高瑞,郭磊,彭博,賈駿
口腔鱗狀細(xì)胞癌(oral squamous cell carcinoma, OSCC)起源于口腔上皮組織,是最常見的頜面部惡性腫瘤。據(jù)統(tǒng)計(jì),OSCC占口腔惡性腫瘤的90%以上,全球大約每年新增500 000例OSCC患者[1],以40~60歲的男性患者多見,且其發(fā)病率隨年齡的增長而上升[2]。煙、酒、檳榔等均是OSCC的致病因素,且近些年發(fā)現(xiàn)口腔微生物群與OSCC的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)[3]。OSCC具有惡性程度高、局部浸潤性強(qiáng)、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移率高等特點(diǎn),晚期可發(fā)生遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移,其5年生存率約55%[4-5]。盡管臨床上針對(duì)OSCC的手術(shù)及放化療等治療方法不斷改進(jìn),但其預(yù)后并沒有明顯的好轉(zhuǎn),仍缺乏有效的生物標(biāo)志物[6]。因此,發(fā)現(xiàn)OSCC特異性標(biāo)志物可能會(huì)提高OSCC患者的生存率,改善其預(yù)后狀況。
SEC61G(SEC61 translocon subunit gamma,SEC61G)本質(zhì)上是一種細(xì)胞膜蛋白,該膜蛋白是SEC61復(fù)合體的重要成員之一[7]。SEC61復(fù)合體是由SEC61α、β、γ三個(gè)亞基形成的異質(zhì)三聚體蛋白通道,是細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)裝置的核心組件[8]。多項(xiàng)研究表明,SEC61G在膠質(zhì)母細(xì)胞瘤[9]、胃癌[10]、肝癌[11]等惡性腫瘤中表達(dá)失調(diào),并可作為膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的潛在預(yù)后標(biāo)志物[9]。然而,SEC61G與OSCC之間的關(guān)系尚不清楚。
本研究首先利用TCGA數(shù)據(jù)庫分析了SEC61G在OSCC組織和癌旁組織中的表達(dá)情況,用免疫組織化學(xué)的方法對(duì)結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證,并進(jìn)一步分析SEC61G的表達(dá)與OSCC患者臨床病理特性的相關(guān)性,最后探索SEC61G對(duì)OSCC的預(yù)后和診斷價(jià)值,以期為SEC61G作為OSCC診療的生物標(biāo)志物奠定理論基礎(chǔ)。
本研究于2015—2018年在鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院口腔醫(yī)院收集了64對(duì)OSCC石蠟組織及其癌旁組織。納入標(biāo)準(zhǔn):(1)有詳細(xì)的臨床病理資料,包括患者的年齡、性別、吸煙史、腫瘤位置、T分期、N分期、臨床分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、組織分化;(2)術(shù)前未行放化療,均行外科手術(shù)治療且術(shù)后配合適當(dāng)?shù)姆呕煟唬?)無糖尿病等嚴(yán)重并發(fā)癥。排除標(biāo)準(zhǔn):(1)臨床病理資料不全;(2)復(fù)發(fā)病例或術(shù)前接受過放化療;(3)非原發(fā)于口腔頜面部的腫瘤。
通過TCGA數(shù)據(jù)庫(https://portal.gdc.cancer.gov/)下載了OSCC患者的mRNA表達(dá)譜信息,舍棄掉沒有臨床信息對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù),共得到329例OSCC組織和32例正常組織、32對(duì)配對(duì)的OSCC組織和癌旁組織(格式:TPM,平臺(tái):RNAseq)。篩選出SEC61G的表達(dá)量和臨床資料,利用仙桃學(xué)術(shù)(https://www.xiantaozi.com/)在線分析軟件分析SEC61G在OSCC組織中的表達(dá)與患者N分期、臨床分期、放療史的相關(guān)性,并探討了SEC61G的表達(dá)對(duì)OSCC的預(yù)后、診斷價(jià)值,用ggplot2[3.3.6]包對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化。
