方驍杰 繆晨韻 褚衛(wèi)建 李巖巖 鄭晨果

[摘要] 目的 闡述SEPT2在結(jié)直腸癌（CRC）中的表達(dá)及意義。 方法 應(yīng)用Oncomine數(shù)據(jù)庫挖掘關(guān)于SEPT2的信息，并對挖掘的資料進(jìn)行二次分析，對其在結(jié)直腸癌組織中的表達(dá)情況進(jìn)行薈萃分析，同時在TCGA數(shù)據(jù)中進(jìn)行生存分析驗證預(yù)后相關(guān)性。 結(jié)果 Oncomine數(shù)據(jù)庫中共收集了438個不同類型的研究結(jié)果，共有13個研究涉及SEPT2在結(jié)直腸癌組織和癌旁正常組織中的表達(dá)，共1139個樣本，與癌旁正常組織比較，SEPT2在結(jié)直腸癌組織中高表達(dá)（P=2.45×10-4）。在TCGA CRC的研究中，SEPT2的mRNA表達(dá)量與結(jié)直腸癌總體生存率存在相關(guān)性，即在隨訪至313 d之前SEPT2表達(dá)情況與患者總體生存率無明顯差異（P=0.3764），而313 d之后SEPT2高表達(dá)的患者預(yù)后較差（P=0.0414）。 結(jié)論 通過深入挖掘Oncomine數(shù)據(jù)庫中關(guān)于結(jié)直腸癌相關(guān)基因芯片的信息發(fā)現(xiàn)，SEPT2在結(jié)直腸癌組織中高表達(dá)，且與患者的預(yù)后相關(guān)，為今后結(jié)直腸癌患者預(yù)后的判斷提供依據(jù)，同時也為相關(guān)腫瘤藥物的研發(fā)提供重要理論依據(jù)。

[關(guān)鍵詞] 結(jié)直腸癌;薈萃分析;疾病預(yù)后;醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)庫

[中圖分類號] R735.3? ? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A? ? ? ? ? [文章編號] 1673-9701（2022）04-0006-05

[Abstract] Objective To describe the expression and significance of SEPT2 in colorectal cancer（CRC）. Methods The Oncomine database was used to search information about SEPT2. The extracted data was analyzed twice. Meta-analysis was conducted on the expression of SEPT2 in colorectal cancer tissues. Survival analysis was performed in the TCGA data to verify the correlation of prognosis. Results A total of 438 research results of different types were collected in the Oncomine database. A total of 13 studies were on the expression of SEPT2 in colorectal cancer tissues and adjacent normal tissues. A total of 1139 samples were collected. Compared with the control group， SEPT2 was found to be highly expressed in colorectal cancer tissues （P=2.45×10-4）. In the TCGA CRC study， the mRNA expression of SEPT2 was correlated with the overall survival rate of colorectal cancer， i.e.， there was no significant difference in overall survival rate and expression of SEPT2 from follow-up to before 313 days （P=0.3764）. After 313 days， the patients with higher SEPT2 expression had a poorer prognosis （P=0.0414）. Conclusion By searching the information about colorectal cancer-related gene chips in the Oncomine database， it is found that SEPT2 is highly expressed in colorectal cancer tissues and is related to the prognosis of patients. This conclusion provides a basis for the prognosis of colorectal cancer patients in the future. It also provides an important theoretical basis for the research and development of related tumor drugs.

