MAML2基因表達及臨床參數(shù)與低級別膠質(zhì)瘤(LGG)患者的診斷及預(yù)后價值

李文才,夏少懷,夏學(xué)巍,王文波,陳 力

(桂林醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院 神經(jīng)外科,廣西 桂林 541001)

據(jù)2015年國家癌癥中心統(tǒng)計，2015年全國新發(fā)惡性腫瘤約392.9萬例，腦惡性腫瘤發(fā)病率位于第10位[1]，腦膠質(zhì)瘤(Glioma)是最常見的中樞系統(tǒng)惡性腫瘤，約占腦惡性腫瘤的30%[2]，神經(jīng)膠質(zhì)瘤的新發(fā)病例和死亡病例分別約為101 600和61 000，新發(fā)男女比例約為1∶1，死亡男女比例約為3∶2[1]。膠質(zhì)瘤患者通常預(yù)后差，其發(fā)病可歸因于遺傳或環(huán)境因素的不同[3]，已有相關(guān)研究報道，遺傳因素促進神經(jīng)膠質(zhì)瘤的發(fā)展，并與神經(jīng)膠質(zhì)瘤的預(yù)后相關(guān)[4]。

Mastermind-like轉(zhuǎn)錄共激活因子2(MAML2)是mastermind-like蛋白家族的成員，該家族是NOTCH信號通路的共激活因子，在許多不同的腫瘤中，NOTCH信號激活與癌變有關(guān)，其主要在細胞增殖，轉(zhuǎn)移和上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化中起著至關(guān)重要的作用[5,6]。本研究旨在通過癌基因組數(shù)據(jù)庫(TCGA)分析驗證MAML2基因表達與低級別膠質(zhì)瘤(Low-grade glioma,LGG)的診斷與預(yù)后關(guān)系，并分析TCGA數(shù)據(jù)庫的相關(guān)臨床參數(shù)與膠質(zhì)瘤患者診斷與預(yù)后價值。

1 資料與方法

1.1 資料來源

從癌基因組數(shù)據(jù)庫(TCGA，https://cancergenome.nih.gov)下載膠質(zhì)瘤低級別膠質(zhì)瘤(LGG)隊列的MAML2基因表達量數(shù)據(jù)及相關(guān)臨床參數(shù)數(shù)據(jù),并將基因表達量數(shù)據(jù)與患者編號及臨床參數(shù)數(shù)據(jù)匹配，得到具有患者編號、臨床參數(shù)、基因表達量相對應(yīng)的數(shù)據(jù)。從基因型-組織表達數(shù)據(jù)庫(GTEx,https://commonfund.nih.gov/gtex)下載正常組織中MAML2基因表達量數(shù)據(jù)。在TCGA數(shù)據(jù)庫LGG數(shù)據(jù)中下載LGG患者529個，將基因表達量數(shù)據(jù)匹配后納入256例患者，256例患者均有總體生存率(OS)及生存時間數(shù)據(jù)。在GTEx數(shù)據(jù)庫中下載具有MAML2基因表達量患者1 152個。將MAML2基因表達數(shù)據(jù)進行l(wèi)g2(X+1)標(biāo)準化轉(zhuǎn)化，并計算MAML2的中位表達量，將高于中位數(shù)定義為高表達組，低于中位數(shù)定義為低表達組。

1.2 統(tǒng)計學(xué)方法

使用IBM SPSS Statistics 20(SPSS,Inc,Chicago,IL,USA)將LGG隊列及GBM隊列的MAML2基因表達量數(shù)據(jù)進行方差齊性驗證，若方差齊，使用獨立樣本T檢驗驗證兩者表達量差異，若方差不齊，使用秩和檢驗驗證兩者表達量差異。使用GraphPad Prism 8.0 軟件(GraphPad Software,Inc,La Jolla,CA)繪制Kaplan-Meier生存曲線。使用COX單因素及多因素分析對各相關(guān)臨床參數(shù)及基因表達與LGG隊列患者預(yù)后關(guān)系進行驗證，計算風(fēng)險比 (Hazard Ratio，HR)與 95%置信區(qū)間(95% Confidence Interval，95% CI)。以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果分析

2.1 MAML2在低級別膠質(zhì)瘤中的表達

將正常組織及低級別膠質(zhì)瘤(LGG)組織的MAML2基因表達量分組，進行秩和檢驗，結(jié)果顯示LGG組織中的MAML2基因較正常組織明顯上調(diào)，具有統(tǒng)計學(xué)差異(P<0.001)(見圖1)，同時使用ROC曲線評估MAML2基因差異在低級別膠質(zhì)瘤中的診斷價值，提示具有良好的診斷價值(P<0.000 1，AUC=0.997 8)(見圖2)。

圖1 MAML2在LGG組織正常組織中的表達Fig.1 MAML2 gene expression in LGG and normal tissues

圖2 MAML2診斷ROC曲線Fig.2 ROC curve of MAML2

2.2 Kaplan-Meier 生存分析驗證MAML2基因表達與低級別膠質(zhì)瘤患者預(yù)后關(guān)系

以患者生存狀態(tài)(生存或死亡)分組，分為死亡組與生存組，并使用秩和檢驗驗證MAML2在兩組間的表達量存在差異，死亡組患者MAML2表達量低于生存組(P=0.025 2)(見圖3)。同時，以MAML2表達量為自變量，以總體生存時間為因變量，以生存狀態(tài)(生存或死亡)為終點事件，進行Kaplan-Meier 生存分析，結(jié)果顯示在LGG隊列中，MAML2低表達組的總體生存率低于高表達組，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.005 2)(見圖4)。

圖3 低級別膠質(zhì)瘤中生存組與死亡組的基因表達量Fig.3 Gene expression levels of survival and death groups in LGGs

