王婧文 唐 菲 鄧 磊,2 納飛飛,2 薛建新,2 盧 鈾,2.四川大學(xué)華西醫(yī)院 華西臨床醫(yī)學(xué)院,四川成都 6004;2.四川大學(xué)華西醫(yī)院腫瘤中心胸部腫瘤科,四川成都 6004
BET家族基因表達(dá)與惡性腫瘤患者總生存期及臨床病理特征的關(guān)系
王婧文1唐菲1鄧?yán)?,2納飛飛1,2薛建新1,2盧鈾1,2
1.四川大學(xué)華西醫(yī)院華西臨床醫(yī)學(xué)院,四川成都610041;
2.四川大學(xué)華西醫(yī)院腫瘤中心胸部腫瘤科,四川成都610041
目的 探討新興腫瘤治療靶點bromodomain and extra-terminal(BET)家族基因表達(dá)與多種實體惡性腫瘤患者預(yù)后及臨床病理特征的關(guān)系。方法 使用美國Kaplan Meier plotter在線數(shù)據(jù)庫,采集腫瘤樣本BET家族基因mRNA水平表達(dá)數(shù)據(jù)及患者臨床數(shù)據(jù),在線完成生存分析。 結(jié)果 胃癌中,BRD2/BRD3/BRDT高表達(dá)組患者總生存期顯著下降(均P<0.01)。這一相關(guān)性在乳腺癌中僅見于Luminal B型及HER2+型患者。在肺癌中,鱗癌患者生存期與BET家族基因表達(dá)無顯著相關(guān)性,腺癌患者生存與BRD3正相關(guān) [風(fēng)險比95%CI(HR 95%CI):0.22~0.43],與BRDT負(fù)相關(guān)(HR 95%CI:1.08~1.78)。卵巢癌患者預(yù)后與BET家族基因表達(dá)正相關(guān)(BRD2 HR 95%CI:0.70~0.91,BRD3 HR 95%CI:0.76~1.00,BRDT HR 95%CI:0.71~0.93)。結(jié)論 BET家族基因高表達(dá)提示胃癌及部分乳腺癌患者預(yù)后不良,但在肺癌及卵巢癌中并不提示生存期下降。
BET家族;胃癌;肺癌;乳腺癌;卵巢癌;總生存期
含溴區(qū)結(jié)構(gòu)域蛋白(bromodomain proteins,BRD)是細(xì)胞賴氨酸殘基乙?;嚓P(guān)的主要蛋白家族[1],后者是蛋白質(zhì)翻譯后修飾的重要方式,其功能失調(diào)可引起癌基因異常表達(dá)與腫瘤形成[2-3]。目前,BRD家族中的亞類bromodomain and extra-terminal(BET)蛋白家族被發(fā)現(xiàn)與多種惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展相關(guān)[4]。BET包括廣泛表達(dá)的BRD2,BRD3,BRD4及正常情況下僅表達(dá)于睪丸組織的BRDT。該家族直接調(diào)節(jié)MYC家族基因表達(dá),而MYC擴(kuò)增或過表達(dá)在多種血液腫瘤[5-9]和肺癌、胃癌、乳腺癌[10]等實體腫瘤中均為常見突變。此外,BRD3、BRD4還被發(fā)現(xiàn)參與惡性腫瘤中睪丸核蛋白基因(NUT基因)相關(guān)融合基因的形成[11]。
目前,靶向BET的小分子抑制劑已被應(yīng)用于腫瘤治療研究,多項血液腫瘤研究取得積極結(jié)果[12],乳腺癌[13]、膠質(zhì)母細(xì)胞瘤[14]及胰腺癌[15]等實體瘤臨床前研究也顯示BET抑制劑有效抑制腫瘤生長。在小鼠原發(fā)胰腺癌模型研究中,BET抑制劑JQ1展現(xiàn)了比標(biāo)準(zhǔn)化療藥物吉西他濱更為顯著的抑瘤效果。但在現(xiàn)有研究結(jié)果中,BET抑制劑在多種腫瘤中只對部分細(xì)胞系有效,其機(jī)制尚不明朗。研究患者預(yù)后及病理特征與特定基因表達(dá)的關(guān)系可能有助于發(fā)現(xiàn)與治療敏感性相關(guān)的因素,而目前除1例膀胱癌研究外[16],并無實體腫瘤BET水平與臨床數(shù)據(jù)的報告。本研究基于Kaplan Meier plotter在線開放數(shù)據(jù)庫(www.kmplot. com),對實體惡性腫瘤患者預(yù)后及臨床病理特征與BET水平的相關(guān)性進(jìn)行了大樣本研究。
1.1數(shù)據(jù)庫
Kaplan Meier plotter建庫方法如前期文獻(xiàn)所述[17-19]。數(shù)據(jù)庫目前包含10 188例樣本,54 675個基因由微陣列檢測技術(shù)得出的mRNA水平表達(dá)數(shù)據(jù)。其中乳腺癌4142例,中位隨訪時間69個月;肺癌2437例,中位隨訪時間40個月;卵巢癌1648例,中位隨訪時間49個月;胃癌1065例,中位隨訪時間33個月。并非所有病例包含完整臨床信息。
1.2數(shù)據(jù)采集
研究數(shù)據(jù)采集于2015年10月,數(shù)據(jù)庫包含BRD2、BRD3及BRDT數(shù)據(jù),不包含BRD4數(shù)據(jù)?;蛩?、臨床病理及總生存期信息完整的樣本被納入統(tǒng)計。
