基于生物信息學分析FAM83H-AS1在乳腺癌中的表達及臨床意義

[摘要]"目的"通過生物信息學分析FAM83H-AS1在乳腺癌中的表達及其對臨床治療和預后評估的意義。方法"下載癌癥基因組圖譜（the"Cancer"Genome"Atlas，TCGA）數(shù)據(jù)庫中多種腫瘤表達資料，采用R語言分析FAM83H-AS1在多種癌癥中的表達情況。單獨分析FAM83H-AS1在乳腺癌中的表達情況，并通過基于基因表達水平值的交互式分析平臺（Gene"Expression"Profiling"Interactive"Analysis，GEPIA）在線數(shù)據(jù)庫驗證表達情況。利用TCGA數(shù)據(jù)庫下載并分析生存資料，明確FAM83H-AS1表達水平與乳腺癌患者預后的關系，并利用GEPIA及Kaplan-Meier"Plotter進行雙重驗證。同時利用TCGA臨床信息分析FAM83H-AS1與臨床病理分期的關系，運用R語言分析FAM83H-AS1與腫瘤微環(huán)境、免疫檢測點相關基因及腫瘤突變負荷（tumor"mutation"burden，TMB）的相關性，并進行基因集富集分析（gene"set"enrichment"analysis，GSEA）。結(jié)果"FAM83H-AS1在多種癌癥中表達異常，其中在乳腺癌中的表達顯著升高，且高表達FAM83H-AS1的乳腺癌患者總生存率顯著降低。此外，不同臨床分期的乳腺癌患者FAM83H-AS1的表達水平不同。FAM83H-AS1與乳腺癌樣本中的基質(zhì)細胞評分及免疫細胞評分均呈負相關，與一些免疫檢測點相關基因表達具有相關性，TMB雷達圖結(jié)果提示FAM83H-AS1在乳腺癌中的表達與TMB存在正相關性，GSEA結(jié)果提示FAM83H-AS1的表達與錯配修復功能呈正相關性。結(jié)論"FAM83H-AS1基因在乳腺癌中高表達，與患者的不良預后、臨床病理分期、腫瘤微環(huán)境及TMB均有相關性。同時FAM83H-AS1與免疫檢測點相關的一些基因及錯配修復基因存在相關性，以上可能為臨床乳腺癌的治療、預測預后及基因靶向藥物的研制提供理論依據(jù)。

[關鍵詞]"FAM83H-AS1；乳腺癌；免疫檢測點；腫瘤微環(huán)境；腫瘤突變負荷

[中圖分類號]"R737""""""[文獻標識碼]"A""""""[DOI]"10.3969/j.issn.1673-9701.2024.09.001

Expression"and"clinical"significance"of"FAM83H-AS1"in"breast"cancer"based"on"bioinformatics"analysis

LI"Na1，"YUAN"Jun1，"ZHANG"Anzhi1，"HU"Chuling2，"XU"Maoyi3

1.Department"of"Pathology，"Jiaxing"Maternity"and"Child"Health"Hospital，"Affiliated"Women"and"Children’s"Hospital"of"Jiaxing"University，"Jiaxing"314051，"Zhejiang，"China;"2.Department"of"Pharmacy，"Jiaxing"Maternity"and"Child"Health"Hospital，"Affiliated"Women"and"Children’s"Hospital"of"Jiaxing"University，"Jiaxing"314051，"Zhejiang，"China;"3.Department"of"Oncology，"the"First"Hospital"of"Jiaxing，"Affiliated"Hospital"of"Jiaxing"University，"Jiaxing"314001，"Zhejiang，"China

