梁 偉,李 娟△,羅中興,楊曉剛
長沙市第三醫(yī)院:1.檢驗科;2.血液腫瘤科,湖南長沙 410015
肝細胞肝癌(HCC)是常見的消化系統(tǒng)惡性腫瘤,每年死亡例數(shù)達35.81萬人,死亡率達25.85/10萬[1]。近年來隨著外科手術、介入治療等的發(fā)展,一定程度上提高了HCC患者的臨床治療療效,延長生存時間,但仍有部分HCC患者首次診斷時已出現(xiàn)肝區(qū)疼痛、鞏膜黃染、消瘦等中晚期癥狀,喪失最佳手術時機[2]。深入探究HCC的疾病發(fā)生機制,尋找能夠預測預后的腫瘤標志物,具有重要意義[3]。前mRNA加工因子3 (PRPF3)編碼基因位于1q21.2,編碼蛋白功能是將細胞核中的mRNA前體中剪切去除內含子,形成由四個小核糖核蛋白和剪接因子組成構成的剪接復合體[4]。近年來發(fā)現(xiàn),在皮膚鱗癌[5]、肝癌[6]等惡性腫瘤中表達顯著升高,其能夠通過激活JAK2/STAT3信號通路,促進腫瘤的惡性增殖及轉移。檢查點激酶1(CHEK1)基因位于11q24.2,編碼蛋白屬于絲/蘇氨酸蛋白激酶家族,當細胞DNA損傷或存在未完全復制DNA時,CHEK1參與調節(jié)細胞周期及DNA的損傷修復[7]。近年來發(fā)現(xiàn),CHEK1在卵巢癌[8]、乳腺癌[9]等惡性腫瘤中表達水平上調,其作為一種促癌基因,促進腫瘤的惡性進展。本研究通過分析HCC中PRPF3、CHEK1的表達,探討其臨床預后價值。
1.1一般資料 收集自2017年3月至2018年3月期間于本院診治的86例HCC患者為研究對象。其中男50例,女36例,年齡31~78歲,平均(61.2±7.1)歲。納入標準:(1)接受肝癌切除術,且經(jīng)術后病理明確為HCC。(2)術前無放化療、靶向治療史及生物治療等病史。(3)臨床、病理及隨訪資料完整。(4)患者和家屬對本研究知情同意。排除標準:(1)伴肝膿腫等感染性疾病。(2)伴其他器官惡性腫瘤。(3)合并嚴重的心肺腦等器官功能衰竭。(4)合并血液系統(tǒng)疾病。腫瘤大?。骸? cm者54例,>3 cm者32例;腫瘤TNM分期:Ⅰ期55例,Ⅱ~Ⅲ期31例。病理分級:高中分化60例,低分化26例;甲胎蛋白(AFP)水平:<400 ng/mL 62例,≥400 ng/mL 24例;肝內轉移:有23例,無63例。本研究經(jīng)經(jīng)本院倫理委員會批準并通過。
1.2方法
1.2.1癌癥基因組圖譜(TCGA)數(shù)據(jù)庫中HCC組織及癌旁組織PRPF3和CHEK1 mRNA的表達水平 采用R 3.6.3對TCGA數(shù)據(jù)庫(https://portal.gdc.cancer.gov/)中HCC數(shù)據(jù)的RNA-seq數(shù)據(jù)進行分析,同時應用R包:中的ggplot2[3.3.3版本]進行可視化處理,將FPKM 格式的RNAseq數(shù)據(jù)轉換成了TPM 格式并進行l(wèi)og2轉化。
1.2.2免疫組化檢測 將HCC癌和癌旁組織(距離癌組織邊緣2 cm以上)放入10%甲醛固定,石蠟包埋,4 μm切片后進行免疫組化染色。主要步驟:切片常規(guī)脫蠟,梯度乙醇水化,切片放入0.01 M檸檬酸緩沖液(pH6.0)中微波爐加熱5 min進行抗原熱修復,3%雙氧水去除內源性過氧化物酶,一抗4 ℃過夜 (PRPF3稀釋比1∶400,購自Abcam公司,貨號ab272596;CHEK1稀釋比1∶400,購自Abcam公司,貨號ab40866);滴加生物素標記的二抗室溫孵育30 min;辣根過氧化物酶標記三抗室溫孵育30 min,DAB顯色30 s;蘇木素復染細胞核5 min;梯度乙醇脫水,中性樹脂封片。200倍顯微鏡下(日本OLYMBUS,BX53)觀察陽性表達情況,染色評分根據(jù)染色強度(0:無染色,1:染色淺,2:染色深)和染色面積(0:≤25%,1:25%~50%,2:≥50%)的乘積評估。評分<2分為陰性表達,≥2分為陽性表達[10]。
1.2.3隨訪 隨訪自手術切除之日開始,隨訪終點為為患者死亡或隨訪時間結束。以門診或電話的方式進行隨訪,每6個月隨訪一次,隨訪截止時間為2021年3月。
