[发明专利]基于免疫相关基因的MSI预测模型构建方法

说明书

本发明涉及基于免疫相关基因的MSI预测模型构建方法，包括以下步骤：从癌症基因组图谱数据库中收集构建免疫相关MSI预测模型irMSIs的训练集和验证集；从免疫学数据库中选择免疫相关基因，并从中筛选出差异基因；根据筛选出的差异基因，通过LASSO逻辑回归算法构建免疫相关MSI预测模型irMSIs；使用免疫相关MSI预测模型irMSIs对预后风险进行验证。本发明提供了免疫相关基因在MSI状态预测上的应用，结合免疫相关基因，找到了一组可以在消化道肿瘤特别是结肠癌中稳定预测MSI的特征基因，并且能够很好的预测结肠癌预后风险。

技术领域

本发明涉及生物信息技术领域，特别涉及一种与结肠癌相关的基于免疫相关基因的MSI预测模型构建方法。

背景技术

近年来，针对结肠癌的肿瘤免疫治疗被认为是一种不可忽视的治疗方法，其重点是通过激活人体的免疫系统，达到识别、控制和清除肿瘤的疗效。以免疫检查点抑制剂(ICIs)为靶点的药物，如细胞毒性T淋巴系统相关蛋白4(CTLA-4)单抗、程序性死亡抑制因子蛋白及其配体(PD-1/PD-L1)单抗等，为治疗多种肿瘤带来了新的曙光，包括晚期黑色素瘤、非小细胞肺癌和膀胱癌。结肠癌患者也可以从免疫治疗中获益，目前美国FDA已批准PD-1免疫治疗单抗pembrolizumab、ipilimumab和nivolumab作为治疗结肠癌患者的有效药物上市。

肿瘤免疫治疗作为一线治疗方案之一，生物标志物的选择显得尤为重要。微卫星不稳定性(MSI)作为关注度最热的生物标志物之一，是指由于在DNA复制时插入或缺失突变引起的微卫星序列长度改变的现象，常由错配修复功能缺陷引起，与恶性肿瘤的形成密切相关。

美国NCCN发布的结肠癌指南中，建议MSI检测应在所有结肠癌史的病人中进行，以指导临床用药。研究证实，微卫星不稳定性高(MSI-H)的晚期结肠癌患者对ICIs的敏感性明显高于微卫星稳定(MSS)/微卫星不稳定性低(MSI-L)的结肠癌患者，可通过对PD-1/PD-L1的靶向抑制，促使机体免疫系统攻击和杀灭肿瘤细胞，但微卫星不稳定性(MSI)并不直接治疗或诊断肿瘤。此外，MSI与结肠癌的预后有着密切关系，预后是指对某种疾病最后结果的预测。MSI-H结肠癌患者相比MSS/MSI-L患者具有显著的生存优势，临床表现较差，但总生存期及无病生存期明显延长。

因此免疫相关基因对结肠癌的发生和发展起了至关重要的作用，传统检测MSI的方法主要为免疫组织化学(IHC)和聚合酶链式反应(PCR)，但由于IHC和PCR检测手段均需要在大型医疗机构进行，且成本较高、操作繁琐，很难在临床实践中推广至每一个患者，因此无法为大量潜在的免疫疗法敏感患者提供及时的ICIs治疗，从而丧失了临床获益机会。

发明内容

本发明的目的在于克服传统检测MSI方法的不足，提供一种基于免疫相关基因的MSI预测模型构建方法，无需额外的实验室进行IHC和PCR检测分析，以癌症基因组图谱(TCGA)和免疫学数据库(ImmPort)为基础，获取差异表达的免疫相关基因。

为了实现上述发明目的，本发明实施例提供了以下技术方案：

基于免疫相关基因的MSI预测模型构建方法，包括以下步骤：

步骤S1：从癌症基因组图谱数据库中收集构建免疫相关MSI预测模型irMSIs的训练集和验证集；

步骤S2：从免疫学数据库中选择免疫相关基因，并从中筛选出差异基因；

步骤S3：根据筛选出的差异基因，通过LASSO逻辑回归算法构建免疫相关MSI预测模型irMSIs；

步骤S4：使用免疫相关MSI预测模型irMSIs对预后风险进行验证。

所述从癌症基因组图谱数据库中收集构建免疫相关MSI预测模型irMSIs的训练集和验证集的步骤，包括：