Krooninen sairaus

tiivistelmä

Harvat prognostisia biomarkkereiden on hyväksytty kliiniseen käyttöön pääasiassa siksi, alkuperäinen suoritustaso ei voi toistua itsenäisessä aineistoja. Me posited että vankka biomarkkereita voitaisiin saada tunnistamalla vapautuneilla biologisissa prosesseissa jaetaan kasvaintyypeille joilla on yhteinen etiologia. Suoritimme geeni asetettu rikastamiseen analyysi 20 julkisesti saatavilla geenin ilmentymisen aineistot käsittävät 1968 potilasta, joilla on yksi kolmesta yleisimmistä tupakkaan liittyvien syöpien (keuhko-, virtsarakko-, pään ja kaulan) ja tunnistettu solusyklin liittyviä geenejä kaikkein johdonmukaisesti ennustetekijöiden luokka biomarkkerit virtsarakon (BL) ja keuhkon adenokarsinooma (LUAD). Olemme myös löytäneet ennusteen arvioinnissa 13 14 julkaistaan ​​BL ja LUAD allekirjoitukset olivat riippuvaisia ​​solusyklin liittyviä geenejä, tukemalla merkitys solusyklin liittyviä biomarkkereita ennustetta. Kiinnostavaa kyllä, ei ennustetekijöiden geeniluokkaa tunnistettiin okasolusyöpä keuhkosyöpä tai pään ja kaulan okasolusyöpä. Seuraavaksi tietty 31 geeni solusyklin lisääntymistä (CCP) allekirjoitus, aiemmin johdettu eturauhastuumoreissa arvioitiin ja todettu ennustavan lopputuloksen BL ja LUAD kohortteja vuonna yhden ja usean analyysejä. Erityisesti CCP pisteet merkittävästi parannettu ennakoivan kyky monimuuttuja malleja, jotka perustuvat normaaliin kliiniseen muuttujaa etenemisen BL potilaiden ja selviytymisen LUAD potilailla useista ikäryhmät. Sitten satunnaista CCP allekirjoitukset erikokoisia ja löysi sarjaa 10-15 geenien oli vankka suorituskyky näissä BL ja LUAD ikäluokat, päätelmä vahvistettiin riippumattomalla kohortin. Työmme luonnehtii merkitys solusyklin liittyvien geenien prognostisten allekirjoitukset BL ja LUAD potilaiden ja osoitetaan tietty allekirjoitus todennäköisesti hengissä ylimääräisen.

Citation: Dancik GM, Theodorescu D (2014) Kestävä Prognostiset Gene Expression allekirjoitukset in Virtsarakon syövän ja Lung Adenokarsinooma riippuvat Cell Cycle liittyvät Genes. PLoS ONE 9 (1): e85249. doi: 10,1371 /journal.pone.0085249

Editor: John D. Minna, Univesity Texas Southwestern Medical Center at Dallas, Yhdysvallat

vastaanotettu: 22 huhtikuu 2013; Hyväksytty 24. marraskuuta 2013 Julkaistu: 22 tammikuu 2014

Copyright: © 2014 Dancik, Theodorescu. Tämä on avoin pääsy artikkeli jaettu ehdoilla Creative Commons Nimeä lisenssi, joka sallii rajoittamattoman käytön, jakelun ja lisääntymiselle millä tahansa välineellä edellyttäen, että alkuperäinen kirjoittaja ja lähde hyvitetään.

Rahoitus: Tämä työ tukee osittain National Institutes of Health myöntää CA075115 ja CA104106. Rahoittajat ollut mitään roolia tutkimuksen suunnittelu, tiedonkeruu ja analyysi, päätös julkaista tai valmistamista käsikirjoituksen. Ei ylimääräistä ulkoista rahoitusta saatiin tähän tutkimukseen.

Kilpailevat edut: Kirjoittajat ovat ilmoittaneet, etteivät ole kilpailevia intressejä ole.

Johdanto

geeniekspressioprofilointi ihmisen syöpien on mullistanut ymmärrystämme taudin ja nopeutettu löytö prognoosi- ja ennakoiva biomarkkerit [1] – [3]. Kuitenkin vain harvat usean geenin biomarkkerit on hyväksytty kliiniseen käyttöön [4] osittain koska niiltä puuttuu kestävyys useille aineistoja. Tämä on erityisen silmiinpistävää virtsarakon syövän jossa Lauss ja osakkuusyritysten [5] arvioitiin 28 julkaistu geeni allekirjoitukset suunniteltu diagnostisia ja prognoositarkoituksessa virtsarakon syövän ja totesi, että yksikään 6 selviytymisen allekirjoitukset toimivat paremmin kuin mahdollisuudet sovellettuna itsenäistä aineistoja.

