MAML2基因表達(dá)及臨床參數(shù)與低級(jí)別膠質(zhì)瘤(LGG)患者的診斷及預(yù)后價(jià)值

李文才,夏少懷,夏學(xué)巍,王文波,陳 力

(桂林醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院 神經(jīng)外科,廣西 桂林 541001)

據(jù)2015年國(guó)家癌癥中心統(tǒng)計(jì)，2015年全國(guó)新發(fā)惡性腫瘤約392.9萬(wàn)例，腦惡性腫瘤發(fā)病率位于第10位[1]，腦膠質(zhì)瘤(Glioma)是最常見(jiàn)的中樞系統(tǒng)惡性腫瘤，約占腦惡性腫瘤的30%[2]，神經(jīng)膠質(zhì)瘤的新發(fā)病例和死亡病例分別約為101 600和61 000，新發(fā)男女比例約為1∶1，死亡男女比例約為3∶2[1]。膠質(zhì)瘤患者通常預(yù)后差，其發(fā)病可歸因于遺傳或環(huán)境因素的不同[3]，已有相關(guān)研究報(bào)道，遺傳因素促進(jìn)神經(jīng)膠質(zhì)瘤的發(fā)展，并與神經(jīng)膠質(zhì)瘤的預(yù)后相關(guān)[4]。

Mastermind-like轉(zhuǎn)錄共激活因子2(MAML2)是mastermind-like蛋白家族的成員，該家族是NOTCH信號(hào)通路的共激活因子，在許多不同的腫瘤中，NOTCH信號(hào)激活與癌變有關(guān)，其主要在細(xì)胞增殖，轉(zhuǎn)移和上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化中起著至關(guān)重要的作用[5,6]。本研究旨在通過(guò)癌基因組數(shù)據(jù)庫(kù)(TCGA)分析驗(yàn)證MAML2基因表達(dá)與低級(jí)別膠質(zhì)瘤(Low-grade glioma,LGG)的診斷與預(yù)后關(guān)系，并分析TCGA數(shù)據(jù)庫(kù)的相關(guān)臨床參數(shù)與膠質(zhì)瘤患者診斷與預(yù)后價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 資料來(lái)源

從癌基因組數(shù)據(jù)庫(kù)(TCGA，https://cancergenome.nih.gov)下載膠質(zhì)瘤低級(jí)別膠質(zhì)瘤(LGG)隊(duì)列的MAML2基因表達(dá)量數(shù)據(jù)及相關(guān)臨床參數(shù)數(shù)據(jù),并將基因表達(dá)量數(shù)據(jù)與患者編號(hào)及臨床參數(shù)數(shù)據(jù)匹配，得到具有患者編號(hào)、臨床參數(shù)、基因表達(dá)量相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)。從基因型-組織表達(dá)數(shù)據(jù)庫(kù)(GTEx,https://commonfund.nih.gov/gtex)下載正常組織中MAML2基因表達(dá)量數(shù)據(jù)。在TCGA數(shù)據(jù)庫(kù)LGG數(shù)據(jù)中下載LGG患者529個(gè)，將基因表達(dá)量數(shù)據(jù)匹配后納入256例患者，256例患者均有總體生存率(OS)及生存時(shí)間數(shù)據(jù)。在GTEx數(shù)據(jù)庫(kù)中下載具有MAML2基因表達(dá)量患者1 152個(gè)。將MAML2基因表達(dá)數(shù)據(jù)進(jìn)行l(wèi)g2(X+1)標(biāo)準(zhǔn)化轉(zhuǎn)化，并計(jì)算MAML2的中位表達(dá)量，將高于中位數(shù)定義為高表達(dá)組，低于中位數(shù)定義為低表達(dá)組。

1.2 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

使用IBM SPSS Statistics 20(SPSS,Inc,Chicago,IL,USA)將LGG隊(duì)列及GBM隊(duì)列的MAML2基因表達(dá)量數(shù)據(jù)進(jìn)行方差齊性驗(yàn)證，若方差齊，使用獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)驗(yàn)證兩者表達(dá)量差異，若方差不齊，使用秩和檢驗(yàn)驗(yàn)證兩者表達(dá)量差異。使用GraphPad Prism 8.0 軟件(GraphPad Software,Inc,La Jolla,CA)繪制Kaplan-Meier生存曲線(xiàn)。使用COX單因素及多因素分析對(duì)各相關(guān)臨床參數(shù)及基因表達(dá)與LGG隊(duì)列患者預(yù)后關(guān)系進(jìn)行驗(yàn)證，計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)比 (Hazard Ratio，HR)與 95%置信區(qū)間(95% Confidence Interval，95% CI)。以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果分析

