PRAS40mRNA高表達(dá)對(duì)乳腺癌的診斷及預(yù)后評(píng)估的價(jià)值分析

何崇武 鄒 俊 陳 婧 吳玉萍 李江龍 萬(wàn)向華 余騰驊

世界衛(wèi)生組織數(shù)據(jù)表明：2020年全球乳腺癌新發(fā)病例高達(dá)226萬(wàn)例，中國(guó)的乳腺癌新發(fā)病例數(shù)為42萬(wàn)[1]，乳腺癌已成為嚴(yán)重威脅女性生命健康及生活質(zhì)量的第一大癌癥。目前，乳腺癌的早期診斷仍主要是通過定期的乳腺鉬靶及彩超體檢來(lái)實(shí)現(xiàn)，但乳腺鉬靶放射影像對(duì)乳腺癌敏感度：88.6%，特異度：71%[2]。彩超對(duì)乳腺癌敏感度：87%，特異度：80%[3]。乳腺癌患者的預(yù)后及生存與早期發(fā)現(xiàn)關(guān)系密切。一項(xiàng)英國(guó)隨訪數(shù)據(jù)顯示，乳腺癌3年生存率分別為Ⅰ期99.3%，Ⅱ期92.4%，Ⅲ期70.2%，Ⅳ期27.4%[4]。Ⅲ期與Ⅳ期患者生存率較Ⅰ期與Ⅱ期明顯下降。因此，為提高乳腺癌患者的早期診斷率及促進(jìn)患者康復(fù)及提高生活質(zhì)量， 尋找新的敏感生物標(biāo)志物尤為重要。

PRAS40 也稱為AKT1S1(AKT 絲氨酸/蘇氨酸激酶 1 底物 1)最初被鑒定為 14-3-3 結(jié)合蛋白，PRAS40在N端區(qū)域有兩個(gè)富含脯氨酸的片段[5]。PRAS40會(huì)在細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。在細(xì)胞核中，PRAS40與PRL11(核糖體蛋白 L11)形成核特異性復(fù)合物。在細(xì)胞質(zhì)中，PRAS40與mTORC1的相互作用，并負(fù)調(diào)節(jié)mTORC1信號(hào)傳導(dǎo)[6-7]。雖然PRAS40在頭頸鱗狀細(xì)胞癌、肝癌等多種疾病中已有報(bào)道[8-9]，但是PRAS40mRNA與乳腺癌臨床特征相關(guān)關(guān)系仍值得探討。

1 材料與方法

1.1 TCGA數(shù)據(jù)中的基因表達(dá)和臨床特征

相關(guān)的數(shù)據(jù)從TCGA(the cancer genome atlas) 公共數(shù)據(jù)中獲取，并不需要經(jīng)過倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。所有基因表達(dá)數(shù)據(jù)及相關(guān)臨床病理信息均從TCGA官網(wǎng)(https://portal.gdc.cancer.gov/)通過TCGAbiolinks包下載獲取。收集PRAS40mRNA表達(dá)數(shù)據(jù)、臨床病理數(shù)據(jù)及其他相關(guān)信息。

1.2 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

所有統(tǒng)計(jì)分析均由R軟件(4.0.3)進(jìn)行。ROC曲線是使用pROC程序包生成的。應(yīng)用卡方檢驗(yàn)分析了臨床特征與PRAS40 mRNA表達(dá)之間的相關(guān)性。單因素和多因素Cox分析用于分析PRAS40 mRNA高表達(dá)的預(yù)后價(jià)值。P<0.05被認(rèn)為具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 患者基線特征情況

從TCGA數(shù)據(jù)庫(kù)下載浸潤(rùn)性乳腺癌1109個(gè)原發(fā)腫瘤和113個(gè)正常樣本的臨床和基因表達(dá)數(shù)據(jù)，包括患者的年齡、種族、分級(jí)、分期、遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移、生存狀態(tài)、腫瘤大小和淋巴結(jié)數(shù)目分期、ER、PR狀態(tài)等。

2.2 乳腺癌患者PRAS40高表達(dá)情況

分析TCGA數(shù)據(jù)中PRAS40轉(zhuǎn)錄組表達(dá)水平。發(fā)現(xiàn)乳腺癌腫瘤組織標(biāo)本PRAS40mRNA表達(dá)水平顯著高于正常組織樣本(P<0.001)(圖1a)。而在配對(duì)的標(biāo)本檢測(cè)中，腫瘤組織樣本的PRAS40mRNA表達(dá)水平明顯高于正常組織(P<0.001)(圖1b)。根據(jù)T分期、臨床分期、遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移、組織學(xué)類型等臨床指標(biāo)與PRAS40mRNA表達(dá)水平進(jìn)行分析。T3/T4分期的患者表達(dá)水平高于T1/T2分期(P<0.05)；浸潤(rùn)性癌的患者表達(dá)水平高于浸潤(rùn)性小葉癌(P<0.01)；StageⅠ/Ⅱ分期的患者相較于StageⅢ/Ⅳ期患者表達(dá)水平低(P<0.05)。但是不同N分期及M分期患者PRAS40mRNA表達(dá)水平未見明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。