Täällä me käsittelemme tätä puutetta vankan prognoosi- biomarkkereiden postuloimalla olemassaolo yhteisten soluprosesseihin (moduulit) useissa kasvain tyyppisiä yhteisiä etiologiasta, jonka epänormaali toiminta voitaisiin vangiksi transkription allekirjoitus. Koska tavoitteenamme oli kehittää vankka virtsarakon syöpä biomarkkereita, valitsimme muita syöpätyyppejä, joissa tupakointi kuin hyvin määritelty merkittävä etiologinen tekijä. Tunnistaminen Tällaisen prosessin oletettavasti mahdollistaa vahvojen biomarkkereita, jotka ovat ennustavia useille potilasaineistoihin ja kasvaintyypeille.

Yhteenveto analyysimme annetaan kuviossa 1. Ensin geeni asettaa rikastamiseen analyysi geeniekspressioprofiilien 1968 potilaalla on tupakkaan liittyvien syöpien (virtsarakon uroteelisyövässä, keuhkojen adenokarsinooma, keuhkojen okasolusyöpä, ja pään ja kaulan okasolusyöpä) suoritettiin ja tunnistettiin sykli liittyvien moduulien johdonmukaisesti ennustetekijöiden virtsarakko- ja keuhkojen adenokarsinooma. Olemme havainneet, että tietty solusyklin geeni allekirjoitus oli ennustava lopputuloksen virtsarakon ja keuhkojen adenokarsinooma ja että suorituskyky julkaistun virtsarakko- ja keuhkoadenokarsinooma allekirjoitukset riippui solusyklin-korreloivat geenejä. Seuraavaksi kehitetään ja arvioidaan 12 geenin paneeli solukierron liittyviä geenejä ja todennut ne tehokkaita kerrostamiselintä kliinistä tulosta itsenäinen kohortin. Tuloksemme luonnehtivat ydin merkitys solusyklin liittyvien biologisten merkkiaineiden prognostisten geeni allekirjoitukset potilailla, joilla on yhteisiä syöpätyyppeihin ja sotkea solujen lisääntymistä ensisijaisena kuljettajan sairauden lopputuloksen. Laajemmin tämä lähestymistapa määritellään toiminnallisesti hallitseva biologiset moduulit ajo ihmisen syövän ennustetta ja tunnistaa vankka ennustetekijöiden biomarkkereita.

, Biologiset prosessit liittyvät eloonjäämisen tupakkaan liittyvien kasvaimia, jotka oli valittu geeniperimä rikastamiseen analyysi. Tämä analyysi tunnistettu solusyklin ainoana biologinen prosessi johdonmukaisesti liittyy tulokseen, virtsarakon ja keuhkoadenokarsinooma vaikka mitään prosesseja tunnistettiin, jotka olivat ennustavia lopputuloksen keuhkojen adenokarsinooma, levyepiteelisyöpä keuhkosyöpä, tai pään ja kaulan okasolusyöpä. B, Ottaen huomioon havainnot A kliinistä merkitystä solukierron liittyvien geenien arvioitiin kahdella tavalla. Ensin arvioitiin ennusteen arvioinnissa tietyn 31 geeniä solusyklin lisääntymistä (CCP) allekirjoitus virtsarakko- ja keuhkojen adenokarsinooma yhden ja usean analyysi. Toiseksi, huomasimme, että ennusteen arvioinnissa on aiemmin julkaistu geeni allekirjoitukset ennustamaan selviytymistä virtsarakon etenemistä ja keuhkojen adenokarsinooma oli riippuvainen solusyklin korreloivat geenejä. C, koska lisäanalyysi osoitti, että ennusteen arvioinnissa KKP pistemäärä oli riippuvainen allekirjoitus koon, voimme optimoida KKP allekirjoitus ja totesi, että pienemmän 12 geenin allekirjoitus (CCP-12) oli ennustetekijöiden ulkoisessa aineisto.

Materiaalit ja menetelmät

Geenien ilmentyminen aineistot ja kliinisten päätepisteiden

Analysoimme 20 geenin ilmentymisen aineistot käsittävät 1968 virtsarakon uroteelisyövässä (BL, viisi ikäluokat, 42

%

), keuhkon adenokarsinooma (LUAD, kahdeksan ikäluokat, 39%), keuhkojen okasolusyöpä (LUSC, kolme ikäluokat, 8%), ja pään ja kaulan okasolusyöpä (HNSCC, neljä ikäluokat, 10%). Kaikki geeniekspression aineistoja käytetään tässä analyysissä ovat julkisesti saatavilla ja ne voidaan ladata Gene Expression Omnibus (GEO) [6] tai täydentävinä materiaalin julkaisemista, kuten taulukoissa S1-S4 File S2. Viittaukset alkuperäiseen tutkimuksen kunkin kohortin on myös taulukoissa S1-S4 File S2. Katso lisätietoja tukeminen Materiaalit ja menetelmät File S1.

