基于數(shù)據(jù)挖掘分析GOLM1基因在前列腺癌中的表達(dá)及其臨床意義

余展鵬 江雁瓊

前列腺癌是泌尿系統(tǒng)最常見(jiàn)的惡性腫瘤之一，據(jù)2018年全球癌癥統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，前列腺癌發(fā)病率位居第三［1]。而我國(guó)的前列腺癌發(fā)病率亦呈明顯持續(xù)增長(zhǎng)趨勢(shì)［2]。近年來(lái)前列腺癌診療已取得較大進(jìn)展，但死亡率仍位居各類(lèi)腫瘤前列［3]。因此，尋找前列腺癌診斷、治療的靶向生物標(biāo)志物尤為重要。高爾基膜蛋白1（golgi membrane protein 1，GOLM1）是一種分子量為73 kDa的高爾基體膜糖蛋白，是肝癌的診斷標(biāo)志物，但有研究發(fā)現(xiàn)其在食管癌［4]、胰腺癌［5]等多種腫瘤中亦呈高表達(dá)。然而GOLM1在前列腺癌治療及預(yù)后中的價(jià)值尚存爭(zhēng)議［6-8]。本研究通過(guò)生物信息學(xué)分析GOLM1在前列腺癌中的表達(dá)及其與臨床病理特征的關(guān)系，并探討其在前列腺癌診斷和預(yù)后評(píng)估中的價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 Oncomine數(shù)據(jù)庫(kù)提取GOLM1在前列腺癌中的表達(dá)數(shù)據(jù)

在 Oncomine 數(shù)據(jù)庫(kù)（https：//www.oncomine.org）中，設(shè)定以下檢索條件：⑴Gene：GOLM1；⑵Analysis Type：Cancer vs Normal Analysis；⑶Cancer Type：Prostate Cancer；⑷THRESHOLD BY：P-VALUE＜0.0001，F(xiàn)OLD CHANGE＞1.5，GENE RANK=Top 10%。獲取Oncomine數(shù)據(jù)庫(kù)中GOLM1與前列腺癌的相關(guān)數(shù)據(jù)并分析。

1.2 TCGA數(shù)據(jù)庫(kù)分析前列腺癌GOLM1 mRNA表達(dá)數(shù)據(jù)

從 TCGA 數(shù)據(jù)庫(kù)（https：//portal.gdc.cancer.gov）中下載前列腺癌組織及其癌旁正常組織的RNA-Seq數(shù)據(jù)，以及與之對(duì)應(yīng)的臨床信息、預(yù)后等資料。對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理和標(biāo)準(zhǔn)化后，采用RNA-Seq數(shù)據(jù)驗(yàn)證Oncomine數(shù)據(jù)庫(kù)中的結(jié)果。分析GOLM1 mRNA表達(dá)與患者總生存期（overall survival，OS）的關(guān)系，以及其在前列腺癌診斷中的價(jià)值。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 19.0進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。計(jì)量數(shù)據(jù)采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）描述。采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)比較前列腺癌組織與癌旁正常組織中GOLM1 mRNA表達(dá)量的差異；采用Spearman相關(guān)分析分析GOLM1 mRNA表達(dá)水平與患者臨床病理特征的關(guān)系；以GOLM1 mRNA表達(dá)水平的中位數(shù)為界，將患者分為高表達(dá)組和低表達(dá)組，采用Kaplan-Meier法繪制生存曲線，Log-Rank檢驗(yàn)分析GOLM1 mRNA表達(dá)與前列腺癌患者OS的關(guān)系，同時(shí)采用Cox回歸計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)比（HR）及其95%可信區(qū)間（CI）；采用ROC曲線分析 GOLM1 mRNA診斷前列腺癌的價(jià)值。以雙側(cè)P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 GOLM1 mRNA在前列腺癌組織中的表達(dá)

Oncomine數(shù)據(jù)庫(kù)檢索結(jié)果顯示，2002—2012年共有9項(xiàng)研究涉及GOLM1在前列腺癌組織和癌旁正常組織中的表達(dá)，共包括530例標(biāo)本，見(jiàn)表1。對(duì)9項(xiàng)研究進(jìn)行薈萃分析，結(jié)果顯示，與癌旁正常組織相比，GOLM1 mRNA在前列腺癌組織中呈高表達(dá)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.001），見(jiàn)圖1A。為進(jìn)一步明確GOLM1 mRNA在前列腺癌組織中的表達(dá)情況，本研究下載TCGA數(shù)據(jù)庫(kù)中前列腺癌及癌旁正常組織的RNA-Seq數(shù)據(jù)，共獲得547例標(biāo)本的RNA-Seq數(shù)據(jù)（腫瘤組織495例，癌旁正常組織52例），與癌旁正常組織相比，GOLM1 mRNA在前列腺癌組織中高表達(dá)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（7.71±0.24 vs 9.76±0.05，P＜0.001），見(jiàn)圖1B。

2.2 GOLM1 mRNA表達(dá)水平與前列腺癌患者臨床病理特征的關(guān)系

相關(guān)分析結(jié)果顯示，GOLM1 mRNA表達(dá)水平與前列腺癌患者年齡（r=-0.103，P=0.022）、病理學(xué)T分期（r=-0.137，P=0.002）、Gleason 評(píng)分（r=-0.171，P＜0.001）及臨床 T 分期（r=-0.063，P=0.204）相關(guān)性不大，見(jiàn)圖2。

