何崇武 鄒 俊 陳 婧 吳玉萍 李江龍 萬向華 余騰驊
世界衛(wèi)生組織數(shù)據(jù)表明:2020年全球乳腺癌新發(fā)病例高達226萬例,中國的乳腺癌新發(fā)病例數(shù)為42萬[1],乳腺癌已成為嚴重威脅女性生命健康及生活質(zhì)量的第一大癌癥。目前,乳腺癌的早期診斷仍主要是通過定期的乳腺鉬靶及彩超體檢來實現(xiàn),但乳腺鉬靶放射影像對乳腺癌敏感度:88.6%,特異度:71%[2]。彩超對乳腺癌敏感度:87%,特異度:80%[3]。乳腺癌患者的預后及生存與早期發(fā)現(xiàn)關系密切。一項英國隨訪數(shù)據(jù)顯示,乳腺癌3年生存率分別為Ⅰ期99.3%,Ⅱ期92.4%,Ⅲ期70.2%,Ⅳ期27.4%[4]。Ⅲ期與Ⅳ期患者生存率較Ⅰ期與Ⅱ期明顯下降。因此,為提高乳腺癌患者的早期診斷率及促進患者康復及提高生活質(zhì)量, 尋找新的敏感生物標志物尤為重要。
PRAS40 也稱為AKT1S1(AKT 絲氨酸/蘇氨酸激酶 1 底物 1)最初被鑒定為 14-3-3 結(jié)合蛋白,PRAS40在N端區(qū)域有兩個富含脯氨酸的片段[5]。PRAS40會在細胞核和細胞質(zhì)之間進行轉(zhuǎn)換。在細胞核中,PRAS40與PRL11(核糖體蛋白 L11)形成核特異性復合物。在細胞質(zhì)中,PRAS40與mTORC1的相互作用,并負調(diào)節(jié)mTORC1信號傳導[6-7]。雖然PRAS40在頭頸鱗狀細胞癌、肝癌等多種疾病中已有報道[8-9],但是PRAS40mRNA與乳腺癌臨床特征相關關系仍值得探討。
相關的數(shù)據(jù)從TCGA(the cancer genome atlas) 公共數(shù)據(jù)中獲取,并不需要經(jīng)過倫理委員會批準。所有基因表達數(shù)據(jù)及相關臨床病理信息均從TCGA官網(wǎng)(https://portal.gdc.cancer.gov/)通過TCGAbiolinks包下載獲取。收集PRAS40mRNA表達數(shù)據(jù)、臨床病理數(shù)據(jù)及其他相關信息。
所有統(tǒng)計分析均由R軟件(4.0.3)進行。ROC曲線是使用pROC程序包生成的。應用卡方檢驗分析了臨床特征與PRAS40 mRNA表達之間的相關性。單因素和多因素Cox分析用于分析PRAS40 mRNA高表達的預后價值。P<0.05被認為具有統(tǒng)計學意義。
從TCGA數(shù)據(jù)庫下載浸潤性乳腺癌1109個原發(fā)腫瘤和113個正常樣本的臨床和基因表達數(shù)據(jù),包括患者的年齡、種族、分級、分期、遠處轉(zhuǎn)移、生存狀態(tài)、腫瘤大小和淋巴結(jié)數(shù)目分期、ER、PR狀態(tài)等。
分析TCGA數(shù)據(jù)中PRAS40轉(zhuǎn)錄組表達水平。發(fā)現(xiàn)乳腺癌腫瘤組織標本PRAS40mRNA表達水平顯著高于正常組織樣本(P<0.001)(圖1a)。而在配對的標本檢測中,腫瘤組織樣本的PRAS40mRNA表達水平明顯高于正常組織(P<0.001)(圖1b)。根據(jù)T分期、臨床分期、遠處轉(zhuǎn)移、組織學類型等臨床指標與PRAS40mRNA表達水平進行分析。T3/T4分期的患者表達水平高于T1/T2分期(P<0.05);浸潤性癌的患者表達水平高于浸潤性小葉癌(P<0.01);StageⅠ/Ⅱ分期的患者相較于StageⅢ/Ⅳ期患者表達水平低(P<0.05)。但是不同N分期及M分期患者PRAS40mRNA表達水平未見明顯統(tǒng)計學差異。
注:a為在乳腺癌腫瘤組織與正常組織中PRAS40mRNA的表達;b為在配對的腫瘤組織樣本與正常組織中PRAS40mRNA的表達。