采用常規(guī)免疫組織化學(xué)法檢測SEC61G在OSCC組織及配對(duì)癌旁組織中的表達(dá)。具體步驟如下:在切片機(jī)上制備5 μm蠟塊切片,60℃烤片2 h,24 h后4℃保存;經(jīng)脫蠟、水化后,在每張切片上加50 μl的過氧化物酶阻斷劑,室溫條件下孵育10 min,PBS洗3次,每次5 min;置于1 000 ml EDTA(pH=8.0的乙二胺四乙酸)抗原修復(fù)液中修復(fù)抗原,PBS緩沖液浸泡、洗滌3次,約5分鐘/次,PBST沖洗5 min;50 μl封閉液封閉,滴加一抗、二抗;顯色,蘇木精對(duì)比染色,梯度酒精(50%、75%、95%、100%)脫水,中性樹脂封片,拍照。
染色結(jié)果的判讀:由兩位病理科醫(yī)生采用雙盲法評(píng)估,分別記錄切片中SEC61G陽性細(xì)胞的比例和染色強(qiáng)度。染色強(qiáng)度分級(jí)如下:0: 未著色;1: 淺黃色;2: 棕黃色;3: 棕褐色。染色面積分級(jí)如下:0: ≤5%;1: >5%~25%;2: >25%~50%;3:>50%~75%;4: >75%~100%。<3分為SEC61G低表達(dá),≥3分為SEC61G高表達(dá)。根據(jù)兩者的得分之和判斷SEC61G的表達(dá)高低。如果兩名醫(yī)師的判定結(jié)果不一致,則由第三名醫(yī)師進(jìn)行閱片并確定最終結(jié)果。
對(duì)納入的所有OSCC患者通過病歷查閱、門診復(fù)診、電話致電的方式進(jìn)行隨訪并記錄患者的生存狀態(tài)和總生存期,確保所有患者均接受3年以上的隨訪時(shí)間,中途失訪者的生存期以最后一次隨訪時(shí)間為準(zhǔn)。本研究從2016年6月開始隨訪,截止時(shí)間為2021年9月,每半年隨訪一次。
使用SPSS23.0版進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,所有數(shù)值均使用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示??ǚ綑z驗(yàn)用于分析SEC61G的表達(dá)與OSCC患者臨床病理特性的相關(guān)性。為了分析SEC61G的表達(dá)水平與OSCC患者預(yù)后的關(guān)系,根據(jù)免疫組織化學(xué)的結(jié)果,將64對(duì)OSCC石蠟標(biāo)本分為SEC61G低表達(dá)和高表達(dá)組,并結(jié)合患者的臨床隨訪資料,使用Kaplan-Meier法分析OSCC患者3年隨訪的生存資料,Log rank法比較SEC61G高表達(dá)和低表達(dá)組中OSCC患者總體生存期的差異。單因素和多因素Cox回歸分析影響OSCC患者預(yù)后的危險(xiǎn)因素。P<0.05表示差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
在TCGA數(shù)據(jù)庫中,SEC61G在OSCC組織中的表達(dá)明顯高于正常組織(P=0.005),見圖1A;在32對(duì)配對(duì)的OSCC組織和癌旁組織中,SEC61G在腫瘤組織中的表達(dá)也明顯增加(P=0.003),見圖1B;SEC61G在OSCC中的表達(dá)與患者T分期(P=0.047)、放療史(P=0.036)相關(guān),見圖1C~D。此外,SEC61G在乳腺癌、前列腺癌等大多數(shù)惡性腫瘤的表達(dá)均顯著增加(P<0.05),見圖1E。
圖1 TCGA數(shù)據(jù)庫中SEC61G在OSCC和其他惡性腫瘤組織中的表達(dá)Figure 1 Expression of SEC61G in OSCC tissues and other tumor tissues obtained from the TCGA database
與癌旁組織相比,OSCC組織中SEC61G蛋白的陽性表達(dá)率增加,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.031)。SEC61G在低分化OSCC組織中表達(dá)最高,在高分化OSCC組織中表達(dá)最低,見圖2。
