背景肺癌是一种在全世界范围内发病率与病死率都很高的癌症,为患者和社会带来了极大的疾病负担。其中,肺鳞癌(lung squamous cell cancer,LUSC)约占所有肺癌的30%-40%,患者预后较差且缺乏效果明确的靶向药物。目的了解中医药治疗肺癌的研究现状和热点;探索肺鳞癌患者预后相关和免疫相关的基因标志物;探究艾迪注射液治疗肺鳞癌的潜在靶点和机制并验证。方法1)文献计量学分析:根据检索策略,检索中国生物医学文献数据库(CBM)、中国知网(CNKI)和万方数据库等三个中文数据库,以及英文文献数据库PubMed,检索时间为建库至2019年9月23日;然后根据纳入排除标准,利用EndNote 7软件进行文献筛选并手工标引和核对需要分析的词条;最后利用书目共现系统分析软件BICOMS 2.0和相关辅助软件如gCluto、Ucient和NetDraw,分析中药治疗肺癌的研究现状和研究热点;2)生物信息学分析:首先从TCGA数据库得到LUSC患者相关的表达谱、表型和生存数据,并进行数据清洗;然后利用差异表达分析、单变量COX风险比例回归和LASSO方法,筛选出预后相关基因,得到预后预测模型(即预后指数);接下来在7个独立GEO数据集中验证其预测效果,并通过meta分析的方法合并验证结果,同时还对其预测能力与已有文献中的基因标志物做对比;最后通过肿瘤免疫细胞浸润在线分析工具CIBERSORT、免疫相关基因数据库ImmPort等,研究LUSC患者免疫相关的基因标志物和免疫细胞浸润情况;3)网络药理学研究:首先通过文献回顾,研究艾迪注射液的有效成分;然后通过网络药理学的研究方法,探索艾迪注射液有效成分的作用靶点,得到“药-靶”网络关系图;再次结合数据挖掘和生物信息学的手段,得到艾迪注射液与LUSC患者预后相关的潜在作用靶点,得到艾迪注射液与LUSC相关的“药-靶”子网络;最后通过GO和KEGG富集分析,以及对核心靶基因的功能的分析,研究艾迪注射液靶基因的生物学功能,并预测艾迪注射液治疗LUSC的潜在作用机制。4)基础实验:首先通过MTT法观察艾迪注射液对人LUSC细胞NCI-H226生长的抑制作用;然后通过Annexin V/PI双染色法和流式细胞仪检测艾迪注射液对H226细胞的凋亡和周期的影响;最后,对p53通路、凋亡通路和细胞周期通路相关基因和蛋白p53、BAX、Bcl-2、CASP3、CDK1和CyclinB1进行qRT-PCR和WB检测,以验证艾迪注射液治疗LUSC的作用机制。结果1)中药治疗肺癌的研究现状和热点:共687本中文期刊刊载的6308篇研究和128本英文期刊刊载的370篇研究被纳入分析,其中第一篇中、英文文献分别发表于1977年和1986年。共有21个国家和地区参与了相关研究,但研究的中心仍然在中国大陆(占所有国家和的地区发文频次的67.69%),且国内的研究中心在江苏、上海等东部地区。虽然相关研究数量飞速增长,但质量普遍不高,中文主要刊载在非中文核心期刊上,而英文期刊的影响因子普遍不高。中药治疗肺癌的研究热点为临床疗效和基础实验研究,主要集中在中晚期非小细胞肺癌,针对肺腺癌的研究居多。2)LUSC预后的基因标志物、免疫细胞和免疫相关基因:对TCGA中533个LUSC样本的表型、预后以及20530个mRNA和1046个miRNA的表达数据进行生物信息学分析,得到18个RNA(SCRIB、PLIN2、COBL、TRIB3、RHOF、PAQR5、TGM2、STC2、RPH3AL、MYEOV、TREM1、TMEM99、S1PR5、STAR、GALNT14、AP3B2、DQX1和hsa-mir-101-2)组成的预后基因标志物,其风险比(Hazard ratio,HR)为3.40(2.33,4.96),且在7个独立的GEO数据集中进行验证,合并的HR仍然是统计学显著的。单核细胞和嗜酸性粒细胞与LUSC患者的总生存期相关,浆细胞、阳性自然杀伤细胞和嗜酸性粒细胞与无进展生存期相关,其中阳性自然杀伤细胞可能是疾病进展的保护性因素(HR=0.03<1,p=0.0472),其余均为预后危险因素。同时,由于A2M与单核细胞存在相关性(r=0.212,p<0.05),B2M与阳性自然杀伤细胞存在相关性(r=0.199,p<0.05),故A2M和B2M可能是与LUSC患者预后相关的免疫基因。3)艾迪注射液共有22种有效成分,其中13个有效成分和对应的102个靶基因构成了艾迪注射液的“药-靶”互作用网络。通过生物信息学和数据挖掘的手段,得到艾迪注射液与LUSC患者预后相关的8个有效成分(斑蝥素、松柏苷、异嗪皮啶、芒柄花素、紫丁香苷、人参皂苷Rd、人参皂苷Re和人参皂苷Rg3)和7个核心基因(CASP3、CHRM3、LTA4H、PDE3A、DPP4、STAR和HTR3A)的互作用网络。最后由于艾迪注射液的靶基因中包含TP53、BAX、BCL-2和CASP3等基因,且功能富集于大多数癌症相关通路如p53信号转导通路、凋亡通路和细胞周期通路,说明艾迪注射液治疗LUSC的可能机制之一是激活了这些通路。4)首先艾迪注射液对H226细胞生长具有抑制作用,且与给药浓度和作用时间呈正相关关系,24h、48h和72h的半数抑制浓度分别为101.29mg/ml、47.13mg/ml和26.09mg/ml。然后流式细胞仪检测结果显示,艾迪注射液能够诱导H226细胞凋亡并发生G2/M期阻滞,且呈现出与给药浓度和给药时间的正相关性。最后通过qRT-PCR和WB技术,得到给药48h后,高、低浓度的艾迪注射液都会使得p53表达上调、BAX表达上调、Bcl-2表达下调、Caspase3表达上调、CDK1和CyclinB1表达下调。结论1)目前中药治疗肺癌研究的关注度不断提高,核心作者间合作紧密,但现有中英文研究的质量普遍不高。2)本研究得到由18个RNA组成的LUSC预后基因标志物,对LUSC患者预后有良好的预测效果。其次LUSC组织中嗜酸性粒细胞、A2M和B2M可能是LUSC患者潜在的免疫相关预后标志物。3)艾迪注射液共有22个有效成分和102个靶基因,其中与LUSC患者预后相关包括8个有效成分和7个核心基因,艾迪注射液治疗LUSC潜在的作用机制之一是激活p53信号转导通路、凋亡通路和细胞周期通路,从而起到抑癌作用。4)实验证实艾迪注射液可以抑制人LUSC细胞NCI-H226的生长,能够诱导H226细胞凋亡并发生G2/M期阻滞,验证了艾迪注射液抑制H226细胞的机制之一是通过激活p53通路、凋亡通路和细胞周期通路,导致H226凋亡和G2/M期阻滞,从而起到抑癌作用。