李回夢,高偉微,孫錫強(qiáng)

(云南省滇南中心醫(yī)院/紅河州第一人民醫(yī)院 1.甲狀腺乳腺外科 2.風(fēng)濕免疫科 3.肝膽外科,云南 蒙自 661100)

新近的癌癥統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,乳腺癌新發(fā)病例數(shù)位居首位,已經(jīng)成為全球第一大癌癥[1]。此外,乳腺癌發(fā)病率逐年上升,嚴(yán)重威脅著女性健康[2,3],造成巨大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。隨著二代測序(Next-Generation Sequencing,NGS)的廣泛應(yīng)用,諸如乳腺癌易感基因(Breast Cancer Susceptibility Genes,BRCA)1/2基因檢測等,已經(jīng)用于指導(dǎo)藥物應(yīng)用[1,4]。然而耐藥及腫瘤復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移仍是乳腺癌治療中的難點(diǎn),為乳腺癌的治療尋找新的治療靶點(diǎn)及預(yù)后評(píng)估標(biāo)志物是眾多研究者的研究目標(biāo)。PCDHA1(protocadherin alpha 1)即原鈣粘蛋白α1,這個(gè)基因?qū)儆趐rotocadherinα基因簇,三種相關(guān)基因簇銜接著與5號(hào)染色體上,展示一個(gè)不同尋常的類似于b細(xì)胞和t細(xì)胞受體基因集群的基因組組織[5]。目前對(duì)于PCDHA1基因在癌癥中的研究十分有限。

本文應(yīng)用生物信息學(xué)方法分析原鈣粘蛋白α1(protocadherin alpha 1,PCDHA1)在乳腺癌中的表達(dá)及其與臨床指標(biāo)的相關(guān)性,以期為PCDHA1成為乳腺癌預(yù)后標(biāo)志提供一定的依據(jù),現(xiàn)報(bào)道如下。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)下載

PCDHA1基因表達(dá)及臨床信息數(shù)據(jù)于2021年1月13日下載自TCGA(The Cancer Genome Atlas,癌癥基因組圖譜)數(shù)據(jù)庫。

1.2 數(shù)據(jù)整理

數(shù)據(jù)下載后使用Perl(5.28.1)及R(4.0.3)軟件處理數(shù)據(jù),提取基因表達(dá)數(shù)據(jù)及臨床數(shù)據(jù)。共得到癌旁正常乳腺組織基因表達(dá)數(shù)據(jù)113例,癌組織表達(dá)數(shù)據(jù)1109例,乳腺癌患者臨床數(shù)據(jù)1109例,根據(jù)分析目的刪除相關(guān)臨床信息不完善的臨床數(shù)據(jù)。

1.3 乳腺癌類別

根據(jù)雌激素受體(Estrogen Receptor,ER)、孕激素受體(Progesterone Receptor,PR)、HER2受體情況,定義為:ER和/或PR 陽性即為激素受體(Hormone Receptor,HR)陽性(HR+),ER和PR 陰性即為激素受體陰性(HR-),HR-及HER2-為三陰性(Triple-Negative Breast Cancer,TNBC)。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

分析中使用中位值界定基因表達(dá)高低;使用R(4.0.3)軟件進(jìn)行差異分析及生存分析,差異分析時(shí)使用Wilcox test及kruskal test,生存分析使用Kaplan-Meier和Log-rank檢驗(yàn)法;單因素、多因素分析使用COX回歸模型。P<0.05時(shí)認(rèn)為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 分析結(jié)果

2.1 PCDHA1在乳腺癌中的表達(dá)量高于癌旁正常組織

通過對(duì)TCGA數(shù)據(jù)庫中檢索到的113例癌旁正常組織及1109例癌組織中的PCDHA1的表達(dá)量進(jìn)行差異分析,經(jīng)分析比較,PCDHA1在癌旁組織中(中位值0.345)表達(dá)較癌組織中(中位值0.615)低,P<0.05,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,見圖1。

圖1 PCDHA1在乳腺癌癌旁組織中和癌組織中的表達(dá)

通過對(duì)來源于同一患者的癌旁組織和癌組織中PCDHA1的表達(dá)水平進(jìn)行差異分析,結(jié)果同樣顯示PCDHA1在癌組織中表達(dá)量較高,P<0.05,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,見圖2。

