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近年來，泛癌（pan-cancer）研究特別火熱。泛癌就是除了研究自己關心的一種癌種，還要再擴大范圍到其他癌種。同時，傳統的利用數據庫挖掘的純生信文章越來越難發，而泛癌-單基因純生信思路打破這一僵局，大家一定要好好利用這次機會。如有需要，歡迎咨詢生信人平臺。在這里，我為大家介紹一篇泛癌相關的純生信文章。該文章聯合了meta分析和生物信息學方法來評估CFTR這一特定基因在人類癌癥中的預后作用。
文章簡介：
囊性纖維化跨膜傳導調節因子(CFTR)突變已被證明與多種癌癥的風險相關。然而，CFTR基因在人類腫瘤中異常表達的臨床意義尚不清楚。一般來說，CFTR在癌癥中有不同的表達和預后特征，但跨數據庫和meta分析的結果表明，CFTR是肺腺癌(LUAD)預后的一個強有力的生物標志物，值得在臨床試驗中進一步研究。
研究背景：
越來越多的證據表明，CFTR在幾種腫瘤中表達異常，包括乳腺癌、肺癌、宮頸癌、結腸癌和前列腺癌。據報道，在宮頸癌患者中，CFTR的高表達預示著不良的預后，而在乳腺癌和結腸癌患者中，CFTR的低表達則預示著不良的預后。所以，CFTR的預后價值仍然存在爭議。因此，我們有必要對CFTR的異常表達及其與腫瘤預后的關系進行綜合分析，以評估CFTR表達的異常變化及其與腫瘤預后的關系。
分析思路：
結果解讀：
作者首先分析了文獻中CFTR mRNA和蛋白的表達水平，以確定CFTR在腫瘤組織中的表達是否顯著低于正常組織。在608個癌組織和223個正常組織中，作者發現CFTR在癌組織中的表達并不低于在正常人體組織中的表達。并且在meta分析中，作者沒有發現明確的證據。用Oncomine進一步研究癌癥中CFTR mRNA的表達水平。CFTR在膽管癌(CHOL)、腎嫌色細胞癌(KICH)和胃腺癌(STAD)中的表達均高于相應的對照組。相反，CFTR在乳腺癌(BRCA)、頭頸部鱗狀細胞癌(HNSC)、腎透明細胞癌(KIRC)、腎乳頭狀細胞癌(KRIP)、肝細胞癌(LIHC)、肺腺癌(LUAD)、肺鱗狀細胞癌(LUSC)和前列腺癌(PRAD)中表達較低(圖2A)。以腎癌為例(圖2B)，這表明即使在同一種癌癥類型中，CFTR不僅在組織水平上而且在細胞水平上發揮著不同的生物學作用。
作者使用GEPIA2進一步探索了CFTR與泛癌患者的生存期的相關性。在總生存期(OS)中，CFTR的表達與KIRP、腦低級別膠質瘤(LGG)、LUAD、間皮瘤(MESO)和胰腺癌(PAAD)這5種癌癥患者的生存率顯著相關。同時，CFTR的表達在LGG和LIHC中僅與無病生存期（disease-free survival,DFS）顯著相關。除LIHC外，CFTR的高表達可提高上述腫瘤患者的生存率，且有利于防止腫瘤復發。這一發現證實了CFTR并不能作為泛癌的生存生物標記物。為了進一步研究CFTR表達對癌癥存活率的影響，作者根據目前的報告和臨床信息進行了meta分析。有五項研究評估了CFTR表達和OS之間的關系，OS的危險比顯示CFTR表達并不對所有癌癥患者的生存造成影響。在這項meta分析中作者沒有發現明確的證據。根據已發表的臨床資料，在TCGA數據集中評估乳腺癌、結腸癌、LUAD、LUSC、卵巢癌、前列腺癌、胃癌和子宮內膜癌的RNA-seq和生存期數據。對數據進行生存分析和Meta分析。在作者的分析中，作者證實了CFTR的表達與LUAD患者的存活率有關(圖3)，但與其他已報道的癌癥類型的存活率無關。因此，在LUAD患者中，有必要對CFTR的表達特異性的研究。
由于CFTR的表達與LUAD患者生存期相關，作者在一項獨立的分析中驗證CFTR對LUAD患者生存期的影響。PrognoScan包含來自 GEO數據庫的微陣列和臨床數據，為生存數據提取和合并分析提供了獨立的數據源。在不同CFTR探針和微陣列組中，CFTR高表達組和低表達組的Kaplan-Meier生存曲線比較(圖4)。通過與之前使用TCGA數據進行的比較，作者確認CFTR的表達與LUAD患者生存期有關(圖5)。亞群分析也支持這些發現，并且通過meta分析中作者沒有發現明確的證據。綜上所述，CFTR是可以預測LUAD預后的、有前途的生物標志物。其次，利用UALCAN數據庫研究LUAD患者CFTR表達與臨床參數的相關性。LUAD組CFTR mRNA表達明顯降低。值得注意的是，這種顯著的異常表達在亞組分析中持續存在，包括性別、年齡、吸煙史、腫瘤淋巴結轉移(TNM)分期和淋巴結轉移。晚期腫瘤CFTR表達降低的臨床意義有待進一步研究。
為了闡明CFTR對LUAD患者生存保護的潛在機制，作者進行了CFTR共表達分析(圖6A顯示了前10個共表達的基因)。通過構建的共表達網絡，作者觀察到CFTR共表達基因之間存在復雜的相互作用網絡。對共表達基因的GO分析表明，這些基因參與了動作電位過程中的”膜去極化”、”膜復極化”、”ncRNA代謝過程”、”ncRNA加工”、”血液循環的負調節和肌肉收縮的負調節”，提示LUAD組織中可能存在適當的膜極化和ncRNA功能的失調(圖6C)。在KEGG的分析中，共表達基因富集到”ATP結合盒轉運體”、”醛固酮調節的鈉重吸收”、”造血譜系”、”磷脂酰肌醇信號系統”、”嘧啶代謝”和”剪接體”途徑(圖6D)。接下來，作者重點找出CFTR影響LUAD預后的關鍵協同基因。有趣的是，SNX30，一種在細胞內轉運起生物學作用的蛋白的編碼基因，它與CFTR的表達呈正相關(圖6E)。同樣，生存結果分析表明SNX30的高表達與較好的預后相關。通過構建CFTR和SNX30的基因簽名模型，作者表明這兩種基因對LUAD的存活具有協同保護作用(圖6F)。
小編總結：
綜上所述，CFTR可能是某些特定類型癌癥的一個有前途的預后標記物。在這項分析中，作者探討了泛癌CFTR的表達水平，提供了CFTR的預后概況，并調查了影響預后的潛在生物學機制。其實單基因泛癌分析是比較熱門且容易發表文章的思路，為什么說容易發表呢？首先單基因泛癌分析可以利用現成的癌癥相關數據庫進行數據挖掘，然后通過純生信分析，即可獲得相關結果和結論，而且就算審稿人讓你補實驗，臨床樣本的獲得以及驗證實驗也是比較容易的。所以我認為單基因泛癌十分適合作為科研入門（生信相關）的前期基礎。如果喜歡本文請給小編一個贊吧~
參考文獻：
[1] X. Shi, M. Kou, X. Dong, J. Zhai, X. Liu, D. Lu, Z. Ni, J. Jiang, K. Cai, Integrative pan cancer analysis reveals the importance of CFTR in lung adenocarcinoma prognosis, Genomics, 114 (2022) 110279.
