徐婉銀 熊 悅 倫永志

莆田學(xué)院藥學(xué)與醫(yī)學(xué)技術(shù)學(xué)院 醫(yī)學(xué)微生態(tài)學(xué)福建省高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，福建省莆田市 351100

鼻咽癌(Nasopharyngeal carcinoma，NPC)是高發(fā)于中國(guó)南方省份的一種上皮源性惡性腫瘤，具有明顯的地域特性和種群差異。因?yàn)楸茄拾┰缙诎Y狀復(fù)雜且缺乏明顯特征，發(fā)病部位比較隱匿，所以鼻咽癌患者大多死于腫瘤的轉(zhuǎn)移而非原發(fā)疾病[1-2]。故此，早期診斷有無腫瘤的轉(zhuǎn)移并了解其轉(zhuǎn)移渠道對(duì)鼻咽癌的臨床治療至關(guān)重要。隨著現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展，使我們對(duì)鼻咽癌相關(guān)分子標(biāo)志物(如癌基因、抑癌基因、miRNA、細(xì)胞因子及其受體等)有了更深刻的認(rèn)識(shí)。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)鼻咽癌相關(guān)分子標(biāo)志物的研究日新月異[3]，本研究通過對(duì)近12年來國(guó)內(nèi)外鼻咽癌易感性基因的相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)和生物信息學(xué)的統(tǒng)計(jì)分析，了解鼻咽癌易感性基因的研究趨勢(shì)和發(fā)展動(dòng)態(tài)，提取關(guān)鍵基因，以期為鼻咽癌的分子診斷與研究提供基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 文獻(xiàn)檢索 檢索鼻咽癌易感性相關(guān)基因研究的文獻(xiàn)，檢索數(shù)據(jù)庫(kù)限定為NCBI Pubmed、中國(guó)知網(wǎng)(CNKI)和Web of science，時(shí)間限定為2008年1月—2020年1月。Pubmed檢索式：gene AND risk AND nasopharyngeal carcinoma；Filters：Publication，時(shí)間2008年1月1日—2020年1月1日。中國(guó)知網(wǎng)檢索式：主題詞為 “鼻咽癌 ”“易感性”“基因”，模糊匹配。Web of science檢索式：主題詞為“gene”“risk”“nasopharyngeal carcinoma”，時(shí)間為2008—2020年，檢索日期為2020年1月1日。

1.2 文獻(xiàn)納入與排除 納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)納入的臨床研究均與鼻咽癌易感基因及基因產(chǎn)物相關(guān)；(2)納入的文獻(xiàn)形式包括會(huì)議論文、會(huì)議摘要及論著；(3)納入的文獻(xiàn)均可以獲取足夠信息的摘要或全文資料。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)排除針對(duì)基因結(jié)構(gòu)、基因統(tǒng)計(jì)、Meta分析等的研究文獻(xiàn)；(2)排除書信、書籍、綜述及個(gè)案報(bào)道等；(3)排除與患鼻咽癌風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)的非基因研究；(4)出版年份、題目及作者相同但來源數(shù)據(jù)庫(kù)不同的文獻(xiàn)，按1篇統(tǒng)計(jì)；(5)研究物種限定為人類，排除細(xì)胞株體外研究及動(dòng)物體內(nèi)實(shí)驗(yàn)；(6)排除其他與本研究目的不符的文獻(xiàn)。

1.3 文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)分析 借助EndNote X9軟件對(duì)最終納入的鼻咽癌易感性基因相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行管理并形成文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)，利用Microsoft Excel 2010軟件的統(tǒng)計(jì)功能，分別從作者、發(fā)表期刊、出版年、研究機(jī)構(gòu)等角度進(jìn)行計(jì)量學(xué)分析[4]。

1.4 鼻咽癌易感性相關(guān)基因的挑選及名稱標(biāo)準(zhǔn)化 統(tǒng)計(jì)納入文獻(xiàn)所研究的基因或基因產(chǎn)物，通過HUGO數(shù)據(jù)庫(kù)(http：//www.genenames.org/)進(jìn)行基因名稱的標(biāo)準(zhǔn)化，而其余未能被識(shí)別的基因則通過NCBI Gene數(shù)據(jù)庫(kù)手工查詢。