[Abstract]"Objective"To"analyze"the"expression"and"clinical"treatment"and"prognosis"assessment"significance"of"FAM83H-AS1"in"breast"cancer"by"bioinformatics"analysis."Methods"The"expression"of"FAM83H-AS1"in"various"cancer"types"was"analyzed"in"the"Cancer"Genome"Atlas"（TCGA）"database"by"R"language."Additionally"the"expression"in"breast"cancer"was"examined"by"Gene"Expression"Profiling"Interactive"Analysis"（GEPIA）"online"database."Survival"data"were"downloaded"from"TCGA"to"analyze"the"correlation"between"FAM83H-AS1"expression"levels"and"prognosis"among"breast"cancer"patients."GEPIA"and"Kaplan-Meier"Plotter"were"used"for"dual"verification."Clinical"information"was"obtained"from"TCGA"for"further"analysis"on"the"relationship"between"FAM83H-AS1"and"clinical"characteristics."And"the"relationship"between"FAM83H-AS1"and"tumor"microenvironment，"immunodetection"point-related"genes"and"tumor"mutation"burden"（TMB）"was"analyzed"using"R"language."Gene"set"enrichment"analysis"（GSEA）"was"performed."Results"The"expression"of"FAM83H-AS1"was"abnormal"in"many"cancers，"particularly"exhibiting"a"significant"increase"in"breast"cancer."High"expression"of"FAM83H-AS1"is"associated"with"significantly"reduced"overall"survival"in"breast"cancer"patients."Furthermore，"the"expression"level"of"FAM83H-AS1"varies"among"breast"cancer"patients"with"different"clinical"stages."FAM83H-AS1"exhibits"negative"correlation"with"stromal"cell"score"and"immune"cell"score"in"breast"cancer"samples，"and"correlated"with"immune"detection"point-related"gene."TMB"radar"map"results"suggest"that"the"expression"of"FAM83H-AS1"in"breast"cancer"is"positively"correlated"with"tumor"mutational"burden."GSEA"revealed"a"positive"correlation"between"the"expression"of"FAM83H-AS1"and"the"function"of"mismatch"repair."Conclusion"FAM83H-AS1"is"highly"expressed"in"breast"cancer，"and"is"related"to"poor"prognosis."Its"expression"correlates"with"clinicopathological"stage，"tumor"microenvironment"and"TMB"of"breast"cancer"patients."Furthermore，"FAM83H-AS1"exhibits"associations"with"certain"immune"checkpoint-related"genes"and"mismatch"repair"genes."These"findings"provide"a"important"theoretical"basis"for"clinical"treatment，"prognosis"prediction"and"development"of"gene-target"drugs.

[Key"words]"FAM83H-AS1;"Breast"cancer;"Immune"checkpoint;"Tumor"microenvironment;"Tumor"mutation"burden

乳腺癌是嚴重危害婦女健康的惡性腫瘤，男性偶見。基因的異常表達在乳腺癌的發(fā)生、發(fā)展中起重要作用，進一步探索有效的靶點對乳腺癌的治療及預后評估有重要臨床意義[1]。近年來，隨著乳腺癌治療方式的改進，乳腺癌患者的預后及生存質(zhì)量得到較大提升。對內(nèi)分泌治療效果不佳且缺乏靶向治療特效藥的三陰性乳腺癌患者，免疫治療已成為重要的治療手段，尤其是免疫檢查點阻斷治療[2-4]。探究基因與腫瘤微環(huán)境及免疫相關基因的關系、尋找免疫治療相關的靶點是推動腫瘤免疫治療發(fā)展的基礎。筆者通過生物信息學分析尋找到在乳腺癌中表達異常的基因FAM83H-AS1。FAM83H-AS1在多種癌癥中表達異常，如肝癌[5]、乳腺癌[6-7]、宮頸癌[8]、膀胱癌[9]、食管癌[10]、肺癌[11]等。FAM83H-AS1在腫瘤中高表達，表現(xiàn)為癌基因的特征，且可影響細胞的增殖、侵襲和遷移能力[5-10]。FAM83H-AS1參與多種經(jīng)典信號通路，已證實FAM83H-AS1在食管癌中高表達且與TNM分期、病理分化程度及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移相關；細胞實驗證實其參與上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化（epithelial-mesenchymal"transition，EMT）過程[10]。在胃癌中FAM83H-AS1可通過Wnt/β-catenin信號通路影響化療藥物的敏感度[12]；在結(jié)直腸癌中，下調(diào)FAM83H-AS1通過抑制Notch信號通路發(fā)揮抗增殖作用[13]；同時在多種癌癥中FAM83H-AS1可發(fā)揮microRNA的吸附海綿作用，影響靶蛋白的表達，如miR-485-5p[5]、miR-136-5p[6]、miR-10a-5p[10]等。El-nbsp;Ashmawy等[14]發(fā)現(xiàn)乳腺癌患者血清中FAM83H-AS1顯著高表達。基于此背景，本研究利用生物信息學分析FAM83H-AS1在乳腺癌中的表達特征，并與泛癌分析相結(jié)合，闡明其在多種癌癥中的表達情況及與腫瘤分期、腫瘤突變負荷（tumor"mutation"burden，TMB）、腫瘤微環(huán)境和相關免疫檢測點基因的相關性，進一步明確FAM83H-AS1在乳腺癌中的表達情況與臨床特征之間的關系及對患者預后的影響。

