基于數(shù)據(jù)挖掘分析CC類趨化因子在宮頸癌中的表達及意義

馬加蘭

滕州市第一人民醫(yī)院婦產(chǎn)科，山東滕州 277514

宮頸癌是起源于子宮頸的一類惡性腫瘤，是女性生殖系統(tǒng)最常見的惡性腫瘤之一。 在2018年世界衛(wèi)生組織癌癥報告中，世界范圍內(nèi)宮頸癌新增患者數(shù)約為57萬人，病死人數(shù)約為31萬人，其發(fā)病率位列第8位。在女性中，宮頸癌的發(fā)病率和病死率均位列第4位[1-2]。

趨化因子是一類由細胞所分泌的、具有使周圍反應性細胞定向趨化能力的細胞因子或信號蛋白，其分子量通常為8~10千道爾頓（kilodaltons,kD）。其中CC類趨化因子，也叫做β趨化因子。目前，在哺乳動物中，CC類趨化因子至少包括27種不同的成員，分別命名為CC趨化因子配體（CCL）1~28，其中，CCL9與CCL10相同[3]。

近年來在腫瘤研究中，CC類趨化因子對腫瘤發(fā)生發(fā)展的影響日趨引起重視，但CC類趨化因子在宮頸癌發(fā)生發(fā)展中的作用及其與宮頸癌的預后關(guān)聯(lián)較少報道。該研究通過腫瘤數(shù)據(jù)庫探究CC類趨化因子在宮頸癌與正常組織中的表達差異并分析其表達與宮頸癌患者預后的關(guān)系。報道如下

1 材料方法

1.1 GEPIA數(shù)據(jù)庫

GEPIA數(shù)據(jù)庫是由北京大學張澤民教授團隊建立，其中包含33種腫瘤的表達信息。該研究通過GEPIA數(shù)據(jù)庫分析CC趨化因子家族在宮頸癌組織與正常組織間的表達差異，并分析其對宮頸癌患者總生存率（over-all survival,OS）及無病生存率（diseasefree survival,DFS）的影響。數(shù)據(jù)庫檢索日期為2020年4月25日。

1.2 UALCAN網(wǎng)站

UALCAN（http://ualcan.path.uab.edu/index.html）是一個癌癥數(shù)據(jù)在線分析和挖掘的網(wǎng)站，主要是基于TCGA數(shù)據(jù)庫中的相關(guān)癌癥數(shù)據(jù)進行分析。該研究利用UALCAN進行宮頸癌與正常組織的啟動子甲基化水平差異分析。數(shù)據(jù)庫檢索日期為2020年4月25日。

1.3 STRING數(shù)據(jù)庫

STRING數(shù)據(jù)庫用于分析生物學基因或蛋白相互作用，其整合了已知和預測的蛋白質(zhì)相互作用的生物數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫檢索日期為2020年4月25日。該研究在STRING數(shù)據(jù)庫中設(shè)置檢索條件為：①Protein Name:CCL20；②Organism:Homo sapiens；③Minimum required interaction score:medium confidence（0.400）；④Max number of Interactors:no more than 20 interactors。

1.4 統(tǒng)計方法

采用SPSS 19.0統(tǒng)計學軟件進行數(shù)據(jù)分析，采用獨立樣本t檢驗或單因素方差分析評價CC趨化因子家族各因子在不同組別的表達差異，用Kaplan-Meier法對宮頸癌患者進行生存分析，用Cox比例風險回歸模型分析CC趨化因子的表達與宮頸癌患者預后的關(guān)系，P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 CC趨化因子家族在宮頸癌中的表達

設(shè)定Log2FC>1.5或Log2FC<-1.5，P＜0.05的條件下，相較于正常組織，CCL3、CCL5、CCL18、CCL20在宮頸癌組織中高表達，CCL14、CCL21、CCL23在宮頸癌組織中低表達。

2.2 CC趨化因子與宮頸癌患者預后的關(guān)系

對上述7種差異表達的趨化因子分別做全因生存分析（overall survival，OS）和無病生存分析（disease free survival，DFS）。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在全因生存分析中，CCL20高表達的宮頸癌患者生存時間低于CCL20低表達者，LogrankP=0.041，HR=1.6。見圖1。

