STAT5B表達(dá)量與間變膠質(zhì)瘤癲癇的相關(guān)性研究

馮恩山　梁庭毓　王芳

[摘要] 目的 找出與間變膠質(zhì)瘤癲癇起病相關(guān)的基因改變。 方法 從The Cancer Genome Atlas（TCGA）網(wǎng)站下載膠質(zhì)瘤全基因組測(cè)序數(shù)據(jù)庫，其中包含間變膠質(zhì)瘤243例，其中119例是以癲癇癥狀起病，其他124例是以非癲癇癥狀起病，運(yùn)用非配對(duì)t檢驗(yàn)來篩選癲癇起病組和非癲癇起病組的差異基因，中國(guó)腦膠質(zhì)瘤基因組圖譜計(jì)劃（CGGA）作為驗(yàn)證，Kaplan-Meier 曲線被用來檢測(cè)預(yù)后的分布結(jié)果。 結(jié)果 在TCGA中，本研究發(fā)現(xiàn)在間變膠質(zhì)瘤中，以癲癇起病的患者預(yù)后要好于非癲癇起病的患者（P = 0.04）。在癲癇起病組和非癲癇起病組，902個(gè)基因表達(dá)量有差別，將902個(gè)基因帶入DAVID網(wǎng)站（https：//david.ncifcrf.gov）進(jìn)行分析，調(diào)控多種細(xì)胞組織生長(zhǎng)通路在這兩組差別最大，主要是7個(gè)基因（STAT5B、AFG3L2、FTO、APP、GDF5、MBD5、PIK3CA），在中國(guó)腦膠質(zhì)瘤基因組圖譜（CGGA）進(jìn)行驗(yàn)證，只有STAT5B是有意義的，但是STAT5B不能夠預(yù)測(cè)患者預(yù)后。 結(jié)論 間變膠質(zhì)瘤中，有術(shù)前癲癇的患者的生存期明顯好于無術(shù)前癲癇的患者。STAT5B高表達(dá)的患者不容易發(fā)生術(shù)前癲癇。STAT5B在腫瘤中表達(dá)量決定患者是否以癲癇起病。

[關(guān)鍵詞] 間變膠質(zhì)瘤；癲癇；預(yù)后；STAT5B

[中圖分類號(hào)] R730.264 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1673-7210（2018）07（b）-0087-04

Relationship between expression of STAT5B and seizure occurrence in anaplastic gliomas

FENG Enshan1 LIANG Tingyu1 WANG Fang1 TANG Kai2

1.Department of Neurosurgery， Beijing Ditan Hospital， Capital Medical University， Beijing 100000， China； 2.Department of Neurosurgery， Beijing Tiantan Hospital， Capital Medical University， Beijing 100050， China

[Abstract] Objective To identify the genes associated with the onset of seizure caused by anaplastic gliomas. Methods TCGA RNA-seq set from TCGA website was downloaded， there were 243 anaplastic glioma samples， the initial symptom of 119 cases was seizure and the initial symptom of 124 ones was not seizure. t test was performed to select differential genes between two groups. CGGA RNA-seq set was used for validation. The prognosis results were attained from Kaplan-Meier curves. Results In TCGA RNA-seq set， prognosis of patients with seizure was better than those without seizure（P = 0.04）. 902 genes whose expression were discriminating between two groups. Through DAVID analysis of 902 genes， it showed that the pathway of regulation of multicellular organism growth including seven genes （STAT5B， AFG3L2， FTO， APP， GDF5， MBD5， PIK3CA） was different. simplify gene number， CGGA RNA-seq set was used for reducing gene number. Then STAT5B was left. But it could not affect prognosis of anaplastic gliomas. Conclusion In anaplastic gliomas， patients with seizure have better prognosis than those without seizure. The higher STAT5B expression， the lower frequency of seizure. The expression of STAT5B may be one of factors influencing seizure occurrence.

