N6-甲基腺苷RNA甲基化调节模式评分系统在肺腺癌中预后评估及气道介入技术在恶性气道疾病中应用

摘要

肺癌是全球最常见的实体肿瘤和最主要的肿瘤致死原因，严重危害人们的生命和健康。晚期肺癌治疗效果欠佳，主要采用免疫治疗、姑息性放化疗、气道介入治疗、外科手术治疗以及心理支持等缓解肺癌相关症状，延长无症状生存期，改善生活质量。肺腺癌（lungadenocarcinoma,LUAD）是肺癌中最常见的一种类型，免疫治疗仅能够使部分LUAD患者获益，N6-甲基腺苷（N6-methyladenosine,m6A）调节模式作用于肿瘤微环境（tumormicroenvironment,TME）能够影响LUAD对免疫治疗的反应，因此我们首先利用生物信息学在LUAD患者中建立了m6A修饰模式及构建了m6A评分，并评估了m6A评分用于免疫治疗的疗效。恶性中央气道阻塞（centralairwayobstruction,CAO）和恶性气管食管瘘（tracheoesophagealfistula,TEF）这两种恶性气道疾病是LUAD患者中不常见但严重影响生活质量及预后的并发症，近年来自膨胀金属支架（self-expandingmetallicstent,SEMS）已成为治疗恶性CAO和恶性TEF最常见的干预手段之一，能够迅速缓解临床症状及改善生活质量，但仍有部分恶性肿瘤患者在置入SEMS后短期内死亡，因此本研究探讨了SEMS在恶性CAO和恶性TEF中应用情况，重点揭示了SEMS置入3个月后生存的危险因素。支气管胸膜瘘　　（bronchopleuralfistula,BPF）是LUAD患者切除术后少见但严重并发症。室间隔缺损（ventricularseptaldefect,VSD）封堵器是一种治疗BPF的新方法。我们也总结了使用HeartR?对称型膜部VSD封堵器治疗BPF的经验。我们重点关注了HeartR?对称型膜部VSD封堵器的长期疗效。　　第一部分肺腺癌中N6-甲基腺苷RNA甲基化调节评分系统构建及预后评估　　目的：LUAD是全球常见的实体肿瘤和主要的肿瘤致死原因，严重危害人们的生命和健康。m6A是mRNA最常见的修饰，调控基因表达及调节TME，促进LUAD发生发展、远处转移和免疫耐药。我们研究的目的是构建一个m6ARNA甲基化调节评分系统以预测LUAD患者预后及探讨其与TME的相关性。　　方法：从TCGA数据库筛选得到513名LUAD患者组织样本数据集（包括RNA测序数据、突变表达、临床信息），使用R语言及Bioconductor扩展包对数据进行预处理及后续分析。采用无监督一致聚类法（ConsensusClustering）对23个m6ARNA甲基化调节因子进行分类以识别不同的m6A修饰模式以及m6A相关基因集，并研究不同m6A修饰模式的功能（生物学功能、分子功能和细胞成分差异）。同时，通过CIBERSORT算法来量化不同m6A修饰模式下TME中的免疫细胞亚群的相对浸润水平，通过ESTIMATE算法来计算TME中免疫评分和基质评分，以推测肿瘤纯度。最终，基于PCA算法的得到的m6A评分系统用于量化LUAD患者的m6A修饰模式和评估对免疫有反应的肿瘤的m6A修饰模式。　　结果：从513个LUAD样本中鉴定出3种不同的m6A修饰模型，不同m6A修饰模型间的患者生存率及免疫浸润细胞有显著差异，根据TME特点可以将为m6A修饰模型分为免疫炎症型（m6AclusterB）、免疫豁免型（m6AclusterA）和免疫沙漠型（m6AclusterC）。我们确定3种m6A修饰模型之间共有262个差异表达基因，聚类分析共确定了2种不同的m6A相关特征基因簇，分别为m6A-geneclusterA和m6A-geneclusterB，前者生存率明显高于后者。我们基于上述m6A相关特征基因开发了一个m6A评分系统，生存分析显示m6A评分低的患者生存率明显高于m6A评分高的患者。在TME相关性上，m6A评分低的患者活化NK细胞、巨噬细胞M0比例较高；m6A评分能够很好地反映LUAD患者中的基因突变、免疫浸润和肿瘤突变负荷情况；m6A评分高的LUAD患者中免疫检查点基因中HAVCR2、PD-L1、PD-1表达高，可能用于指导这类LUAD患者免疫治疗。　　结论：不同m6A修饰模型的TME免疫特征有显著差异并影响LUAD患者预后。m6A评分系统能够预测LUAD患者的预后及对免疫治疗反应。通过m6A评分系统，临床医师可以为LUAD患者选择合适的免疫治疗方案。　　第二部分自膨胀金属支架在恶性中央气道阻塞和恶性气管食管瘘中应用情况　　目的：恶性CAO和恶性TEF是晚期LUAD患者常见的并发症，并严重影响恶性肿瘤患者预后，其发生与LUAD侵袭、转移及LUAD切除术等密切相关，气道介入治疗是其重要的治疗手段。SEMS是恶性CAO和恶性TEF的一种姑息性治疗方法，但部分患者在置入SEMS后短期内出现死亡。本研究的目的在于评价SEMS在恶性CAO患者和恶性TEF患者中的姑息治疗效果及探讨SEMS置入后影响患者3个月生存的危险因素。　　