基于數據挖掘分析GOLM1基因在前列腺癌中的表達及其臨床意義

余展鵬 江雁瓊

前列腺癌是泌尿系統最常見的惡性腫瘤之一，據2018年全球癌癥統計數據，前列腺癌發病率位居第三［1]。而我國的前列腺癌發病率亦呈明顯持續增長趨勢［2]。近年來前列腺癌診療已取得較大進展，但死亡率仍位居各類腫瘤前列［3]。因此，尋找前列腺癌診斷、治療的靶向生物標志物尤為重要。高爾基膜蛋白1（golgi membrane protein 1，GOLM1）是一種分子量為73 kDa的高爾基體膜糖蛋白，是肝癌的診斷標志物，但有研究發現其在食管癌［4]、胰腺癌［5]等多種腫瘤中亦呈高表達。然而GOLM1在前列腺癌治療及預后中的價值尚存爭議［6-8]。本研究通過生物信息學分析GOLM1在前列腺癌中的表達及其與臨床病理特征的關系，并探討其在前列腺癌診斷和預后評估中的價值。

1 資料與方法

1.1 Oncomine數據庫提取GOLM1在前列腺癌中的表達數據

在 Oncomine 數據庫（https：//www.oncomine.org）中，設定以下檢索條件：⑴Gene：GOLM1；⑵Analysis Type：Cancer vs Normal Analysis；⑶Cancer Type：Prostate Cancer；⑷THRESHOLD BY：P-VALUE＜0.0001，FOLD CHANGE＞1.5，GENE RANK=Top 10%。獲取Oncomine數據庫中GOLM1與前列腺癌的相關數據并分析。

1.2 TCGA數據庫分析前列腺癌GOLM1 mRNA表達數據

從 TCGA 數據庫（https：//portal.gdc.cancer.gov）中下載前列腺癌組織及其癌旁正常組織的RNA-Seq數據，以及與之對應的臨床信息、預后等資料。對數據進行預處理和標準化后，采用RNA-Seq數據驗證Oncomine數據庫中的結果。分析GOLM1 mRNA表達與患者總生存期（overall survival，OS）的關系，以及其在前列腺癌診斷中的價值。

1.3 統計學方法

采用SPSS 19.0進行數據分析。計量數據采用均數±標準差（±s）描述。采用獨立樣本t檢驗比較前列腺癌組織與癌旁正常組織中GOLM1 mRNA表達量的差異；采用Spearman相關分析分析GOLM1 mRNA表達水平與患者臨床病理特征的關系；以GOLM1 mRNA表達水平的中位數為界，將患者分為高表達組和低表達組，采用Kaplan-Meier法繪制生存曲線，Log-Rank檢驗分析GOLM1 mRNA表達與前列腺癌患者OS的關系，同時采用Cox回歸計算風險比（HR）及其95%可信區間（CI）；采用ROC曲線分析 GOLM1 mRNA診斷前列腺癌的價值。以雙側P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 GOLM1 mRNA在前列腺癌組織中的表達

Oncomine數據庫檢索結果顯示，2002—2012年共有9項研究涉及GOLM1在前列腺癌組織和癌旁正常組織中的表達，共包括530例標本，見表1。對9項研究進行薈萃分析，結果顯示，與癌旁正常組織相比，GOLM1 mRNA在前列腺癌組織中呈高表達，差異有統計學意義（P＜0.001），見圖1A。為進一步明確GOLM1 mRNA在前列腺癌組織中的表達情況，本研究下載TCGA數據庫中前列腺癌及癌旁正常組織的RNA-Seq數據，共獲得547例標本的RNA-Seq數據（腫瘤組織495例，癌旁正常組織52例），與癌旁正常組織相比，GOLM1 mRNA在前列腺癌組織中高表達，差異有統計學意義（7.71±0.24 vs 9.76±0.05，P＜0.001），見圖1B。

2.2 GOLM1 mRNA表達水平與前列腺癌患者臨床病理特征的關系

相關分析結果顯示，GOLM1 mRNA表達水平與前列腺癌患者年齡（r=-0.103，P=0.022）、病理學T分期（r=-0.137，P=0.002）、Gleason 評分（r=-0.171，P＜0.001）及臨床 T 分期（r=-0.063，P=0.204）相關性不大，見圖2。