圖2 來源于同一患者的癌組織與癌旁組織PCDHA1表達(dá)量比較

2.2 PCDHA1在乳腺癌中高表達(dá)預(yù)示預(yù)后不佳

結(jié)合臨床生存數(shù)據(jù),以中位值定義PCDHA1表達(dá)量高低,經(jīng)Kaplan-Meier生存分析,結(jié)果顯示PCDHA1高表達(dá)與預(yù)后不良有關(guān),見圖3。

圖3 PCDHA1高表達(dá)與低表達(dá)的預(yù)后比較

圖4 不同分型乳腺癌中PCDHA1表達(dá)無明顯差異

圖5 不同淋巴結(jié)狀態(tài)乳腺癌中PCDHA1表達(dá)具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異

圖6 不同臨床分期乳腺癌中PCDHA1表達(dá)無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異

2.3 PCDHA1與不同臨床指標(biāo)的相關(guān)性

在不同分型、臨床分期、淋巴結(jié)狀態(tài)間的PCDHA1表達(dá)量差異分析顯示,PCDHA1在不同分型、臨床分期間表達(dá)無差異,在不同淋巴結(jié)狀態(tài)中表達(dá)水平不同,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,P<0.05。

2.4 單因素和多因素COX分析顯示PCDHA1可作為乳腺癌患者預(yù)后標(biāo)志物之一

將PCDHA1基因表達(dá)量與常見臨床指標(biāo)如年齡、絕經(jīng)狀態(tài)、分子分型等進(jìn)行單因素及多因素COX分析結(jié)果顯示PCDHA1可作為乳腺癌患者獨(dú)立預(yù)后標(biāo)志物之一,見表1。

表1 PCDHA1表達(dá)與乳腺癌患者OS相關(guān)性的單因素分析和多因素分析

3 討論

由于新發(fā)病例數(shù)的快速增加,乳腺癌造成的巨大經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)日益加重[6]。雖然PD-1/PD-L1、CDK4/6抑制劑、他莫昔芬、芳香化酶抑制劑、ADC藥物、TKI藥物等已經(jīng)大量應(yīng)用于臨床治療,并且取得了顯著療效,乳腺癌患者生存時(shí)間的到顯著延長。然而由于藥物抵抗等原因,仍有大量的乳腺癌患者死亡[7]。尋找新的預(yù)后標(biāo)志物可能為臨床評(píng)估乳腺患者預(yù)后及治療提供新的依據(jù)。本研究通過對(duì)TCGA數(shù)據(jù)庫中PCDHA1在乳腺癌組織及癌旁正常組織的表達(dá)水平進(jìn)行差異分析,并結(jié)合臨床數(shù)據(jù)分析PCDHA1表達(dá)水平與臨床分期、淋巴結(jié)狀態(tài)、分型、預(yù)后的關(guān)系,本文的研究發(fā)現(xiàn),PCDHA1在乳腺癌組織中表達(dá)量明顯高于癌旁正常乳腺組織,其表達(dá)水平與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移狀態(tài)有關(guān),而與乳腺癌分型及臨床分期無關(guān)。生存分析的結(jié)果顯示在乳腺癌患者中PCDHA1高表達(dá)的患者預(yù)后較差。單因素及多因素COX分析提示PCDHA1與年齡、遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移(M分期)可一同作為評(píng)估乳腺癌患者預(yù)后的獨(dú)立因素[5]。

