利用TCGA數據集分析PPFIA 3在三陰性乳腺癌中的表達及臨床意義△

王玲玉，潘躍銀

中國科學技術大學附屬第一醫院（安徽省立醫院）腫瘤化療科，合肥 230001

乳腺癌是女性較常見的惡性腫瘤之一，中國女性乳腺癌的發病率和病死率在全球中均處于較低水平，但是發病人數占全球的11.19%，居世界第2位，且近20年發病率與病死率均增長迅速，防控形勢嚴峻。根據乳腺癌的免疫組織化學分子特征，將其分為Luminal A型[雌激素受體（estrogen receptor，ER）+/孕激素受體（progesterone receptor，PR）+、人類表皮生長因子受體2（human epidermal growth factor receptor 2，HER2）-、Ki-67＜14%）]、Luminal B型（ER+/PR+、HER2-、Ki-67≥14%）、HER2過表達型（ER-、PR-、HER2+）、三陰性乳腺癌（triple negative breast cancer，TNBC）（ER-、PR-、HER2-）4種類型[1-2]。其中，TNBC是乳腺癌中較特別的一類，與激素受體陽性和HER2陽性乳腺癌相比，缺乏內分泌治療和抗HER2治療，因此目前其治療方式仍以手術和傳統放化療為主，并且預后較差[3-4]。因此，探索TNBC發生發展的分子機制并尋找有效的分子靶點以改善患者的預后成為亟待解決的臨床問題。PPFIA3又稱 liprin α3，屬于 liprin 家族和 liprin α亞家族。liprin α蛋白是一種與受體蛋白酪氨酸磷酸酶、白細胞共同抗原相關蛋白和其他突觸蛋白相互作用以促進突觸伴侶選擇和活性區組裝的適配器[5]。傳統觀點認為PPFIA3主要與中樞神經系統以及頂體反應等生物學過程相關，但近年來有研究表明PPFIA3與惡性腫瘤的發生發展相關[6]。然而，PPFIA3與TNBC的關系目前尚不明確。因此，本研究通過利用癌癥基因組圖譜（The Cancer Genome Atlas，TCGA）基因組學與臨床特征數據，初步探討PPFIA3在TNBC中的表達及臨床意義。

1 資料與方法

1.1 數據資料收集

從TCGA數據庫（https：//tcga-data.nci.nih.gov/tcga/）下載TNBC患者的基因表達數據和臨床特征數據，入組病例是1996—2013年經病理學檢查確診的157例乳腺癌患者，均為女性，年齡29～90歲；病理類型：浸潤性導管癌140例，髓樣癌8例，特殊型癌9例；臨床分期為IA～Ⅳ期；左側乳腺癌85例，右側乳腺癌72例。患者的隨訪時間為10年。PPFIA3基因表達水平以Log2[每百萬片段中來自于某基因每千堿基長度的片段數（fragments per kilobase of transcript per million fragments mapped，FPKM）+1]計算。臨床特征信息還包括腫瘤組織與癌旁正常組織、病理T分期、淋巴結轉移情況以及患者的生存情況。

1.2 PPFIA 3共表達網絡

通過CytoScape軟件中的Cluego插件利用KEGG數據庫對共表達基因進行信號通路富集，P＜0.05的基因集作為顯著富集的基因集。

1.3 統計學分析

2 結果

2.1 PPFIA 3的共表達網絡

分析PPFIA3與19 700個mRNA表達的相關性，相關性分析結果顯示874個基因與PPFIA3具有共表達的關系。對這些共表達基因進行KEGG信號通路富集分析，結果顯示這些基因主要涉及硫中繼系統、萜類骨架生物合成、過氧化物酶體、Hippo信號通路、甲狀腺癌等通路或腫瘤、細胞成分的信號轉導（表1、圖1）。

2.2 不同臨床特征的TNBC患者PPFIA 3表達水平的比較

從TCGA數據庫中共獲取TNBC患者157例，將其臨床特征以R語言處理，應用t檢驗分析PPFIA3在不同組織、T分期以及是否有淋巴結轉移患者中的表達差異。結果顯示，腫瘤組織中的PPFIA3表達水平為（1.229±0.576），明顯高于癌旁正常組織的（0.728±0.254），差異有統計學意義（t=-5.956，P＜0.01）。T3～4期、淋巴結轉移患者的 PPFIA3表達水平均高于T1～2期、淋巴結未轉移患者，差異均有統計學意義（P＜0.05）（表2）。