Endpoints sisältyy etenemisen BL potilailla. Kolme BL ikäluokat oli etenemistä tietoa, joka määriteltiin alkuperäisessä tekijöiden nousua NMI-MI tauti (Lindgren ja Dyrskjot ikäluokat, Ref # [7], [8]), tai lisätä vaiheessa (CNUH, Ref # [9 ]). Kahden kohortteja (Lindgren ja CNUH) aika taudin etenemiseen ei ollut saatavilla ja kyky geenin tai allekirjoitus pisteet ennustaa etenemiseen (Progressor vs. muu Progressor) arvioitiin ala vastaanotin toimii ominaiskäyrä (AUC). Vuonna Dyrskjot, kliininen seuranta-ajan ollut käytettävissä mahdollistaa ilman taudin etenemistä (PFS) analyysi.

eloonjääminen päätepiste valittiin seuraavasti. Tautikohtaiset eloonjäämisen (DSS) on aina käytettävä, jos saatavilla (kolme BL ikäluokat). Kokonaiselinaika (OS) käytettiin jos DSS oli käytettävissä (kaksi BL, seitsemän LUAD, ja kaksi LUSC kohortteja). Toistuminen-elinaika (RFS) käytettiin, jos kumpikaan DSS eikä OS oli saatavilla (yksi LUAD ja kaksi HNSCC kohortteja). Tapahtumat Näiden päätepisteiden ovat kuoleman sairaus, kuolema mistä tahansa syystä, ja tauti uusiutuu, DSS, OS, ja RFS, vastaavasti. Yhdessä ylimääräinen HNSCC kohortti (Colo, Ref # [10]) toistuminen tila oli säädetty, mutta kliinistä seurantaa kertaa eivät olleet, ja kyky geenin ennustaa toistumisen arvioitiin AUC. Lisäksi solmukohtien osallistuminen vahvasti korreloi lopputulos HNSCC [11] ja sitä käytettiin korvikkeena hengissä kaksi kohortteja mahdollistaa kattavamman analyysin. Kliiniset päätepisteet kunkin kohortin esitetään yhteenveto taulukoissa S1-S4 File S2.

Cell cycle lisääntymistä (CCP) pisteet

microarray aineistoja, koettimet muunnettiin geenin symboleja perustuu Affymetrix huomautusta , GenBank, tai Unigene cluster ID. Geenejä, joissa on useita koettimia, koetin, jolla on korkein keskimääräinen ilmaisua arvoa käytettiin [12]. Ilmentymisen kunkin geenin oli

z

-normalized poikki näytteet on keskimäärin nolla ja keskihajonta yksi. CCP pistemäärä on keskiarvo ilmaus kaikkien normalisoitu CCP allekirjoitus geenien jono. Eturauhassyövän aineisto, CCP pisteet on keskimääräinen ilmaus 31 CCP geenien kvantitatiivisella RT-PCR. Tarkempia tietoja tukeminen Materiaalit ja menetelmät File S1.

Gene asettaa rikastamiseen ja yleinen tilastollisten analyysien

tietokanta visualisointi ja Annotated Discovery (DAVID, Ref # [13]) käytettiin geenin asettaa rikastamiseen analyysi tunnistaa yliedustettuna Gene ontologia (GO) [14] ehdot ja Kegg reittejä [15] luettelot geenejä. Lisätietoja tästä ja yleinen tilastollisten analyysien annetaan tukeminen Materiaalit ja menetelmät File S1. Kaikki analyysit paitsi geeniperimä rikastamiseen analyysi suoritettiin käyttäen

R

(https://cran.r-project.org). Näyte

R

koodin ja ulostulo annetaan muodossa Sweave asiakirjaan, joka sisältää lähtö analyysimme pienimuotoinen vastaaviin

R

koodi (File S3). Additional R-koodi on saatavilla pyynnöstä.

Tulokset

Gene joukko rikastamiseen analyysi identifioi solusyklin liittyviä geenejä kaikkein johdonmukaisesti prognostisia luokka biomarkkereiden virtsarakko- ja keuhkoadenokarsinooma

Data 1968 potilasta tutkittiin tulosten syövän etenemisen (jos saatavilla) ja eloonjäämisen (määritelty Materiaalit ja menetelmät). Jokaisessa kohortti tunnistimme luetteloita geenien ennustavia lopputuloksen (P 0,01) ja suorittivat rikastamiseen analyysi, joka tunnistaa yliedustettuna moduulit (GO termejä [14] ja Kegg reittejä [15], kuva 2, kuva S1, ja taulukko S5 File S6 ) näissä geenissä luetteloihin. Solusyklin käsittelevistä moduuleista olivat johdonmukaisesti rikastettu moduulit poikki BL ja LUAD potilasaineistoihin (lisätietoja tukeminen Tulokset ja keskustelu File S1). Sen sijaan LUSC ja HNSCC potilasaineistoihin ei ole yhteistä yliedustettuna koulutusjakson (lisätietoja tukeminen Tulokset ja keskustelu File S1).