圖4 MAML2基因高表達組與低表達組的生存分析Fig.4 Survival analysis of high and low expression groups of MAML2 gene

2.3 MAML2基因表達與臨床參數(shù)的關(guān)系

低級別膠質(zhì)瘤患者有男性142名，女性114名，平均年齡為40歲。納入TCGA數(shù)據(jù)庫的256個臨床數(shù)據(jù)，并分析性別、年齡、腫瘤分級、初治后腫瘤再發(fā)時間4個臨床參數(shù)與MAML2基因表達進行分析，結(jié)果顯示年齡與MAML2基因表達差異密切相關(guān)(P=0.011)，其余3個臨床參數(shù)無統(tǒng)計學(xué)差異(見表1)。

表1 MAML2基因表達量與臨床參數(shù)的關(guān)系Table 1 Relationship between MAML2 gene expression and clinical parameters

2.4 COX單因素及多因素分析驗證MAML2基因及各臨床參數(shù)與低級別膠質(zhì)瘤的預(yù)后關(guān)系

將性別、年齡、組織學(xué)類型、腫瘤患側(cè)、腫瘤分級、初治后腫瘤再發(fā)或進展事件、術(shù)前抗癲癇藥物史、術(shù)前糖皮質(zhì)激素史，MAML2基因表達等相關(guān)臨床因素納入LGG隊列患者的COX單因素分析，結(jié)果顯示，年齡>=40歲、腫瘤分級為G3級、初治后腫瘤有再發(fā)或進展事件發(fā)生及MAML2基因低表達與患者總體生存率降低相關(guān)(P<0.05)，將P<0.01的臨床因素納入多因素分析，結(jié)果顯示，腫瘤分級為G3級、初治后腫瘤有再發(fā)或進展事件發(fā)生、MAML2基因低表達均為低級別膠質(zhì)瘤患者預(yù)后差的獨立危險因素(P<0.05)(見表2)。

表2 影響低級別膠質(zhì)瘤患者總體生存率的臨床參數(shù)單因素及多因素分析Table 2 Univariate and multivariate analyses of clinical parameters affecting the overall survival rate of patients with LGG

3 討 論

腦膠質(zhì)瘤包括膠質(zhì)母細胞瘤(WHO 4級)及低級別膠質(zhì)瘤(WHO 2級及3級)[7]，由于遺傳或環(huán)境因素導(dǎo)致膠質(zhì)瘤臨床行為的異質(zhì)性，從而對醫(yī)生的治療提出挑戰(zhàn)，并且其預(yù)后是可變的，不同級別之間，膠質(zhì)瘤的生存范圍廣泛[8]。本研究旨在TCGA數(shù)據(jù)分析研究遺傳相關(guān)因素MAML2基因表達及相關(guān)臨床因素與膠質(zhì)瘤的預(yù)后關(guān)系。

MAML2(Mastermind-like transcriptional co-activator 2)，位于11q21，通常作為Notch受體的共活化劑激活Notch靶基因，參與形成的Notch相關(guān)RBP-J /CBF的復(fù)合物[9-10]。Tonon G等人[11-12]最早在粘液表皮樣癌中發(fā)現(xiàn)了MAML2的致癌作用，MECT1-MAML2融合可破壞細胞正常周期，誘導(dǎo)腫瘤發(fā)生。Kuma Y等人[13]在研究中驗證了CRTC1/3-MAML2融合基因可以作為診斷淋巴結(jié)瘤的有用方法。Yang Shen等人[14]研究發(fā)現(xiàn)MECT1-MAML2高表達的膀胱癌患者預(yù)后明顯較差。這些研究為MECT1-MAML2在可能的致癌分子機制和與腫瘤預(yù)后關(guān)系中所發(fā)揮的作用提供了一些生物學(xué)證據(jù)。在一項基于神經(jīng)膠質(zhì)瘤微陣列數(shù)據(jù)的差異表達基因分析中提出MAML2在神經(jīng)膠質(zhì)瘤中異常表達[15]。

通過TCGA數(shù)據(jù)庫分析，發(fā)現(xiàn)與正常組織相比，MAML2基因表達在LGG隊列患者中明顯上調(diào)，ROC曲線結(jié)果顯示MAML2基因具有良好的診斷潛力(P<0.000 1，AUC=0.997 8)。同時我們將MAML2進行了KM生存分析，結(jié)果表明MAML2低表達與低級膠質(zhì)瘤的總體生存率差有關(guān)(P=0.005 2)。

在表1中，以中位數(shù)40歲分界將年齡進行分組，發(fā)現(xiàn)>=40歲與<40歲的患者之間MAML2存在表達差異，MAML2與年齡密切相關(guān)(P=0.011)，另外在COX單因素分析中，年齡及MAML2基因表達與總體生存率差均有關(guān)系，存在統(tǒng)計學(xué)意義，但是進一步的COX多因素分析中，年齡不具有統(tǒng)計學(xué)差異，從而明確MAML2低表達是低級別膠質(zhì)瘤患者總體生存率的獨立危險因素。

近些年來，膠質(zhì)瘤的靶向治療越來越受關(guān)注[16-18]，已有許多學(xué)者關(guān)注膠質(zhì)瘤的治療靶點[19]，本研究以生物信息學(xué)數(shù)據(jù)分析驗證MAML2 在膠質(zhì)瘤的發(fā)展和預(yù)后中起著重要的作用，但是還需要更多的前瞻性實驗驗證。

4 結(jié) 論

MAML2基因可能有助于判斷膠質(zhì)瘤患者診斷及預(yù)后情況，有可能成為一個潛在的分子標(biāo)記物，但仍需進一步的前瞻性實驗驗證。