1.3統(tǒng)計學(xué)方法
總生存期(overall survival,OS)為截至死亡或末次隨訪時間。生存分析采用Kaplan-Meier法,組間差異比較基于Log-rank檢驗,以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。各組高-低表達(dá)cut-off值為基于ROC (receiver operating characteristic)曲線分析的最優(yōu)值。統(tǒng)計分析及最優(yōu)值計算均在數(shù)據(jù)庫中在線完成。
2.1BET基因表達(dá)與預(yù)后
生存分析共納入胃癌876例,肺癌1926例,卵巢癌1582例,乳腺癌1117例。
2.2.1胃癌胃癌患者中,BRD2/BRD3/BRDT高表達(dá)組患者總生存期顯著下降(均P<0.01),BRD2、BRD3 及BRDT高表達(dá)均為OS的不良預(yù)后因素 (圖1),風(fēng)險比(HR)分別為1.63(95%CI:1.34~1.97)、1.27(95% CI:1.07~1.52)及1.51(95%CI:1.27~1.78)。根據(jù)臨床病理特征進(jìn)行亞組分析(表1)后發(fā)現(xiàn):TNM總分期Ⅰ~Ⅱ期患者中,僅有BRD3表達(dá)與Ⅰ期患者預(yù)后達(dá)到統(tǒng)計相關(guān),而在Ⅲ~Ⅳ期患者中,僅有BRD3與Ⅳ期患者生存的相關(guān)性無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05);在淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移陰性的患者中,僅有BRD3(HR:2.69,95%CI:1.12~6.43)與OS顯著相關(guān),而在淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移陽性患者中3個檢測基因均與OS統(tǒng)計學(xué)相關(guān);在HER2陰性的患者中3個基因高表達(dá)均提示不良預(yù)后,而HER2陽性患者中僅有BRD2與OS顯著相關(guān)。
圖1 BET家族基因表達(dá)與胃癌患者總生存期的關(guān)系
表1 BET家族基因表達(dá)對各臨床病理類型胃癌患者總生存期的預(yù)后價值
在肺癌整體生存分析(表2)中,BRD3高表達(dá)提示預(yù)后較好(HR 95%CI:0.51~0.70),BRD2、BRDT與OS無明顯相關(guān)。亞組分析提示,肺鱗癌預(yù)后與BET基因表達(dá)無顯著相關(guān)性,但在肺腺癌中BRD3高表達(dá)患者預(yù)后顯著優(yōu)于低表達(dá)患者 (HR 95%CI:0.22~0.43),而BRDT高表達(dá)則提示預(yù)后不良(HR 95%CI:1.08~1.78)。
在乳腺癌患者整體生存分析(表2)中,BET家族均未體現(xiàn)與患者生存的相關(guān)性。但在亞組分析中,BRD2、BRD3高表達(dá)可提示Luminal B型及HER2+型患者預(yù)后不良,BRD3高表達(dá)還與基底細(xì)胞樣癌預(yù)后不良相關(guān)。在卵巢癌患者中(表2),BET家族基因高表達(dá)提示患者預(yù)后更好(BRD2 HR 95%CI:0.70~0.91,BRD3 HR 95%CI:0.76~1.00,BRDT HR 95%CI:0.71~0.93)。
表2 BET家族基因表達(dá)與肺癌、卵巢癌及乳腺癌患者總生存期的關(guān)系
2.2BET表達(dá)與胃癌、乳腺癌患者臨床病理特征的關(guān)系
因無法獲取原始數(shù)據(jù)進(jìn)行均值計算及組間比較,本研究僅記錄各亞組基因表達(dá)中位值作為參考。在胃癌(表3)患者中,BRD2及BRDT水平在HER2陽性、陰性及不同Lauren分型的亞組患者中可能存在一定差異。而在乳腺癌 (表4)患者中,BRD2、BRD3及BRDT均顯示在不同亞組間有較為明顯的差異趨勢:在性激素受體陽性的Luminal A型及Luminal B型患者中,3個基因表達(dá)水平均高于性激素受體陰性的HER2+型及基底細(xì)胞癌型患者;TP53野生型患者BET家族基因表達(dá)水平也整體高于TP53突變型患者。
表3 胃癌各臨床病理類型中BET家族基因表達(dá)(中位值)
表4 乳腺癌各臨床病理亞組中BET家族基因表達(dá)(中位值)
BET家族已成為新興的腫瘤治療靶點,自2013年起已有數(shù)項一期臨床試驗(NCT01587703,NCT 01713582,NCT01949883,NCT01987362,NCT01943851)開展。在大多數(shù)情況下,治療靶點基因表達(dá)陽性/表達(dá)水平較高的患者更可能從治療中獲益。因此,BET家族基因表達(dá)與惡性腫瘤患者生存期和臨床病理特征的研究可能有助于發(fā)現(xiàn)對治療敏感的群體。