Jokaisessa kohortin yliedustettuina Gene ontologia (GO) ehdot ja Kegg reittejä tunnistettiin luetteloista geeneistä merkittävästi ennakoivaa taudin tulos (P 0,01) käyttäen DAVID geeniä merkintä rikastamiseen analyysi toolkit. Johdonmukaisesti ennustetekijöiden moduulit tunnistettiin ranking kaikki moduulit ensin useissa ikäluokat, joilla on merkittäviä tuloksia (FDR 20%) ja sitten keskimääräinen p-arvo. Jokainen alakuviossa kuuluu kymmenen moduuleja: kaikkein johdonmukaisesti ennustetekijöiden moduulien ja ”top hitti” kunkin kohortin, on merkitty tähdellä (*), joka on määritelty moduuli on pienin FDR että kohortin että on FDR 20% vuonna useiden ikäluokat. A yliedustettuina GO liittyvät termit selviytymistä virtsarakon syöpä. B, yliedustettuina GO liittyvät termit selviytymistä keuhkoadenokarsinooma. C, yliedustettuina GO liittyvät termit hengissä okasolusyöpä keuhkosyöpä. D-F, sama kuin A-C, paitsi yliedustettuna Kegg reittejä tunnistetaan. Ei ollut merkittävästi yliedustettuina ennustetekijöiden moduulit pään ja kaulan okasolusyöpä ikäluokat at FDR 20%. LUSC: Okasolusyöpä keuhkosyöpä, FDR: vääriä löytö määrä.

yhden ja usean analyysi solusyklin lisääntymistä pisteet virtsarakko- ja keuhkoadenokarsinooma

määrittämiseksi kliinistä merkitystä havainnot arvioimme aiemmin julkaistu solusyklin lisääntymistä (CCP) pisteet (keskiarvo ilmentymä 31 solusyklin geenejä), joka ennustettu aika uusiutumiseen tai kuolemaan eturauhassyöpä [16], [17]. Jos yliedustettuina solusyklin moduulit olivat tekijä kliinisen tuloksen, sitten voisi myös odottaa CCP pisteet olevan.

Kaiken CCP tilanne oli merkittävästi ennakoivaa (P 0,05) etenemisen ja selviytymistä kaikissa BL ikäluokat, joilla nämä päätepisteitä, ja hengissä 5/8 LUAD ikäluokat, joilla on korkea CCP tulokset yhteydessä huonoon ennusteeseen kaikissa tapauksissa. Erityisesti CCP tilanne oli ennustava etenemisen CNUH (AUC = 0,68, P 0,05), Lindgren (AUC = 0,70, P 0,05), ja Dyrskjot (HR = 4,73, P 0,001, kuvio 3A) ikäryhmät. CCP tilanne oli ennustava eloonjääminen (P 0,05) kaikissa viidessä BL kohortteja (HR 1,81-4,73, kuvio 3B) CCP tilanne oli myös ennustava tulos (P 0,05) 5/8 LUAD ikäluokat (HR 1,53-2,68, kuva 3C).

, ennusteen arvioinnissa CCP sijoituksen etenemiseen virtsarakon syöpä CNUH (N = 165), Lindgren (N = 97), ja Dyrskjot (N = 353) ikäryhmät. Vuonna CNUH ja Lindgren ikäluokat, seuranta-ajan ollut saatavilla, joten arvioimme kykyä CCP pisteet erottamaan ei-progressors (NP) ja progressors (P), kuten on kuvattu materiaalit ja menetelmät. Vuonna Dyrskjot kohortti, Kaplan-Meier (KM) käyrät ilman taudin etenemistä (PFS) tuli potilaille, joilla CCP tulokset alemmalla (vihreä), keskimmäinen (sininen), ja ylempi (punainen) 33% ja log rank P-arvo jatkuvan CCP pisteet raportoidaan. B, ennusteen arvioinnissa CCP pisteet hengissä virtsarakon syöpään. KM käyrät muodostettiin vuonna (A) yleiseen eloonjäämiseen (OS) on Blaveri (N = 74) kohortti ja tautispesifisten eloonjäämisen (DSS) on CNUH (N = 165), Dyrskjot (N = 366), Lindgren (N = 142), ja MSKCC (N = 87) ikäryhmät. C, ennusteen arvioinnissa CCP pisteet hengissä keuhkoadenokarsinooma. KM dikäyrät OS tai toistumisen-elinaika (RFS) CAN /DF (N = 82), MSK (N = 104), Son (N = 62), Takeuchi (N = 90), ja Tomida (N = 117) ikäryhmät. Lyhenteet: HR, riskisuhde, joka vastaa 1-yksikkö kasvu CCP pisteet.

Seuraava arvioida, onko CCP pisteet edistää itsenäistä ennustetekijöiden tietoa. Suoritimme Monimuuttuja-analyysissä ja sisällyttää kliinisesti relevanttien muuttujien kuten ikä, sukupuoli, ja arvosana BL ja LUAD kohortteja missä CCP tilanne oli ennustetekijöitä vuonna yksiulotteista analyyseissä. Kunkin kohortin kehitimme paras monimuuttuja malli (ts

lopullinen malli

) kautta eteenpäin askelittain valikoiman informatiivinen muuttujien (P 0,05). Tällainen malli valitsee tiivis, ”optimaalinen” muuttujia ja voivat valita CCP pisteet tavallisia kliinisiä muuttujia. Koska kliiniset muuttujat ovat helposti saatavilla tämän

lopullinen malli

ehkä ole kustannustehokasta tällä hetkellä, mutta se voi olla niin olosuhteissa, joissa syöpiä ovat lavastettuja ja porrastettu niiden molekyylitason patologian. Lopuksi arvioitiin jos CCP pisteet kasvatti ennustetekijöiden arvo

paras käytettävissä

malli, joka sisälsi kliinisiä muuttujia, jotka ovat helposti saatavilla nykyiset asetukset. Tällainen kasvu viittaa siihen, että CCP pisteet on kliinistä hyötyä. Lisätietoja menetelmistä, katso tukeminen materiaalit ja menetelmät File S1.