1""材料與方法

1.1""數(shù)據(jù)收集與分析

從癌癥基因組圖譜（the"Cancer"Genome"Atlas，TCGA）數(shù)據(jù)庫下載33種癌癥表達數(shù)據(jù)、突變數(shù)據(jù)及乳腺癌患者的生存數(shù)據(jù)（1260例）和臨床信息（1284例），采用R語言limma包分析基因在33種癌癥及正常組織中的表達差異，單獨分析乳腺癌組織及正常組織中的表達差異和基因高、低表達組對總生存率（overall"survival，OS）的影響及對臨床病理特征的影響。

1.2""GEPIA數(shù)據(jù)庫

通過基于基因表達水平值的交互式分析平臺（Gene"Expression"Profiling"Interactive"Analysis，GEPIA）在線檢索數(shù)據(jù)庫分析FAM83H-AS1在乳腺癌（1085例）及正常乳腺組織（291例）中的表達情況及FAM83H-AS1與乳腺癌患者OS的關系。

1.3""Kaplan-Meier"Plotter數(shù)據(jù)庫

利用Kaplan-Meier"Plotter在線分析工具，設定條件對乳腺癌患者的總生存率進行分析。

1.4""腫瘤微環(huán)境相關性分析

利用R語言使用表達數(shù)據(jù)估計惡性腫瘤組織中的基質(zhì)細胞和免疫細胞（estimation"of"stromal"and"immune"cells"in"malignant"tumour"tissues"using"expression"data，ESTIMATE）算法對腫瘤樣本中的基質(zhì)細胞及免疫細胞進行評分，通過計算基質(zhì)和免疫評分預測浸潤基質(zhì)和免疫細胞的水平，然后聯(lián)合兩個得分預測腫瘤純度。

1.5""TMB相關性分析

下載UCSC"Xena數(shù)據(jù)庫中33種癌癥的突變數(shù)據(jù)，計算腫瘤樣本中TMB情況，并使用spearman相關性檢驗得到腫瘤樣本中基因表達與TMB之間的相關性并繪制雷達圖。

1.6""基因集富集分析

通過基因集富集分析（gene"set"enrichment"analysis，GSEA）網(wǎng)站下載基因本體（gene"ontology，GO）及京都基因與基因組百科全書（Kyoto"Encyclopedia"of"Genes"and"Genomes，KEGG）數(shù)據(jù)，利用R語言包“clusterProfiler”對FAM83H-AS1進行GO及KEGG分析。

1.7""統(tǒng)計學方法

采用R軟件4.1.3版本和SPSS軟件對數(shù)據(jù)進行處理分析。兩組獨立樣本比較采用Wilcoxon"檢驗方法。患者生存分析的比較采用乘積限法（Kaplan-Meier，KM）"生存分析和對數(shù)秩（Log-"rank）檢驗方法。腫瘤微環(huán)境相關性分析采用Spearman相關性檢驗，Plt;0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2""結(jié)果

2.1""FAM83H-AS1在泛癌及乳腺癌中的表達情況

分析FAM83H-AS1在33種癌癥中的表達，結(jié)果顯示FAM83H-AS1在膀胱尿路上皮癌、乳腺浸潤癌、宮頸鱗癌和腺癌、膽管癌、結(jié)腸癌、食管癌、頭頸鱗狀細胞癌、腎乳頭狀細胞癌、肝細胞肝癌、肺腺

癌、肺鱗癌、胰腺癌、直腸腺癌、前列腺癌、胃癌、甲狀腺癌、子宮內(nèi)膜癌中呈高表達，在多形性成膠質(zhì)細胞瘤、腎嫌色細胞癌、腎透明細胞癌、嗜鉻細胞瘤和副神經(jīng)節(jié)瘤中低表達，差異具有統(tǒng)計學意義（Plt;0.05），見圖1。單獨分析FAM83H-AS1在乳腺癌中的表達數(shù)據(jù)見圖2A；GEPIA數(shù)據(jù)庫分析結(jié)果顯示FAM83H-AS1較正常組織表達顯著升高，見圖2B，二者分析結(jié)果一致。

