本發(fā)明屬于腎癌生存預(yù)后，具體是基于機(jī)器學(xué)習(xí)組合構(gòu)建細(xì)胞死亡-免疫特征的腎癌生存預(yù)后模型及小分子藥物篩選方法。

背景技術(shù)：

1、腎癌是全球發(fā)病率最高的惡性腫瘤之一，其發(fā)病率和死亡率穩(wěn)步上升。在所有腎癌病例中，腎細(xì)胞癌占據(jù)高達(dá)90％，而其中透明細(xì)胞腎癌(kirc)占70％。kirc的預(yù)后通常較為嚴(yán)峻，對(duì)于那些接受了手術(shù)治療的患者來說，復(fù)發(fā)率也高達(dá)30％，局部腎細(xì)胞癌手術(shù)后的輔助治療一直是一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的研究領(lǐng)域，成功率有限。

2、泌尿系統(tǒng)和生殖系統(tǒng)的惡性腫瘤，包括前列腺癌和膀胱癌，傳統(tǒng)上主要通過放射治療和化學(xué)治療進(jìn)行干預(yù)。然而，kirc由于其對(duì)常規(guī)化療藥物的抗性而顯得與眾不同。kirc是高度免疫浸潤(rùn)的癌癥之一，對(duì)傳統(tǒng)的放化療表現(xiàn)出較低的敏感性，而免疫療法雖在部分患者中有效，但普適性有限。研究揭示，程序性細(xì)胞死亡(pcd)能夠通過調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞的活性，參與到抗腫瘤免疫反應(yīng)的調(diào)控之中。

3、在tme中，免疫細(xì)胞在腫瘤生長(zhǎng)、侵襲、遷移和調(diào)節(jié)抗癌免疫中起著關(guān)鍵作用。在這種情況下，免疫療法成為其治療策略中一個(gè)至關(guān)重要的組成部分。然而免疫療法以及免疫檢查點(diǎn)抑制劑的聯(lián)合應(yīng)用，僅在部分患者群體中顯現(xiàn)出積極效果?，F(xiàn)有研究認(rèn)為，患者對(duì)免疫治療反應(yīng)的差異可能與腫瘤的免疫逃逸機(jī)制相關(guān)，這導(dǎo)致某些患者無法從免疫檢查點(diǎn)阻斷治療中獲益。因此，深入研究腫瘤免疫逃逸機(jī)制對(duì)于開發(fā)更有效的治療策略至關(guān)重要。

4、pcd是一種有序的細(xì)胞自我毀滅過程，它在遺傳層面受到精密調(diào)控，通過一系列特定的分子機(jī)制執(zhí)行細(xì)胞的內(nèi)部清潔任務(wù)，清除那些受損或不再需要的細(xì)胞，以維護(hù)組織的健康和功能。pcd涵蓋了一系列不同的細(xì)胞死亡途徑，包括apoptosis,pyroptosis,ferroptosis,autophagy,necroptosis,cuproptosis,parthanatos,entoticcelldeath,netot?iccelldeath,lysosome-dependent?cell?death(ldcd),alkaliptosis,oxeiptosis,netosis,immunogenic?cell?death,anoikis,paraptosis,methuosis,entosis。

5、pcd在維持正常機(jī)體活動(dòng)和人體健康中發(fā)揮著非常關(guān)鍵的作用。值得注意的是，pcd在癌癥的發(fā)展過程中也扮演著重要角色。研究表明pcd可以調(diào)節(jié)效應(yīng)免疫細(xì)胞或調(diào)節(jié)性免疫細(xì)胞的富集，從而參與調(diào)節(jié)tme的抗腫瘤免疫。現(xiàn)有研究指出，pcd與kirc免疫治療反應(yīng)及耐受性之間存在復(fù)雜關(guān)聯(lián)。例如，在kirc中，與銅死亡相關(guān)的預(yù)后風(fēng)險(xiǎn)模型揭示了高風(fēng)險(xiǎn)組患者對(duì)免疫治療更為敏感。此外，基于五個(gè)與免疫原性細(xì)胞死亡相關(guān)基因構(gòu)建的預(yù)后風(fēng)險(xiǎn)模型，不僅能夠映射kirc患者的腫瘤免疫微環(huán)境，而且有助于推動(dòng)個(gè)體化治療的實(shí)施，并為免疫治療提供了潛在的新靶點(diǎn)。這些發(fā)現(xiàn)強(qiáng)調(diào)了針對(duì)pcd的干預(yù)策略在kirc免疫治療中的重要性。盡管如此，目前對(duì)于pcd在kirc患者免疫治療反應(yīng)性方面的全面研究仍然不足。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明目的是提供一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)組合構(gòu)建細(xì)胞死亡-免疫特征的腎癌生存預(yù)后模型及小分子藥物篩選方法，通過構(gòu)建出的細(xì)胞死亡-免疫特征的腎癌生存預(yù)后模型對(duì)kirc患者進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估后，將kirc患者區(qū)分為低風(fēng)險(xiǎn)組和高風(fēng)險(xiǎn)組，并用sb505124、carnosol和protac作為免疫治療劑用于治療kirc預(yù)后高風(fēng)險(xiǎn)組的治療上，可針對(duì)性地為kirc患者提供個(gè)性化的治療方式。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下的技術(shù)方案：

3、一種用于kirc患者的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型，基于anoikis和ldcd模式的基因表達(dá)數(shù)據(jù)，利用c-index和roc曲線評(píng)估模型的預(yù)測(cè)效能，通過列線圖結(jié)合臨床因素進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。

4、所述用于kirc患者的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型的構(gòu)建方法，包括以下步驟：