[Key words] Colorectal cancer; Meta-analysis; Prognosis; Medical database

結(jié)直腸癌（colorectal cancer，CRC）是西方國家腫瘤患者的主要死亡原因之一，其發(fā)病率逐年上升[1]。在國內(nèi)結(jié)直腸癌的發(fā)病率排名第五，僅次于肺癌、胃癌、食道癌及肝癌，嚴(yán)重影響人們的生命健康[2]。隨著大數(shù)據(jù)時代的來臨，腫瘤學(xué)的研究進(jìn)入了一個新的階段，基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白組學(xué)等研究手段相繼出現(xiàn)，特別是近年來生物信息學(xué)的發(fā)展[3]，使大量的研究數(shù)據(jù)進(jìn)一步得到了更為科學(xué)合理的分析和處理，同時也使臨床醫(yī)師更好地理解疾病的發(fā)生、發(fā)展過程以及基因與疾病之間的聯(lián)系。所以生物信息學(xué)越來越廣泛地應(yīng)用于疾病的診斷和預(yù)測、新基因的發(fā)現(xiàn)及藥物篩選等方面[4]，越來越多的研究人員選擇使用基因芯片數(shù)據(jù)研究某個基因在人類疾病中發(fā)揮的功能。而SEPT家族基因最早發(fā)現(xiàn)于酵母細(xì)胞之中，其表達(dá)產(chǎn)物septins是一類細(xì)胞骨架蛋白，參與有絲分裂細(xì)胞收縮環(huán)的形成、與細(xì)胞膜結(jié)合影響細(xì)胞運動、作為支架蛋白對信號通路轉(zhuǎn)導(dǎo)分子進(jìn)行調(diào)控等多種不同的細(xì)胞功能，在人類中目前已發(fā)現(xiàn)13種SEPT基因[5]。多項研究[6-9]顯示，SEPT2的表達(dá)可能與腫瘤的轉(zhuǎn)移、蛋白的核-質(zhì)分布及耐藥密切相關(guān)。但由于目前關(guān)于SEPT2在人類結(jié)直腸癌組織中表達(dá)的研究較少，人群差異性大，且研究方法簡單、樣本量小，故研究的可靠性相對較低，為進(jìn)一步驗證上述研究結(jié)果，本文從Oncomine數(shù)據(jù)庫中挖掘了目前為止所有與SEPT2表達(dá)有關(guān)的結(jié)直腸癌基因芯片，通過對芯片數(shù)據(jù)的二次薈萃分析SEPT2在結(jié)直腸癌組織中的表達(dá)情況及其在預(yù)后中的作用，現(xiàn)報道如下。

1 資料與方法

1.1一般資料

本研究數(shù)據(jù)資料均來自O(shè)ncomine數(shù)據(jù)庫。Oncomine （www.oncomine.org）是一個基于網(wǎng)絡(luò)的腫瘤相關(guān)數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)挖掘平臺，旨在挖掘癌癥基因信息。該數(shù)據(jù)庫可以將大多數(shù)主要類型的癌癥與相應(yīng)的正常組織進(jìn)行差異表達(dá)分析、共表達(dá)分析等。

1.2 方法

用Oncomine分析大腸癌和癌旁組織中SEPT2 mRNA的單個基因表達(dá)水平。同時為了降低錯誤率，選擇了以下臨界條件：①“Gene：SEPT2”;②“Cancer Type：Colorectal Cancer”;③“Analysis Type：Cancer VS Normal”;④“Data Type：mRNA”;⑤“Clinical Outcome：Survival Status”;⑥“臨界值設(shè)定條件（P<0.0001，fold change>1.5，gene rank=top 10%）”;⑦“檢索起止時間：2016年9月至2020年12月”。

1.3 統(tǒng)計學(xué)方法

采用t檢驗對兩組間SEPT2表達(dá)差異進(jìn)行分析。采用Kaplan-Meier模型分析SEPT2表達(dá)情況與患者預(yù)后的關(guān)系，如符合等比例風(fēng)險的前提條件則用Log rank檢驗評價組間生存分布是否具有差異，反之則用Land mark檢驗[10]。所有研究數(shù)據(jù)均采用SPSS 24.0統(tǒng)計學(xué)軟件進(jìn)行分析，P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 SEPT2在各癌癥類型中的表達(dá)結(jié)果

通過對Oncomine數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，共檢索到438個針對不同癌癥類型的研究（圖1），有統(tǒng)計學(xué)差異的研究共33個，其中SEPT2高表達(dá)的有29個，低表達(dá)的有4個。雖然在結(jié)直腸癌相關(guān)研究中僅有3個研究顯示在結(jié)直腸癌組織中高表達(dá)，但進(jìn)一步Outlier分析結(jié)果（圖2）顯示，在結(jié)直腸癌相關(guān)研究的某些亞群或特定人群中有7個研究高表達(dá)，13個研究低表達(dá)。

2.2 SEPT2在結(jié)直腸癌組織中的表達(dá)結(jié)果

在Oncomine數(shù)據(jù)庫中發(fā)現(xiàn)，共有13個研究（包含28個亞組）涉及SEPT2在結(jié)直腸癌組織和癌旁正常組織中的表達(dá)（圖3），共包含1139個樣本。對符合篩選條件的13個研究進(jìn)一步行meta分析，其結(jié)果驗證了SEPT2在結(jié)直腸癌組織中高表達(dá)（P=2.45×10-4）。