CCP pisteet valittiin

lopullinen malli

kaikissa BL ikäluokat kun etenemiseen oli päätepiste (taulukko 1, taulukko S6 File S4), ja se oli ainoa merkittävä muuttuja monimuuttujamenetelmin. Kun selviytyminen oli päätepiste, KKP tilanne oli kaikkein johdonmukaisesti merkittävä muuttuja monimuuttujamenetelmin (P 0,05), yhdessä vaiheessa, jotka olivat kukin merkittävästi kolmessa ikäryhmät. CCP pisteet valittiin

lopullinen malli

kahdessa näistä ikäryhmät (taulukko 1, taulukko S7 File S4). Potilailla, joilla LUAD, CCP tilanne oli kaikkein johdonmukaisesti merkittävä muuttuja Monimuuttuja-analyysissä ja myös useimmin valittu muuttuja

lopullinen malli

(taulukko 2, Taulukko S8 File S4).

paras käytettävissä

malleja, lisäämällä CCP pisteet johti kasvuun ennustetekijöitä kyky (P 0,05) kahdessa BL, yksi BL, ja kolme LUAD ikäluokat kun etenemistä, selviytyminen ja selviytyminen olivat päätepisteitä vastaavasti (taulukot S9-S10 File S5). Nämä tulokset viittaavat siihen, että CCP pisteet voivat olla parempia kuin normaali kliinisiä muuttujia sekä BL ja LUAD syöpien ja että CCP pisteet voivat olla välittömiä kliinistä hyötyä ennustamiseen etenemisen BL potilaiden ja selviytymisen LUAD potilailla. Lisätietoja katso tukeminen Tulos ja keskustelu File S1. Yhdenmukainen geeni asettaa rikastamiseen analyysi edellä, CCP tilanne oli ei ennustetekijöiden potilailla, joilla on levyepiteelikarsinooma kasvaimia (LUSC ja HNSCC) (kuva S2).

Prognostiset allekirjoitusta virtsarakon ja keuhkosyöpä riippuvat solusyklin liittyviä geenejä

Koska moduulit johdonmukaisimmin liittyy etenemisen BL potilaiden ja selviytymisen LUAD potilasta solusyklin liittyvät (kuva 2 ja kuva S1), me arveltu, että suorituskyky aiemmin määritellyn BL etenemistä ja LUAD eloonjääminen allekirjoitukset olisivat riippuvaisia ​​solusyklin liittyviä geenejä. BL selviytyminen allekirjoituksia ei tutkittu, koska edellinen tutkimus osoitti, että niiden suorituskyky oli huono itsenäinen aineistot [18]. Testasimme hypoteesia julkaistuihin geeni allekirjoituksia oikaisun lähestymistapaa (lisätietoja tukeminen Materiaalit ja menetelmät File S1), joka vaimentaa ennustava kyky allekirjoituksen geenejä, jotka korreloivat CCP pisteet [19].

Jokaisessa aineisto, ekspressiotasot allekirjoituksesta geenien oikaistiin CCP pisteet tai vakiotermi käsittää ”negatiivisen kontrollin” (ks tukeminen Materiaalit ja menetelmät File S1 lisätietoja) ja arvioitiin etenemisen BL kohortteja ja selviytymistä LUAD ikäryhmät. Lämpökarttana kertoo kunkin allekirjoituksen ennusteen arvioinnissa ja onko sen ennustavan kyky menetetään, kun oikaistaan ​​CCP pisteet (kuva 4). Yleensä allekirjoitukset menettäneet ennustava kyky seuraava CCP pisteet säätö. Erityisesti virtsarakon allekirjoitukset menettäneet ennustava kyky kaikki riippumattomat väestöotoksessa vaikka keuhko allekirjoitukset, jotka olivat ennaltaehkäiseviä in 2 ikäluokat menettäneet ennustava kyky 83% ikäluokat olivat ennustavan vuonna keskimäärin. Tarkempia tietoja tukeminen Tulokset ja keskustelu File S1.

