生信小課堂
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研究概述：
中性粒細胞胞外陷阱(NETs)最初被認為是由中性粒細胞形成的，以捕獲入侵的微生物的一種防御機制。越來越多的研究表明，NETs在腫瘤的進展和擴散中起著關鍵作用。
本研究利用癌癥的轉錄組測序數(shù)據(jù)及多個數(shù)據(jù)集構建并驗證了該標志的可靠性，并利用富集分析對NETs相關通路的功能進行注釋。利用免疫組化技術評估該網(wǎng)絡相關基因在不同類型腫瘤患者中的作用。本研究結果表明，NETs評分被認為是大多數(shù)癌癥類型的一個危險因素，評分越高表明結果越不良，且與各種惡性生物學過程顯著相關。
研究流程圖：
研究結果：
一、鑒定泛癌的19個NETs相關基因的特征
1、在TCGA泛癌數(shù)據(jù)中對69個NETs進行LASSO回歸及兩兩相關分析，發(fā)現(xiàn)其中一些基因具有相似的表達模式。（圖1A-B）。
2、對19個NETs相關基因進行Cox回歸分析，得到基于其歸一化表達水平的評分(NETs評分)，還觀察了每個單個基因對預后的危險比(HR)（圖1C）。
二、癌癥中NETs評分
1、NETs評分顯示出明顯的器官特異性，大腦和胃腸道腫瘤的NETs評分一般較高，而某些分泌腺體腫瘤通常較低(圖2A)。
2、根據(jù)NETs評分將患者分為高、低風險兩組。NETs評分較高的泛癌患者與各種不良生存指標相關，包括DSS、總生存期(OS)和無進展間期(PFI)。Cox分析結果顯示，在大多數(shù)類型的癌癥中，NETs評分與不良預后相關。利用TCGA數(shù)據(jù)驗證NETs評分的預后影響，與上述結果一致(圖2B-D)。
3、基于多變量Cox比例風險模型表明，NETs評分是TCGA測試隊列中患者的OS的獨立預測因子。NETs評分對多種腫瘤的預后都有相當強大的預測能力(圖2E)。
三、利用外部數(shù)據(jù)集驗證NETs相關基因標簽
1、利用CGGA數(shù)據(jù)庫證實，NETs評分較高的膠質瘤患者預后較差，特別是高級別疾病患者(圖3A)。但對于乳腺癌來說NETs評分并不是一個可靠的乳腺癌預后預測因子，這與TCGA隊列的驗證結果一致。(圖3B)
2、利用NSCLC數(shù)據(jù)集發(fā)現(xiàn)，NETs評分與LUAD患者的預后顯著相關，與LUSC患者無關(圖3C-D)。
四、建立基于NETs評分的臨床預測泛癌生存的列線圖
1、結合NETs評分和患者的年齡和癌癥類型等臨床病理特征構建列線圖(圖4A)。
2、3年DSS的校準曲線說明列線圖特征非常接近實際生存概率（圖4B）。列線圖預測的AUC優(yōu)于單獨在隊列中的得分，表明列線圖簽名的預測效率考慮各種臨床因素后會更好（圖4C）。
3、單獨的NETs評分和綜合列線圖的凈收益均高于0，在DCA臨床評估中最大NB大于15%，表明NETs評分與其他臨床特征協(xié)調對預后預測的重要性(圖4D，E)。
五、腫瘤的NETs及惡性特征
1、NETs可以通過刺激血管生成和將腫瘤細胞從休眠期轉化到增殖期來促進腫瘤的進展。本研究利用z-score算法量化了腫瘤促進網(wǎng)絡、血管生成、EMT和細胞周期的能力。
2、在整個TCGA泛癌癥隊列及大多數(shù)腫瘤類型中NETsz分數(shù)與血管生成z分數(shù)、細胞周期z分數(shù)之間存在顯著的正相關(圖5A-E）。表明，NETosis在腫瘤微環(huán)境中發(fā)生得越活躍，惡性細胞的作用就越積極。
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從TCGA數(shù)據(jù)集中獲取高危組和低風險組之間的DEGs進行GO分析，發(fā)現(xiàn)其顯著富集于腫瘤轉移相關的步驟中。
七、NETs相關基因在臨床隊列中的重現(xiàn)
1、MPO是NETosis形成的經(jīng)典標志物。MPO的染色模式主要是在腫瘤浸潤性間質細胞的胞漿中強烈而清晰，而在鄰近的正常組織中明顯罕見(圖6A)。因此，我們取MPO+細胞在基質細胞中的比例評分(MPO評分)來測量腫瘤組織中NETosis的程度。
2、MPO評分可以對COAD、KIRC和LUAD患者的預后進行分層(圖6B-D)，但TNBC患者中不顯著(圖6E)。
3、對可用的臨床指標進行單因素及多變量Cox分析發(fā)現(xiàn)，MPO評分是COAD和KIRC患者預后的獨立因素(圖6F-G)。但在LUAD IHC隊列中，MPO評分與TNM分期呈顯著的正相關，所以認為它不是一個獨立的預后因素(圖6H)。
研究總結：
越來越多的證據(jù)表明，不同腫瘤類型甚至同一組織中的腫瘤中存在異質性。重要的是，不同類型腫瘤的腫瘤免疫微環(huán)境有一些共同點。中性粒細胞可能是腫瘤實質與免疫微環(huán)境之間的聯(lián)系。NETs是嗜中性粒細胞的一種獨特衍生物，可以防止腫瘤細胞受到免疫系統(tǒng)的攻擊，促進其侵襲和轉移。本文揭示了一個NETs相關的基因特征，大多數(shù)腫瘤進展發(fā)生在NETs評分高?；颊撸鳱ETs評分低?；颊叩纳嫫谳^長。腫瘤組織的NETs形成潛力與許多惡性特征高度協(xié)調，并與泛癌患者的臨床結局相關。所以以腫瘤病變中NETs的形成為靶可能有助于癌癥的個性化治療。