2.1TCGA數(shù)據(jù)庫中肝細胞肝癌癌組織與正常肝組織中PRPF3和CHEK1 mRNA表達水平比較 TCGA數(shù)據(jù)庫肝細胞肝癌癌組織中PRPF3 mRNA的表達水平顯著高于正常肝組織,癌組織中CHEK1 mRNA的表達水平顯著高于正常肝組織,差異具有統(tǒng)計學意義(P<0.001)。見圖1。
注:與正常肝組織比較,***P<0.001。
2.2肝細胞肝癌與癌旁組織中PRPF3和CHEK1蛋白表達水平 癌組織中PRPF3陽性表達主要位于細胞質和細胞膜,CHEK1陽性表達主要位于細胞質和細胞膜,見圖2。癌組織中PRPF3、CHEK1的陽性表達率分別為75.6%(65/86)、73.3%(63/86),癌旁組織中PRPF3、CHEK1的陽性表達率分別為24.4%(21/86)、26.7%(23/86),癌組織中PRPF3、CHEK1的陽性表達率明顯高于癌旁組織,差異有統(tǒng)計學意義(χ2=45.023、37.209,P<0.001)。
圖2 免疫組化檢測癌組織中PRPF3和CHEK1
2.3癌組織中PRPF3和CHEK1 mRNA及蛋白表達水平的相關性 利用R語言,采用Pearson相關分析肝細胞肝癌癌組織中PRPF3和CHEK1 mRNA表達水平的相關性,結果PRPF3和CHEK1 mRNA表達水平呈顯著正相關(r=0.614,P<0.001)。采用Spearman秩相關分析肝細胞肝癌癌組織中PRPF3和CHEK1蛋白表達水平的相關性,結果兩者蛋白表達水平亦呈顯著正相關(r=0.601,P<0.001)。見圖3。
圖3 肝癌癌組織中PRPF3和CHEK1 mRNA
2.4PRPF3和CHEK1蛋白表達與臨床病理特征間的關系 不同腫瘤TNM分期、病理分級及肝內轉移癌組織中PRPF3、CHEK1的表達水平差異具有統(tǒng)計學意義(P<0.05),不同患者的性別、年齡、腫瘤大小及AFP水平無關(P>0.05)。見表1。
表1 癌組織中PRPF3、CHEK1的表達水平與臨床病理特征的關系[n(%)]
2.5癌組織中PRPF3和CHEK1表達對肝細胞肝癌患者生存預后的影響 86例患者隨訪2~36個月,平均生存時間為(26.1±4.2)個月,隨訪期間死亡49例,3年總體生存率43.0%(37/86)。PRPF3陽性表達組的3年總體生存率為33.8%(22/65),平均生存時間為(22.1±4.0)月;PRPF3陰性表達組3年總體生存率為71.4%(15/21),平均生存時間為(31.4±4.2)月;相比于PRPF3陰性表達組,PRPF3陽性表達組患者3年總體生存率較低,差異有統(tǒng)計學意義(χ2=6.214,P<0.001),平均生存時間較短,差異有統(tǒng)計學意義(t=9.152,P<0.001)。
CHEK1陽性表達組的3年總體生存率為33.3%(21/63),平均生存時間為(23.4±4.3)月;CHEK1陰性表達組3年總體生存率為69.6%(16/23),平均生存時間為(30.7±4.6)月,相比于CHEK1陰性表達組,CHEK1陽性表達組患者3年總體生存率較低,差異有統(tǒng)計學意義(χ2=5.817,P<0.001),平均生存時間較短,差異有統(tǒng)計學意義(t=6.840,P<0.001)。見圖4。
2.6單因素及多因素COX比例風險模型分析影響肝細胞肝癌患者預后的危險因素 以患者生存狀態(tài)為因變量(1=死亡,0=存活,t=生存時間),以年齡、性別、腫瘤大小、病理分級、腫瘤TNM分期、肝內轉移、AFP水平、PRPF3、CHEK1為自變量。單因素分析結果表明,腫瘤TNM分期Ⅱ~Ⅲ期、組織低分化、有肝內轉移、PRPF3和CHEK1陽性表達是影響肝細胞肝癌患者預后的因素;多因素Cox回歸分析結果腫瘤組織低分化、TNM分期Ⅱ~Ⅲ期、有肝內轉移、PRPF3和CHEK1陽性表達是HCC患者不良預后的獨立危險因素。見表2。
表2 單因素及多因素COX比例風險模型分析影響HCC患者預后的危險因素
圖4 PRPF3和CHEK1表達對患者生存預后影響
肝癌是全球癌癥相關死亡中第三大死因,具有發(fā)病率高,預后較差等特點。根據(jù)病理類型,肝癌分可為HCC,膽管細胞癌和混合型,HCC最為常見,約占所有類型的90%以上。目前,HCC的治療包括手術切除、射頻消融治療及系統(tǒng)治療等,能夠延長患者的生存時間,但部分人群治療后仍可發(fā)生腫瘤復發(fā)轉移,導致患者死亡[11]。因此,需深入研究HCC的疾病發(fā)病規(guī)律,尋找新的HCC預后判斷的腫瘤標志物,以指導臨床治療及隨訪。