Ilmaisu arvot prognoosi- allekirjoituksen geenien oikaistiin CCP pisteet tai jatkuva (negatiivinen kontrolli), kuten on kuvattu tukeminen Materiaalit ja menetelmät File S1. A, heatmap osoittaa vaikutus CCP pisteet oikaisu ennustavaa kykyä kunkin allekirjoituksen (rivit) kussakin kohortin (sarakkeet). Allekirjoitukset joko menettävät ennakoivaa kykynsä seuraavat säätö (P 0,05 kontrolliryhmässä, mutta P 0,05 KKP-oikaistu kohortti, sininen laatikko); pysyvät ennustetekijöitä jälkeen säätö (P 0,05 sekä ohjaus- ja CCP-oikaistu ikäluokat, vihreä laatikko); tai ne eivät olleet ennustetekijöiden kummassakaan tapauksessa (P 0,05 molemmissa ryhmissä, valkoinen laatikko). B, pinottu pylväsdiagrammi on yhteenveto ennusteen arvioinnissa kunkin allekirjoituksen kuvattuihin luokkiin (A). Menetys ennustava kyky lasketaan prosentteina allekirjoituksia menettävät ennustava kyky seuraava säätö (siniset laatikot) suhteessa kokonaismäärään kontrolli kohortit allekirjoituksen on ennustetekijöiden in (sininen + vihreä ruutuun). C-D, oikaisu johtaa keuhkoadenokarsinooma ikäluokat, samassa muodossa kuin A-B.

Ulkoinen validointi hienostunut solukierron ilmaisun allekirjoitukset ihmisen eturauhassyövän

Koska CCP allekirjoitus geenit korreloi [16] ja mitata sama biologinen prosessi, me arveltu, että pienempi geeni allekirjoitus suorittaisi verrattain täyteen 31 geeniä allekirjoitus. Ensin tunnettu tärkeyttä allekirjoituksen koko toistuvien satunnaisotannalla CCP geenien tuottaa geeni allekirjoitukset erikokoisia ja arvioi niiden ennusteen arvioinnissa BL ja LUAD ikäryhmät. Huomasimme, että ennusteita CCP pistemäärä riippuu allekirjoitusta kokoa eikä välttämättä geeni koostumus, ja että 10-15 geenit ovat riittää ylläpitämään ennustetekijöitä valtaa koko allekirjoituksen (kuviot S3, S4) (ks tukeminen Tulokset ja keskustelu File S1 lisätietoja). Itsenäisesti vahvistaa tämän toteamuksen ja arvioida pienempiä puhdistettu allekirjoitusta analysoimme 4 ”vahva” allekirjoitukset (CCP-4, -7, -10, ja -12) (taulukko S12 File S8), joka sisältää geenit ennustavia lopputuloksen useita ikäluokat ( katso tukeminen Materiaalit ja menetelmät File S1 lisätietoja).

KKP-4, -7, -10, ja -12 allekirjoitukset toimitettiin Myriad Genetics (Salt Lake City, UT) ja ”sokeita” arviointi eli ilman osoitus hypoteesi suhteesta allekirjoitus koon ja ennusteen arvioinnissa. Ennustavan kyky allekirjoituksen pistemäärät biokemiallisten uusiutuminen eturauhassyövässä arvioitiin 353 potilailla, jotka saavat eturauhasen [17], jossa geenien ilmentyminen mitattiin kvantitatiivisen RT-PCR (katso tukeminen Materiaalit ja menetelmät File S1). Kaikki tulokset olivat ennustava (P 0,05) yhden ja usean analyysejä johon kuului CAPRA-S [20], mitta kliininen riski osuus ennen leikkausta PSA, patologisen Gleason pisteet, kirurgiset marginaalit, kapselin ulkopuoliseen laajennus, rakkularauhanen invaasio ja imusolmuke hyökkäystä. Yleensä riskisuhteita lisääntynyt ja p-arvot laskivat yhä geenin numero (taulukko 3). Hienostunut allekirjoitus tulokset analysoitiin sitten Monimuuttuja-analyysissä testaus onko koko allekirjoitus lisätään ennustearvo malliin, joka myös CAPRA-S. Täydellinen allekirjoitus lisätään merkittävästi ennustearvo (P 0,05) CCP-4, CCP-7, ja CCP-10 malleja, mutta ei CCP-12 malli, jossa määritellään tämä allekirjoitus (BIRC5, BUB1B, CDC20, CDCA8, CENPF , FOXM1, KIF11, NUSAP1, PTTG1, TK1, TOP2A) riittävänä.

Lopuksi arvioitiin CCP-12 allekirjoitusta ylimääräinen kohortin koostuu 88 potilailla, joilla on keuhkojen adenokarsinooma seka alatyyppejä. Geeniekspressioprofiilien näille potilaille oli saatu RNA sekvensointi (RNASeq) ja ladata Cancer Genome Atlas (TCGA) (https://cancergenome.nih.gov). CCP pisteet laskettiin ennen (keskimääräinen rivi-normalisoitu ilmentymistä 12 CCP geenit) käyttämällä normalisoitua RNA laskee (RNAseq by Odotus-maksimointi, [21]) saatavissa TCGA. Kuva. 5 osoittaa, että CCP-12 merkitsevästi ennustaa OS näillä potilailla (HR = 1,95, P = 0,023), mikä vahvistaa ennakoivaa kykyä CCP-12 ulkoisessa kohortin ja osoittaa, että CCP pisteet on vankka useiden geenien ilmentymisen profilointi tekniikoita (microarray ja RNAseq).