[Key words] Anaplastic gliomas； Seizure； Prognosis； STAT5B

膠質(zhì)瘤是顱內(nèi)最為常見的原發(fā)性惡性腫瘤，約占顱內(nèi)腫瘤的46%，根據(jù)2007年世界衛(wèi)生組織（WHO）的分類標(biāo)準(zhǔn)，腦膠質(zhì)瘤分為Ⅰ～Ⅳ級(jí)，隨著級(jí)別的增加，腫瘤的惡性程度增加[1]。普遍認(rèn)為間變膠質(zhì)瘤（WHO Ⅲ）是介于低級(jí)別膠質(zhì)瘤（WHOⅡ）和膠質(zhì)母細(xì)胞瘤（GBM，WHOⅣ）之間的病理類型[2]。在美國(guó)相關(guān)報(bào)道的統(tǒng)計(jì)結(jié)果中，GBM占惡性膠質(zhì)瘤的60%～70%，間變星形膠質(zhì)瘤占10%～15%，剩下的間變少突和少突星形約占10%[3-4]。但是在中國(guó)，間變膠質(zhì)瘤的比例要高于此前報(bào)道[5]。

癲癇是許多膠質(zhì)瘤患者的常見癥狀[6-7]，如果控制不好，膠質(zhì)瘤引起的癲癇會(huì)對(duì)患者的生存質(zhì)量產(chǎn)生很大的影響[8-9]?，F(xiàn)有的抗癲癇藥物均有一定的副作用[10]。而超過1/3的間變膠質(zhì)瘤患者是以癲癇起病的[11]，且藥物控制不好?，F(xiàn)在許多研究已經(jīng)報(bào)道了低級(jí)別膠質(zhì)瘤發(fā)生發(fā)展的規(guī)律和機(jī)制，但是很少有研究者關(guān)注間變膠質(zhì)瘤及其癲癇起病的相關(guān)機(jī)制，為了將來能夠更好地控制間變膠質(zhì)瘤引起的癲癇發(fā)作，且能夠從基因?qū)用娼忉岄g變膠質(zhì)瘤相關(guān)癲癇發(fā)生發(fā)展的原因以及機(jī)制，本研究依托于兩個(gè)獨(dú)立的數(shù)據(jù)庫，進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析后發(fā)現(xiàn)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子5b（STAT5B）與間變膠質(zhì)瘤相關(guān)癲癇發(fā)生有關(guān)。

1 資料與方法

1.1 一般資料

本研究的樣本來自兩個(gè)獨(dú)立的數(shù)據(jù)庫：243例患者來自TCGA測(cè)序數(shù)據(jù)庫，37例患者來自CGGA測(cè)序數(shù)據(jù)庫，根據(jù)患者術(shù)前是否有癲癇發(fā)作分成癲癇組與非癲癇組。TCGA測(cè)序數(shù)據(jù)庫為發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫，共243例患者，其中119例患者術(shù)前有癲癇發(fā)作史，CGGA測(cè)序數(shù)據(jù)庫為驗(yàn)證數(shù)據(jù)庫，共37例患者，其中17例患者術(shù)前有癲癇發(fā)作史。是否發(fā)生癲癇的判定根據(jù)患者的入院時(shí)的病史?；颊叩纳嫫冢╫verall survival，OS）是患者手術(shù)到患者死亡或者最后一次隨訪的時(shí)間，243例來自TCGA測(cè)序數(shù)據(jù)庫的患者信息詳見表1。本研究經(jīng)首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京天壇醫(yī)院以及首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京地壇醫(yī)院倫理委員會(huì)的審核批準(zhǔn)。納入標(biāo)準(zhǔn)：①年齡>18歲；②病理確診為間變膠質(zhì)瘤（WHO Ⅲ級(jí)）；③患者簽署知情同意書；④有詳細(xì)的隨訪信息。排除標(biāo)準(zhǔn)：①無明確的病理結(jié)果；②無隨訪信息。

1.2 觀察指標(biāo)

本研究主要觀察指標(biāo)為STAT5B的表達(dá)量與間變膠質(zhì)瘤是否以癲癇起病，次要觀察指標(biāo)為患者預(yù)后以及年齡、性別、異檸檬酸脫氫酶1（isocitrate dehydrogenase 1，IDH1）狀態(tài)。

