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研究背景肿瘤是全球主要的公共卫生问题之一,肿瘤微环境是肿瘤细胞赖以生存的重要环境,可促进肿瘤的进展和细胞转移。白细胞介素-6/白细胞介素-6受体(IL-6/IL-6R)信号通路在正常体内平衡和免疫反应中具有广泛的生物学活性,是促进肿瘤进展的重要细胞因子。目前,已有多项研究阐述了 IL-6在各种肿瘤中的作用,更有相应的临床试验得以证实。已知,IL-6传导信号,必须与IL-6R结合,通过gp130向胞内传递信号。然而,IL-6R对各种肿瘤的预后作用的研究却相对较少。因此,本研究着眼于IL-6RmRNA,探讨IL-6RmRNA表达在卵巢癌、肺癌和乳腺癌中潜在的临床和生物学功能。研究目的1、揭示IL-6RmRNA表达对卵巢癌、肺癌和乳腺癌的预后作用;2、探讨在各个肿瘤中IL-6、IL-6R和gp130的表达相关性;3、阐明在不同肿瘤中,与IL-6RmRNA表达关联最强的基因主要富集的生物学过程和通路;4、探寻IL-6R mRNA在不同肿瘤中生物学功能的差异。材料和方法1、在Pubmed和基因表达数据库中分别以“ovarian cancer”、“lung cancer”和“breast cancer”为关键词检索相关数据集。数据集纳入的标准为:(1)数据库标本种属为人类;(2)数据库类型为序列矩阵;(3)样本量大于或等于100;(4)具有完善的生存时间和生存状态信息;(5)基因表达数据中包含所研究的分子,即IL-6RmRNA。同时,本研究也将各个肿瘤相对应的TCGA数据集纳入分析。2、提取所有符合要求数据集中的主要信息。当数据集中多个数值对应一个基因位点时,取其均值作为该基因的表达值。采用Cutoff inder网站选择合适的截断值,将IL-6R mRNA转换为二分类变量。3、对于每个独立的数据集,我们采用了单因素和多因素Cox比例风险模型分析IL-6R mRNA对患者预后的作用,提取风险比(hazard ratio,HR)和95%置信区间(95%confidence interval,95%CI),采用STATA 12.0软件对所有数据结果进行meta汇总分析。4、本研究通过分析IL-6、IL-6R和gp130两两之间的相关性,并对所有数据集中的相关系数做Fisher’Z转换,运用R软件中meta软件包metacor函数对相关系数进行汇总,揭示三者的两两相互作用关系。5、我们分析了各个数据集中所有测量的基因与IL-6R mRNA的相关系数,提取出在大于等于半数数据集中相关系数绝对值较大的基因,应用DAVID网站(https://david.ncifcrf.gov/)进行富集分析。研究结果1、本研究中共纳入8个卵巢癌数据集,单因素分析合并HR为0.62,95%CI为(0.45,0.86);多因素分析合并 HR 为 0.63,95%CI 为(0.45,0.86)。2、卵巢癌中IL-6与IL-6R以及IL-6R与gp130之间的相关系数均无统计学差异,IL-6与gp130呈正相关(r=0.225,P<0.001),且高表达IL-6R的患者IL-6与gp130的相关系数高于低表达IL-6R的患者(r=0.310,P<0.001 vs.r=0.182,P<0.001)。3、在大于等于4个数据集中,共有116个基因与IL-6R的相关系数绝对值大于0.3,这些基因主要富集于炎症反应和免疫反应生物学过程,同时还包括细菌病毒感染等。4、共纳入8个肺腺癌数据集以及6个肺鳞癌数据集,肺腺癌单因素分析合并HR为 0.50,95%CI 为(0.33,0.68);多因素分析合并 HR 为 0.50,95%CI 为(0.35,0.73)。肺鳞癌单因素分析合并HR为1.59,95%CI为(0.98,2.59);多因素分析合并HR为1.64,95%CI 为(0.98,2.75)。5、IL-6和IL-6R在肺腺癌中呈负相关(r=-0.199,P0.001),而在肺鳞癌中呈正相关(r=0.288,P<0.001)。IL-6R和gp130在肺腺癌和鳞癌中均呈正相关,且相关系数相差不大(肺腺癌r=0.332,肺鳞癌r=0.334)。6、在大于等于4个肺腺癌数据集中,共有193个基因与IL-6R的相关系数绝对值大于0.4,这些基因主要富集于细胞分化和细胞周期。在大于等于3个肺鳞癌数据集中,共有101个基因与IL-6R的相关系数绝对值大于0.4,这些基因主要富集于细胞增殖、自然杀伤性细胞介导的毒性等。7、本研究中共纳入17个乳腺癌数据集,单因素分析合并HR为0.66,95%CI为(0.45,0.95),多因素分析合并 HR 为 0.54,95%CI为(0.37,0.78)。8、乳腺癌中,IL-6和gp130,IL-6R和gp130的相关系数均无统计学差异,IL-6和 IL-6R 呈正相关(r=0.198,P<0.001)。9、在大于等于8个乳腺癌数据集中,与IL-6R相关系数绝对值大于0.4的共计139个基因纳入功能富集分析,主要富集于B细胞受体信号通路、炎症反应、免疫反应以及调节血小板聚集和T细胞分化等。结论1、卵巢癌、肺腺癌、乳腺癌患者肿瘤组织中IL-6RmRNA水平与患者的预后有关,IL-6RmRNA水平越高,患者预后越好,可被用作其预后指标。在肺鳞癌患者中,其差异无统计学意义,但其95%CI下限接近1.00(0.98)。由于纳入分析的各个数据集中肺鳞癌患者样本量较少,该结论需要更大样本量的研究验证。2、在不同肿瘤或不同亚型的肿瘤中,IL-6R及其相关基因主要富集的生物学过程或通路不完全相同,IL-6、IL-6R以及gp130之间的相关性以及IL-6R mRNA对肿瘤患者的预后作用也不同。3、本研究不同肿瘤纳入分析的数据集个数相差较大,尤其是肺鳞癌数据集,相对数据集数量较少,且各个数据集样本量较少。需要更多包含多种重要临床参数特别是化疗信息的数据来进一步验证以及探讨IL-6R mRNA与恶性肿瘤预后之间的关系。