本研究發(fā)現(xiàn),BET基因高表達(dá)與胃癌患者預(yù)后不良相關(guān),這一結(jié)果與前期文獻(xiàn)中BRD4在膀胱癌患者中的預(yù)后意義一致[16]。亞組分析提示,相較于HER2陽性患者,HER2陰性胃癌患者生存與BET基因表達(dá)有更普遍的相關(guān)性。在整體分析未表現(xiàn)出BET基因預(yù)后意義的乳腺癌患者中,生存期與BRD2/BRD3相關(guān)的亞組為HER2+及Luminal B型 (含HER2陽性、HER2陰性)。以上結(jié)果提示BET家族可能與HER2有一定關(guān)聯(lián),但目前尚無相關(guān)研究,有待進(jìn)一步探索。對BET基因表達(dá)與乳腺癌患者病理特征的觀察還提示,TP53野生型患者BET基因表達(dá)水平明顯較高;而在血液系統(tǒng)腫瘤前期研究中曾有研究者發(fā)現(xiàn),TP53野生型的急性髓系白血病細(xì)胞系對BET小分子抑制劑JQ1更為敏感[20]。肺腺癌及卵巢癌中發(fā)現(xiàn)的BET表達(dá)水平與患者預(yù)后正相關(guān),則尚需進(jìn)一步機(jī)制研究探討。
值得注意的是,基于mRNA水平的統(tǒng)計結(jié)果仍需要蛋白水平的驗證支持。除此之外,BRD4是BET家族中研究最多、最為深入的基因,但該數(shù)據(jù)庫中的樣本未進(jìn)行該基因的檢測。以上問題需要進(jìn)一步的基于臨床標(biāo)本的大樣本研究予以解決。
綜上所述,本研究結(jié)果提示BET家族基因高表達(dá)在胃癌患者及部分乳腺癌患者中提示不良預(yù)后,而在肺腺癌、卵巢癌患者中卻與更長的總生存期相關(guān),為BET小分子抑制劑在實體瘤中的研究對象選擇提供了參考依據(jù)。
[1]Filippakopoulos P,Knapp S.Targeting bromodomains:oncotarget 5512 Oncotarget epigenetic readers of lysine acetylation[J].Nat Rev Drug Discov,2014,13(5):337-356.
[2]Choudhary C,Kumar C,Gnad F,et al.Lysine acetylationtargets protein complexes and co-regulates major cellular functions[J].Science,2009,325(5942):834-840.
[3]Lombardi PM,Cole KE,Dowling DP,et al.Structure,mechanism,and inhibition of histone deacetylases and related metalloenzymes[J].Curr Opin Struct Biol,2011,21 (6):735-743.
[4]Houzelstein D,Bullock SL,Lynch DE,et al.Growth and early postimplantation defects in mice deficient for the bromodomain-containing protein Brd4[J].Mol Cell Biol,2002,22(11):3794-3802.
[5]Zuber J,Shi J,Wang E,et al.RNAi screen identifies Brd4 as a therapeutic target in acute myeloid leukaemia[J]. Nature,2011,478(7370):524-528.
[6]Ott CJ,Kopp N,Bird L,et al.BET bromodomain inhibition targets both c-MYC and IL7R in high-risk acute lymphoblastic leukemia[J].Blood,2012,120(14):2843-2852.
[7]Mertz JA,Conery AR,Bryant BM,et al.Targeting MYC dependence in cancer by inhibiting BET bromodomains[J]. Proc Natl Acad Sci USA,2011,108(40):16669-16674.
[8]Shikata H,Yakushijin Y,Matsushita N,et al.Role of activation-induced cytidine deaminase in the progression of follicular lymphoma[J].Cancer Sci,2012,103(3):415-421.
