基于生物信息学的结直肠腺癌miRNA预后模型的建立

目的 通过生物信息学分析构建结直肠腺癌的miRNA预后模型.方法 通过癌症基因组图谱(The Cancer Genome Atlas,TCGA)获取结直肠腺癌患者的miRNA表达谱与相应的临床数据,通过差异分析明确肿瘤组与正常对照组之间差异表达的miRNA.随后,将具有生存状态和生存时间的患者(n=484)随机分为训练集(n=244)和测试集(n=240),对训练集的差异miRNAs和患者的总生存期进行单因素和多因素Cox分析来构建预后模型,并用Kaplan-Meier法与受试者工作特征曲线(receiver operating characteristic,ROC)在训练集与合并数据集中验证模型的效能.此外,用单因素和多因素Cox分析验证miRNA模型是否为结直肠腺癌患者的独立预后因素.为了明确miRNAs的生物学功能,对miRNAs的靶基因进行了KEGG、GO富集分析.结果 我们从TCGA数据库中获得了肿瘤组织与正常组织之间520个差异表达的miRNAs,在训练集中通过单基因与多因素Cox分析筛选出7个miRNA(hsa-miR-891a-5p、hsa-miR-664b-3p、hsa-miR-485-5p、hsa-miR-486-5p、hsa-miR-3615、hsa-miR-21-3p和hsa-miR-3677-3p)用以构建模型,并将患者分为高风险组与低风险组,Kaplan-Meier分析结果提示高风险组患者的总生存期明显低于低风险组患者.训练集、测试集与合并数据集的ROC表明该模型预测5年生存期的曲线下面积(area under the curve,AUC)分别是0.722、0.747和0.735,提示该模型有较好的预测能力.此外,多因素Cox分析提示该模型是患者的独立风险因素.基因富集分析结果提示miRNAs相关的靶基因与Hippo信号通路、cGMP-PKG信号通路、细胞生长等通路密切相关.结论 本研究建立了一个miRNA预后模型能够有效地预测结直肠腺癌患者的总生存时间,并为研究miRNA在结直肠腺癌发生发展的作用提供了新的方向.