2.3 GOLM1 mRNA表達水平與前列腺癌患者OS的關系

為進一步明確GOLM1 mRNA與前列腺癌患者OS的關系，本研究以GOLM1 mRNA表達值的中位數9.839（9.133，10.570）為界，將患者分為高表達組和低表達組，繪制總生存期曲線。結果顯示，GOLM1 mRNA低表達組的OS優于高表達組（HR=4.50，95%CI：3.77～5.37，P=0.038），見圖 3。

2.4 GOLM1 mRNA對前列腺癌的診斷價值

采用ROC曲線評價GOLM1 mRNA在前列腺癌中的診斷價值（圖4）。結果顯示最佳截斷點為8.889，靈敏度為80.5%，特異度為80.8%，ROC曲線下面積為 0.862（95%CI：0.813～0.912），提示 GOLM1 mRNA對前列腺癌具有較好的診斷效能。

表1 Oncomine數據庫中GOLM1 mRNA在不同前列腺癌研究中的表達Tab.1 Expression of GOLM1 mRNA in different prostate cancer studies in Oncomine database

圖1 GOLM1 mRNA在前列腺癌組織中的表達Fig.1 The expression of GOLM1 mRNA in prostate cancer

圖2 GOLM1 mRNA表達水平與前列腺癌患者臨床病理特征的關系Fig.2 The correlation between GOLM1 mRNA expression and clinicopathological features of patients with prostate cancer

圖3 GOLM1 mRNA表達水平與前列腺癌患者OS的關系Fig.3 The relationship between GOLM1 mRNA expression and the OS of patients with prostate cancer

圖4 GOLM1 mRNA的ROC曲線Fig.4The ROC curve of GOLM1 mRNA

3 討論

GOLM1基因最早由KLADNEY等［18]在研究人巨大細胞性肝炎病原學時發現，其定位于人9q21.33，含11個外顯子，cDNA全長為3 042 bp，編碼Ⅱ型高爾基體膜蛋白［19]。研究發現GOLM1表達水平與多種腫瘤密切相關。MARRERO等［20]研究發現原發性肝癌患者中GOLM1表達水平高于正常人群。LIU等［21]在胃癌研究中發現GOLM1 mRNA和蛋白表達水平均顯著上調，且與患者臨床分期、有無淋巴結轉移等相關。ZHANG等［22]報道GOLM1與非小細胞肺癌增殖和侵襲有關，并認為其可作非小細胞肺癌預后的獨立預測因子。GOLM1與前列腺癌的相關研究亦日益受關注。多項研究［6-7]發現前列腺癌組織中GOLM1表達水平顯著上調，在前列腺癌患者的尿液標本中亦能檢測到GOLM1。LI等［23]亦發現GOLM1表達量在多種前列腺癌細胞系中顯著上調。YAN等［24]報道GOLM1能激活PI3K-AKT-mTOR信號通路，從而促進多個前列腺癌細胞系增殖和侵襲遷移。以上研究提示，GOLM1與前列腺癌的發生及發展密切相關，有望作為前列腺癌的診斷標志物。

本研究采用Oncomine數據庫進行薈萃分析，同時下載TCGA數據庫中前列腺癌的相關數據并進行分析，證實GOLM1 mRNA高表達于前列腺癌組織。使用TCGA數據庫中的數據進一步分析GOLM1 mRNA表達量與前列腺癌患者臨床病理特征及預后的關系，發現其表達量與患者的年齡、臨床T分期、病理T分期、Gleason評分的相關性不大，但GOLM1 mRNA高表達的前列腺癌患者總生存期明顯較低表達者短，提示其表達與患者預后密切相關。ROC曲線分析顯示最佳截斷點為8.889，其診斷的靈敏度和特異度均較高，ROC曲線下面積為 0.862（95%CI：0.813～0.912），提示GOLM1 mRNA對前列腺癌具有較好的診斷效能，可作為候選的前列腺癌診斷標志物。

綜上，本研究發現GOLM1 mRNA在前列腺癌組織中呈高表達且與患者的不良預后密切相關，是前列腺癌較好的診斷標志物。本研究所有數據均來自基因芯片，研究方法一致，數據客觀可靠，研究結果具有一定臨床意義，能為進一步研究GOLM1在前列腺癌發生發展中的作用提供理論基礎。但本研究中所有數據均來源于前列腺癌組織，而非血清樣本，因此相關結論還有待進一步深入研究。