堿性亮氨酸拉鏈ATF樣轉錄因子在腎透明細胞癌預后和免疫浸潤細胞中的潛在價值

趙瑩瑩 何心輝 張麗 鄭彩云 姜勇

腎細胞癌是泌尿系統常見的惡性腫瘤。2020年全球范圍內約有43萬例新發病例和14萬死亡病例[1]。腎透明細胞癌(kidney renal clear cell carcinoma，KIRC)為腎癌的主要亞型，占所有病例的75%，是泌尿系惡性程度最高的腫瘤之一，也是泌尿生殖系統腫瘤中死亡率最高的腫瘤[2]。KIRC具有復雜的生物學特征，對放化療不敏感；手術是治療KIRC的主要方法[3]，但20%～40%的病人在術后出現局部復發或遠處轉移，5年生存率約為20%～30%[4]。分子靶向治療和免疫治療能改善KIRC病人的預后，但潛在的分子機制及治療靶點仍有待進一步研究。堿性亮氨酸拉鏈ATF樣轉錄因子(the basic leucine zipper ATF-like transcription factor，BATF)位于人類染色體14q24.3上，轉錄本為NM_006399[5]，編碼堿性亮氨酸拉鏈蛋白，隸屬于激活轉錄因子(Activating transcription factor，AP-1/ATF)超家族。近年來研究表明，BATF在樹突狀細胞、B細胞和T細胞的轉錄中起著積極的調控作用[6-7]。此外，BATF 在癌癥中存在異常表達，參與癌癥進展[8-11]。BATF在間變性大細胞淋巴瘤和肺癌組織中的表達水平增高[8-9]。敲除BATF會導致癌細胞生長停滯、凋亡加速，表明BATF可能在調控腫瘤細胞增殖和凋亡中起重要作用。本研究擬利用UALCAN、TISIDB、Kaplan-Meier plotter、OncoLnc及Sangerbox數據庫數據庫分析BATF在KIRC組織中的表達水平，探究BATF及甲基化水平與病人預后和臨床病理學特征之間的關系，并分析BATF表達與腫瘤免疫浸潤細胞及標志物水平的關系。

資料與方法

1.UALCAN(http://ualcan.path.uab.edu)數據庫：是對TCGA基因表達數據進行深層次分析的公開數據庫[12]。我們分析了BATF在各種類型癌癥中的表達水平，包括在KIRC和正常樣本的表達水平，及與KIRC臨床病理學特征(腫瘤分級、腫瘤分期、淋巴結轉移等)和預后之間的關系。

A.在UALCAN 數據庫中，BATF在KIRC中表達水平明顯高于正常癌旁組織；B～D.BATF表達水平隨著臨床分期、組織學分級增高及淋巴結轉移逐漸增高；E～H.在KIRC中BATF甲基化水平與腫瘤臨床分期、組織學分級及淋巴結轉移密切相關

2.TISIDB ( http://cis.hku.hk/TISIDB/index.php)數據庫：是從 TCGA 數據庫收集大量人類癌癥數據的在線綜合數據庫[13]。通過 TISIDB 數據庫探討 BATF表達與腫瘤浸潤性免疫細胞或分子亞型之間的相關性。

3.Kaplan-Meier plotter 數據庫、OncoLnc數據庫及Sangerbox數據庫：通過Kaplan-stageMeier plotter(http://kmplot.com/analysis/)、OncoLnc (http://www.oncolnc.org/) 及Sangerbox(http://sangerbox.com/)在線數據庫分析 BATF的表達水平與 KIRC病人預后之間的相關性[14-16]。

結果

1.BATF表達水平與KIRC臨床病理特征相關 ：通過UALCAN 數據庫分析發現BATF表達水平在KIRC病人中顯著升高，并且和臨床分期(stage1-vs-stage2、stage1-vs-stage3、stage1-vs-stage4、stage2-vs-stage4)、組織學分級(grade 1-vs-grade 3、grade 1-vs-grade 4、grade 2-vs-grade 3、grade 2-vs-grade 4、grade 3-vs-grade 4)以及淋巴結轉移顯著相關。此外，KIRC的腫瘤分級(stage1-vs-stage3、stage1-vs-stage4、stage2-vs-stage3、stage2-vs-stage4)、腫瘤分級越高及伴有淋巴結轉移時BATF甲基化水平越低。表明 BATF表達水平與KIRC病人的發生發展密切相關。見圖1，表1。