2.1 MAML2在低級(jí)別膠質(zhì)瘤中的表達(dá)

將正常組織及低級(jí)別膠質(zhì)瘤(LGG)組織的MAML2基因表達(dá)量分組，進(jìn)行秩和檢驗(yàn)，結(jié)果顯示LGG組織中的MAML2基因較正常組織明顯上調(diào)，具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P<0.001)(見(jiàn)圖1)，同時(shí)使用ROC曲線(xiàn)評(píng)估MAML2基因差異在低級(jí)別膠質(zhì)瘤中的診斷價(jià)值，提示具有良好的診斷價(jià)值(P<0.000 1，AUC=0.997 8)(見(jiàn)圖2)。

圖1 MAML2在LGG組織正常組織中的表達(dá)Fig.1 MAML2 gene expression in LGG and normal tissues

圖2 MAML2診斷ROC曲線(xiàn)Fig.2 ROC curve of MAML2

2.2 Kaplan-Meier 生存分析驗(yàn)證MAML2基因表達(dá)與低級(jí)別膠質(zhì)瘤患者預(yù)后關(guān)系

以患者生存狀態(tài)(生存或死亡)分組，分為死亡組與生存組，并使用秩和檢驗(yàn)驗(yàn)證MAML2在兩組間的表達(dá)量存在差異，死亡組患者M(jìn)AML2表達(dá)量低于生存組(P=0.025 2)(見(jiàn)圖3)。同時(shí)，以MAML2表達(dá)量為自變量，以總體生存時(shí)間為因變量，以生存狀態(tài)(生存或死亡)為終點(diǎn)事件，進(jìn)行Kaplan-Meier 生存分析，結(jié)果顯示在LGG隊(duì)列中，MAML2低表達(dá)組的總體生存率低于高表達(dá)組，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.005 2)(見(jiàn)圖4)。

圖3 低級(jí)別膠質(zhì)瘤中生存組與死亡組的基因表達(dá)量Fig.3 Gene expression levels of survival and death groups in LGGs

圖4 MAML2基因高表達(dá)組與低表達(dá)組的生存分析Fig.4 Survival analysis of high and low expression groups of MAML2 gene

2.3 MAML2基因表達(dá)與臨床參數(shù)的關(guān)系

低級(jí)別膠質(zhì)瘤患者有男性142名，女性114名，平均年齡為40歲。納入TCGA數(shù)據(jù)庫(kù)的256個(gè)臨床數(shù)據(jù)，并分析性別、年齡、腫瘤分級(jí)、初治后腫瘤再發(fā)時(shí)間4個(gè)臨床參數(shù)與MAML2基因表達(dá)進(jìn)行分析，結(jié)果顯示年齡與MAML2基因表達(dá)差異密切相關(guān)(P=0.011)，其余3個(gè)臨床參數(shù)無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(見(jiàn)表1)。

表1 MAML2基因表達(dá)量與臨床參數(shù)的關(guān)系Table 1 Relationship between MAML2 gene expression and clinical parameters

2.4 COX單因素及多因素分析驗(yàn)證MAML2基因及各臨床參數(shù)與低級(jí)別膠質(zhì)瘤的預(yù)后關(guān)系

將性別、年齡、組織學(xué)類(lèi)型、腫瘤患側(cè)、腫瘤分級(jí)、初治后腫瘤再發(fā)或進(jìn)展事件、術(shù)前抗癲癇藥物史、術(shù)前糖皮質(zhì)激素史，MAML2基因表達(dá)等相關(guān)臨床因素納入LGG隊(duì)列患者的COX單因素分析，結(jié)果顯示，年齡>=40歲、腫瘤分級(jí)為G3級(jí)、初治后腫瘤有再發(fā)或進(jìn)展事件發(fā)生及MAML2基因低表達(dá)與患者總體生存率降低相關(guān)(P<0.05)，將P<0.01的臨床因素納入多因素分析，結(jié)果顯示，腫瘤分級(jí)為G3級(jí)、初治后腫瘤有再發(fā)或進(jìn)展事件發(fā)生、MAML2基因低表達(dá)均為低級(jí)別膠質(zhì)瘤患者預(yù)后差的獨(dú)立危險(xiǎn)因素(P<0.05)(見(jiàn)表2)。