通過PRAS40 mRNA的診斷價值進行分析。結(jié)果顯示:PRAS40mRNA的診斷價值為:0.849。同樣PRAS40對不同分期的診斷價值分析結(jié)果顯示:對Stage Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ及Ⅳ的診斷AUC值分別為:0.837,0.839、0.870、0.931 (圖2)。
注:a為正常組織與癌組織PRAS40mRNA表達的ROC曲線,b-e分別是病理分期Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ期的亞組分析。
研究結(jié)果顯示:PRAS40mRNA表達水平與種族(P<0.001)、PR狀態(tài)(P=0.004)、ER狀態(tài)(P<0.001)、PFI(治療結(jié)束~復發(fā)時間)事件數(shù)(P=0.034)有明顯的相關性(表1)。
單因素分析結(jié)果顯示:腫塊直徑大、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移數(shù)目多、病理學分期高及高表達PRAS40mRNA表達是與OS相關的(表2)。多因素結(jié)果顯示:PRAS40mRNA高表達及病理學分期高是OS的獨立預后因素(表2)。
表2 單因素及多因素Cox回歸分析PRAS40mRNA與總生存期的相關性
在本研究中,我們的結(jié)果證實,乳腺癌組織中PRAS40mRNA的表達高于正常組織。PRAS40mRNA的高表達分別與 病理分期、T分期和組織學分類相關。此外,通過多因素分析,PRAS40mRNA是乳腺癌的獨立預后因素。
PRAS40在多種腫瘤中異常表達或高度磷酸化狀態(tài)[10,11]。PRAS40 首次報道為 AKT 的底物[12],是 mTORC1 的抑制成分[13]。除了被認為是Akt的底物,PRAS40近來被發(fā)現(xiàn)同樣是 mTORCl的底物及重要組成物質(zhì)。被Akt磷酸化和被mTORCl自身磷酸化的 PRAS40既可以使PRAS40從mTORCl裂解,又可以緩解其對mTORCl活性的抑制。可以說PRAS40對PI3K-Akt信號通路的激活是必需的[14]。袁凱等[15]報道將近有40%的HER-2陽性乳腺癌患者曲妥珠單抗耐藥與PRAS40 Thr246磷酸化高表達有關。我們的結(jié)果顯示乳腺癌患者具有更高的 PRAS40 mRNA 表達。ROC 分析顯示 PRAS40在診斷乳腺癌良惡性時具有中等診斷價值,說明PRAS40 是1種具有診斷乳腺癌前景的生物標志物。
PRAS40在多種腫瘤中被與差的生存相關[5,9,11]。本研究通過Cox多因素分析,發(fā)現(xiàn)PRAS40mRNA表達與較差的總生存率以及較高的病理學分級顯著相關。有研究證實PRAS40成為心血管疾病、缺血再灌注損傷、神經(jīng)退行性疾病、癌癥、糖尿病等代謝性疾病的治療靶點[16]。本研究結(jié)果使得PRAS40成為靶點治療乳腺癌新的分子靶點。
總體而言,我們的研究驗證了PRAS40mRNA表達在乳腺癌患者的診斷和預后中的價值。PRAS40是一個可靠的且具有預后價值的生物標記物。但是,本研究仍然有一些限制。首先,我們只進行了生物信息學的數(shù)據(jù)挖掘,結(jié)果應該在臨床樣本中得到驗證或者在其他的數(shù)據(jù)集中得到進一步的驗證。其次,因為本研究主要集中在數(shù)據(jù)挖掘,只能從數(shù)據(jù)庫中得到PRAS40轉(zhuǎn)錄水平的表達情況,并沒有從轉(zhuǎn)錄后水平也就是蛋白質(zhì)水平的角度進一步分析,也就是導致了PRAS40在乳腺癌中的具體作用機制不明,這都有待于進一步的研究。