《Frontiers in Molecular Biosciences》：A prognostic nomogram for colorectal cancer based on ubiquitin-specific protease 21 expression: a retrospective cohort study
编辑推荐：
本研究开发并验证了一个整合了USP21蛋白表达水平与关键临床病理特征（TNM分期、淋巴血管侵犯）的预后列线图。该模型在结直肠癌（CRC）患者术后总生存期（OS）预测中展现出优异的判别能力（C指数0.820）与校准度，为超越传统TNM分期的个体化预后评估与临床决策提供了有力的辅助工具。
引言
结直肠癌（CRC）是全球范围内最常见的恶性肿瘤之一，也是癌症相关死亡的主要原因。尽管美国癌症联合委员会（AJCC）的TNM分期系统是评估预后和指导治疗分层的基石，但显著的肿瘤异质性导致相同分期的患者临床结局差异巨大。因此，亟需能够补充传统分期、优化个体化预后判断的可靠生物标志物。泛素特异性蛋白酶21（USP21）是一种去泛素化酶，已被证明在多种恶性肿瘤（如乳腺癌、胃癌、肝细胞癌、肺癌）中通过稳定多种致癌蛋白而发挥促癌作用。新兴证据表明，USP21也可能参与CRC的进展。然而，USP21蛋白在患者来源的CRC组织中的表达及其预后意义尚未得到系统研究。列线图通过整合多个预后变量来生成个体化风险预测，已在包括胃癌、结直肠癌和乳腺癌在内的多种癌症预后评估中广泛应用。本研究旨在评估CRC组织中USP21蛋白的表达，并构建一个基于USP21的多变量预后列线图，用于预测CRC患者术后的3年和5年总生存期（OS）。
材料与方法
本研究回顾性纳入了2018年6月至2019年12月期间在江苏大学附属昆山医院接受根治性手术切除的115名CRC患者。通过免疫组织化学（IHC）评估肿瘤组织和癌旁正常组织中USP21的蛋白表达。使用单变量Cox回归筛选预后因素，随后采用最小绝对收缩和选择算子（LASSO）Cox回归来构建多变量列线图。通过一致性指数（C-index）、时间依赖性ROC曲线、校准图和决策曲线分析（DCA）评估模型性能。根据列线图衍生风险评分的三分位数将患者分为低、中、高风险组，并进行Kaplan-Meier生存验证。
结果
1. USP21表达与临床病理特征的相关性
公共数据库（如TIMER、TCGA和GSE83889）的分析显示，USP21在包括结肠腺癌（COAD）和直肠腺癌（READ）在内的多种恶性肿瘤组织中的转录表达水平显著上调。在115对CRC患者组织样本的IHC验证中，USP21蛋白在肿瘤组织中的表达也显著高于癌旁正常组织（P < 0.001）。根据预设的评分系统，患者被分为高表达组（n=71）和低表达组（n=44）。相关性分析显示，USP21高表达与肿瘤位置、浸润深度（T分期）、淋巴结转移状态（N分期）、TNM分期以及淋巴血管侵犯（LVI）的存在显著相关（P < 0.05），但与性别、年龄、肿瘤大小、分化等级或神经侵犯（PNI）无显著关联。
2. 生存分析与预后因素筛选
Kaplan-Meier分析显示，USP21高表达患者的OS显著差于低表达患者（P < 0.001）。单变量Cox回归分析确定T分期、N分期、M分期、LVI、PNI和USP21高表达是OS降低的预测因子（P < 0.05）。在多变量Cox回归中，仅N1-2期和M1期仍是独立的预后因素。为构建简洁稳健的模型，对单变量分析中显著的变量进行了LASSO-Cox回归。采用一个标准误（1-SE）准则选择最优λ值，最终保留了五个具有非零系数的预后变量：USP21表达、LVI、T分期、N分期和M分期。
3. 列线图构建与验证
将这五个变量纳入构建预测CRC患者3年和5年OS的列线图。该列线图显示出强大的判别能力，C指数达到0.820（95% CI: 0.773–0.867）。时间依赖性ROC分析显示其预测性能优异，3年曲线下面积（AUC）为0.916，5年AUC为0.854。校准曲线表明，在3年和5年时，预测的OS概率与观察到的OS概率具有高度一致性。决策曲线分析（DCA）证实，该列线图在广泛的阈值概率范围内均能提供显著的临床净获益。
4. 风险分层
根据列线图衍生风险评分的三分位数，将患者分为低、中、高风险组。Kaplan-Meier生存分析显示，三组之间的OS存在显著且逐步恶化的差异（P < 0.001），高风险组患者生存概率最差，而低风险组患者预后最佳。
讨论
本研究证实了USP21在CRC组织中的显著过表达，并将其与侵袭性临床病理特征（如更深肿瘤浸润、淋巴结转移、晚期TNM分期和LVI）相关联。这些发现为USP21在实体瘤中的致癌功能提供了临床证据。通过结合单变量分析、多变量分析和LASSO回归的逐步变量选择策略，本研究构建了一个整合了USP21表达和关键临床病理变量（LVI、T、N、M分期）的预后列线图。该模型在内部验证中表现出色，具备良好的校准度、判别力和临床实用性。基于模型的风险分层系统能够清晰区分不同预后亚组的患者，增强了其实用价值。
然而，本研究存在若干重要局限性。列线图基于一个相对较小（n=115）的单中心回顾性队列构建，缺乏独立的外部验证队列，因此存在过拟合风险，其普适性有待确认。此外，模型未纳入微卫星不稳定性（MSI）/错配修复（MMR）状态、KRAS/NRAS/BRAF突变等已知影响CRC预后的分子特征。未来的研究需要在大型、多中心的前瞻性队列中验证该模型的稳健性，并探索将基因组标记物与USP21等蛋白水平生物标志物相结合，以构建更强大的预后工具。
结论
本研究将USP21确立为CRC中一个有前景的预后生物标志物。通过将USP21与关键临床病理变量整合到一个经过惩罚回归框架优化的列线图中，我们开发了一个能够提供个体化生存预测的稳健模型。该模型有望支持CRC的精准肿瘤学方法，并指导术后治疗决策。
