导语
GUIDE ╲
人体由数万亿个细胞组成，每天有数百万个细胞死亡。这些决定人体细胞命运的自然过程可以被广泛地定义为程序性细胞死亡（细胞凋亡和自噬)和非程序性、被动的细胞死亡(坏死）。人类固有的遗传多样性和属于这些细胞死亡途径的mRNA的差异表达可以在临床上提供可操作的信息。
背景介绍
今天，小编给大家带来了细胞死亡相关基因在肺癌患者的预后以及与免疫中作用的相关思路，这篇文章于2021年发表在《Cancers 》期刊上，最新影响因子6.639，题目为:Immunogenomic Gene Signature of Cell-Death AssociatedGenes with Prognostic Implications in Lung Cancer.
数据介绍
TCGA：LUAD患者RNA-seq数据，临床数据
结果解析
01
用Cell Death Index(CDI)对患者进行生存分析
作者分析了自噬、细胞凋亡和坏死对应的基因集与OS、DFS、DSS和PFS之间的关系，分别得到了与预后相关的5个基因的自噬特征，9个基因的凋亡特征和7个基因的坏死特征。通过Z-scores将这些基因特征高表达和低表达的患者分为两组（Fig.1A）,根据基因表达 CDI 选择和拆分包含在≥2 个细胞死亡途径中的患者（Fig.1b）。
Fig.1
02
患者的RNA-Seq分析
差异分析显示，共有943个差异表达基因，主成分分析(PCA)显示，基于CDI，高风险组和低风险组之间存在明显的分离（Fig.2A）。Fig.2B描述了高低风险患者之间不同表达基因的火山图。
Fig.2
03
临床病理学与生存分析
利用Kaplan-Meier分析，高低风险组观察到的总体生存率差异为40.41与76.21个月（log-rank test，p<0.001）（Fig.3A）。对于DFS，分别为62.23和158.20个月（log-rank test，p<0.001）（Fig.3B），对于DSS，高危患者为49.28个月（低CDI患者未达到生存时间阈值）（log-rank test，p<0.001）（Fig.3C）和PFS，分别为26.24和48.69个月（log-rank test，p<0.001）（Fig.3D）。
Fig.3
04
细胞因子基因表达分析
在自噬组中，BMPR1A、KIT、TGFBR1和IFNGRI在高风险组中表达较高，而CX3CL1和TNFSF11在低风险组中表达较高（Fig.4A）。对细胞凋亡和坏死组进行了类似的分析（Fig.4B、C）。在CDI组中，IL15RA、IL-15、IL-7、IL4R、IL-18、FAS、TNFSF13B、TNFSRF1F、CXCL10等在高风险组中表达较高，而LIFR、IL6R、EPOR、KITLG、ACVR2B和IL11RA在低风险组中表达较高（Fig.4D）。功能富集分析显示，高CDI组中炎症细胞因子的比例较高（Fig.4E、F）。
Fig.4
05
免疫细胞分析
MCP-counter 算法证明，较高的T细胞和CD8 T细胞浸润与高细胞凋亡、坏死和高细胞死亡指数患者组相关（Fig.5A、B）。高坏死患者的NK细胞浸润较高（Fig.5C）。B细胞浸润对任何一组均无任何意义（Fig.5D）。巨噬细胞浸润较高，有高细胞凋亡、坏死和高CDI组（Fig.5E）。髓状树突细胞仅在高自噬组中有明显较高的浸润率（Fig.5F）。
除自噬组外，所有组中中性粒细胞的浸润率均较高（Fig.5G）。内皮细胞和癌症相关成纤维细胞除自噬细胞组外，在高细胞死亡组中存在更高（Fig.5H、I）。这些差异出现在不同细胞死亡组的淋巴细胞和其他细胞的热图中（Fig.5J、K）。
Fig.5
06
免疫抑制和t细胞衰竭的标记
作者发现 CD274 和 CTLA4 的表达在高凋亡、坏死和 CDI 组中较高（Fig.6A、B）。T细胞衰竭标记基因（HAVCR2、TIGIT、LAG3、PDCD1、CXCL13、LAYN）在高自噬、凋亡、坏死和CDI组中表现出更高的表达（Fig.6C）。所有中值的热图反映了高风险组中 T 细胞衰竭基因存在更高的表达（Fig.6D）。
Fig.6
07
富集分析
对高低CDI组间差异基因表达分析的功能富集分析显示，943个差异基因中,329个基因在高风险组中上调，614个基因在低风险组中上调（Fig.7A、B）。低CDI组的患者有显著的免疫相关途径，而高CDI组缺乏免疫途径的富集。低CDI组中功能主要富集在受体配体活性、信号传导、细胞因子和趋化因子活性（Fig.8A、B）。高CDI组中功能主要富集在跨膜转运体和门控通道活性（Fig.8C、D）。
Fig.7
Fig.8
小编总结
本研究根据基于细胞死亡的基因表达的特征，区分了低风险和高风险组患者，在临床和免疫分析上进行了验证，从而达到筛选预后标志物的目的。