圖1 趨化因子表達水平對宮頸癌患者無病生存期的影響

2.3 CCL20的蛋白相互作用

利用STRING數(shù)據(jù)庫按照前述條件對CCL20進行蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)（PPI）分析。結(jié)果顯示相互作用節(jié)點數(shù)21個，除趨化因子外，與CCL20存在相互作用者為IL-10和STAT3。見圖2。

圖2 CCL20蛋白質(zhì)相互作用分析

2.4 CCL20啟動子甲基化水平

在宮頸癌與正常組織的甲基化水平差異分析中，相較于正常組織，宮頸癌組織中CCL20啟動子甲基化水平較低，差異有統(tǒng)計學意義（P=0.002）。見圖3。

圖3 CCL20基因啟動子甲基化水平

3 討論

宮頸癌是女性中最為常見的惡性腫瘤之一，每年數(shù)十萬的新發(fā)病例給患者家庭及國家?guī)砹藰O大的負擔。

該研究利用數(shù)據(jù)庫資料分析了CC類趨化因子在宮頸癌中的表達及其與宮頸癌患者預后的關(guān)系。分析發(fā)現(xiàn)了CCL3、CCL5、CCL14、CCL18、CCL20、CCL21、CCL23等7種在宮頸癌組織中差異表達的因子，但生存分析發(fā)現(xiàn)僅有CCL20的表達水平與宮頸癌患者的預后存在顯著的關(guān)聯(lián)。為探究這一現(xiàn)象可能的原因，研究者進行了宮頸癌CCL20啟動子甲基化水平的分析和CCL20蛋白相互作用網(wǎng)絡(luò)分析。甲基化分析發(fā)現(xiàn)宮頸癌組織中CCL20基因啟動子的甲基化水平較正常組織降低，有利于升高CCL20的表達水平，而蛋白相互作用網(wǎng)絡(luò)分析發(fā)現(xiàn)CCL20與IL-10和STAT3之間有可能存在相互作用。

先前的研究表明[4-5]，IL-10在宮頸癌中的表達水平呈上調(diào)狀態(tài)，且IL-10可能與宮頸癌患病風險增加以及不良預后相關(guān)。IL-10對白細胞的激活、多種白細胞介素的釋放以及腫瘤壞死因子的生物合成具有抑制作用，而對T細胞的凋亡，腫瘤的增殖以及血管生成則具有促進作用[6-11]。STAT3是STAT蛋白家族的一員，可以參與介導多種細胞因子，尤其是生長因子類物質(zhì)的作用過程。STAT3可以通過MAPK和非受體酪氨酸激酶信號通路被激活，進而參與細胞增殖和凋亡等重要的生命活動，在癌癥的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮了重要作用[12]。由此，CCL20可能通過與IL-10和STAT3相互作用，既增強了宮頸癌細胞的各項生物學行為，又使得宮頸癌細胞逃避免疫系統(tǒng)，從而導致了宮頸癌患者的不良預后。

值得一提的是，CCL14、CCL21和CCL23的表達水平雖然未與宮頸癌患者的預后存在顯著關(guān)聯(lián)，亦未在各亞組中存在差異表達，但其表達水平遠低于正常組織，且統(tǒng)計學差異十分顯著，其在宮頸癌中的作用值得進一步研究和探討。

先前有關(guān)CC類趨化因子在宮頸癌中作用的相關(guān)報道較少，二者的相關(guān)性目前尚不明確。該研究通過挖掘數(shù)據(jù)庫信息，分析了CC類趨化因子的表達水平與宮頸癌的關(guān)聯(lián)，探究了CCL20導致宮頸癌患者不良預后的可能機制，為宮頸癌的基礎(chǔ)研究提供了新的思路和方向。同時，CCL20可能成為潛在的宮頸癌患預后評價指標，但詳細的分子生物學調(diào)控機制仍需要基礎(chǔ)研究來進一步深入探究。