基于癌症基因组图谱数据库评估结直肠癌患者微RNA-17-5p的表达特征和预后价值

潘 成 屈 潇 秦环龙

结直肠癌(colorectal cancer, CRC)是我国致死率排名第五的恶性肿瘤，每年新增病例约37.6万例，死亡19.1万例[1]。约30%～50%的CRC患者术后发生转移，由于缺乏准确的生物学标志物，不利于判断患者的预后[2]。微RNA(miRNA)是一类由18～25个碱基组成的单链非编码RNA，其通过诱导沉默复合物调节靶基因表达，参与疾病的发生和发展[3]。miRNA-17-92基因簇是一种常见的“癌miRNA”，位于13号染色体的非蛋白编码区(13q31.3)，可转录为6个miRNA(miRNA-17、miRNA-18a、miRNA-19a、miRNA-20a、miRNA-19b-1和miRNA-92a-1)[4-6]。其中，miRNA-17在肠黏膜上皮细胞中的表达量最高；在正常、腺瘤、肿瘤组织中，miRNA-17的表达量逐步增高，能够靶向调节P130并激活Wnt信号通路，密切参与CRC的发生和发展[7-8]。近来研究[9-10]发现，miRNA-17亦能激活T淋巴细胞，发挥肿瘤抑制因子的作用。miRNA-17判断CRC患者预后的价值仍不清晰，尚需进一步在大样本队列中验证。

2006年，癌症基因组图谱(the cancer genome atlas，TCGA)计划正式启动。TCGA数据库可提供大量基于RNA测序技术检测的CRC患者组织标本的miRNA表达谱数据，有利于系统地评估miRNA的临床意义。本研究基于TCGA数据库，探讨CRC患者肿瘤组织miRNA-17表达与临床病理的关系，以进一步明确miRNA-17对CRC患者预后判断的意义。

1 资料与方法

1.1 数据提取和筛选 通过TCGA数据库(http:∥cancergenome.nih.gov/)获取截至2018年1月的CRC患者miRNA-17表达数据和相关临床病理信息，包括年龄、性别、肿瘤TNM分期、随访资料等。所有纳入对象均符合以下标准：①miRNA-17的表达水平和相关临床资料均可获取和分析；②随访时间>60 d。排除标准：随访期间因非CRC相关并发症或意外事件死亡者。本研究遵循医院伦理委员会批准原则。

2 结 果

2.1 肿瘤组织与正常组织中miRNA-17的表达 本研究共纳入612例CRC患者的612个肿瘤组织和11个癌旁组织样本，其中获取完整随访信息372例(结肠癌271例、直肠癌101例)，男197例、女175例，miRNA-17高表达190例、低表达182例，患者平均年龄为(65.66±13.24)岁，肿瘤TNM分期Ⅰ期73例、Ⅱ期124例、Ⅲ期113例、Ⅳ期62例，平均随访时间为(27.65±21.21)个月。肿瘤组织中miRNA-17表达水平为1 061.00±29.24，显著高于正常组织中的82.18±11.40(P<0.001)。

2.2 CRC患者临床特征与miRNA-17表达的关系 术前血清CEA水平增高(≥5 μg/L)者的miRNA-17表达水平显著高于正常者(<5 μg/L，P=0.009)，而两组间性别、年龄、肿瘤TNM分期、肿瘤浸润(T分期)、淋巴结转移(N分期)和远处转移(M分期)的差异均无统计学意义(P值均>0.05)。见表1。

2.3 miRNA-17表达水平与CRC患者的DFS和OS相关性 Kaplan-Meier生存曲线和Log-rank检验分析结果显示，miRNA-17高表达患者的DFS和OS分别为23.6 (14.5,37.5)和24.4(13.2,41.5)个月，miRNA低表达患者的DFS和OS分别为21.4(12.7,31.4)和21.5(13.2,35.5)个月，miRNA-17高、低表达患者间DFS和OS的差异均无统计学意义(P值均>0.05)，提示miRNA-17表达水平与CRS患者的DFS和OS均不相关。见图1、2。

表1 CRC患者临床病理特征与miRNA-17表达的关系 (N=372, n)

图1 miRNA-17表达水平与结直肠癌患者DFS的关系

2.4 单因素和多因素COX回归分析影响患者DFS和OS的危险因素 单因素COX回归分析结果显示，肿瘤浸润(HR=2.838，95%CI为1.134～7.104，P=0.025)、淋巴结转移(HR=2.780，95%CI为1.626～4.752，P<0.001)、远处转移(HR=3.361，95%CI为2.012～5.613，P<0.001)、术前CEA水平(HR=2.530，95%CI为1.510～4.239，P<0.001)和肿瘤TNM分期[Ⅲ期(HR=3.805，95%CI为1.114～13.000，P=0.033)、Ⅳ期(HR=12.090，95%CI为3.631～40.250，P<0.001)]是影响CRC患者DFS和OS的危险因素；而性别(HR=0.926，95%CI为0.555～1.545，P=0.768)、年龄(HR=1.769，95%CI为0.970～3.224，P=0.062)、miRNA-17表达水平(HR=0.859，95%CI为0.515～1.433，P=0.561)均不是影响CRC患者DFS和OS的危险因素。

