[发明专利]一种预测胶质母细胞瘤免疫微环境、预后及治疗敏感性的基因集及系统和方法

说明书

一种预测胶质母细胞瘤免疫微环境、预后及治疗敏感性的基因集及系统和方法，属于生物医学专业领域。首次在胶质母细胞瘤中建立了T细胞活化相关的基因集和标准风险评分公式，根据标准风险评分公式建立了一种预测胶质母细胞瘤免疫微环境、预后的系统，可以很好的评价GBM患者的预后及免疫微环境。该系统的建立可以对患者的生存时间进行预测，并且在其他数据库中得到了很好的验证，具有临床转化价值。进一步根据T细胞活化相关风险评分和T细胞启动活化评分建立胶质母细胞瘤的免疫治疗评分IS计算公式，根据免疫治疗评分IS建立一种预测胶质母细胞瘤治疗敏感性的系统，可以很好的预测GBM患者免疫治疗的效果，结果在多个数据库中得到稳定验证。

技术领域

本发明属于生物医学专业领域，具体涉及一种预测胶质母细胞瘤免疫微环境、预后及治疗敏感性的基因集及系统和方法。

背景技术

胶质瘤是原发性CNS肿瘤中最常见的恶性肿瘤，按其病理学分类可以分为低级别胶质瘤（LGG，WHO II-III级）和高级别胶质瘤（GBM，WHO IV级）。其中胶质母细胞瘤恶性程度最高，预后最差，具有进展迅速、肿瘤增殖侵袭能力强、易复发的特点。即使患者手术并辅助以标准放化疗，其中位生存期也仅约为14个月。由于肿瘤的发生，肿瘤组织分泌的趋化因子，以及肿瘤组织中血管生成，肿瘤发生破坏血脑屏障等原因，使得胶质瘤中出现了大量的免疫细胞。而这些浸润到肿瘤组织中的免疫细胞，大部分都丧失其原有的肿瘤杀伤功能，甚至高表达抑制性免疫检查点来抑制免疫细胞对于肿瘤细胞的杀伤。

不同级别胶质瘤患者之间，同一级别不同胶质瘤患者之间，免疫微环境都存在明显异质性，而针对肿瘤微环境的研究是肿瘤个体化治疗的关键。虽然脑内的主要免疫细胞是巨噬细胞以及小胶质细胞，但是越来越多的研究表明T细胞与胶质瘤的发展存在着密切的联系。T细胞作为重要的免疫细胞主要参与适应性免疫反应，不同亚型的T细胞在胶质瘤中具有不同的作用，例如T-reg细胞以及Th2细胞等被认为是抑制抗肿瘤免疫的细胞，而CD8+T细胞、CD4+T细胞是具有细胞毒性的抗肿瘤免疫细胞。事实上，胶质瘤中往往越复杂的免疫微环境预示着更加不良的预后，即便是肿瘤杀伤性T细胞，其免疫功能也可能受到抑制而不具备肿瘤杀伤功能。

近年来以抗PD1、PD-L1、CTLA4等免疫检查点阻断为治疗靶点的研究不断增多，并且在黑色素瘤、乳腺癌、膀胱癌等一些肿瘤中取得了显著的效果。但由于在GBM中的免疫治疗效果并不明确，且其毒性作用对于大脑的损伤，使得GBM免疫治疗研究受到限制，大多数研究只能局限在基础层面上，因此无法得到大规模的GBM患者的免疫治疗数据。T细胞活化与胶质瘤的肿瘤微环境、免疫治疗、预后有着很密切的联系。很多针对如何激活T细胞杀伤肿瘤功能，以及探究肿瘤中T细胞免疫抑制原因的研究正在开展。但目前GBM中的T细胞整体活化情况与预后，免疫微环境以及免疫治疗敏感性尚不明确。

发明内容

鉴于现有技术存在的缺陷，本发明主要提供了一种预测胶质母细胞瘤免疫微环境、预后及治疗敏感性的基因集及系统和方法。通过计算T细胞活化风险评分作为一个独立的不良预后风险因素，能够很好的评价GBM患者的预后。联合风险评分与T细胞启动活化评分得到的免疫治疗评分，可以评价GBM患者免疫治疗的敏感性，为GBM患者免疫治疗提供了辅助性判断工具。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种预测胶质母细胞瘤免疫微环境、预后及治疗敏感性的基因集，所述基因集包括CD276、IL-15、SLC11A1、TNFSF4 和TREML2共5个基因。

一种预测胶质母细胞瘤免疫微环境、预后的系统，所述系统包括输入模块、分析模块和输出模块，分析模块数据通信连接输入模块和输出模块；

所述输入模块用于输入胶质母细胞瘤样本的转录组表达数据，所述转录组表达数据为胶质母细胞瘤样本的mRNA-seq数据。

所述分析模块基于胶质母细胞瘤样本的基因表达数据采用式I计算标准化风险评分RS*并根据标准化风险评分的分值预测胶质母细胞瘤样本的免疫微环境、预后情况：