1.2 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用Graphpad軟件中的Kaplan-Meier曲線功能來分析不同分組之間預(yù)后的差別。SPSS 17.0用來進(jìn)行生存表格的制作。非配對(duì)t檢驗(yàn)來篩選癲癇起病組和非癲癇起病組的差異基因。差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的基因在DAVID網(wǎng)站（https：//david.ncifcrf.gov）進(jìn)行分析。以P < 0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組預(yù)后比較

本研究把TCGA當(dāng)作發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫，其中包含間變膠質(zhì)瘤243例，其中119例是以癲癇癥狀起病，其他的124例是以非癲癇癥狀起病，以癲癇癥狀起病的間變膠質(zhì)瘤患者生存期要明顯好于非癲癇癥狀起病的患者（P = 0.04）（圖1）。癲癇組患者6、12、24、36個(gè)月生存率高于非癲癇組患者，但只有24、36個(gè)月比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P < 0.05）（表2）。

2.2 STAT5B表達(dá)量與間變膠質(zhì)瘤癲癇發(fā)生的關(guān)系

為了從基因水平上探索間變膠質(zhì)瘤癲癇產(chǎn)生的原因以及癲癇組與非癲癇組生存期不同的原因，本研究依托TCGA測(cè)序數(shù)據(jù)庫，其中119例患者以癲癇癥狀起病，另外124例患者以非癲癇癥狀起病，運(yùn)用非配對(duì)t檢驗(yàn)來篩選癲癇起病組和非癲癇起病組的差異基因，以P < 0.05為標(biāo)準(zhǔn)，902個(gè)基因符合條件。將902個(gè)基因帶入DAVID網(wǎng)站（https：//david.ncifcrf.gov）進(jìn)行分析（圖2）。按照P值大小排序，調(diào)節(jié)多細(xì)胞器官生長(zhǎng)相關(guān)通路是最有意義的，其中STAT5B、AFG3L2、FTO、APP、GDF5、MBD5、PIK3CA 7個(gè)基因是最包含在這通路上的基因（表3），為了精簡(jiǎn)基因數(shù)量，本研究將來自CGGA數(shù)據(jù)庫的31例間變膠質(zhì)瘤患者根據(jù)起病狀態(tài)進(jìn)行分組，驗(yàn)證以上7個(gè)基因，最后發(fā)現(xiàn)STAT5B是在兩個(gè)數(shù)據(jù)庫都有意義的基因（P < 0.05）（圖3）。但是在TCGA測(cè)序數(shù)據(jù)庫中STAT5B不能區(qū)分患者預(yù)后（P > 0.05）（圖4）。

根據(jù)以上結(jié)果，本研究在TCGA和CGGA兩個(gè)測(cè)序數(shù)據(jù)庫中都發(fā)現(xiàn)STAT5B在癲癇組中表達(dá)量較低，本研究預(yù)測(cè)STAT5B是間變膠質(zhì)瘤患者是否以癲癇起病的決定因素之一。

3 討論

癲癇是膠質(zhì)瘤患者常見的癥狀之一，其對(duì)患者的日常生活產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。膠質(zhì)瘤引起癲癇的原因十分復(fù)雜，其中一個(gè)重要的原因與腫瘤周圍的不同生化和形態(tài)學(xué)的改變是密切相關(guān)。另外，膨脹性生長(zhǎng)的腫瘤組織可以對(duì)瘤周組織造成壓迫，這種壓迫性所造成的繼發(fā)損傷在癲癇的發(fā)生中也起到關(guān)鍵性的作用。同時(shí)腫瘤也可以釋放一些特殊的化學(xué)物質(zhì)，這些化學(xué)物質(zhì)的形成可以改變腫瘤周圍環(huán)境，從而誘發(fā)癲癇癥狀的產(chǎn)生[12]。眾所周知，膨脹性生長(zhǎng)的低級(jí)別膠質(zhì)瘤要比浸潤(rùn)性生長(zhǎng)的惡性膠質(zhì)瘤對(duì)瘤周組織的壓迫明顯，因此膠質(zhì)瘤相關(guān)癲癇更容易發(fā)生在低級(jí)別膠質(zhì)瘤[13]。正因?yàn)槿绱?，現(xiàn)在關(guān)于膠質(zhì)瘤相關(guān)癲癇的研究大多局限在低級(jí)別膠質(zhì)瘤。有團(tuán)隊(duì)分析了508例低級(jí)別膠質(zhì)瘤患者，發(fā)現(xiàn)年齡<8歲的患者和腫瘤皮層累及的患者更容易發(fā)生術(shù)前癲癇[14]。另外分析了311例中國(guó)低級(jí)別腦膠質(zhì)瘤患者，結(jié)果發(fā)現(xiàn)IDH1突變的患者更容易以癲癇起病[15]。有些團(tuán)隊(duì)研究證明IDH1突變的產(chǎn)物D-2-hydroxyglutarate（D2HG）可以提高神經(jīng)元的興奮性，進(jìn)一步引起癲癇的發(fā)生[16]。也有些研究者依托芯片和測(cè)序數(shù)據(jù)庫進(jìn)行研究，提出RINT1是與低級(jí)別膠質(zhì)瘤相關(guān)癲癇發(fā)生相關(guān)的基因[17]。