1.5 鼻咽癌易感性相關(guān)基因生物信息學(xué)分析 將應(yīng)用文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)統(tǒng)計(jì)分析獲得的鼻咽癌易感性相關(guān)基因上傳至在線軟件STRING 11.0(https://string-db.org/)，對(duì)鼻咽癌易感基因表達(dá)的蛋白質(zhì)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建，并將所得的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)導(dǎo)入Cytoscape 3.7.1軟件處理， 同時(shí)使用其插件Centiscape 2.2計(jì)算網(wǎng)絡(luò)及其各個(gè)節(jié)點(diǎn)的拓?fù)涮匦?，設(shè)置Betweenness值和degree值篩選出瓶頸(Bottleneck)基因和關(guān)鍵(Hub)基因。

2 結(jié)果

2.1 文獻(xiàn)檢索 從Web of science數(shù)據(jù)庫(kù)中檢出文獻(xiàn)520篇，從Pubmed數(shù)據(jù)庫(kù)中檢出文獻(xiàn)337篇，從CNKI數(shù)據(jù)庫(kù)中檢出文獻(xiàn)117篇，共計(jì)974篇，去重后按照納入標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步篩選，確定納入文獻(xiàn)348篇。

2.2 文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)分析 結(jié)果顯示，鼻咽癌易感性相關(guān)基因的研究文獻(xiàn)在2008—2016年間總體呈上升趨勢(shì)，而2016—2019年的文獻(xiàn)量逐漸下降，其中2014年與2016年文獻(xiàn)量升高尤為顯著，發(fā)文量最高的年份是2016年，為52篇(圖1)。

圖1 2008—2019年鼻咽癌易感性相關(guān)基因相關(guān)文獻(xiàn)出版年分布

共有195種生物醫(yī)學(xué)期刊上發(fā)表鼻咽癌易感性基因的相關(guān)文獻(xiàn)，文獻(xiàn)量達(dá)348篇。其中以O(shè)ncotarget刊文15篇高居榜首，Tumor Biology 14篇次之，發(fā)文量在5篇及以上的期刊還有Plos One(10篇)、Molecular Carcinogenesis(8篇)、Bmc Cancer(5篇)、Human Immunology(5篇)。

12年間在鼻咽癌易感性相關(guān)基因方面發(fā)文量最多的作者是中山大學(xué)的曾益新，發(fā)表相關(guān)文獻(xiàn)16篇。為避免數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的重復(fù)和遺漏，統(tǒng)計(jì)對(duì)象設(shè)定為第一作者所在機(jī)構(gòu)，結(jié)果顯示有125個(gè)研究機(jī)構(gòu)進(jìn)行相關(guān)研究，國(guó)內(nèi)以中山大學(xué)發(fā)表文獻(xiàn)最多，達(dá)到30篇，其次3個(gè)研究機(jī)構(gòu)分別為廣西醫(yī)科大學(xué)(26篇)、中南大學(xué)(21篇)，右江民族醫(yī)學(xué)院(20篇)。

納入研究的鼻咽癌易感性基因文獻(xiàn)統(tǒng)計(jì)共有283個(gè)第一作者，涉及25個(gè)國(guó)家或地區(qū)，其中中國(guó)以246篇的發(fā)文量高居榜首，發(fā)文量>5篇的國(guó)家或地區(qū)主要有突尼斯(19篇)、中國(guó)臺(tái)灣(17篇)、美國(guó)(12篇)、印度(8篇)、葡萄牙(6篇)和馬來西亞(6篇)。

