苦參素型鋅指蛋白4在甲狀腺癌組織中的表達及臨床意義

陳 翔，張 琰，陸寶華，陳 勇，劉利敏

(上海市寶山區中西醫結合醫院甲狀腺外科，上海 201999)

甲狀腺癌(thyroid carcinoma，TC)是世界范圍內發病率上升最快的實體惡性腫瘤，位居我國腫瘤發病率的第7位，是最常見的內分泌系統腫瘤[1]。2015年，上海市郊區惡性腫瘤發病數據顯示甲狀腺癌居女性惡性腫瘤發病第1位[2]。鋅指蛋白 (zinc finger protein，ZNF)廣泛表達于真核生物中，作為轉錄抑制因子調節細胞的分化、增殖和凋亡等過程[3-4]。苦參素型鋅指蛋白 (zinc finger matrin-type，ZMAT)屬于ZNF超家族成員，迄今為止共發現ZMAT 1～5 5種類型。有報道稱，口咽鱗狀細胞癌中發現MGST3-ZMAT5基因特異性易位與融合，而基因融合在腫瘤發生的初始階段具有重要作用，尤其是在白血病和淋巴瘤中[5]。目前尚未見關于ZMAT4基因與甲狀腺癌關系的文獻報道。本文通過癌癥基因圖譜數據庫(the Cancer Genome Atlas，TCGA)檢索ZMAT4 mRNA在甲狀腺乳頭狀癌及癌旁組織中的表達情況，分析其與臨床病理參數及總生存期(overall survival，OS)的關系，旨在研究ZMAT4在甲狀腺乳頭狀癌發生、發展中的作用及其對生存預后的價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料在TCGA (http：//tcgadata.nci.nih.gov)中下載甲狀腺癌相關的臨床數據與RNA-Seq數據，隨訪截止時間為2016年1月28日。篩選包含ZMAT4 mRNA表達值與對應生存預后資料的病例，最后共獲得497例甲狀腺癌患者的信息，男134例，女363例，年齡15～89(47.3±15.8)歲，其中包含配對的正常組織59例。

1.2 甲狀腺癌組織與正常甲狀腺組織中ZMAT4 mRNA表達比較UALCAN(http：//ualcan.path.uab.edu/index.html)數據庫是基于TCGA中31種癌癥類型的RNA-seq和臨床數據開發的在線應用工具[6]。在線利用UALCAN數據庫檢索ZMAT4在甲狀腺癌中表達數據，分析ZMAT4 mRNA水平在甲狀腺癌組織與正常甲狀腺組織中表達的差異性。

1.3 甲狀腺癌組織中ZMAT4 mRNA表達與甲狀腺癌患者臨床病理參數關系分析匹配497例甲狀腺癌患者的ZMAT4 mRNA表達量及其對應的臨床病理學特征信息，剔除不確定項，以ZMAT4 mRNA表達量的中位值為界限，將患者分為高表達組和低表達組(由于剔除不確定項，不同病理學參數中的樣本量有所變化，導致ZMAT4 mRNA表達量的中位值有所變化，因此不同病理學參數相對的高表達組和低表達組的樣本量不盡相同)，分析甲狀腺癌組織中ZMAT4 mRNA表達與相應臨床病理參數之間的關系。

1.4 甲狀腺癌患者生存分析以ZMAT4 mRNA表達值的中位值為界限，將497例患者分為高表達組(n=111)和低表達組(n=386)，分析比較甲狀腺癌不同臨床病理參數下ZMAT4 mRNA表達與OS的關系；并根據臨床病理特征進一步分析不同亞組中ZMAT4 mRNA表達與OS的關系。

2 結果

2.1 甲狀腺癌組織與正常甲狀腺組織中ZMAT4 mRNA表達比較甲狀腺癌組織與正常甲狀腺組織中ZMAT4 mRNA的相對表達量分別為0.195±0.470、18.916±2.410，甲狀腺癌組織中ZMAT4 mRNA的相對表達量顯著低于正常甲狀腺組織，差異有統計學意義(P<0.01)。

2.2 甲狀腺癌組織中ZMAT4 mRNA表達與患者臨床病理特征的關系結果見表1。甲狀腺癌組織中ZMAT4 mRNA的表達與組織學類型、TNM分期、T分期和N分期有關(χ2=59.604、10.705、8.535、31.234，P<0.01)，與患者的性別、年齡、M分期、腫瘤多灶性、腫瘤大小、根治程度無關(χ2=0.000、2.851、0.016、0.374、0.221、4.330，P>0.05)。

2.3 甲狀腺癌組織中ZMAT4 mRNA表達與甲狀腺癌患者OS的關系Kaplan-Meier生存分析顯示，ZMAT4 mRNA高表達組患者的OS低于低表達組(log-rank=8.767，P=0.003)(圖1)。TNM分期 Ⅰ+Ⅱ期、Ⅲ+Ⅳ期患者中，ZMAT4 mRNA高表達組患者的OS均低于低表達組(log-rank=10.291、6.148，P<0.05)(圖2、圖3)；在乳頭狀癌、N0分期患者中，ZMAT4 mRNA高表達組患者的OS均低于低表達組(log-rank=11.586、11.807，P<0.05) (圖4、圖5)。