圖2 免疫組織化學(xué)檢測SEC61G蛋白在OSCC組織中高表達(dá)Figure 2 Expression of SEC61G protein in OSCC tissues detected by immunohistochemical method
根據(jù)免疫組織化學(xué)的結(jié)果,分為SEC61G低表達(dá)和高表達(dá)組,并與患者的臨床病理資料進(jìn)行相關(guān)性分析。結(jié)果表明,SEC61G的表達(dá)與OSCC患者N分期、臨床分期相關(guān)(P<0.05),見表1。
表1 SEC61G的表達(dá)與OSCC患者臨床病理特征的相關(guān)性Table 1 Relationship between SEC61G expression and clinicopathological features of patients with OSCC
SEC61G低表達(dá)組中OSCC患者的總體生存率明顯高于SEC61G高表達(dá)組(P=0.011),見圖3A。此外,在TCGA數(shù)據(jù)庫中,SEC61G低表達(dá)組中OSCC患者的總體生存期(P=0.008)、疾病特異性生存期(P=0.002)和無進(jìn)展生存期(P<0.001)均顯著高于SEC61G高表達(dá)組,見圖3B~D。上述結(jié)果提示,SEC61G高表達(dá)與OSCC患者預(yù)后不良有關(guān)。
圖3 SEC61G高表達(dá)與OSCC患者預(yù)后不良有關(guān)Figure 3 High SEC61G expression was associated with poor prognosis of patients with OSCC
圖4 SEC61G對(duì)OSCC患者的診斷價(jià)值Figure 4 Diagnostic value of SEC61G in OSCC detected in the TCGA database
Cox單因素分析結(jié)果表明,N分期和SEC61G的表達(dá)是OSCC患者總體生存期的影響因素;多因素分析結(jié)果表明,SEC61G的表達(dá)是影響OSCC患者預(yù)后的獨(dú)立因素(P<0.05),見表2。
表2 單因素和多因素Cox回歸分析影響OSCC患者預(yù)后的因素Table 2 Univariate and multivariate Cox analysis of prognostic factors for patients with OSCC
在TCGA數(shù)據(jù)庫中分析了SEC61G對(duì)OSCC患者的診斷意義,結(jié)果顯示,ROC曲線下面積大于0.9(AUC=0.923),表明SEC61G的表達(dá)對(duì)于OSCC患者的診斷有較高的準(zhǔn)確性,可能是OSCC的一個(gè)診斷標(biāo)志物。
OSCC是由生物、化學(xué)、遺傳等因素引起的口腔頜面部常見的惡性腫瘤,近些年發(fā)病率逐漸增高,一旦發(fā)生轉(zhuǎn)移預(yù)后往往較差,嚴(yán)重影響患者的生命健康[12]。由于OSCC早期癥狀不明顯,發(fā)現(xiàn)時(shí)多為中晚期,增加了治療難度,病死率較高,因此早期診斷對(duì)于提高OSCC患者的生存期尤為重要。從基因水平檢測與惡性腫瘤相關(guān)的蛋白或RNA,發(fā)現(xiàn)潛在的生物標(biāo)志物,已經(jīng)被證明對(duì)于提高腫瘤患者的診療方法、改善患者的預(yù)后狀況均有重要意義[13]。
SEC61是一種內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜轉(zhuǎn)運(yùn)復(fù)合體,定位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜,對(duì)新合成的前體多肽運(yùn)輸?shù)絻?nèi)質(zhì)網(wǎng)至關(guān)重要[8]。除了SEC61外,由SEC62和SEC63形成的完整的蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)位酶也參與蛋白質(zhì)的折疊、翻譯后修飾和轉(zhuǎn)運(yùn)[7,14]。