机器学习识别肝细胞癌骨转移驱动基因及体外放疗分析

摘要

目的:通过机器学习识别肝细胞癌骨转移(HCC-BM)驱动基因并初步探索体外放疗(EBRT)对驱动基因表达水平影响。方法:基因表达综合数据库中GSE14520和GSE84402数据集合并作为测试集,GSE121248和GSE54236数据集分别作为验证集。执行最小绝对收缩和选择操作符,以及支持向量机-回归特征消除筛选关键基因,获得与GeneCards数据库中HCC-BM相关基因有交集的HCC-BM驱动基因。使用CIBERSORT评估HCC-BM驱动基因与免疫细胞浸润间相关性。选取阜阳市肿瘤医院2020—2021年间收治的22例HCC-BM患者为研究组,同期选取我院22例正常体检的健康人群作为对照组。比较EBRT前后HCC-BM驱动基因表达水平变化,以及ASPM表达水平与疼痛缓解关系。结果:4个HCC-BM驱动基因被识别,分别为异常纺锤体样小头畸形相关蛋白(ASPM)、C型凝集素结构域家族4成员(CLEC4M)、细胞外基质蛋白1(ECM1)、无花果酶2(FCN2)。测试集中相邻肝正常组织ASPM表达较HCC组织降低(P<0.05),CLEC4M、ECM1和FCN2表达较HCC组织增高(P<0.05);验证集均获得同样结果。ASPM表达较高HCC患者预后较差,而CLEC4M、ECM1和FCN2表达较低患者预后较好。ASPM与M2型巨噬细胞呈正相关;CLEC4与M2型巨噬细胞、中性粒细胞和M1型巨噬细胞呈正相关;FCN2与M0型巨噬细胞呈负相关。研究组血清ASPM表达高于对照组(P<0.05),FCN2表达低于对照组(P<0.05)。EBRT后HCC-BM患者血清ASPM表达水平降低(P<0.05)。完全缓解者血清ASPM表达水平低于部分缓解者。结论:ASPM、CLEC4M、ECM1、FCN2可能参与HCC-BM发生机制,其中ASPM可能与EBRT效果相关。进一步探索驱动基因有助于开发治疗靶点,提高EBRT效果,改善预后。