2.3 SEPT2在不同結(jié)直腸癌研究中的表達(dá)情況

為進(jìn)一步了解上述各個研究的情況，完整提取了研究數(shù)據(jù)，并按不同的組織類型進(jìn)行分組，用箱形圖對不同組織類型中SEPT2的表達(dá)情況進(jìn)行展示，從圖4可以直觀看到各組數(shù)據(jù)的離散分布情況。

2.4 SEPT2與結(jié)直腸癌患者預(yù)后之間的關(guān)系

為了進(jìn)一步明確SEPT2表達(dá)與結(jié)直腸癌患者預(yù)后之間的關(guān)系，從Oncomine數(shù)據(jù)庫中完整地挖掘了TCGA CRC研究中關(guān)于SEPT2表達(dá)情況與患者生存時間的相關(guān)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行生存分析發(fā)現(xiàn)，當(dāng)兩組患者隨訪時間>313 d后，SEPT2的mRNA表達(dá)量與結(jié)直腸癌總體生存率存在相關(guān)性，且呈負(fù)相關(guān)，即SEPT2高表達(dá)的患者總體生存率較差，而低表達(dá)的患者相對預(yù)后較好（Landmark analysis：Time<313，P=0.3764;Time>313，P=0.0414）。見圖5。

3 討論

目前，結(jié)直腸癌是最常見的消化道惡性腫瘤之一，雖然在國內(nèi)的發(fā)病率排在所有惡性腫瘤的第五位，但發(fā)病率表現(xiàn)逐年上升的趨勢。據(jù)估計到2035年，全球范圍內(nèi)直腸癌和結(jié)腸癌的總死亡人數(shù)將分別增加60.0%和71.5%，且發(fā)病呈現(xiàn)年輕化的趨勢，新發(fā)病例中女性的發(fā)病率高于男性[11]。迄今為止，結(jié)直腸癌的發(fā)病機(jī)制尚未完全清楚，目前普遍認(rèn)為基因突變及基因表達(dá)調(diào)控的異常是其發(fā)病的主要原因，最終導(dǎo)致了正常細(xì)胞在增殖、分化及凋亡上的調(diào)節(jié)失控[12]。治療上目前仍以手術(shù)為主的綜合治療作為結(jié)直腸癌的主要治療方式[13]，但近年來新輔助化療和轉(zhuǎn)化治療的提出[14]，更加重視了藥物化療的治療作用，但不同的患者化療效果差異較大，特別是其中出現(xiàn)耐藥性或因不能耐受化療藥物毒副反應(yīng)而化療失敗的患者，往往達(dá)不到預(yù)期的療效，反而給患者及其家屬帶來更大的痛苦和經(jīng)濟(jì)壓力[15]。如果能夠在早期及時發(fā)現(xiàn)結(jié)直腸癌，那么該病的預(yù)后是非常樂觀的。早期診斷方法主要包括糞便潛血檢測、乙狀結(jié)腸鏡檢查、氣鋇灌腸X線檢查和結(jié)腸鏡檢查。然而結(jié)腸鏡檢查雖然是金標(biāo)準(zhǔn)，但檢測價格相對較為昂貴，預(yù)約時間長，偶爾還會有嚴(yán)重的并發(fā)癥，所以許多人不愿意接受結(jié)腸鏡檢查。因此，迫切需要一種潛在的可以預(yù)測疾病的發(fā)生和發(fā)展的分子標(biāo)志物，進(jìn)而有助于臨床醫(yī)師判斷疾病預(yù)后情況，對后續(xù)的治療具有一定的指導(dǎo)意義。