研究表明,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)通道蛋白與腫瘤的發(fā)生發(fā)展有關(guān),例如SEC62和SEC63在多種惡性腫瘤中發(fā)生突變或表達(dá)異常[15-16]。然而,關(guān)于SEC61和惡性腫瘤的研究較少。SEC61G是SEC61的三個(gè)亞基之一,據(jù)報(bào)道,SEC61G在多形性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤中的表達(dá)顯著增加,促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖,并參與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激[9]。Gao等研究表明SEC61G在肝癌組織中的表達(dá)顯著高于癌旁組織,且其表達(dá)水平與肝癌患者的總體生存期相關(guān),可能是肝癌的一個(gè)治療靶點(diǎn)[11]。另有研究表明,SEC61G在腎癌組織中表達(dá)失調(diào),敲低SEC61G可促進(jìn)腎癌細(xì)胞凋亡和上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)[17]。Zheng等通過生物信息學(xué)分析發(fā)現(xiàn)SEC61G在肺腺癌中表達(dá)上調(diào),與肺腺癌患者預(yù)后不良有關(guān),且降低SEC61G表達(dá)可抑制乳腺癌細(xì)胞的增殖、遷移、侵襲、促進(jìn)其凋亡[18],Xu等的研究也得到同樣的結(jié)果[19]。Jin等研究表明降低SEC61G表達(dá)可抑制乳腺癌細(xì)胞的增殖、遷移、侵襲、促進(jìn)其凋亡,并可誘導(dǎo)EMT[20]。此外,Ma等研究發(fā)現(xiàn)SEC61G通過調(diào)節(jié)糖酵解促進(jìn)乳腺癌的發(fā)生發(fā)展,可能是乳腺癌的一個(gè)潛在治療靶點(diǎn)[21]。然而,SEC61G在OSCC中的作用并不清楚。
針對(duì)惡性腫瘤中差異基因的表達(dá)和預(yù)后分析,有助于發(fā)現(xiàn)新的腫瘤標(biāo)志物。在本研究中,首先初步通過TCGA數(shù)據(jù)庫分析了SEC61G在OSCC組織和正常組織中的表達(dá),結(jié)果發(fā)現(xiàn)SEC61G在OSCC組織中的表達(dá)明顯上調(diào),與患者N分期、臨床分期、放療史相關(guān),并且在前列腺癌和膽管癌等大多數(shù)惡性腫瘤中的表達(dá)均顯著增高,表明SEC61G可能是一個(gè)癌基因。然后,進(jìn)一步通過免疫組織化學(xué)檢測了SEC61G在64例OSCC石蠟組織及其配對(duì)癌旁組織中的表達(dá),根據(jù)其表達(dá)水平分為SEC61G高表達(dá)和低表達(dá)組,并與患者臨床病理特征進(jìn)行相關(guān)性分析,結(jié)果顯示SEC61G在OSCC組織中的表達(dá)顯著高于癌旁組織,且其表達(dá)與患者N分期、臨床分期相關(guān),再次驗(yàn)證了TCGA數(shù)據(jù)庫的分析結(jié)果。同時(shí),我們發(fā)現(xiàn)SEC61G低表達(dá)組中OSCC患者的總體生存期、疾病特異性生存期和無進(jìn)展生存期均顯著高于SEC61G高表達(dá)組,提示SEC61G高表達(dá)與OSCC患者預(yù)后不良有關(guān)。此外,Cox回歸分析的結(jié)果顯示SEC61G的表達(dá)是OSCC患者預(yù)后的獨(dú)立影響因素。最后,利用TCGA數(shù)據(jù)庫中的臨床資料分析SEC61G對(duì)OSCC的診斷價(jià)值,結(jié)果表明SEC61G有作為OSCC診斷標(biāo)志物的潛力。
綜上,SEC61G在OSCC組織中高表達(dá),且其高表達(dá)與OSCC患者預(yù)后不良有關(guān),可能是OSCC的一個(gè)預(yù)后、診斷標(biāo)志物。然而,本研究也存在一定的不足之處,比如臨床樣本量較少且缺乏相關(guān)的細(xì)胞功能學(xué)實(shí)驗(yàn)。未來可聯(lián)合多中心增加臨床樣本量,并進(jìn)一步探討SEC61G影響OSCC發(fā)生、發(fā)展的分子機(jī)制。
利益沖突聲明:
所有作者均聲明不存在利益沖突。