【要旨】背景。腫瘍学に用いられる予測モデルは通常前向き予測であり、現在利用可能な測定値から、進行、再発、治療反応、あるいは生存といった後続の事象を推定する。臨床医が疾患経過を変えたいと考えるときは、別の問いが問題になる。腫瘍をより好ましい状態へ導くような、どの測定可能な変化が効くのかである。神経芽腫に関する近年の転写因子活性の研究では、レギュレーター活性プロファイルが予後や免疫の状態を層別化し得ることが示されている。本研究は別の問いを扱う。従来型の臨床変数で好ましい腫瘍と好ましくない腫瘍を対応づけた後に残る調節の差は、1つの分子方向に整理されるのか、構造のない不均一性なのか、あるいは最初段階の逆標的化問題を狭める双方向の幾何として現れるのか。方法。米国国立がん研究所のプロジェクトTARGETにおける神経芽腫の臨床データとRNAシーケンスデータを調和させた。5年の好ましい転帰は、イベントフリー生存が分類可能な場合はそれに基づき、分類できない場合は全生存を用いて割り当てた。遺伝子数はlog2（counts per million + 1）に変換した。転写因子活性は、DoRothEAのA-Cレギュレーター相互作用から推定した。一次となる分子表現では、各転写因子について少なくとも30の測定された標的遺伝子を要し、214の活性座標を得た。感度分析では、標的数を50または100へ厳格化した。好ましい腫瘍と好ましくない腫瘍は、病期、リスク群、MYCN状態に基づいて、さらにおおむね年齢で対応づけた。その結果、転帰が対になって食い違う（outcome-discordant）43組を得た。各組について、214座標における転写因子の変化の平均を差し引くことで、全レギュレーターにまたがる一様な活性シフトを除去したのち、軸解析を行った。次に、残差の「好ましい−好ましくない」ベクトルが、符号付きで1つの方向を共有するのか、あるいは反対向きの向きを持つ1本の線に沿って整列するのかを測定した。結果。臨床的に評価可能な786人のうち、5年転帰は病期に対して単調ではなかった。4S期では好ましい割合が81.6%であり、4期では39.2%であった（リスク比2.08、95%信頼区間1.76-2.47；Fisherの正確確率検定p = 1.06×10^-8）。一次の転写因子表現に基づく全体の転帰予測は弱く、5-fold交差検証でAUCは0.516であった。補正前の最初のコントラスト成分は、一様な全レギュレーターシフトと強く整列していたため、その組ごとの成分を除去したうえで一次の幾何を推定した。43組の残差化したコントラストは、符号付きのコヒーレンスがほぼゼロであった（平均のペアワイズ余弦 -0.009）が、強い軸性の構造を保持していた。平均絶対余弦は、座標の置換による帰無条件での0.055に対して0.304であり、最初の残差コントラスト成分が説明する分散は帰無条件での8.7%に対し32.6%であった。平均絶対射影も帰無条件での0.109に対し0.452であり、いずれも経験的p = 0.0002であった。20組が一方の向きを占めたが、このサンプルサイズでは、病期、リスク群、MYCN状態、年齢、および各組内の年齢差は、その向きに検出可能な関連を示さなかった。軸構造は、標的支持数を50および100に設定した場合でも有意に維持され、一次のみで対応づけた41組でも同様であった。補正された軸は、もとの214座標における好ましい−好ましくない転写因子距離のうち35.0%を圧縮し、さらに全体シフト除去後に残った距離の43.3%を圧縮した。遺伝子集合解析では、E2F、MYC、G2-Mの細胞周期プログラムと、炎症性、サイトカイン、低酸素、間葉系関連のプログラムが分離された。経路パターンは既存の神経芽腫における転写因子活性および細胞状態の知見と重なっていたが、本研究の寄与は、新規の経路発見というよりも、対応づけと符号条件付けに基づく幾何の提示である。結論。臨床的に対応づけられた好ましい状態と好ましくない状態の神経芽腫は、全レギュレーターの一様な活動成分を除去しても、頑健な双方向の調節軸を保持していた。この向きは、ここで検討した従来の重症度変数では解消されなかった。補正された軸は、214座標における分子差の一部を、患者固有の向きと大きさとして、1本の共通の線に沿って圧縮する。そのストローマ、免疫、内皮、骨髄系、およびアドレナリン作動性のマーカー代理との関連は、バルクRNAシーケンスでは細胞起源を未解決のまま残した。神経芽腫に特化した潜在ドライバーの推定、脱混合、単一細胞での局在化、前向きな向きマーカー、および実験的摂動が、機序と制御可能性を決定するために必要である。
https://doi.org/10.21203/rs.3.rs-10898218/v1