基于癌癥基因組圖譜數據庫評估結直腸癌患者微RNA-17-5p的表達特征和預后價值

潘 成 屈 瀟 秦環龍

結直腸癌(colorectal cancer, CRC)是我國致死率排名第五的惡性腫瘤，每年新增病例約37.6萬例，死亡19.1萬例[1]。約30%～50%的CRC患者術后發生轉移，由于缺乏準確的生物學標志物，不利于判斷患者的預后[2]。微RNA(miRNA)是一類由18～25個堿基組成的單鏈非編碼RNA，其通過誘導沉默復合物調節靶基因表達，參與疾病的發生和發展[3]。miRNA-17-92基因簇是一種常見的“癌miRNA”，位于13號染色體的非蛋白編碼區(13q31.3)，可轉錄為6個miRNA(miRNA-17、miRNA-18a、miRNA-19a、miRNA-20a、miRNA-19b-1和miRNA-92a-1)[4-6]。其中，miRNA-17在腸黏膜上皮細胞中的表達量最高；在正常、腺瘤、腫瘤組織中，miRNA-17的表達量逐步增高，能夠靶向調節P130并激活Wnt信號通路，密切參與CRC的發生和發展[7-8]。近來研究[9-10]發現，miRNA-17亦能激活T淋巴細胞，發揮腫瘤抑制因子的作用。miRNA-17判斷CRC患者預后的價值仍不清晰，尚需進一步在大樣本隊列中驗證。

2006年，癌癥基因組圖譜(the cancer genome atlas，TCGA)計劃正式啟動。TCGA數據庫可提供大量基于RNA測序技術檢測的CRC患者組織標本的miRNA表達譜數據，有利于系統地評估miRNA的臨床意義。本研究基于TCGA數據庫，探討CRC患者腫瘤組織miRNA-17表達與臨床病理的關系，以進一步明確miRNA-17對CRC患者預后判斷的意義。

1 資料與方法

1.1 數據提取和篩選 通過TCGA數據庫(http:∥cancergenome.nih.gov/)獲取截至2018年1月的CRC患者miRNA-17表達數據和相關臨床病理信息，包括年齡、性別、腫瘤TNM分期、隨訪資料等。所有納入對象均符合以下標準：①miRNA-17的表達水平和相關臨床資料均可獲取和分析；②隨訪時間>60 d。排除標準：隨訪期間因非CRC相關并發癥或意外事件死亡者。本研究遵循醫院倫理委員會批準原則。

2 結 果

2.1 腫瘤組織與正常組織中miRNA-17的表達 本研究共納入612例CRC患者的612個腫瘤組織和11個癌旁組織樣本，其中獲取完整隨訪信息372例(結腸癌271例、直腸癌101例)，男197例、女175例，miRNA-17高表達190例、低表達182例，患者平均年齡為(65.66±13.24)歲，腫瘤TNM分期Ⅰ期73例、Ⅱ期124例、Ⅲ期113例、Ⅳ期62例，平均隨訪時間為(27.65±21.21)個月。腫瘤組織中miRNA-17表達水平為1 061.00±29.24，顯著高于正常組織中的82.18±11.40(P<0.001)。

2.2 CRC患者臨床特征與miRNA-17表達的關系 術前血清CEA水平增高(≥5 μg/L)者的miRNA-17表達水平顯著高于正常者(<5 μg/L，P=0.009)，而兩組間性別、年齡、腫瘤TNM分期、腫瘤浸潤(T分期)、淋巴結轉移(N分期)和遠處轉移(M分期)的差異均無統計學意義(P值均>0.05)。見表1。

2.3 miRNA-17表達水平與CRC患者的DFS和OS相關性 Kaplan-Meier生存曲線和Log-rank檢驗分析結果顯示，miRNA-17高表達患者的DFS和OS分別為23.6 (14.5,37.5)和24.4(13.2,41.5)個月，miRNA低表達患者的DFS和OS分別為21.4(12.7,31.4)和21.5(13.2,35.5)個月，miRNA-17高、低表達患者間DFS和OS的差異均無統計學意義(P值均>0.05)，提示miRNA-17表達水平與CRS患者的DFS和OS均不相關。見圖1、2。

表1 CRC患者臨床病理特征與miRNA-17表達的關系 (N=372, n)

圖1 miRNA-17表達水平與結直腸癌患者DFS的關系

2.4 單因素和多因素COX回歸分析影響患者DFS和OS的危險因素 單因素COX回歸分析結果顯示，腫瘤浸潤(HR=2.838，95%CI為1.134～7.104，P=0.025)、淋巴結轉移(HR=2.780，95%CI為1.626～4.752，P<0.001)、遠處轉移(HR=3.361，95%CI為2.012～5.613，P<0.001)、術前CEA水平(HR=2.530，95%CI為1.510～4.239，P<0.001)和腫瘤TNM分期[Ⅲ期(HR=3.805，95%CI為1.114～13.000，P=0.033)、Ⅳ期(HR=12.090，95%CI為3.631～40.250，P<0.001)]是影響CRC患者DFS和OS的危險因素；而性別(HR=0.926，95%CI為0.555～1.545，P=0.768)、年齡(HR=1.769，95%CI為0.970～3.224，P=0.062)、miRNA-17表達水平(HR=0.859，95%CI為0.515～1.433，P=0.561)均不是影響CRC患者DFS和OS的危險因素。