方法：我们采用单中心回顾性研究方法，共纳入2013年7月至2021年3月在重庆医科大学附属第一医院呼吸与危重症医学科接受SEMS治疗的恶性CAO患者共82例、恶性TEF患者共24例，SEMS支架置入3个月后的生存患者共71例、死亡患者共35例。使用标准化的数据收集表来收集上述患者的人口学特征、临床表现、实验室和影像学检查、气道病变特点、支架选择和临床结果等资料进行分析，并使用单因素和多因素logistic回归分析来揭示SEMS置入3个月后患者生存的危险因素。　　结果：恶性TEF组的体质指数（bodymassindex,BMI）明显低于恶性CAO组（19.00±1.74vs21.61±3.56kg/m2,P=0.013）。恶性TEF组降钙素原[0.19(0.05,1.70)vs0.05(0.05,0.10)μg/L,P=0.001]、C反应蛋白[57.90(33.10,82.95)vs27.09(12.20,52.65)mg/L,P=0.003]明显高于恶性CAO组。而恶性TEF组血红蛋白[103.5(95.25,110.5)vs121.00(112.75,135.00)g/L,P=0.000]及白蛋白[30.50(26.25,35.75)vs38.00(34.00,41.00)g/L,P=0.000]明显低于恶性CAO组。恶性TEF组痰培养阳性比例明显高于恶性CAO组（41.7%vs11.0%,P=0.002）。恶性CAO组在胸部CT上发现纵隔转移的比例明显高于恶性TEF组（65.9%vs37.5%,P=0.018）。而恶性TEF组在胸部CT上发现炎症病变（斑片影、实变影）的比例明显高于恶性CAO组（75.0%vs17.1%,P=0.000）。恶性气道疾病SEMS置入后症状改善率高达86.8%，恶性CAO组支架置入后症状改善比例明显高于恶性TEF组（97.6%vs50.0%,P=0.000）。恶性气道疾病SEMS置入后3个月生存率仅为67.0%，恶性TEF组SEMS置入后3个月生存率明显低于恶性CAO组（45.8%vs73.2%,P=0.013）。　　为了进一步分析影响SEMS置入后3个月的生存率的危险因素，首先进行了单因素logistic回归分析，结果表明体重、BMI、高血压、恶性CAO、中性粒细胞百分比、支气管多段受累是SEMS置入后3个月生存的危险因素（P0.05），进一步多因素logistic回归分析显示BMI[比值比(oddsratio,OR)=1.841，95%可信区间(certificatedinterval,CI)(1.155-2.935),P=0.010]和中性粒细胞百分比[OR=0.936,95%CI(0.883-0.993),P=0.027]是SEMS置入3个月后生存的独立危险因素。　　结论：SEMS能够改善大部分恶性CAO患者症状，而覆膜SEMS能够改善部分恶性TEF患者症状。恶性TEF患者置入覆膜SEMS后生存率较低，原因可能是吸入性肺炎和营养不良。BMI低、中性粒细胞百分比升高是SEMS置入3个月后死亡的危险因素，因此我们建议在SEMS置入前更精细地评估预后及积极抗感染、营养支持、策略性机械通气，建议采用多模式和多学科办法，结合多种干预措施，以取得有效的长期成功。需要更多的研究来探讨这类需要SEMS置入的恶性气道疾病患者预后因素。　　第三部分室间隔封堵器在支气管胸膜瘘中应用情况：病例系列报道　　目的：BPF是LUAD患者切除术后少见但严重并发症。VSD封堵器是一种治疗BPF的新方法。本研究的目的是为了验证VSD封堵器在肺切除术后BPF中的长期疗效及安全性。　　方法：本研究采用单中心回顾性研究方法，共纳入重庆医科大学附属第一医院呼吸与危重症医学科在2018年1月至2021年3月收治的10例连续接受VSD封堵器治疗的肺切除术后BPF患者（男8例，女2例，年龄29-70岁）进行研究。我们在全身麻醉及喉罩下，根据瘘口位置、大小选择合适的国产HeartR?对称型膜部VSD封堵器，通过支气管镜完成BPF的封堵，观察长期疗效及并发症情况。使用标准化的数据收集表来收集上述患者的人口学特征、BPF特征（病因、位置、长径等）和VSD封堵器的治疗效果。　　结果：最终纳入10例肺切除术后BPF患者中，6名基础疾病为非小细胞肺癌，3名为肺结核，1名为囊性纤维化。其中5名体重过低，BMI低于18.5kg/m2；8名有BPF相关的慢性肺脓肿。HeartR?对称型膜部VSD封堵器对长径2-8毫米BPF的即时封堵成功率为100%。操作时间的中位数为40分钟（范围为29-55分钟）。BPF相关症状，如咳嗽伴有脓痰和胸腔闭式引流管的持续漏气，在置入VSD封堵器后就立即消失。7名患者在复查时发现HeartR?对称型膜部VSD封堵器周围形成肉芽组织，完全封堵BPF，并通过胸部CT及三维重建检查证实，随访期中位数为115天（范围为46-975天）。随访期间没有观察到并发症或不良事件（封堵器移位等）。　　结论：HeartR?对称型膜部VSD封堵器封堵是治疗肺切除术后BPF一种安全有效的气道介入方法。我们倾向于通过根除基础疾病和为接受VSD封堵器治疗的患者提供营养支持来稳定BPF，减少治疗失败的风险。

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