Prognostic arvo hienostunut 12-geenin solusyklin lisääntymistä (CCP-12) pisteet keuhkoadenokarsinooma potilaalla on geeniekspressioprofilointi by RNASeq näkyy. Kaplan-Meier (KM) -käyrät kokonaiseloonjäämiselle (OS) tuli potilaille (N = 88) CCP-12 tulokset alemmalla (vihreä), keskimmäinen (sininen), ja ylempi (punainen) 33% ja log rank P-arvo jatkuvan CCP-12 pisteet on raportoitu. Lyhenteet: HR, riskisuhde, joka vastaa 1-yksikkö kasvu CCP-12 pisteet.

Keskustelu

Teimme geeniperimä rikastaminen analyysi geeniekspressioprofiilien potilailla neljän tupakkaan liittyviin syöpien ja tunnistettu solusyklin kuin toimintaprosessia johdonmukaisimmin liittyy potilaiden hoitotuloksiin kasvaimissa kuin levyepiteelikarsinooma histologialtaan. Poikkeava solujen lisääntyminen on tunnusomaista syöpään [22] ja lisääntyneen ilmentymisen solusyklin geenien löytyy useita kasvaintyypeissä [23], mukaan lukien ne, jotka eivät syy-yhteydessä tupakoinnin kuten rinta- [19] ja eturauhassyövän [16], [17 ]. On kuitenkin mielenkiintoista huomata, että tupakoitsijat, joilla on eturauhasen syöpä on lisääntynyt riski uusiutumisen ja kuolleisuutta [24]. Yllättäen solusyklin liittyvät geenit eivät olleet ennustetekijöiden tupakkaan liittyvien kasvainten levyepiteelikarsinooma histologia. Kuitenkin toteamme nämä ikäryhmät olivat suhteellisen harvat potilaat ( 85), joka voi estänyt tunnistamista toiminnallisten liittyviä prosesseja tulokseen näissä kasvaintyypeissä

Tuloksemme sisältää tärkeitä oivalluksia pidemmälle tunnistamiseen tietyn prognostisen allekirjoitus (CCP-12). Ensinnäkin se viittaa siihen, että BL ja LUAD syöpiä, prognostisia biomarkkerit eivät vahvista useille ikäluokat elleivät ne ole (suoraan tai epäsuorasti) liittyvät solusyklin (kuva 4). Toiseksi, meidän toteamisesta geeniekspressiota allekirjoitukset voisi ennustaa selviytymisen useita virtsarakon syövän ikäluokat oli odottamatonta, koska äskettäin validointi tutkimuksessa todettiin, että useita allekirjoituksia [25], [26] peräisin aineistot tutkitaan here (Blaveri, MSKCC) oli huono ennustava kyky [18 ]. Kolmanneksi, meidän tiedot osoittavat ensimmäistä kertaa, että vankka selviytyminen geeniekspressiota allekirjoitukset olemassa virtsarakon syövän, mutta vain silloin, kun määritellään perustuen funktionaalinen geeni moduuleja. Jos käytetään muissa elimissä, tämä käsite voi johtaa vahvojen allekirjoitukset, jotka ovat todennäköisemmin päästä kliinisessä työssä.

Työmme käsitellään myös tärkeä, mutta harvoin käsitelty kysymys biologisten merkkiaineiden kehitystyöhön, vaikutus allekirjoituksen koko ennakoivaan kyky. Kustannustehokkuutta ja toteutettavuuden arvioimiseksi useiden geenien pieneen määrään biopsiakudoksesta punnita suhteessa tarpeeseen riittävän suuri allekirjoitukset ratkaista teknisiä vaihtelevuus määrityksen ja biologisen vaihtelevuuden kasvaimen näytteestä heterogeenisyys. Tuloksemme osoittavat ennustetekijöiden suorituskykyä solusyklin geenien tasankoja 10-15. Sen sijaan, Haibe-Kains

et. al

. totesi, että rintasyövän ennustetekijöiden arvo AURKA ilmentyminen oli verrattavissa multi-geenin malleja. AURKA on yksi solusyklin geenit tarkastelimme mutta ei ollut niin vahvaa kuin CCP pisteet, joka ennustava (P 0,05) vain 5/13 BL ja LUAD kohortteja (kuva S5). Yleensä redundanssin saatu useita geenejä voi voittaa vaihteleva laatu RNA on johdettu kiinteästä kudoksesta, joka voi aiheuttaa yksittäisten geeni määritykset epäonnistuvat, jolloin varmistetaan kestävä analyysituloksista. Vaikka olemme huomanneet, että CCP-12 ennustettu tulos riippumattomalla kohortin lisätoimia kuten määritellään kynnysarvot, erottavat potilaita korkean ja matalan riskin ryhmiin ja mahdollisille arvioinnin riippumaton ikäluokat käytetään ennalta määriteltyjä päätepisteet tarvitaan ennen tämän paneeli on valmis kliiniseen käyttöön.

tukeminen Information

Tiedosto S1.

tukimateriaalin, Tulokset ja keskustelu.

doi: 10,1371 /journal.pone.0085249.s001

(DOCX)

Tiedoston S2.