[9]Choe JY,Yun JY,Na HY,et al.MYC overexpression correlates with MYC amplification or translocation,and is associated with poor prognosis inmantle cell lymphoma[J]. Histopathology,2015-06-22.doi:10.1111/his.12760.[Epub ahead of print]
[10]Vita M,Henriksson M.The Myconcoprotein as a therapeutic target for human cancer[J].Semin Cancer Biol,2006,16(4):318-330.
[11]Muller S,F(xiàn)ilippakopoulos P,Knapp S.Bromodomains as therapeutic targets[J].ExpertRev MolMed,2011,13:e29.
[12]Shi J,Vakoc CR.Themechanisms behind the therapeutic activity of BET bromodomaininhibition[J].MolCell,2014,54(5):728-736.
[13]Feng Q,Zhang Z,Shea MJ,et al.An epigenomic approach to therapy for tamoxifenresistant breast cancer[J]. Cell Res,2014,24(7):809-819.[14]Cheng Z,Gong Y,Ma Y,et al.Inhibition of BET bromodomain targets genetically diverse glioblastoma[J].Clin Cancer Res,2013,19(7):1748-1759.
[15]Mazur PK,Herner A,Mello SS,et al.Combined inhibition of BET family proteins and histone deacetylases as a potential epigenetics-based therapy for pancreatic ductal adenocarcinoma[J].NatMed,2015,21(10):1163-1171.
[16]Yan Y,Yang FQ,Zhang HM,et al.Bromodomain 4 protein is a predictor of survival for urothelial carcinoma of bladder[J].Int J Clin Exp Pathol,2014,7(7):4231-4238.
[17]Gyorffy B,Lanczky A,Eklund AC,et al.An online survival analysis tool to rapidly assess the effect of 22,277 genes on breast cancer prognosis using microarray data of 1809 patients[J].Breast Cancer Res Treatment,2010,123(3):725-731.
[18]Gyorffy B,Lanczky A,Szallasi Z.Implementing an online tool for genome-wide validation of survival-associated biomarkers in ovarian-cancer using microarray data of 1287 patients[J].Endocrine-Related Cancer,2012,19 (2):197-208.
[19]Gyorffy B,Surowiak P,Budczies J,et al.Online survival analysis software to assess the prognostic value of biomarkers using transcriptomic data in non-small-cell lung cancer[J].PLoSOne,2013,8(12):e82241.
[20]Stewart HJ,Horne GA,Bastow S,et al.BRD4 associates with p53 in DNMT3A-mutated leukemia cells and is implicated in apoptosisby thebromodomain inhibitor JQ1[J]. Cancer Med,2013,2(6):826-835.
Association of BET family expression with overall survival and clinicopathological factors in malignant tumor patients
WANG Jingwen1TANG Fei1DENG Lei1,2NA Feifei1,2XUE Jianxin1,2LU You1,2
1.West China Hospital West China School of Clinical Medicine,Sichuan University,Sichuan Province,Chengdu610041,China;2.Department of Thoracic Oncology,Cancer Center,West China Hospital,Sichuan University,Sichuan Province,Chengdu610041,China
Objective To evaluate the association between a potential therapeutic target,bromodomain and extra-terminal(BET)family,and the prognosis and clinicopathological features in malignant solid tumor patients.Methods Online cancer database(Kaplan Meier plotter)was used to retrieve data of BET family expression and clinicopathological information,all the survival analysis were performed on the database system.Results Higher expression of BRD2,BRD3 and BRDT were significantly correlated with worse overall survival in gastric patients(all P<0.01),while this correlation was only also identified in Luminal B and HER2+(intrinsic subtype)breast cancer.In lung cancer,squamous cells carcinoma patients' survival were not significantly associated with BET expression,but adenocarcinoma patients' survival were positive correlated with BRD3[Hazard Ratio 95%CI(HR 95%CI:0.22-0.43)and negative correlated with BRDT(HR 95%CI:1.08-1.78).In ovarian cancer patients,the overall survival was positive correlated with all the three members(BRD2 HR 95%CI:0.70-0.91,BRD3 HR 95%CI:0.76-1.00,BRDT HR 95%CI:0.71-0.93). Conclusion Higher expression of BET family predicts poor prognosis in gastric cancer patients and HER2+/basal-like breast cancer patients,but not in lung cancer and ovarian cancer patients.
BET family;Gastric cancer;Lung cancer;Breast cancer;Ovarian cancer;Overall survival
R73
A
1673-7210(2016)01(b)-0069-05
2015-10-08本文編輯:蘇暢)
國家自然科學(xué)基金面上項目(81472808)。
王婧文(1989.10-),女,博士;研究方向:放射性肺損傷。
盧鈾(1964.10-),男,碩士,教授,博士研究生導(dǎo)師,四川大學(xué)華西醫(yī)院腫瘤中心胸部腫瘤科主任;研究方向:腫瘤放療及綜合治療。