表1 甲狀腺癌組織中ZMAT4 mRNA表達與患者臨床病理特征的關系

Tab.1 Relationship of ZMAT4 mRNA with clinicopatho-logical characteristics in patients with thyroid carcinoma

nZMAT4 mRNA/(%)/(%)χ2P 134104(77.6)30(22.4)0.0000.986 363282(77.7)81(22.3) <55333266(79.9)67(20.1)2.8510.091 ≥55164120(73.2)44(26.8) 353296(83.9)57(16.1) 10250(49.0)52(51.0)59.6040.000 3534(97.1)1(2.9) 76(85.7)1(14.3)TNM Ⅰ+Ⅱ332244(73.5)88(26.5)10.7050.001 Ⅲ+Ⅳ163141(86.5)22(13.5)T T1+T2307225(73.3)82(26.7)8.5350.003 T3+T4188159(84.6)29(15.4)N N0226155(68.6)71(31.4)31.2340.000 N1221199(90.0)22(10.0)M M0276225(81.5)51(18.5)0.0160.901 M198(88.9)1(11.1) 224172(76.8)52(23.2)0.3740.541 263208(79.1)55(20.9) ≤4 cm308244(79.2)64(20.8)0.2210.638 >4 cm9170(76.9)21(23.1) R0383294(76.8)89(23.2) R1+R25345(84.9)8(15.1)4.3300.115 Rx3027(90.0)3(10.0)

圖1 甲狀腺癌組織中ZMAT4 mRNA表達與OS的關系

Fig.1 Relationship between the expression of ZMAT4 mRNA in thyroid carcinoma and OS

圖2 甲狀腺癌Ⅰ+Ⅱ期患者ZMAT4 mRNA表達與OS的關系

Fig.2 Relationship between the expression of ZMAT4 mRNA and OS in stage Ⅰ+Ⅱ of thyroid carcinoma patients

圖3 甲狀腺癌Ⅲ+Ⅳ期患者ZMAT4 mRNA表達與OS的關系

Fig.3 Relationship between the expression of ZMAT4 mRNA and OS in stage Ⅲ+Ⅳ of thyroid carcinoma patients

圖4 甲狀腺乳頭狀癌患者ZMAT4 mRNA表達與OS的關系

Fig.4 Relationship between the expression of ZMAT4 mRNA and OS in papillary thyroid carcinoma patients

圖5 甲狀腺癌N0期患者ZMAT4 mRNA表達與OS的關系

Fig.5 Relationship between the expression of ZMAT4 mRNA and OS in stage N0 of thyroid carcinoma patients

3 討論

ZNF最初發現于非洲爪蟾卵母細胞的轉錄因子TFⅢA中[7]，是迄今發現在真核生物基因組中分布最廣的一類蛋白，經典的ZNF構成了最大的序列特異性DNA結合蛋白家族，編碼了近2%的人類基因[8]。目前，約有30余種ZNF由HUGO基因命名委員會批準[9]。ZMAT4基因含有11個外顯子，定位于人8p11.21，長度為375 063 nt，屬于ZMAT家族中一員。研究發現，ZMAT4的拷貝數變異與血液系統惡性腫瘤關系密切，ZMAT4 mRNA在血液惡性腫瘤樣本中有1～2個DNA拷貝，并觀察到ZMAT4 mRNA表達水平與基因劑量之間呈微弱正相關，認為ZMAT4拷貝數變異無論是單獨還是結合其他標志物，在血液系統惡性腫瘤中均具有作為診斷指標的潛力[10]。這提示ZMAT4可能是一個潛在的腫瘤基因，然而該基因在甲狀腺癌臨床樣本中表達情況與生存預后指標的相關研究目前未見報道。

本研究分析TCGA數據庫的相關數據，結果顯示，與甲狀腺正常組織中基因表達水平相比，ZMAT4在甲狀腺癌組織中呈低水平表達，提示它可能是一個抑癌基因。另外，本研究發現，甲狀腺癌組織中ZMAT4 mRNA的表達與組織學類型、TNM分期、T分期和N分期有關；濾泡狀癌患者ZMAT4 mRNA高表達率明顯高于乳頭狀癌者，目前尚不清楚其具體原因。不同臨床分期的患者中，Ⅰ+Ⅱ期甲狀腺癌患者中ZMAT4 mRNA高表達者所占比例高于Ⅲ+Ⅳ期，但這2個分期中ZMAT4 mRNA高表達者的OS均相對較短。相關文獻研究大多認為，Ⅲ+Ⅳ期患者的OS要明顯低于Ⅰ+Ⅱ期患者[11-12]，因此，ZMAT4相對高表達與甲狀腺癌的OS、預后不良有關。甲狀腺癌最常見的病理類型為乳頭狀癌，文獻報道其10 a OS為90%～95%[13]，而本研究中，ZMAT4 mRNA高表達者的OS明顯縮短，這也表示ZMAT4高表達對于甲狀腺癌患者的OS來說不是一個有利的因素。

綜上所述，本研究通過分析公共數據庫中獲得的甲狀腺癌相關信息，結果顯示，ZMAT4 mRNA低表達與甲狀腺癌的發生、發展相關。除此之外，ZMAT4 mRNA表達水平可作為候選的生物標志物用于評價甲狀腺癌患者的OS。本研究收集的臨床資料來自于公共數據庫，數據客觀完整可靠，納入樣本量足夠大，因此研究結果具有一定的臨床意義。然而本研究局限于數據庫挖掘分析，至于ZMAT4能否作為診斷甲狀腺癌并評價其生存預后的生物標志物，尚需要進一步研究驗證。