表1 BATF表達水平與KIRC病人的臨床病理特征相關性分析(UALCAN)

2.BATF 在KIRC病人中的預后價值 ：通過使用Kaplan-Meier-Plotter、Oncolnc、Sangerbox在線數據庫評估BATF表達水平與OS之間的相關性。在Kaplan-Meier-Plotter、Oncolnc、Sangerbox數據庫中，BATF 高表達水平與KIRC病人的短OS顯著相關(圖2)，表明BATF高表達對KIRC病人的生存率有顯著影響。

注：Act：Activated，活動性；Tcm：Central memory T cell，中心性記憶T細胞；Tem:Effector memory T cell，效應記憶T細胞；Mast cell:嗜堿性細胞；Tfh:T follicular helper cell，濾泡輔助T細胞；Tgd：Gamma delta T cell，γδT細胞；Th：Type T helper cell，輔助T細胞；Treg；Regulatory T cell，調節性T細胞；Imm B cell:Immature B cell，幼淋巴細胞；NK：natural killer,自然殺傷細胞；MDSC：Myeloid derived suppressor cell，髓源性抑制細胞；DC:dendritic cell,樹突細胞；Mac：Macrophage，巨噬細胞

3.BATF表達水平與KIRC免疫浸潤細胞的關系見圖3。結果顯示,BATF高表達與KIRC免疫細胞浸潤相關。BATF表達水平與KIRC中CD8+T細胞(Act CD8和Tem CD8)、CD4+T細胞(Act CD4)、Tfh細胞、Th1、B細胞(Act B和Imm B)、MDSC細胞及NKT細胞之間呈強相關(r≥0.6，P<0.05)。

討論

近年來，靶向治療在KIRC的臨床治療過程中應用廣泛。然而腫瘤的異質性及其對治療的適應性(如細胞死亡相關信號通路的改變等)極大地限制了靶向藥物的應用[17-18]。免疫療法可刺激內源性T細胞攻擊腫瘤細胞，在KIRC的治療中有廣闊的應用價值。BATF是轉錄調節因子AP-1家族的重要成員，可介導與AP-1因子的二聚化以及與異源因子的相互協同作用進而激活靶基因組[6-7]，在多類腫瘤的發生及發展中起關鍵作用[8-11]。我們通過多數據庫分析顯示, BATF在KIRC組織中顯著過表達，且與KIRC病人不良預后相關，隨著腫瘤分期和分級的增加以及淋巴結轉移中BATF表達水平逐漸增高。此外，KIRC組織中BATF的甲基化水平與腫瘤分期、分級及淋巴結轉移呈負相關。Hu等[19]通過對KIRC組織甲基化分析顯示,BATF為甲基化驅動的關鍵基因，與KIRC病人不良預后密切相關。表明BATF在KIRC進展中出現異常激活，可能是KIRC的一個有價值的預后生物標志物。

由腫瘤細胞、浸潤性免疫細胞、成纖維細胞及眾多細胞趨化因子組成的腫瘤微環境是一個復雜的動態生態系統，腫瘤細胞利用各種免疫細胞及因子進行增殖和擴散。因此，免疫浸潤細胞在腫瘤的發生及發展中起重要作用，亦與免疫治療的效果和臨床結局密切相關[20-21]。我們發現,BATF表達水平與KIRC中CD8+T細胞(Act CD8和Tem CD8)、CD4+T細胞(Act CD4)、Tfh細胞、Th1、B細胞(Act B和Imm B)、MDSC細胞及NKT細胞的浸潤程度顯著相關。T細胞耗竭的特點是使效應細胞功能喪失、抑制性受體表達持續增高、表觀遺傳、轉錄譜及代謝方式改變，是導致癌癥病人免疫功能障礙的主要因素之一[22]。Treg細胞在惡性腫瘤中妨礙機體免疫監測、介導免疫抑制，成為腫瘤免疫逃逸的重要機制[23]。癌細胞利用這些機制使腫瘤免疫浸潤細胞失活，以逃避免疫監視并存活。

本研究表明,BATF高表達水平與KIRC病人預后不良相關，且與KIRC免疫細胞浸潤相關，BATF有望成為KIRC預后生物標志物。本研究基于數據庫數據分析所得的結果，有待進一步通過基礎研究探索及驗證BATF在KIRC進展中的作用和潛在的機制。