Septins最初在用于釀酒的酵母中發(fā)現(xiàn)，是一種與胞質(zhì)分裂和細(xì)胞形態(tài)相關(guān)的蛋白質(zhì)家族。之所以得名，是因為其參與了酵母發(fā)芽過程中隔膜的形成，并在除植物以外的所有真核生物中均有表達(dá)。到目前為止，已鑒定出13個編碼組織特異性和普遍表達(dá)的Septin的功能性Septin基因（SEPT1～SEPT12和SEPT14），其中SEPT2是一種保守的絲狀 GTP 酶，在多種人類癌癥中過表達(dá)，是SEPT家族的一個腫瘤相關(guān)基因[16]，與癌癥患者的不良預(yù)后有關(guān)。其影響肝癌細(xì)胞、膠質(zhì)母細(xì)胞瘤細(xì)胞和系膜細(xì)胞的細(xì)胞過程，在乳腺癌、膽管癌和急性髓系白血病中高度表達(dá)[17]。然而，SEPT2在癌癥中的調(diào)控機(jī)制仍不清楚。而Kremer等[18]的研究表明，SEPT2的表達(dá)與F-肌動蛋白的表達(dá)有關(guān)，這兩種蛋白相互作用并參與大腸癌細(xì)胞的骨骼組裝，在細(xì)胞遷移過程中影響腫瘤細(xì)胞的粘附、侵襲和轉(zhuǎn)移。He等[19]采用免疫組化（IHC）和Western blotting技術(shù)對90對結(jié)直腸癌及癌旁組織中的蛋白表達(dá)進(jìn)行分析，結(jié)果表明SEPT2在大腸癌組織中的mRNA和蛋白水平均高表達(dá)。雖然上述研究已經(jīng)證明了SEPT2在結(jié)直腸癌組織中高表達(dá)，但由于其研究樣本量小、容易存在抽樣誤差等原因而導(dǎo)致其結(jié)果缺乏說服力，仍需進(jìn)一步驗證。而Oncomine數(shù)據(jù)庫是迄今為止全球最大的基因芯片數(shù)據(jù)庫，到目前為止，Oncomine包含65個基因表達(dá)數(shù)據(jù)集，包括來自4700多個微陣列實驗的近4800萬個基因表達(dá)測量結(jié)果。比較大多數(shù)主要類型的癌癥與各自的正常組織及各種癌癥亞型的差異表達(dá)分析，以及基于臨床和病理分析可供探索的同時其也整合了數(shù)據(jù)挖掘平臺，并包含了TCGA等其他數(shù)據(jù)庫的基因芯片信息[20]，故本研究通過對Oncomine數(shù)據(jù)庫的挖掘，薈萃分析了目前為止數(shù)據(jù)庫中所有符合篩選條件的研究，得到了最大的樣本量，盡可能地減少了因樣本量小而帶來的誤差，同時也增加了研究結(jié)論的可信度。通過對13個獨立的研究進(jìn)行薈萃分析，其結(jié)果驗證了SEPT2在結(jié)直腸癌組織中的高表達(dá)，同時進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，TCGA數(shù)據(jù)中SEPT2 高表達(dá)的患者，其預(yù)后明顯較低表達(dá)者差，雖然具體的機(jī)制尚不清楚，但可以明確的是SEPT2與結(jié)直腸癌的發(fā)生、發(fā)展及預(yù)后相關(guān)，可能是今后結(jié)直腸癌診斷的標(biāo)志物和預(yù)后的指標(biāo)。

本研究的優(yōu)勢在于全面利用了生物信息學(xué)數(shù)據(jù)，Oncomine數(shù)據(jù)庫用于進(jìn)行結(jié)直腸癌的基因表達(dá)數(shù)據(jù)挖掘，TCGA數(shù)據(jù)庫用于分析差異基因在結(jié)直腸癌患者臨床預(yù)后中的相關(guān)性。本研究結(jié)果顯示，SEPT2在結(jié)直腸癌組織中高表達(dá)且影響患者生存率，對臨床結(jié)直腸癌患者的診療和預(yù)后評估具有重要的指導(dǎo)意義。然而，本研究也存在一定的不足。本研究結(jié)果基于大量的生物信息學(xué)分析，缺少臨床研究和體內(nèi)外實驗驗證。今后將以研究結(jié)果為研究方向，進(jìn)一步通過動物實驗或細(xì)胞實驗研究SEPT2在結(jié)直腸癌中的具體作用機(jī)制。

綜上所述，通過對Oncomine數(shù)據(jù)庫的挖掘分析，驗證了SEPT2在結(jié)直腸癌組織中的高表達(dá)，且進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)其表達(dá)量與預(yù)后呈負(fù)相關(guān)，該結(jié)果將對臨床的診治和相關(guān)抗腫瘤藥物的研發(fā)具有一定的意義。

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（收稿日期：2021-03-08）