2.2""FAM83H-AS1基因表達與乳腺癌患者預后的相關性及與臨床病理分期的相關性

通過分析乳腺癌患者的生存資料，明確FAM83H-"AS1與乳腺癌患者預后的關系，使用在線數(shù)據(jù)庫GEPIA、Kaplan-Meier"Plotter進行雙重驗證。TCGA數(shù)據(jù)庫生存資料分析結(jié)果顯示FAM83H-AS1高表達組患者的OS較低表達組顯著降低（Plt;0.05），見圖3A。GEPIA與Kaplan-Meier"Plotter在線數(shù)據(jù)庫分析結(jié)果一致，即FAM83H-AS1與乳腺癌患者的預后相關，高表達組的患者預后較差，見圖3B和圖3C。同時，本研究利用GEPIA數(shù)據(jù)庫分析FAM83H-AS1在不同乳腺癌亞型中與患者OS的關系，結(jié)果表明在人表皮生長因子受體-2陽性（非Lunimal）亞型中，F(xiàn)AM83H-AS1與OS的相關性最為顯著且具有統(tǒng)計A.TCGA數(shù)據(jù)庫；B.GEPIA數(shù)據(jù)庫；C.Kaplan-Meier"Plotter數(shù)據(jù)庫；D.不同乳腺癌亞型中FAM83H-AS1與OS的關系學意義（Plt;0.05）。本研究利用TCGA數(shù)據(jù)中的臨床資料進行分析，結(jié)果表明不同臨床病理分期的乳腺癌患者FMA83H-AS1的表達水平不同，且差異有統(tǒng)計學意義（Plt;0.05），見圖4。

2.3""FAM83H-AS1與腫瘤微環(huán)境及免疫檢測點基因的相關性分析

本研究利用ESTIMATE算法得到乳腺癌樣本中基質(zhì)細胞與免疫細胞的評分，結(jié)果顯示乳腺癌樣本中基質(zhì)細胞及免疫細胞含量越高，F(xiàn)AM83H-AS1基因的表達越低，即呈負相關，見圖5A和圖5B。同時筆者分析FAM83H-AS1與免疫檢測點相關基因的關系，結(jié)果表明FAM83H-AS1與一些免疫檢測點基因表達呈相關性表達，如分化簇200（cluster"of"differentiation"200，CD200）、CD200"受體"1（cluster"of"differentiation"200"receptor"1，CD200R1）、誘導型"T"細胞共刺激配體（inducible"T-cell"costimulator"ligand，ICOSLG）、程序性死亡受體1（programmed"death-1，PD-1）、腫瘤壞死因子受體超家族成員14（tumor"necrosis"factor"receptor"superfamily"member"14，TNFRSF14）、腫瘤壞死因子受體超家族成員4（tumor"necrosis"factor"receptor"superfamily"member"4，TNFRSF4）、腫瘤壞死因子超家族成員15（tumor"necrosis"factor"superfamily"member"15，TNFSF15）、V"集免疫調(diào)節(jié)受體（V-set"immunoregulatory"receptor，VSIR）等，見圖5C。

2.4""FAM83H-AS1與TMB相關性分析

通過分析FAM83H-AS1的表達與TMB的相關性并繪制雷達圖，結(jié)果表明FAM83H-AS1在乳腺癌中的表達與TMB存在正相關性。同時在甲狀腺癌、胸腺癌、頭頸鱗狀細胞癌、腎乳頭狀細胞癌、肺腺癌、肺鱗癌、胰腺癌、前列腺癌、胃癌中FAM83H-AS1的表達與TMB呈正相關，而在彌漫性大B細胞淋巴瘤、腦低級別膠質(zhì)瘤、皮膚黑色素瘤中FAM83H-AS1的表達與TMB呈負相關，見圖5D。

2.5""GSEA富集分析

KEGG結(jié)果顯示FAM83H-AS1與錯配修復功能呈正相關，與自噬調(diào)節(jié)、嗅覺傳導、細胞質(zhì)DNA感應通路及受體信號通路呈負相關，GO功能分析顯示FAM83H-AS1與突觸囊泡膜的錨定成分、蛋白質(zhì)定位于細胞表面的正向調(diào)節(jié)及氣味結(jié)合蛋白、嗅覺受體活性、嗅覺感知呈負相關。基于KEGG分析結(jié)果，本研究進一步分析FAM83H-AS1與錯配修復蛋白的相關性，發(fā)現(xiàn)FAM83H-AS1在大多數(shù)腫瘤中與錯配修復蛋白有顯著相關性，在乳腺癌中PMS2、MSH2、MSH6與FAM83H-AS1有顯著正相關性。