图2 miRNA-17表达水平与结直肠癌患者OS的关系

多因素COX回归分析结果显示，年龄(HR=2.562，95%CI为1.355～4.844，P=0.003)和肿瘤TNM分期[Ⅲ期(HR=11.854，95%CI为1.266～111.032，P=0.030)、Ⅳ期(HR=27.482，95%CI为2.846～265.349，P=0.004)]是影响CRC患者OS的危险因素；而性别(HR=0.682，95%CI为0.392～1.185，P=0.174)、肿瘤浸润(HR=0.832，95%CI为0.196～3.524，P=0.802)、淋巴结转移(HR=0.419，95%CI为0.121～1.451，P=0.170)、远处转移(HR=1.220，95%CI为0.520～2.861，P=0.647)、术前CEA水平(HR=1.521，95%CI为0.835～2.771，P=0.170)、miRNA-17水平(HR=0.749，95%CI为0.438～1.281，P=0.291)均不是影响患者OS的危险因素。性别(HR=1.495，95%CI为0.842～2.656，P=0.169)、年龄(HR=0.609，95%CI为0.348～1.065，P=0.082)、肿瘤TNM分期[Ⅲ期(HR=4.869，95%CI为4.869，P=0.258)、Ⅳ期(HR=6.835，95%CI为0.440～106.158，P=0.169)]、肿瘤浸润(HR=0.581，95%CI为0.136～2.493，P=0.465)、淋巴结转移(HR=1.164，95%CI为0.148～9.162，P=0.885)、远处转移(HR=1.788，95%CI为0.820～3.897，P=0.143)、术前CEA水平(HR=1.806，95%CI为0.988～3.302，P=0.054)、miRNA-17水平(HR=0.671，95%CI为0.388～1.161，P=0.153)均不是影响CRC患者DFS的危险因素。

3 讨 论

miRNA-17-92基因簇是“癌miRNA”研究热点之一，该基因的转录激活与原癌基因c-myc、E2F转录因子家族和p53等密切相关，在几乎所有实体肿瘤(如结直肠癌、胃癌、肺癌、肝癌等)中均表达紊乱[11-12]。体外实验证实，miRNA-17能够靶向作用于P130(视网膜母细胞瘤样2)，激活Wnt/β-连环蛋白(β-catenin)通路[8]；并且与miRNA-106a/b和miRNA-20a/b协同作用于γ-氨基丁酸B型受体1，参与调节细胞增殖、分化和凋亡[13]。miRNA-17还可充当肿瘤抑制因子阻碍血管再生和疾病进展[9-10]。本研究通过分析TCGA数据库中CRC患者的miRNA-17表达，发现其在肿瘤组织中的表达水平明显增高，术前血清CEA水平升高(≥5 μg/L)的患者miRNA水平升高更明显；Kaplan-Meier生存曲线分析结果显示，miRNA-17表达水平与CRC患者的OS、DFS均无关，并非影响CRC患者预后的危险因素。

肿瘤发生与胚胎发育存在共同的调节通路[14-15]。如胚胎干细胞和肿瘤细胞均呈现过度增殖、缺乏分化的特征；肿瘤细胞在侵袭和转移过程中，存在与胎盘细胞植入类似的分子机制[16]。已有研究[17]证实，许多miRNA参与胚胎发育和癌变的基本过程，miRNA在人胚结肠和CRC组织中存在交叉表达[16]。Ma等[18]研究发现，人胚胎干细胞和转移性结直肠癌细胞中均有miRNA-26b表达。Monzo等[16]研究发现，早期胚胎结肠上皮细胞中miRNA-17表达水平增高，miRNA-17能够下调E2F1表达，影响胚胎结肠发育和CRC细胞增殖。CEA在胚胎的消化管组织和内胚叶起源的消化系统肿瘤组织中也广泛表达，两者表达是否具有协同性目前尚未明确。本研究结果显示，术前血清CEA水平升高的患者miRNA-17表达水平明显高于CEA水平正常的患者，提示miRNA-17具有胎源性特征。

有研究[8,19]发现，miRNA-17可作为判断CRC预后的标志物，miRNA-17表达水平增高的患者OS明显缩短，对化学治疗的反应更敏感。Volinia等[11]的研究发现，肝癌组织中miRNA-17-92家族表达水平与肝癌患者的生存率呈负相关。然而，Liu等[20]的研究结果表明，miRNA-17-92家族过表达是乳腺癌、淋巴瘤患者OS缩短的危险因素，而不是影响CRC、肝癌、胶质瘤和前列腺癌患者OS的危险因素。本研究结果显示，miRNA-17不是CRC患者的独立危险因素，其表达水平与患者的DFS和OS均无关。考虑目前研究结果产生分歧的原因如下。①遗传背景差异：一项meta分析结果表明，miRNA-17-92基因过表达与亚洲人的OS和DFS缩短相关，而不是影响白种人OS和DFS的危险因素。Shen等[21]研究发现，不同族群miRNA表达模式可能截然不同。②样本量不足：因样本量小和检测方法存在差异，对研究结果造成偏倚。利用TCGA数据评估miRNA来判断CRC患者的预后，具有样本量大、检测方法较一致等特点，其结果较meta分析结果更可靠。③生物学功能：miRNA-17可能为疾病早期阶段的驱动因子。但值得注意的是，单个miRNA与多个miRNA组合作为判断预后的标志物亦存在区别。

综上所述，通过分析CRC患者TCGA数据库的miRNA和临床特征，发现miRNA-17与术前血清CEA表达水平相关，但miRNA-17不能作为影响CRC患者OS、DFS的危险因素。