2.3 蛋白質(zhì)互作網(wǎng)絡(luò)分析 將483個(gè)鼻咽癌易感性相關(guān)基因上傳至在線軟件STRING構(gòu)建鼻咽癌易感性相關(guān)基因表達(dá)產(chǎn)物的互作關(guān)系網(wǎng)絡(luò)，共計(jì)有216個(gè)基因參與了蛋白質(zhì)互作分析網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建(圖2)，由168個(gè)節(jié)點(diǎn)及723條邊構(gòu)成(圖3)。Degree為節(jié)點(diǎn)連接的邊的總數(shù)目，度值范圍為1～48.00，平均度值為8.61。Betweenness為關(guān)系網(wǎng)絡(luò)中經(jīng)過某節(jié)點(diǎn)的最短路徑的數(shù)量，數(shù)值范圍為0～8 316.81，平均值為303.98。Hub基因?yàn)镈egree≥均數(shù)+1SD的蛋白所對(duì)應(yīng)的基因，共有22個(gè)，Bottleneck基因?yàn)锽etweenness≥均數(shù)+1SD的蛋白所對(duì)應(yīng)的基因，共有8個(gè)。同時(shí)為Hub基因和Bottleneck基因的基因?qū)プ麝P(guān)系網(wǎng)絡(luò)尤為重要，即為關(guān)鍵基因(表1)，分別為TP53、JUN、PIK3CA、AKT1、VEGFA、IL6和TNF，如圖3所示黃色節(jié)點(diǎn)，主要具有細(xì)胞增殖、細(xì)胞周期調(diào)控、細(xì)胞周期負(fù)調(diào)控、DNA損傷反應(yīng)等功能，這些關(guān)鍵基因?qū)⑹窃擃I(lǐng)域未來的研究熱點(diǎn)。

表1 篩選獲得的關(guān)鍵基因

3 討論

從文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)角度分析，國(guó)內(nèi)外對(duì)于鼻咽癌易感性相關(guān)基因的研究主要集中在鼻咽癌的高發(fā)地區(qū)和科研影響力比較大的機(jī)構(gòu)，其中中國(guó)占據(jù)重要地位。通過應(yīng)用生物信息學(xué)方法分析入選的348篇文獻(xiàn)中所涉及的483個(gè)基因，得出的互作關(guān)系網(wǎng)絡(luò)圖表明，鼻咽癌易感性相關(guān)基因均處于相互作用的復(fù)雜關(guān)系網(wǎng)絡(luò)中，其中有多個(gè)基因位于網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵位置，提示這些關(guān)鍵基因是重要的作用靶點(diǎn)和研究熱點(diǎn)。