5、(1)收集kirc患者的臨床病理信息和基因表達(dá)數(shù)據(jù)：收集18種程序性細(xì)胞死亡模式及其關(guān)鍵調(diào)控基因；從tcga數(shù)據(jù)庫(kù)下載了tcga-kirc隊(duì)列數(shù)據(jù)以及rna測(cè)序數(shù)據(jù)；從geo數(shù)據(jù)庫(kù)收集kirc隊(duì)列的臨床病理信息和微陣列表達(dá)分析數(shù)據(jù)；

6、(2)鑒定kirc的差異基因：使用“edger”包篩選差異表達(dá)基因，標(biāo)準(zhǔn)為調(diào)整后的p值<0.05和|log2fc|>1；

7、(3)基于機(jī)器學(xué)習(xí)的綜合方法構(gòu)建預(yù)后模型：

8、使用多種算法組合和留一法交叉驗(yàn)證在tcga-kirc隊(duì)列中構(gòu)建risk?score模型，使用gse22541進(jìn)行交叉驗(yàn)證；計(jì)算每個(gè)模型的harrell一致性指數(shù)c-index，選取平均c-index或測(cè)試集c-index＞0.7；進(jìn)一步通過計(jì)算roc曲線下面積，我們?cè)u(píng)估了pcd在隊(duì)列中的診斷效能；

9、(4)為驗(yàn)證不同pcd模式作為kirc患者獨(dú)立預(yù)后指標(biāo)的價(jià)值，進(jìn)行了單變量和多變量cox回歸分析；基于tcga-kirc隊(duì)列和gse22541隊(duì)列，使用r包“rms”和“replot”繪制預(yù)后列線圖，依據(jù)預(yù)后列線圖構(gòu)建所述用于kirc患者的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型。

10、所述的機(jī)器學(xué)習(xí)算法包括但不限于隨機(jī)生存森林、彈性網(wǎng)絡(luò)、lasso、ridge、逐步cox、coxboost、偏最小二乘回歸、監(jiān)督主成分、廣義增強(qiáng)回歸建模和生存支持向量機(jī)。

11、一種用于評(píng)估腎透明細(xì)胞癌患者免疫治療反應(yīng)性的方法，采用權(quán)利要求1所述用于kirc患者的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型或所述用于kirc患者的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型的構(gòu)建方法構(gòu)建出的模型，具體包括以下步驟：

12、(1)收集kirc患者的臨床病理信息和基因表達(dá)數(shù)據(jù)；

13、(2)將收集到的臨床病理信息和基因表達(dá)數(shù)據(jù)輸入到所述用于kirc患者的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型中，通過所述用于kirc患者的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型進(jìn)行打分；

14、(3)根據(jù)所述用于kirc患者的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型的打分結(jié)果，評(píng)估患者的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。

15、hmox1、pik3cg、tfh、hla-e用于kirc的生物標(biāo)志物的應(yīng)用。

16、一種用于kirc患者預(yù)后監(jiān)測(cè)的生物標(biāo)志物組合，包括hmox1、pik3cg、tfh細(xì)胞浸潤(rùn)水平和hla-e表達(dá)水平。

17、sb505124、carnosol、protac作為免疫治療劑在制備治療kirc藥物上的應(yīng)用。

18、一種用于治療kirc的藥物組合，包括：tgf-βi型受體抑制劑、增強(qiáng)hmox1表達(dá)的化合物以及特異性降解pik3cg的化合物。

19、本發(fā)明獲得的有益效果是：

20、本發(fā)明首次對(duì)kirc中的18種pcd類型及其相關(guān)基因進(jìn)行了深入探索。構(gòu)建了一個(gè)精準(zhǔn)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型，識(shí)別出與kirc患者預(yù)后緊密相關(guān)的anoikis和ldcd兩種pcd模式，高風(fēng)險(xiǎn)組患者預(yù)后不良。免疫細(xì)胞分析顯示tfh在兩種pcd模式中表達(dá)上調(diào)。免疫檢查點(diǎn)分析揭示hla-e在兩種模式中表達(dá)增強(qiáng)。anoikis模式中ttn和muc16基因突變頻發(fā)，而ldcd模式中雖高風(fēng)險(xiǎn)組突變率較高，但腫瘤突變負(fù)荷無顯著差異。gsea分析顯示anoikis高風(fēng)險(xiǎn)組primary?immunodeficiency通路顯著富集，ldcd模式下高風(fēng)險(xiǎn)組在spliceosomal?tri-snrnp?complex?assembly通路顯著富集。藥物敏感性分析顯示sb505124對(duì)兩種pcd模式均表現(xiàn)出敏感性。hmox1和pik3cg被鑒定為兩種關(guān)鍵pcd模式共有的基因，分子對(duì)接分析驗(yàn)證了carnosol與hmox1，protac與pik3cg之間的穩(wěn)定結(jié)合。

21、揭示了anoikis與ldcd可通過增強(qiáng)hmox1和pik3cg的表達(dá)，協(xié)同調(diào)控tfh細(xì)胞浸潤(rùn)及免疫檢查點(diǎn)hla-e的表達(dá)水平，削弱kirc患者的免疫應(yīng)答效應(yīng)。此外，sb505124、carnosol和protac作為潛在的免疫治療劑顯示出重要潛力，為kirc的個(gè)體化治療提供了新的策略和方向。

22、通過大規(guī)模數(shù)據(jù)的詳盡分析，我們建立了pcd與腫瘤患者預(yù)后、免疫治療反應(yīng)和靶向藥物篩選之間的強(qiáng)關(guān)聯(lián)。這一突破性發(fā)現(xiàn)不僅為理解kirc的復(fù)雜生物學(xué)特性提供了全新的視角，而且為開發(fā)新的治療策略和生物標(biāo)志物奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。