有一小部分研究是關(guān)于間變膠質(zhì)瘤的，國(guó)內(nèi)團(tuán)隊(duì)回顧性分析了198例間變膠質(zhì)瘤后，得出與術(shù)前有癲癇發(fā)生的間變膠質(zhì)瘤患者相比，無術(shù)前癲癇發(fā)生的患者更容易獲得較長(zhǎng)的生存期，這與筆者本項(xiàng)研究結(jié)果是相符的[14]。同時(shí)經(jīng)過多因素的分析后，腫瘤額葉累及，左半球累及，Ki67的蛋白表達(dá)量以及EGFR擴(kuò)增與間變膠質(zhì)瘤相關(guān)癲癇的發(fā)生有關(guān)[14]。但是沒有文獻(xiàn)報(bào)道過與間變膠質(zhì)瘤相關(guān)癲癇發(fā)生有關(guān)的mRNA，這正是本研究的價(jià)值。本研究依托TCGA及CGGA數(shù)據(jù)庫，對(duì)間變膠質(zhì)瘤相關(guān)癲癇發(fā)生有關(guān)的基因分析發(fā)現(xiàn)，STAT5B在癲癇組表達(dá)量較低。STAT5B是STAT家族的成員，它受到細(xì)胞因子和生長(zhǎng)因子的刺激后，可以被受體相關(guān)激酶磷酸化。STAT5B作為一個(gè)轉(zhuǎn)錄因子在許多腫瘤中都有研究，尤其是JAK-STAT信號(hào)通路的關(guān)鍵位點(diǎn)[18]，許多抗腫瘤藥物都把STAT5B當(dāng)成治療的靶點(diǎn)[19-20]?？傮w來說，STAT5B是作為一個(gè)癌基因而發(fā)揮作用的。

本研究發(fā)現(xiàn)，在間變膠質(zhì)瘤中，術(shù)前有癲癇發(fā)作的患者STAT5B表達(dá)量較低，而術(shù)前無癲癇發(fā)作的患者STAT5B表達(dá)量較高。STAT5B可以作為預(yù)測(cè)間變膠質(zhì)瘤患者是否癲癇起病的決定因素之一。而且，癲癇起病的間變膠質(zhì)瘤生存期比無癲癇組明顯增加，STAT5B從這個(gè)角度也可以預(yù)測(cè)患者生存期。另外，STAT5B作為癌基因，其低表達(dá)的腫瘤惡性程度更低，低惡性程度的腫瘤更容易呈膨脹性生長(zhǎng)，對(duì)周圍組織壓迫也更明顯，腫瘤周圍環(huán)境變化明顯，更易引起癲癇的發(fā)生。

綜上所述，本研究發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新型的分子標(biāo)志物STAT5B，其表達(dá)量與間變膠質(zhì)瘤癲癇發(fā)生率呈負(fù)相關(guān)，本研究認(rèn)為STAT5B未來可以作為癲癇診斷和治療的靶點(diǎn)來進(jìn)行研究。這與精準(zhǔn)診斷和精準(zhǔn)治療的模式是相符的。

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（收稿日期：2017-12-18 本文編輯：蘇 暢）