mRNA前體剪接是轉錄過程中的基本過程,在蛋白質多樣性形成方面發(fā)揮著重要作用。 mRNA前體剪接異常也是許多疾病,尤其是惡性腫瘤發(fā)生發(fā)展的病理學的關鍵[12]。PRPF3作為mRNA前體剪接的重要剪接因子,在核糖核蛋白復合體形成和募集到活性剪接體發(fā)揮重要作用[13]。近年來發(fā)現(xiàn),惡性腫瘤中PRPF3在腫瘤中發(fā)揮促癌基因的作用,促進腫瘤的惡性進展[5]。本研究發(fā)現(xiàn),HCC癌組織中PRPF3在mRNA及蛋白表達均較正常肝組織明顯升高,與LIU等[6]報道結果一致。PRPF3表達升高的機制可能與轉錄調控有關。研究表明,肝癌中PRPF3的表達水平受孤兒核受體 HNF4α的表達水平調控,HNF4α能結合到PRPF3啟動子區(qū)域,促進PRPF3的表達水平[14]。此外,腫瘤分期Ⅱ~Ⅲ期、低分化程度及伴肝內轉移的HCC癌組織中PRPF3表達陽性率較高,提示PRPF3表達升高參與HCC的腫瘤進展。ZUO等[5]研究表明,PRPF3的表達上調通過激活JAK2/STAT3信號通路,促進腫瘤細胞的增殖、遷移和轉移,阻斷JAK2/STAT3 通路后則能夠逆轉PRPF3誘導的促癌功能。此外,PRPF3的表達升高還能夠通過促進腫瘤微環(huán)境中免疫抑制分子如PD-1等的表達,抑制腫瘤殺傷T淋巴細胞的腫瘤殺傷功能,導致腫瘤進展[6]。
DNA 損傷反應能夠保護基因組完整性,可檢測并發(fā)出DNA損傷信號以進行后續(xù)處理[15-16]。DNA損傷后細胞周期檢查點的激活,促進直接 DNA 修復。當單鏈DNA損傷后,會激活共濟失調毛細血管擴張突變基因Rad3相關激酶(ATR),進而磷酸化激活CHEK1[15-16]。研究發(fā)現(xiàn),CHEK1可以促進同源重組,穩(wěn)定并重新啟動停滯的復制叉,進而抑制腫瘤細胞的凋亡,促進腫瘤的增殖[17]。本研究中,HCC癌組織中CHEK1的mRNA及蛋白表達水平明顯高于癌旁組織,提示HCC中CHEK1表達水平上調。分析其原因,可能是CHEK1表達水平受到微小RNA的表達水平調控有關。研究發(fā)現(xiàn),miR-508能夠結合CHEK1mRNA的3′非編碼區(qū),抑制其表達,而腫瘤中miR-508表達水平下調,導致CHEK1 mRNA穩(wěn)定性升高,促進CHEK1的表達[18]。此外,HCC癌組織中CHEK1的表達水平與腫瘤TNM分期、病理分級及肝內轉移有關,表明CHEK1參與促進HCC的腫瘤進展。有研究報道,CHEK1的表達水平增加能夠促進腫瘤細胞G2/M期的進行,進而導致腫瘤細胞過度增殖,促進腫瘤進展[8]。此外,尚有學者發(fā)現(xiàn),腫瘤中CHEK1的表達能夠促進腫瘤干性的形成,抑制腫瘤細胞對化療藥物的敏感度,導致腫瘤的復發(fā)轉移[19]。
本研究進一步分析PRPF3和CHEK1與HCC患者生存預后關系,結果發(fā)現(xiàn)PRPF3陽性表達、CHEK1陽性表達的HCC患者生存預后較差,提示PRPF3和CHEK1是判斷HCC患者生存預后的腫瘤標志物。單因素及多因素COX回歸分析進一步證實,PRPF3陽性表達、CHEK1陽性表達是HCC患者不良預后的獨立危險因素。因此,PRPF3和CHEK1是重要的HCC預后預測腫瘤標志物,檢測有助于HCC癌組織中兩者的表達情況有助于判斷HCC患者的預后。本研究通過相關性分析發(fā)現(xiàn),HCC癌組織中PRPF3和CHEK1的表達呈顯著正相關,提示兩者可能存在相互作用的關系。目前兩者之間的具體作用關系尚不清楚,但有學者利用生物信息學分析發(fā)現(xiàn),CHEK1是PRPF3的重要下游調節(jié)因子,兩者在肝癌的發(fā)生發(fā)展中存在協(xié)同的關系[6]。因此,其具體作用機制有待深入探索。
綜上所述,HCC中PRPF3、CHEK1表達水平上調,兩者表達與腫瘤TNM分期、病理分級及肝內轉移有關。PRPF3陽性、CHEK1陽性表達的HCC患者生存預后較差,是HCC患者不良生存預后的獨立危險因素,可能成為新的HCC預后判斷的腫瘤標志物。但本研究樣本例數(shù)有限,有待擴大樣本量進一步驗證。