本研究結(jié)果顯示PCDHA1可作為乳腺癌預(yù)后標(biāo)志物之一。Zhang等[8]的基于探索乳腺癌的潛在調(diào)控機(jī)制,識(shí)別乳腺癌的免疫原性預(yù)后標(biāo)志物的研究顯示,ADAMTS8、IFNG、XG、APOA5、SIAH2、C2CD2、STAR、CAMP、CDH19、NTSR1、PCDHA1、AMELX、FREM1、CLEC10A、CD1B、CD6和LTA這17個(gè)基因可以作為乳腺癌的預(yù)后生物標(biāo)志物。這與本文的研究結(jié)論相同,PCDHA1可作為乳腺癌預(yù)后生物標(biāo)志物之一。Ademuyiwa等[9]的研究顯示,在多西紫杉醇聯(lián)合卡鉑治療三陰性乳腺癌獲得病理完全緩解(pCR)的患者中EGFR、RB1、RAD51AP2、SDK2、L1CAM、KPRP、PCDHA1、CACNA1S、CFAP58、COL22A1和COL4A5突變被頻繁觀察到;PCDHA1可作為預(yù)測TNBC患者病理反應(yīng)和治療療效的潛在生物標(biāo)志物。Du等[10]對(duì)環(huán)磷酰胺(Cytoxan)反應(yīng)相關(guān)基因進(jìn)行探索,基于風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分模型,進(jìn)一步篩選出與BRCA患者預(yù)后相關(guān)的10個(gè)基因,包括PCDHB2、GRIK2、FRMD7、CCSER1、PCDHGA1、PCDHA1、LRRC37A6P、PCDHGA12、ZNF486、PCDHGB5;其中,PCDHA1表達(dá)在細(xì)胞和患者樣本中得到驗(yàn)證;多因素Cox回歸分析證實(shí)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分為獨(dú)立因素。以上的研究顯示了本文的研究同此前研究的一致性。在此基礎(chǔ)上本文對(duì)PCDHA1以中位值定義高低表達(dá),研究發(fā)現(xiàn)PCDHA1高標(biāo)的乳腺癌患者預(yù)后不良,本文進(jìn)一步分析了PCHDA1與常見乳腺癌臨床指標(biāo)的相關(guān)性,經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)PCDHA1表達(dá)與臨床分期、不同分型無關(guān),而與不同淋巴結(jié)狀態(tài)有關(guān)。

與患有乳腺癌的非肥胖女性相比,盡管進(jìn)行了適當(dāng)?shù)木植亢腿碇委?但患有乳腺癌的肥胖女性的無病生存率和總體生存率更差;肥胖乳腺癌患者通常會(huì)經(jīng)歷更多與手術(shù)、放療和化療相關(guān)的并發(fā)癥,此外,與正常體重的女性相比,肥胖患者局部復(fù)發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)更高[11]。Barbitoff等[12]進(jìn)行的外顯子組測序分析提示PCDHA1 rs34042554位點(diǎn)的變異與肥胖相關(guān)。這為PCDHA1作為乳腺癌預(yù)后標(biāo)志物提供了進(jìn)一步的依據(jù),PCDHA1突變可能導(dǎo)致肥胖發(fā)生,而肥胖乳腺癌患者通常預(yù)后不佳,提示本文PCDHA1可能參與了乳腺癌病程進(jìn)展的過程,是影響乳腺癌患者預(yù)后的重要因素之一。

Srivastava等[13]的研究顯示CDH18、FGA、EDNBR、GATA2、MAPK9、BCAR1、FRK、F11、PCDHA1和ST8SIA4在高海拔靜脈血栓栓塞中表達(dá)上調(diào);PCDHA1的差異表達(dá)可能是高海拔靜脈血栓易感性的決定因素?；顒?dòng)性癌癥無疑是靜脈血栓栓塞的重要危險(xiǎn)因素,對(duì)于進(jìn)行重大骨科或癌癥手術(shù)的患者,藥物靜脈血栓栓塞預(yù)防通常是必要的[14]。進(jìn)行PCDHA1表達(dá)評(píng)估或許有助于輔助評(píng)估高海拔地區(qū)乳腺癌患者靜脈血栓栓塞發(fā)生風(fēng)險(xiǎn),避免靜脈血栓栓塞造成的不良后果。

在除乳腺癌以外的癌癥中,PCDHA1也被觀察到與癌癥息息相關(guān)。Cook等[15]對(duì)前列腺癌進(jìn)行了全基因組關(guān)聯(lián)研究(GWAS),結(jié)果顯示PCDHA1位點(diǎn)變異與前列腺癌關(guān)聯(lián)密切。Ono 等[16]發(fā)現(xiàn)HOTAIR缺失導(dǎo)致ASTN1、PCDHA1等細(xì)胞粘附相關(guān)基因和MUC5AC等黏液生成相關(guān)基因表達(dá)上調(diào),NTM、PTK2B等神經(jīng)元生長和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)相關(guān)基因表達(dá)下調(diào),PCDHA1在非小細(xì)胞肺癌中可能起到關(guān)鍵作用。

本研究通過分析PCDHA1表達(dá)與臨床預(yù)后及常見臨床指標(biāo)的相關(guān)性表明PCDHA1可作為乳腺癌預(yù)后標(biāo)志物之一,但由于研究的有限性,未能對(duì)PCDHA1在乳腺癌中的功能及相應(yīng)機(jī)制進(jìn)行研究,在后續(xù)研究中應(yīng)進(jìn)一步探討PCDHA1的功能和作用機(jī)制。