圖2 miRNA-17表達水平與結直腸癌患者OS的關系

多因素COX回歸分析結果顯示，年齡(HR=2.562，95%CI為1.355～4.844，P=0.003)和腫瘤TNM分期[Ⅲ期(HR=11.854，95%CI為1.266～111.032，P=0.030)、Ⅳ期(HR=27.482，95%CI為2.846～265.349，P=0.004)]是影響CRC患者OS的危險因素；而性別(HR=0.682，95%CI為0.392～1.185，P=0.174)、腫瘤浸潤(HR=0.832，95%CI為0.196～3.524，P=0.802)、淋巴結轉移(HR=0.419，95%CI為0.121～1.451，P=0.170)、遠處轉移(HR=1.220，95%CI為0.520～2.861，P=0.647)、術前CEA水平(HR=1.521，95%CI為0.835～2.771，P=0.170)、miRNA-17水平(HR=0.749，95%CI為0.438～1.281，P=0.291)均不是影響患者OS的危險因素。性別(HR=1.495，95%CI為0.842～2.656，P=0.169)、年齡(HR=0.609，95%CI為0.348～1.065，P=0.082)、腫瘤TNM分期[Ⅲ期(HR=4.869，95%CI為4.869，P=0.258)、Ⅳ期(HR=6.835，95%CI為0.440～106.158，P=0.169)]、腫瘤浸潤(HR=0.581，95%CI為0.136～2.493，P=0.465)、淋巴結轉移(HR=1.164，95%CI為0.148～9.162，P=0.885)、遠處轉移(HR=1.788，95%CI為0.820～3.897，P=0.143)、術前CEA水平(HR=1.806，95%CI為0.988～3.302，P=0.054)、miRNA-17水平(HR=0.671，95%CI為0.388～1.161，P=0.153)均不是影響CRC患者DFS的危險因素。

3 討 論

miRNA-17-92基因簇是“癌miRNA”研究熱點之一，該基因的轉錄激活與原癌基因c-myc、E2F轉錄因子家族和p53等密切相關，在幾乎所有實體腫瘤(如結直腸癌、胃癌、肺癌、肝癌等)中均表達紊亂[11-12]。體外實驗證實，miRNA-17能夠靶向作用于P130(視網膜母細胞瘤樣2)，激活Wnt/β-連環蛋白(β-catenin)通路[8]；并且與miRNA-106a/b和miRNA-20a/b協同作用于γ-氨基丁酸B型受體1，參與調節細胞增殖、分化和凋亡[13]。miRNA-17還可充當腫瘤抑制因子阻礙血管再生和疾病進展[9-10]。本研究通過分析TCGA數據庫中CRC患者的miRNA-17表達，發現其在腫瘤組織中的表達水平明顯增高，術前血清CEA水平升高(≥5 μg/L)的患者miRNA水平升高更明顯；Kaplan-Meier生存曲線分析結果顯示，miRNA-17表達水平與CRC患者的OS、DFS均無關，并非影響CRC患者預后的危險因素。

腫瘤發生與胚胎發育存在共同的調節通路[14-15]。如胚胎干細胞和腫瘤細胞均呈現過度增殖、缺乏分化的特征；腫瘤細胞在侵襲和轉移過程中，存在與胎盤細胞植入類似的分子機制[16]。已有研究[17]證實，許多miRNA參與胚胎發育和癌變的基本過程，miRNA在人胚結腸和CRC組織中存在交叉表達[16]。Ma等[18]研究發現，人胚胎干細胞和轉移性結直腸癌細胞中均有miRNA-26b表達。Monzo等[16]研究發現，早期胚胎結腸上皮細胞中miRNA-17表達水平增高，miRNA-17能夠下調E2F1表達，影響胚胎結腸發育和CRC細胞增殖。CEA在胚胎的消化管組織和內胚葉起源的消化系統腫瘤組織中也廣泛表達，兩者表達是否具有協同性目前尚未明確。本研究結果顯示，術前血清CEA水平升高的患者miRNA-17表達水平明顯高于CEA水平正常的患者，提示miRNA-17具有胎源性特征。

有研究[8,19]發現，miRNA-17可作為判斷CRC預后的標志物，miRNA-17表達水平增高的患者OS明顯縮短，對化學治療的反應更敏感。Volinia等[11]的研究發現，肝癌組織中miRNA-17-92家族表達水平與肝癌患者的生存率呈負相關。然而，Liu等[20]的研究結果表明，miRNA-17-92家族過表達是乳腺癌、淋巴瘤患者OS縮短的危險因素，而不是影響CRC、肝癌、膠質瘤和前列腺癌患者OS的危險因素。本研究結果顯示，miRNA-17不是CRC患者的獨立危險因素，其表達水平與患者的DFS和OS均無關。考慮目前研究結果產生分歧的原因如下。①遺傳背景差異：一項meta分析結果表明，miRNA-17-92基因過表達與亞洲人的OS和DFS縮短相關，而不是影響白種人OS和DFS的危險因素。Shen等[21]研究發現，不同族群miRNA表達模式可能截然不同。②樣本量不足：因樣本量小和檢測方法存在差異，對研究結果造成偏倚。利用TCGA數據評估miRNA來判斷CRC患者的預后，具有樣本量大、檢測方法較一致等特點，其結果較meta分析結果更可靠。③生物學功能：miRNA-17可能為疾病早期階段的驅動因子。但值得注意的是，單個miRNA與多個miRNA組合作為判斷預后的標志物亦存在區別。

綜上所述，通過分析CRC患者TCGA數據庫的miRNA和臨床特征，發現miRNA-17與術前血清CEA表達水平相關，但miRNA-17不能作為影響CRC患者OS、DFS的危險因素。