表2 影響低級(jí)別膠質(zhì)瘤患者總體生存率的臨床參數(shù)單因素及多因素分析Table 2 Univariate and multivariate analyses of clinical parameters affecting the overall survival rate of patients with LGG

3 討 論

腦膠質(zhì)瘤包括膠質(zhì)母細(xì)胞瘤(WHO 4級(jí))及低級(jí)別膠質(zhì)瘤(WHO 2級(jí)及3級(jí))[7]，由于遺傳或環(huán)境因素導(dǎo)致膠質(zhì)瘤臨床行為的異質(zhì)性，從而對(duì)醫(yī)生的治療提出挑戰(zhàn)，并且其預(yù)后是可變的，不同級(jí)別之間，膠質(zhì)瘤的生存范圍廣泛[8]。本研究旨在TCGA數(shù)據(jù)分析研究遺傳相關(guān)因素MAML2基因表達(dá)及相關(guān)臨床因素與膠質(zhì)瘤的預(yù)后關(guān)系。

MAML2(Mastermind-like transcriptional co-activator 2)，位于11q21，通常作為Notch受體的共活化劑激活Notch靶基因，參與形成的Notch相關(guān)RBP-J /CBF的復(fù)合物[9-10]。Tonon G等人[11-12]最早在粘液表皮樣癌中發(fā)現(xiàn)了MAML2的致癌作用，MECT1-MAML2融合可破壞細(xì)胞正常周期，誘導(dǎo)腫瘤發(fā)生。Kuma Y等人[13]在研究中驗(yàn)證了CRTC1/3-MAML2融合基因可以作為診斷淋巴結(jié)瘤的有用方法。Yang Shen等人[14]研究發(fā)現(xiàn)MECT1-MAML2高表達(dá)的膀胱癌患者預(yù)后明顯較差。這些研究為MECT1-MAML2在可能的致癌分子機(jī)制和與腫瘤預(yù)后關(guān)系中所發(fā)揮的作用提供了一些生物學(xué)證據(jù)。在一項(xiàng)基于神經(jīng)膠質(zhì)瘤微陣列數(shù)據(jù)的差異表達(dá)基因分析中提出MAML2在神經(jīng)膠質(zhì)瘤中異常表達(dá)[15]。

通過(guò)TCGA數(shù)據(jù)庫(kù)分析，發(fā)現(xiàn)與正常組織相比，MAML2基因表達(dá)在LGG隊(duì)列患者中明顯上調(diào)，ROC曲線(xiàn)結(jié)果顯示MAML2基因具有良好的診斷潛力(P<0.000 1，AUC=0.997 8)。同時(shí)我們將MAML2進(jìn)行了KM生存分析，結(jié)果表明MAML2低表達(dá)與低級(jí)膠質(zhì)瘤的總體生存率差有關(guān)(P=0.005 2)。

在表1中，以中位數(shù)40歲分界將年齡進(jìn)行分組，發(fā)現(xiàn)>=40歲與<40歲的患者之間MAML2存在表達(dá)差異，MAML2與年齡密切相關(guān)(P=0.011)，另外在COX單因素分析中，年齡及MAML2基因表達(dá)與總體生存率差均有關(guān)系，存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但是進(jìn)一步的COX多因素分析中，年齡不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，從而明確MAML2低表達(dá)是低級(jí)別膠質(zhì)瘤患者總體生存率的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。

近些年來(lái)，膠質(zhì)瘤的靶向治療越來(lái)越受關(guān)注[16-18]，已有許多學(xué)者關(guān)注膠質(zhì)瘤的治療靶點(diǎn)[19]，本研究以生物信息學(xué)數(shù)據(jù)分析驗(yàn)證MAML2 在膠質(zhì)瘤的發(fā)展和預(yù)后中起著重要的作用，但是還需要更多的前瞻性實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

4 結(jié) 論

MAML2基因可能有助于判斷膠質(zhì)瘤患者診斷及預(yù)后情況，有可能成為一個(gè)潛在的分子標(biāo)記物，但仍需進(jìn)一步的前瞻性實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。