8+！双基因ADA1 和 ADA2的泛癌分析

导语

腺苷脱氨酶（ADA）在免疫反应中起重要作用，其中包括两种同工酶：ADA1和ADA2。

背景介绍 在以往的研究中较为常见的是探索单基因在泛癌中的作用，  今天小编为大家带来的这篇文章，作者在  泛癌中探索了  ADA1 和 ADA2  的预后价值与  免疫浸润相关模式，文章发表在  《  F  r  ontiers in Immunolog  y  》上，  影响因子为  8.786  ，文章题目为  ：  Distinct Roles of Adenosine Deaminase Isoenzymes ADA1 and ADA2: A Pan-Cancer Analysis  。

数据介绍 本研究使用人类蛋白质图谱 (HPA）数据库来获得不同细胞之间的 ADA1 和 ADA2 mRNA 分布。基于TCGA和GTEx数据库，采用基因表达谱交互分析(EPIA2)分析肿瘤和非肿瘤对照组织中ADA1和ADA2 mRNA表达的差异。 

结果解析 01   ADA1和ADA2在肿瘤中的表达谱   首先，本研究基于HPA数据库评估了ADA和ADA2在人体组织和细胞中的表达谱。结果显示，ADA1在十二指肠、单核细胞、树突状细胞(DCs)、NK细胞和T细胞中表达丰富，ADA2在脾脏、单核细胞、DCs、淋巴结和肺中表达丰富(图1A、B)。接下来，本研究还研究了ADA1和ADA2在肿瘤组织和正常组织中的表达差异。食管癌(ESCA)、多形性胶质母细胞瘤(GBM)、LAML、OV、PAAD、皮肤黑色素瘤(SKCM)和STAD中ADA2显著升高(图1D)。

图 1

02   ADA1在癌症中的潜在预后价值   为评估ADA1和ADA2的潜在预后价值，本研究采用KM绘图仪分析患者总生存期(OS)与ADA1和ADA2表达的相关性。如图2所示，在几种癌症中，ADA1高表达与较差的OS相关，包括ESCC，HNSC ，KIRC，KIRP等。然而，ADA1高表达与THYM较好的预后显著相关。这些结果表明ADA1在THYM和其他癌症中发挥着不同的作用。

图 2

03   ADA2在癌症中的潜在预后价值   接下来本研究对ADA2的预后价值进行了探究，结果与ADA1相反，如图3所示，在多种癌症中，ADA2高表达的患者预后较好，包括BRCA，CESC,HNSC ,KIRC, KIRP,LUAD,OV, PAAD等。综上所述，这些结果表明ADA1和ADA2在几种类型的癌症中具有不同的预后价值。

图 3

04   免疫浸润与ADA1、ADA2的关系   为了探讨ADA是否参与肿瘤免疫浸润过程，本研究采用TIMER2.0分析肿瘤浸润免疫细胞与ADA1、ADA2表达的相关性。如图4A所示，在大多数肿瘤中，观察到ADA1与多种浸润性免疫细胞呈中度正相关，包括B细胞、T细胞等等。如图4B所示，ADA2与浸润免疫细胞之间的关系在泛癌中是一致的。与ADA1相比，ADA2与浸润细胞的相关系数更高。ADA2与B细胞、CD8 T细胞、单核/巨噬细胞和DCs呈强正相关。然而，ADA2与骨髓源性抑制细胞(MDSCs)呈强负相关。这些结果提示，MDSC浸润降低可能与ADA2高表达患者的良好预后有关。

图 4

  05   免疫检查点与ADA1、ADA2的关系   接下来本研究探索了这两个基因与免疫检查点的关系。ADA1和免疫检查点之间的相关性如图5A所示。首先，在THYM中，ADA1与TMIGD2、LAIR1、ADORA2A等基因成正相关，与ICOSLG、TNFRSF25、TNFSF18等负相关。其次，在KIRC和PRAD中，ADA1与大多数免疫检查点呈正相关。此外，除GBM、LGG、CHOL、UCEC、HNSC、 LUSC和OV外，大多数癌症中ADA1与免疫检查点呈中度正相关。值得注意的是，与其他癌症相比，在THYM中ADA1和免疫检查点之间的相关性谱显著不同。

图 5

ADA2的结果如图5B所示。在大多数癌症中，ADA与LGALS9、CD80、CTLA4、CD27和TIGIT等呈正相关，与CD276、TNFSF9和VTCN1呈负相关。与ADA1相比，ADA2与免疫检查点的相关性更高。 06   癌症中ADA1与ADA2的突变谱   本研究使用cBioPortal来研究ADA1和ADA2的突变谱。在大多数癌症中，ADA1和ADA2的患病率均低于5%。如图6A所示，包含ADA1改变的前5种癌症类型分别是COADREAD、UCS、STAD、UCEC和ESCA。ADA1基因的主要变异类型为扩增型。此外，对于ADA2的改变，前5位的癌症是UCEC、SKCM、STAD、ESCA和LUSC(图6B)。ADA2基因的主要变异类型为突变。ADA1深度缺失在大多数癌症中少见，而ADA2深度缺失在大多数癌症中被发现(图6A-D)。如图6E所示，ADA1共发现73个突变。ADA2(图6F)共发现113个突变。

图 6

07   ADA1与ADA2表达相关基因的富集分析   通过生存分析，本研究发现ADA1和ADA2在LUAD、KIRC和KIRP中的预后价值是相互矛盾的。因此本研究进一步筛选了这些癌症中与ADA1和ADA2表达相关的基因，并对这些基因进行了功能分析。通过LinkedOmics筛选LUAD、KIRC、KIRP中与ADA1、ADA2呈正相关的基因，在三种癌症中，ADA1正相关基因中共有20个基因(图7A)，ADA2正相关基因共有403个共享基因(图7B)。

图 7

接下来，本研究进行功能富集分析以研究与 ADA1 相关基因相关的生物学特征。如图 7C 所示，对于生物过程 (GO_BP)，ADA1 表达相关基因主要与细胞分裂有关，包括着丝粒组装、有丝分裂纺锤体组装等。然而，如图 7D-G 所示，ADA2 相关基因主要与免疫反应相关，包括炎症反应、先天性和适应性免疫反应等。综上所述, ADA1 相关基因和 ADA2 相关基因的不同功能可能导致 ADA1 和 ADA2 的不同预后价值。 

小编总结 

本研究通过生物信息分析来探索 ADA1 和 ADA2 在癌症中的作用。并得出结论，ADA1 是几种癌症的不良预后标志物，而 ADA2 是一种有利的预后标志物，ADA1 和 ADA2 的相反预后价值可能是由于它们与免疫浸润和免疫检查点的不同相关性。本研究的研究方法十分清晰易懂，值得大家多多学习！