3""討論

本研究通過生物信息學分析尋找到一個在乳腺中表達異常的基因，F(xiàn)AM83H-AS1又名含1的IQ基序和錨蛋白重復序列（IQ"motif"and"ankyrin"repeat"containing"1，IQANK1），在多種癌癥中表達異常，如肝癌、肺腺癌、宮頸癌、膀胱癌、胃癌、食管癌、乳腺癌、結(jié)腸癌等[5-14]。FAM83H-AS1曾在luminal亞型乳腺癌及癌旁組織測序中被發(fā)現(xiàn)，其在luminal亞型乳腺癌中表達升高最為顯著[7]。FAM83H-AS1在肝細胞癌中表達明顯升高且可促進細胞的增殖、遷移和侵襲，抑制細胞的凋亡[5]。FAM83H-AS1在肺癌中是一個潛在的致癌驅(qū)動因子，其表達上調(diào)與肺腺癌患者不良預后有關，且FAM83H-AS1可促進肺腺癌的進展并抑制肺腺癌細胞凋亡[11]。FAM83H-"AS1在人乳頭狀瘤病毒（human"papilloma"virus，HPV）-16陽性的宮頸癌細胞系中高表達[8]。在大多癌癥中，F(xiàn)AM83H-AS1常表現(xiàn)出癌基因的特性。現(xiàn)有報道FAM83H-AS1過表達是雌激素受體/孕激素受體陽性乳腺癌患者預后不良的標志[15]。與正常對照組人群相比，乳腺癌患者血清中的FAM83H-"AS1顯著過表達[14]；FAM83H-AS1在三陰性乳腺癌細胞和組織中表達升高，同時，抑制FAM83H-AS1可降低三陰性乳腺癌細胞的增殖、遷移和侵襲能力[6]。

本研究發(fā)現(xiàn)FAM83H-AS1在多種癌癥中表達異常；2016年報道FAM83H-AS1在luminal亞型乳腺癌中較癌旁組織表達升高最為顯著，提示FAM83H-"AS1可作為乳腺癌的一個潛在生物標志物[7]。隨后，本研究單獨分析乳腺癌中FAM83H-AS1的表達情況，發(fā)現(xiàn)FAM83H-AS1在乳腺癌中表達顯著升高，且高表達組患者的OS顯著降低，在不同的病理分期中FAM83H-AS1表達存在差異，提示FAM83H-"AS1在乳腺癌的發(fā)生、發(fā)展中表現(xiàn)出癌基因的特征，且與不良預后相關。腫瘤微環(huán)境的特征可作為評估腫瘤細胞對免疫治療反應的標志物，并影響臨床結(jié)果[14]。在腫瘤微環(huán)境中免疫細胞和基質(zhì)細胞是兩種主要類型的非腫瘤組分，且對腫瘤的診斷和預后評估具有價值[16]。目前FAM83H-AS1與免疫治療相關的研究尚未見報道。本研究根據(jù)ESTIMATE算法的評分結(jié)果，發(fā)現(xiàn)FAM83H-AS1的表達與乳腺癌樣本中的基質(zhì)細胞和免疫細胞含量呈負相關。同時FAM83H-AS1與一些免疫檢測點的相關基因呈現(xiàn)出相關性。TMB可預測患者免疫治療的療效，以往有研究表明，TMB可作為一種提高非小細胞肺癌和結(jié)直腸癌免疫治療療效的生物標志物[17-18]。TMB越高的腫瘤患者對免疫反應的效果越好。本研究結(jié)果表明FAM83H-AS1在乳腺癌中的表達與TMB有很強的正相關性；同時GSEA富集分析結(jié)果表明FAM83H-AS1與錯配修復通路呈正相關性，F(xiàn)AM83H-AS1與錯配修復基因的相關性分析表明FMA83H-AS1與錯配修復基因有顯著的正相關性，以上結(jié)果可為乳腺癌的免疫治療及預后評估提供參考價值。

綜上，本研究通過生物信息學分析FAM83H-"AS1基因在乳腺癌中高表達，且高表達與患者的不良預后相關。同時FAM83H-AS1表達與臨床病理分期有關，與腫瘤微環(huán)境中的基質(zhì)細胞和免疫細胞含量呈負相關，與一些免疫檢測點基因呈相關性表達，且與TMB及錯配修復功能有正相關性。FAM83H-"AS1基因不僅有望成為乳腺癌患者治療及預后評估的靶點，且可為臨床乳腺癌的免疫治療及靶向藥物的研制提供理論基礎。

利益沖突：所有作者均聲明不存在利益沖突。

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