蛋白質(zhì)互作關(guān)系網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵基因具有穩(wěn)定基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的重要作用，其變化將引起大量下游基因的表達(dá)變化，對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)而言它們的改變是至關(guān)重要的[5]。TP53是一種調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄的序列特異性DNA結(jié)合蛋白，它具有誘導(dǎo)細(xì)胞周期阻滯和凋亡的能力，能通過防止癌基因突變來預(yù)防癌癥[6]。有研究顯示，TP53基因突變可增加正常細(xì)胞癌變的概率和腫瘤的發(fā)病率，TP53基因SNP rs117562731位點(diǎn)多態(tài)性與鼻咽癌的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)顯著相關(guān)，此位點(diǎn)的突變有可能是導(dǎo)致鼻咽癌發(fā)生和發(fā)展的一個(gè)重要因素[7]。TP53密碼子72 pro/Pro基因型與局部鼻咽癌患者的無進(jìn)展生存期(Progression-free-survival，PFS)和總生存時(shí)間(Overall survival，OS)相關(guān)，這種多態(tài)性的基因分型有助于預(yù)測(cè)鼻咽癌患者的臨床預(yù)后[8]。同時(shí)有研究證明TP53密碼子72snp是局部晚期鼻咽癌放療預(yù)后的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子，特別是煙齡在20年以上的患者群體中?；谝陨涎芯?，我們強(qiáng)烈主張應(yīng)禁止吸煙，以提高放射治療的療效，特別是對(duì)于攜帶與局部復(fù)發(fā)或遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移高危相關(guān)的SNPs的患者[9]。腫瘤血管的生成是腫瘤產(chǎn)生及發(fā)展的關(guān)鍵，血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(Vascular endothelial growth factor，VEGF)常通過觸發(fā)血管反應(yīng)引起病理障礙，包括病理血管生成和組織水腫[10]。VEGF-2578 C等位基因攜帶者患鼻咽癌的風(fēng)險(xiǎn)顯著，就預(yù)后指標(biāo)而言，VEGF-2578 C等位基因攜帶者與腫瘤大小和晚期腫瘤分期所定義的鼻咽癌侵襲型之間存在顯著相關(guān)性[11]。有研究人員探討VEGF-2578C/A基因多態(tài)性與中國(guó)人鼻咽癌的關(guān)系，指出VEGF-2578A等位基因攜帶者患鼻咽癌風(fēng)險(xiǎn)顯著增加，而-2578CC基因型鼻咽癌患者具有更高的腫瘤侵襲性，與-2578A等位基因攜帶者相比，分化差且處于晚期[12]。在廣西人群中VEGF-460 C 等位基因是鼻咽癌發(fā)生的易感基因，可明顯增加鼻咽癌患者淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的風(fēng)險(xiǎn)[13]。同時(shí)有研究表明VEGF-1154G/A多態(tài)性位點(diǎn)與鼻咽癌的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)具有相關(guān)性[14]。AKT1是一種抗凋亡蛋白激酶，其底物之一是MDM2蛋白。AKT1是細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，在腫瘤的發(fā)生中起著重要作用。AKT1對(duì)MDM2的磷酸化促進(jìn)MDM2進(jìn)入細(xì)胞核，在細(xì)胞核中發(fā)揮下調(diào)p53活性的作用。有研究發(fā)現(xiàn)AKT1基因SNP4-5 AA中的一個(gè)雙SNP核心單倍型與NPC風(fēng)險(xiǎn)增加顯著相關(guān)[15]， AKT1基因中的兩個(gè)位點(diǎn)(單獨(dú)或聯(lián)合rs3803300和rs2494738)與預(yù)后相關(guān)[16]。白細(xì)胞介素6(IL-6)在EBV感染患者鼻咽組織巨噬細(xì)胞中表達(dá)，IL6-634基因的GG基因型與鼻咽癌復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)，G等位基因是鼻咽癌復(fù)發(fā)的保護(hù)基因[17]。與正常鼻咽組織相比，鼻咽癌組織中c-Jun表達(dá)上調(diào)，Egr-1表達(dá)下調(diào)，c-Jun和Egr-1蛋白可以作為鼻咽癌早期診斷和預(yù)后預(yù)測(cè)的新的潛在生物標(biāo)志物[18]?；蛲蛔兛梢詤^(qū)分腫瘤的放射敏感性和放射抗性。癌基因突變可導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生，并可為臨床抗癌治療提供潛在的治療靶點(diǎn)[19]。探討鼻咽癌放射敏感性與放射抵抗患者的腫瘤易感基因改變是否存在差異中，觀察到5個(gè)針對(duì)AKT1、PIK3CA、MET、TP53和STK11的放射敏感性特異性突變，提示PI3K/AKT和p53通路的遺傳改變參與了放射治療的反應(yīng)[20]。在病毒感染免疫反應(yīng)中，腫瘤壞死因子(Tumor Necrosis Factor，TNF)是一種由活化的巨噬細(xì)胞或單核細(xì)胞產(chǎn)生的促炎性反應(yīng)的細(xì)胞因子，TNFA AA基因型攜帶者與鼻咽癌發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)顯著相關(guān)[21]。

圖2 鼻咽癌易感性相關(guān)基因表達(dá)產(chǎn)物構(gòu)建的蛋白質(zhì)互作關(guān)系網(wǎng)絡(luò)圖

圖3 鼻咽癌易感性相關(guān)基因相互作用的關(guān)系網(wǎng)絡(luò)圖

鼻咽癌是由多種因素引起，其中遺傳多態(tài)性不僅與鼻咽癌的患病風(fēng)險(xiǎn)顯著相關(guān)，而且還影響鼻咽癌的侵襲進(jìn)展和預(yù)后。了解遺傳變異對(duì)患者臨床結(jié)局的影響，可以更好地尋找鼻咽癌的生物標(biāo)志物進(jìn)行個(gè)體化治療，而臨床精確的治療和預(yù)后依賴于有效的生物標(biāo)記物，這些標(biāo)記物具有更強(qiáng)的篩選、診斷和監(jiān)測(cè)腫瘤的能力。近年來依賴生物信息學(xué)的知識(shí)及方法參與癌癥的治療(基因治療和分子靶向治療)，已經(jīng)取得了顯著的成就和臨床效益[22]。本研究基于生物信息學(xué)的方法對(duì)鼻咽癌易感性基因進(jìn)行總結(jié)剖析，以確定關(guān)鍵基因作為潛在的生物標(biāo)記物，并了解鼻咽癌靶向治療的研究進(jìn)展。通過開展更加精細(xì)的研究與臨床相結(jié)合，對(duì)預(yù)防和早期診治鼻咽癌、明確鼻咽癌的發(fā)生機(jī)制具有重要的意義[23]。