Yhteenveto virtsarakon syöpä (taulukko S1), keuhkon adenokarsinooma (taulukko S2), keuhkojen okasolusyöpä (taulukko S3), ja pään ja kaulan okasolusyöpä (taulukko S4) potilasaineistoihin.

doi: 10,1371 /journal .pone.0085249.s002

(PDF)

Tiedosto S3.

Sweave dokumentti sisältää näytteen

R

koodin ja ulostulo.

doi: 10,1371 /journal.pone.0085249.s003

(PDF)

Tiedoston S4.

monimuuttuja analyysit etenemistä virtsarakon syöpä (taulukko S6), selviytyminen virtsarakon syöpä (taulukko S7), ja selviytyminen keuhkoadenokarsinooma (taulukko S8).

doi: 10,1371 /journal.pone.0085249.s004

(PDF)

Tiedosto S5.

vertailu prognoosi- voiman CCP pisteet ja paras saatavilla kliinistä muuttujat virtsarakon (taulukko S9) ja keuhkon adenokarsinooma (taulukko S10).

doi: 10,1371 /journal.pone.0085249.s005

(PDF)

Tiedosto S6.

Prognostiset moduulit liittyy tulos tupakkaan liittyvien syöpien (taulukko S5) (Excel XLSX tiedosto). Kussakin kohortin yliedustettuina Gene ontologia (GO) ehdot ja Kegg polkuja tunnistettiin luetteloista geenien merkittävästi ennakoivaa taudin lopputuloksen (etenemisen BL potilaiden ja hengissä BL, LUAD, LUSC, ja HNSCC potilaat, P 0,01) käyttäen David geeni merkintä rikastamiseen analyysi toolkit. Johdonmukaisesti ennustetekijöiden moduulit tunnistettiin ranking kaikki moduulit ensin useissa ikäluokat, joilla on merkittäviä tuloksia (FDR 20%) ja sitten keskimääräinen p-arvo. Ei ollut merkittävästi yliedustettuina ennustetekijöiden moduulien HNSCC potilasaineistoihin at FDR 20%.

Doi: 10,1371 /journal.pone.0085249.s006

(XLS)

Tiedoston S7.

Prognostiset virtsarakon etenemistä ja keuhkojen adenokarsinooma selviytymisen geeni allekirjoitukset tasoittamiseen käytettävä analyysi (taulukko S11) (Excel XLSX tiedosto).

doi: 10,1371 /journal.pone.0085249.s007

(XLS) B Tiedoston S8.

CCP geenit viidessä puhdistettu allekirjoituksia (taulukko S12). Allekirjoitukset on merkitty useissa CCP geenejä.

Doi: 10,1371 /journal.pone.0085249.s008

(DOCX)

Tiedoston S9.

Prognostiset moduulit liittyy virtsarakon etenemiseen ja keuhkoadenokarsinooma eloonjäämisen allekirjoituksia (taulukko S13) (Excel XLSX tiedosto). Yliedustettuina Gene ontologia (GO) ehdot ja Kegg reittejä tunnistettiin kustakin allekirjoitusta käyttäen DAVID geeniä merkintä rikastamiseen analyysi Toolkit. Moduulit ovat sijoittui ensimmäiseksi useissa allekirjoituksia merkittäviä tuloksia (FDR 20%) ja sitten keskimääräinen p-arvo.

Doi: 10,1371 /journal.pone.0085249.s009

(XLSX) B Kuva S1.

Prognostiset moduulit etenemiseen liittyvä virtsarakon syöpään. Kussakin kohortin yliedustettuina Gene ontologia (GO) ehdot ja Kegg polkuja tunnistettiin luetteloista geenien merkittävästi ennakoivaa etenemistä (P 0,01) käyttäen DAVID geeniä merkintä rikastamiseen analyysi Toolkit. Johdonmukaisesti ennustetekijöiden moduulit tunnistettiin ranking kaikki moduulit ensin useissa ikäluokat, joilla on merkittäviä tuloksia (FDR 20%) ja sitten keskimääräinen p-arvo. Jokainen alakuviossa kuuluu kymmenen moduuleja: kaikkein johdonmukaisesti ennustetekijöiden moduulien ja ”top hitti” kunkin kohortin, on merkitty tähdellä (*), joka on määritelty moduulin alimman vääriä löytö määrä (FDR), että kohortin että on FDR 20% useita ikäryhmät. A yliedustettuina GO liittyvät termit etenemistä virtsarakon syöpä. B, yliedustettuina Kegg etenemiseen liittyvien virtsarakon syöpään.

Doi: 10,1371 /journal.pone.0085249.s010

(TIF) B Kuva S2.

Prognostiset arvo CCP pisteet levyepiteelisyöpä keuhkosyövässä ja pään ja kaulan okasolusyöpää. A ennusteen arvioinnissa CCP pisteet levyepiteelisyövän keuhkosyövän (SCLC). Kaplan-Meier (KM) dikäyrät kokonaiseloonjäämiselle (OS) on Bild (N = 53) ja Takeuchi (N = 35) kohortteja ja uusiutumisen-elinaika (RFS) Pojassa (N = 76) kohortti.