表1 PPFIA3共表達基因集和通路

圖1 PPFIA3共表達基因集和通路比例圖

表2 不同臨床特征的TNBC患者PPFIA3表達水平的比較

2.3 PPFIA 3高表達與低表達的TNBC患者生存時間的比較

在TCGA數據庫中，PPFIA3高表達的患者79例，低表達的患者78例，PPFIA3高表達的患者中位生存期明顯短于PPFIA3低表達患者（2965 dvs3472 d，P=0.009，HR=2.756，95%CI=1.51～5.40）。（圖2）

圖2 PPFIA3高表達（ n=79）與低表達（ n=78）的TNBC患者的生存曲線

3 討論

乳腺癌是人類腫瘤中最異質的腫瘤之一，其中，TNBC每種亞型仍表現出較大的個體差異，要想探索TNBC的生物學行為和治療反應，就需要確定單個腫瘤基因譜[6]。多項研究表明，PPFIA3甲基化水平在腫瘤組織中高于癌旁正常組織，在腫瘤患者血清DNA中高于健康人群，以其高靈敏度和高特異度有望成為腫瘤簡單、無創的檢測方法[7-8]。夏菁等[9]發現關于BRMS1及其甲基化與TNBC發生發展相關的重要信息，其去甲基化后高表達可抑制乳腺癌細胞的增殖和轉移。但目前針對PPFIA3與TNBC的增殖、轉移和預后的研究罕有報道。

PPFIA在ER+和ER-乳腺癌組織中存在差異性表達，可能受雌激素調節[10-11]，提示PPFIA在特定分型的乳腺癌中具有獨特的意義。PPFIA3通過α螺旋區先與mDia1、RhoA形成三元配合物，抵消RhoA對mDia1的激活，下調mDia1的功能，形成絲狀肌動蛋白，參與腫瘤細胞的能動性和侵襲轉移的過程[12]。腫瘤轉移過程中，腫瘤細胞間細胞黏附分子減少，細胞骨架蛋白重排，運動能力增強，滲入內皮血管進入體循環，定植于遠端位點即形成轉移灶[13]。Zohrap等[14]發現MAPK信號通路下調可以抑制MDA-MB-231、MCF12A等TNBC細胞株增殖和存活。Khan等[15]發現同源性磷酸酶-張力蛋白（phosphatase and tensin homolog，PTEN）可抑制磷脂酰肌醇-3-羥激酶（phosphatidylinositol 3-hydroxy kinase，PI3K），降低下游效應因子MTOR的活性，PTEN缺失可通過激活MTOR促進TNBC細胞增殖，MTOR抑制劑的靶向治療可能有助于腫瘤的治療。本研究利用TCGA數據庫，發現PPFIA3表達水平在TNBC腫瘤組織中明顯高于癌旁正常組織，在 T3～4期患者中高于 T1～2期患者，在淋巴結轉移患者中高于淋巴結未轉移患者，即分期越晚的患者PPFIA3表達水平越高。更為重要的是，PPFIA3的表達與生存預后有關，PPFIA3高表達患者的生存時間明顯短于低表達的患者。以上結果提示，PPFIA3高表達可能是TNBC患者不良的預后因素。另外，本研究通過KEGG發現PPFIA3可能通過TNF、MAPK、MTOR等信號通路參與TNBC細胞的增殖、轉移等過程，影響患者的預后。

TCGA數據庫提供的mRNA水平的數據，不能完全代表該基因表達蛋白質水平的意義，今后的研究可以結合聚合酶鏈式反應（polymerase chain reaction，PCR）、免疫組織化學等方法和前瞻性、回顧性分析驗證PPFIA3的mRNA和蛋白質在TNBC中的臨床意義，為今后TNBC的基因組分類和靶向治療研究提供新線索。

綜上所述，PPFIA3可能通過 TNF、MAPK、MTOR等信號通路參與TNBC細胞的增殖、轉移等過程，在TNBC中，PPFIA3高表達提示預后不良，其可能作為預測TNBC患者預后的有效生物標志物。