2.3 GOLM1 mRNA表達(dá)水平與前列腺癌患者OS的關(guān)系

為進(jìn)一步明確GOLM1 mRNA與前列腺癌患者OS的關(guān)系，本研究以GOLM1 mRNA表達(dá)值的中位數(shù)9.839（9.133，10.570）為界，將患者分為高表達(dá)組和低表達(dá)組，繪制總生存期曲線。結(jié)果顯示，GOLM1 mRNA低表達(dá)組的OS優(yōu)于高表達(dá)組（HR=4.50，95%CI：3.77～5.37，P=0.038），見(jiàn)圖 3。

2.4 GOLM1 mRNA對(duì)前列腺癌的診斷價(jià)值

采用ROC曲線評(píng)價(jià)GOLM1 mRNA在前列腺癌中的診斷價(jià)值（圖4）。結(jié)果顯示最佳截?cái)帱c(diǎn)為8.889，靈敏度為80.5%，特異度為80.8%，ROC曲線下面積為 0.862（95%CI：0.813～0.912），提示 GOLM1 mRNA對(duì)前列腺癌具有較好的診斷效能。

表1 Oncomine數(shù)據(jù)庫(kù)中GOLM1 mRNA在不同前列腺癌研究中的表達(dá)Tab.1 Expression of GOLM1 mRNA in different prostate cancer studies in Oncomine database

圖1 GOLM1 mRNA在前列腺癌組織中的表達(dá)Fig.1 The expression of GOLM1 mRNA in prostate cancer

圖2 GOLM1 mRNA表達(dá)水平與前列腺癌患者臨床病理特征的關(guān)系Fig.2 The correlation between GOLM1 mRNA expression and clinicopathological features of patients with prostate cancer

圖3 GOLM1 mRNA表達(dá)水平與前列腺癌患者OS的關(guān)系Fig.3 The relationship between GOLM1 mRNA expression and the OS of patients with prostate cancer

圖4 GOLM1 mRNA的ROC曲線Fig.4The ROC curve of GOLM1 mRNA

3 討論

GOLM1基因最早由KLADNEY等［18]在研究人巨大細(xì)胞性肝炎病原學(xué)時(shí)發(fā)現(xiàn)，其定位于人9q21.33，含11個(gè)外顯子，cDNA全長(zhǎng)為3 042 bp，編碼Ⅱ型高爾基體膜蛋白［19]。研究發(fā)現(xiàn)GOLM1表達(dá)水平與多種腫瘤密切相關(guān)。MARRERO等［20]研究發(fā)現(xiàn)原發(fā)性肝癌患者中GOLM1表達(dá)水平高于正常人群。LIU等［21]在胃癌研究中發(fā)現(xiàn)GOLM1 mRNA和蛋白表達(dá)水平均顯著上調(diào)，且與患者臨床分期、有無(wú)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移等相關(guān)。ZHANG等［22]報(bào)道GOLM1與非小細(xì)胞肺癌增殖和侵襲有關(guān)，并認(rèn)為其可作非小細(xì)胞肺癌預(yù)后的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子。GOLM1與前列腺癌的相關(guān)研究亦日益受關(guān)注。多項(xiàng)研究［6-7]發(fā)現(xiàn)前列腺癌組織中GOLM1表達(dá)水平顯著上調(diào)，在前列腺癌患者的尿液標(biāo)本中亦能檢測(cè)到GOLM1。LI等［23]亦發(fā)現(xiàn)GOLM1表達(dá)量在多種前列腺癌細(xì)胞系中顯著上調(diào)。YAN等［24]報(bào)道GOLM1能激活PI3K-AKT-mTOR信號(hào)通路，從而促進(jìn)多個(gè)前列腺癌細(xì)胞系增殖和侵襲遷移。以上研究提示，GOLM1與前列腺癌的發(fā)生及發(fā)展密切相關(guān)，有望作為前列腺癌的診斷標(biāo)志物。

本研究采用Oncomine數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行薈萃分析，同時(shí)下載TCGA數(shù)據(jù)庫(kù)中前列腺癌的相關(guān)數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析，證實(shí)GOLM1 mRNA高表達(dá)于前列腺癌組織。使用TCGA數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)一步分析GOLM1 mRNA表達(dá)量與前列腺癌患者臨床病理特征及預(yù)后的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)其表達(dá)量與患者的年齡、臨床T分期、病理T分期、Gleason評(píng)分的相關(guān)性不大，但GOLM1 mRNA高表達(dá)的前列腺癌患者總生存期明顯較低表達(dá)者短，提示其表達(dá)與患者預(yù)后密切相關(guān)。ROC曲線分析顯示最佳截?cái)帱c(diǎn)為8.889，其診斷的靈敏度和特異度均較高，ROC曲線下面積為 0.862（95%CI：0.813～0.912），提示GOLM1 mRNA對(duì)前列腺癌具有較好的診斷效能，可作為候選的前列腺癌診斷標(biāo)志物。

綜上，本研究發(fā)現(xiàn)GOLM1 mRNA在前列腺癌組織中呈高表達(dá)且與患者的不良預(yù)后密切相關(guān)，是前列腺癌較好的診斷標(biāo)志物。本研究所有數(shù)據(jù)均來(lái)自基因芯片，研究方法一致，數(shù)據(jù)客觀可靠，研究結(jié)果具有一定臨床意義，能為進(jìn)一步研究GOLM1在前列腺癌發(fā)生發(fā)展中的作用提供理論基礎(chǔ)。但本研究中所有數(shù)據(jù)均來(lái)源于前列腺癌組織，而非血清樣本，因此相關(guān)結(jié)論還有待進(jìn)一步深入研究。