基于中性粒细胞胞外陷阱的泛癌预后特征

今天和大家分享的是一篇于2022年6月在Journal for ImmunoTherapy of Cancer上发表的在泛癌队列中研究基于中性粒细胞外陷阱的预后特征的文章"A signature for pan-cancer prognosis based on neutrophil extracellular traps"，作者首先收集了中性粒细胞外陷阱(NETs)相关的biomarker并构建了NETs相关的signature；随后在泛癌队列中评价了NETs相关signature与预后和恶性生物学过程的关系；最后,以髓过氧化物酶(MPO)+细胞的比例评分来衡量肿瘤组织中 NETosis 的程度，比较了IHC队列中不同MPO score患者的预后以及MPO的风险比，思路清晰，逻辑感强，具体是怎么实现的呢，一起来学习一下吧~

一、研究背景

中性粒细胞胞外陷阱(NETs)与肿瘤发生与进展

• 肿瘤和宿主免疫反应之间存在持续的相互作用，从而加速了肿瘤的发展和进展。作为人体免疫系统中最丰富的细胞，中性粒细胞在肿瘤微环境中发挥着举足轻重的作用。
• 外周血中的中性粒细胞已被提议作为癌症患者风险分层的生物标志物。中性粒细胞与淋巴细胞比率(NLR)的大多数临床证据支持中性粒细胞促进而不是抑制肿瘤进展的观点。肿瘤内的中性粒细胞通常被称为肿瘤相关中性粒细胞(TAN)。然而，TANs与临床结果之间的关系是矛盾的，不同肿瘤中，TANs对预后的影响不同，表明 TANs 的功能异质性。
• 中性粒细胞胞外陷阱 (NETs) 是一种网状结构，由解聚的染色质和细胞内颗粒蛋白组成，被濒死的中性粒细胞排出到细胞外空间，这一过程被称为NETosis，其功能主要是杀死有害微生物。作为感染性和无菌刺激均可触发的先天性和适应性免疫反应的重要步骤，NETosis在肿瘤发生发展中的作用仍存在争议。从抗肿瘤免疫的角度来看，NETs通过激活免疫系统来抑制肿瘤生长。中性粒细胞通过NETs与T细胞相互作用以降低激活阈值并直接刺激T细胞。然而，更多的研究表明，肿瘤可以指导中性粒细胞进行NETosis以促进转移。

二、研究结果

用于signature训练的NETs-­initial biomarkers的获取

收集既往研究中的中性粒细胞基因集和NETosis相关基因集得到69个NETs-­initial biomarkers

预后NETs -related signature的构建

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LASSO回归后24 个 系数非 0的基因两两 相关性分析，CTSG 与 SELP ，IL - 6 与IL - 8 ，IL - 6 与FRP2 ，TLR4 与 FPR1 ，FCGR3B 与FPR1 ， FCGR3B 与FPR2 ，FPR1 与FPR2的相关系数高 于其他。因此，作者移除了 CTSG 、IL - 6 、 TLR4 、FPR1 和 FCGR3B，用剩余19 个 NETs 相关基因进行进 一步的模型构建。Cox 比例风险回归模 型是根据基因表达量 和疾病特异性生存期 (DSS)构建的。

在各个癌症的队列中评价NETs -related signature

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• NETs评分表现出明显的器官差异性，源自大脑和胃肠道的肿瘤通常具有更高的NETs 评分，而来自某些分泌腺体的肿瘤通常有较低的NETs评分。
• 单因素cox分析， NETs 评分与大多数类型癌症的不良预后有关。
• 根据NETs评分的中位值分为高低NETs评分组，在TCGA训练和验证集，高NETs评分的预后更差。
• 在KIRC、COAD、LUAD患者中，NETs评分表现出强的预测能力，在BRCA中则没有意义。

在验证队列中评价NETs -related signature

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在胶质瘤尤其是高级别胶质瘤患者中NETs评分预测预后能力较强，但在BRCA中没有意义(仅有一个队列预后差异有统计意义),NETs 评分与 LUAD 患者的预后显着相关，但是与LUSC患者的预后无关，这表明NETosis在肿瘤进展中的作用不仅受其宿主器官的影响，而且与肿瘤的性质有关。

构建列线图模型并与NETs评分相比较

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• 在3年DDS的预测中列线图表现良好。
• 训练集和测 试队列中列线图 预测 优于单独的 NETs 得分。
• NETs 评分和综 合列线图的净收 益 (NB) 均高于 0， 在 DCA 临床评估 中最大 NB 大于 15%。表明了将NETs score与临床指标相结合的重要性。

评价NETs score和恶性生物学过程的关系

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• NETs score与血管生成、EMT 和 细胞周期表现出强的正相关性。
• 在大 多数肿瘤类型与NETs score正相关。

在IHT队列中评价NETosis程度对COAD,KIRC,LUAD,TNBC患者预后的影响

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• MPO是NETosis过程的重要分子和参与组成NETs score的分子之一。免疫组化发现相较于癌旁组织，肿瘤组织中有更高的MPO表达。基质细胞中MPO+ 细胞的比例评分（MPO 评分）来衡量肿瘤组织中NETosis 的程度。
• 在COAD,KIRC,LUAD患者中，高MPO评分组表现出了更差的预后，而在TNBC中高、低MPO评分组则无明显的预后差异。
• 多因素cox回归表明MPO 评分是COAD、KIRC独立的预后因素，但在LUAD中MPO评分与TNM分期独立相关但不是独立的危险因素。

三、总结

•作者基于69个NETs-­initial biomarkers在TCGA泛癌队列用lasso+cox回归建立了模型生成基于19个NETs相关基因的NETs评分。

•在多个癌症队列中评价NETs，在大多数癌症类型中NETs被认为是危险因素，较高的NETs预示着越不利的预后。此外，作者研究发现NETs 与恶性生物学过程如上皮间质转化、血管生成和肿瘤细胞增殖显著相关。

•在各种肿瘤的 IHC 队列中，髓过氧化物酶（一种参与模型的基因和NETs 形成的典型代表）与不良的临床结果相关。

•总的来说，这些组成和互补的生物标志物代表了NETs 形成预测肿瘤患者进展发展的能力。整合转录组分析加上临床样本验证可以促进生物标志物的发现和临床转化。

原文转自：医学僧的科研日记(ID:zzudoctor)