因，构建骨肉瘤衰老相关模型(OSRM)并计算风险评分，分析OSRM在骨肉瘤治疗、预后及TME中的特征。结果 GSE162454共包含6个骨肉瘤样本，经过滤质控后共有19 933个细胞。经统一流形逼近与投影(UMAP)聚类后确定17个细胞亚群。成骨细胞/成软骨细胞与其他亚群间共有4821个DEGs，与衰老基因集比对后共获取132个衰老相关DEGs。在TARGET数据库中，单因素、多因素Cox分析获取了4个预后基因：ADH5(醇脱氢酶5)、ARHGAP1(Rho GTPase激活蛋白1)、APOE(载脂蛋白E)、ATF4(激活转录因子4)用于构建OSRM。依据风险评分将84例成骨型骨肉瘤患者分为高风险组(n=42)与低风险组(n=42)，低风险组预后较好(HR=0.13，95%CI 0.06~0.28，P<0.001)，且对免疫检查点抑制剂有较强的应答敏感性。qRT-PCR和Western blotting证实PD-1过表达的K7M2细胞中ADH5(P<0.01)、APOE(P<0.001)、ATF4(P<0.05)呈持续高表达，可预测抗PD-1对骨肉瘤的免疫治疗效果。结论 ADH5、ARHGAP1、APOE、ATF4是成骨型骨肉瘤中潜在的衰老相关促癌或抑癌基因，基于这些基因构建的OSRM可判断骨肉瘤的治疗应答、预后和TME特征。OSRM关键基因促进了骨肉瘤的分子病理诊断，并可作为预测抗PD-1免疫治疗应答的潜在生物标志物。

来源：2024年第5期

《解放军医学》期刊编辑部

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