注：a為在乳腺癌腫瘤組織與正常組織中PRAS40mRNA的表達(dá)；b為在配對(duì)的腫瘤組織樣本與正常組織中PRAS40mRNA的表達(dá)。

2.3 乳腺癌患者PRAS40mRNA表達(dá)水平的診斷價(jià)值

通過PRAS40 mRNA的診斷價(jià)值進(jìn)行分析。結(jié)果顯示：PRAS40mRNA的診斷價(jià)值為：0.849。同樣PRAS40對(duì)不同分期的診斷價(jià)值分析結(jié)果顯示：對(duì)Stage Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ及Ⅳ的診斷AUC值分別為：0.837，0.839、0.870、0.931 (圖2)。

注：a為正常組織與癌組織PRAS40mRNA表達(dá)的ROC曲線，b-e分別是病理分期Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ期的亞組分析。

2.4 PRAS40mRNA表達(dá)量與乳腺癌患者臨床特征的相關(guān)性

研究結(jié)果顯示：PRAS40mRNA表達(dá)水平與種族(P<0.001)、PR狀態(tài)(P=0.004)、ER狀態(tài)(P<0.001)、PFI(治療結(jié)束～復(fù)發(fā)時(shí)間)事件數(shù)(P=0.034)有明顯的相關(guān)性(表1)。

2.5 PRAS40mRNA表達(dá)值對(duì)乳腺癌患者OS是獨(dú)立的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)后因素

單因素分析結(jié)果顯示：腫塊直徑大、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移數(shù)目多、病理學(xué)分期高及高表達(dá)PRAS40mRNA表達(dá)是與OS相關(guān)的(表2)。多因素結(jié)果顯示：PRAS40mRNA高表達(dá)及病理學(xué)分期高是OS的獨(dú)立預(yù)后因素(表2)。

表2 單因素及多因素Cox回歸分析PRAS40mRNA與總生存期的相關(guān)性

3 討論

在本研究中，我們的結(jié)果證實(shí)，乳腺癌組織中PRAS40mRNA的表達(dá)高于正常組織。PRAS40mRNA的高表達(dá)分別與 病理分期、T分期和組織學(xué)分類相關(guān)。此外，通過多因素分析，PRAS40mRNA是乳腺癌的獨(dú)立預(yù)后因素。

PRAS40在多種腫瘤中異常表達(dá)或高度磷酸化狀態(tài)[10,11]。PRAS40 首次報(bào)道為 AKT 的底物[12]，是 mTORC1 的抑制成分[13]。除了被認(rèn)為是Akt的底物，PRAS40近來(lái)被發(fā)現(xiàn)同樣是 mTORCl的底物及重要組成物質(zhì)。被Akt磷酸化和被mTORCl自身磷酸化的 PRAS40既可以使PRAS40從mTORCl裂解，又可以緩解其對(duì)mTORCl活性的抑制。可以說PRAS40對(duì)PI3K-Akt信號(hào)通路的激活是必需的[14]。袁凱等[15]報(bào)道將近有40%的HER-2陽(yáng)性乳腺癌患者曲妥珠單抗耐藥與PRAS40 Thr246磷酸化高表達(dá)有關(guān)。我們的結(jié)果顯示乳腺癌患者具有更高的 PRAS40 mRNA 表達(dá)。ROC 分析顯示 PRAS40在診斷乳腺癌良惡性時(shí)具有中等診斷價(jià)值，說明PRAS40 是1種具有診斷乳腺癌前景的生物標(biāo)志物。

PRAS40在多種腫瘤中被與差的生存相關(guān)[5,9,11]。本研究通過Cox多因素分析，發(fā)現(xiàn)PRAS40mRNA表達(dá)與較差的總生存率以及較高的病理學(xué)分級(jí)顯著相關(guān)。有研究證實(shí)PRAS40成為心血管疾病、缺血再灌注損傷、神經(jīng)退行性疾病、癌癥、糖尿病等代謝性疾病的治療靶點(diǎn)[16]。本研究結(jié)果使得PRAS40成為靶點(diǎn)治療乳腺癌新的分子靶點(diǎn)。

總體而言，我們的研究驗(yàn)證了PRAS40mRNA表達(dá)在乳腺癌患者的診斷和預(yù)后中的價(jià)值。PRAS40是一個(gè)可靠的且具有預(yù)后價(jià)值的生物標(biāo)記物。但是，本研究仍然有一些限制。首先，我們只進(jìn)行了生物信息學(xué)的數(shù)據(jù)挖掘，結(jié)果應(yīng)該在臨床樣本中得到驗(yàn)證或者在其他的數(shù)據(jù)集中得到進(jìn)一步的驗(yàn)證。其次，因?yàn)楸狙芯恐饕性跀?shù)據(jù)挖掘，只能從數(shù)據(jù)庫(kù)中得到PRAS40轉(zhuǎn)錄水平的表達(dá)情況，并沒有從轉(zhuǎn)錄后水平也就是蛋白質(zhì)水平的角度進(jìn)一步分析，也就是導(dǎo)致了PRAS40在乳腺癌中的具體作用機(jī)制不明，這都有待于進(jìn)一步的研究。