基于基因表达谱分析的胃癌诊断及预后相关长链非编码RNA谱识别及鉴定

目的：筛选可靠的胃癌诊断及预后相关长链非编码RNA(lncRNA)谱，建立基于lncRNA谱的胃癌预后风险评分系统。方法：下载4个已发表的胃癌cDNA芯片数据集，对训练集GSE63089采用6种不同分类器筛选得到胃癌相关lncRNA谱，十字交叉验证及ROC曲线评估其诊断价值。在测试集(GSE27342， GSE38749和GSE50710)中验证模型的稳定性。经随机森林算法进一步筛选得到胃癌预后相关lncRNA，基于此建立胃癌风险评分，进而与性别、年龄等参数行单因素及多因素Cox回归。GSEA分析揭示胃癌预后相关lncRNA 的生物学功能。最后，通过7株胃癌细胞株、胃上皮永生化细胞株GES-1及30对胃癌组织以qRT-PCR法检测胃癌预后相关lncRNA在体内外的表达水平及对胃癌的诊断能力。结果：经训练集GSE63089筛选，得到35个具诊断胃癌价值的lncRNA；十字交叉验证显示6种分类器基于35个lncRNA诊断胃癌的准确率分别为90%、87%、89%、88%、89%和92%；3种线性分类器(CC、DLDA和SVM)ROC曲线的AUC分别为0.957，0.961和0.986。验证集中诊断胃癌的准确率同样可达70~100%，证明模型的稳定性。随机森林算法进一步筛选出5个与胃癌预后相关的lncRNA(AK001094、AK024171、AK093735、BC003519和NR_003573)，基于其表达值建立胃癌预后风险评分。该评分系统对预后判断的AUC值为0.732；单因素及多因素分析发现，风险评分是胃癌预后的独立风险因素[单因素分析，HR =2.718，95% CI,1.452~5.090]；多因素分析，HR =5.249，95% CI,1.718-16.034]。GSEA分析显示，5个lncRNA主要参与细胞粘附等信号通路。体内外实验验证发现，AK093735、BC003519及NR_003573在胃癌中表达上调(P<0.05)，而AK001094、AK024171则表达下调(P<0.05)，与芯片结果一致；5个lncRNA诊断胃癌的AUC值分别为0.693、0.745、0.896、0.769和0.845，5者联合诊断的AUC值为0.958。结论：LncRNA谱可以作为胃癌诊断及预后的可靠标志物，但其具体生物学机制尚待进一步研究证实。