乳腺癌免疫相關(guān)預(yù)后分子標(biāo)志物的鑒定

[摘要]目的探討S100鈣結(jié)合蛋白P（S100calciumbindingproteinP，S100P）和胸腺基質(zhì)淋巴細(xì)胞生成素（thymicstromallymphopoietin，TSLP）在乳腺癌患者中的表達(dá)特征及其與預(yù)后的關(guān)系。方法利用GEPIA數(shù)據(jù)庫和bc-GenExMinerv4.3分析S100P和TSLP在乳腺癌組織中的表達(dá)水平，使用Kaplan-MeierPlotter分析S100P和TSLP對(duì)乳腺癌患者預(yù)后的影響，利用STRING數(shù)據(jù)庫對(duì)S100P和TSLP進(jìn)行蛋白相互作用網(wǎng)絡(luò)分析。利用LinkedOmics數(shù)據(jù)庫分析S100P和TSLP各自的共表達(dá)基因，并采用基因本體（geneontology，GO）及京都基因與基因組百科全書（KyotoEncyclopediaofGenesandGenomes，KEGG）富集分析評(píng)估S100P和TSLP的共表達(dá)基因在相關(guān)生物學(xué)過程和信號(hào)通路中的作用。通過TIMER分析S100P和TSLP與乳腺癌免疫浸潤的相關(guān)性。結(jié)果乳腺癌患者的S100P表達(dá)顯著高于正常人群，TSLP表達(dá)顯著低于正常人群（P<0.05）。S100P高表達(dá)患者的總生存期、無病生存期和遠(yuǎn)處無轉(zhuǎn)移生存期均顯著短于S100P低表達(dá)患者（P<0.05）；TSLP高表達(dá)患者的遠(yuǎn)處無轉(zhuǎn)移生存期顯著長(zhǎng)于TSLP低表達(dá)患者（P<0.05）。蛋白質(zhì)相互作用表明，S100P與白細(xì)胞介素-11表現(xiàn)出較強(qiáng)的互作關(guān)系，TSLP與白細(xì)胞介素家族相互作用較強(qiáng)，S100P和TSLP的共表達(dá)基因主要負(fù)責(zé)DNA復(fù)制和免疫功能等生物學(xué)功能。TSLP與乳腺癌免疫細(xì)胞浸潤具有相關(guān)性。結(jié)論S100P和TSLP可作為預(yù)測(cè)乳腺癌預(yù)后的生物標(biāo)志物，TSLP有助于評(píng)估乳腺癌患者腫瘤免疫浸潤情況，為乳腺癌患者預(yù)測(cè)預(yù)后和腫瘤免疫治療提供理論依據(jù)。

[關(guān)鍵詞]乳腺癌；免疫；S100鈣結(jié)合蛋白P；胸腺基質(zhì)淋巴細(xì)胞生成素

[中圖分類號(hào)]R737.9；R730.3[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A[DOI]10.3969/j.issn.1673-9701.2024.28.011

Identificationofimmune-relatedprognosticmolecularmarkersofbreastcancer

SONGBiying1，WANGYichao1，ZHONGQianyi1，LIChunxue1，LIShihao2

1.DepartmentofClinicalLaboratory，TaizhouCentralHospital（TaizhouUniversityHospital），Taizhou318000，Zhejiang，China;2.DepartmentofGeneralSurgery，TaizhouCentralHospital（TaizhouUniversityHospital），Taizhou318000，Zhejiang，China

[Abstract]ObjectiveToinvestigatetheexpressioncharacteristicsofS100calciumbindingproteinP（S100P）andthymicstromallymphopoietin（TSLP）inpatientswithbreastcancerandtheirrelationshipwithprognosis.MethodsGEPIAdatabaseandbc-GenExMinerv4.3wereusedtoanalyzetheexpressionlevelsofS100PandTSLPinbreastcancertissues，andKaplan-MeierPlotterwasusedtoanalyzeeffectsofS100PandTSLPonpatientprognosis.TheproteininteractionnetworkanalysisofS100PandTSLPwerecarriedoutbyusingSTRINGdatabase.Theco-expressedgenesofS100PandTSLPwereanalyzedusingLinkedOmicsdatabase，andtheroleofS100PandTSLPco-expressedgenesinrelatedbiologicalprocessesandsignalingpathwayswereevaluatedbygeneontology（GO）andKyotoEncyclopediaofGenesandGenomes（KEGG）enrichmentanalysis.ThecorrelationbetweenS100PandTSLPandbreastcancerimmunoinfiltrationwasanalyzedbyTIMER.ResultsTheexpressionofS100Pinbreastcancerpatientswassignificantlyhigherthanthatinnormalpopulation，andtheexpressionofTSLPwassignificantlylowerthanthatinnormalpopulation（P<0.05）.Theoverallsurvival，disease-freesurvivalanddistantmetastasis-freesurvivalofpatientswithhighS100PexpressionweresignificantlyshorterthanthoseofpatientswithlowS100Pexpression（P<0.05）.Thedistantmetastasis-freesurvivalofpatientswithhighexpressionofTSLPwassignificantlylongerthanthatofpatientswithlowexpressionofTSLP（P<0.05）.TheresultsofproteininteractionshowedthatS100Phadastronginteractionwithinterleukin-11，andTSLPhadastronginteractionwithinterleukinfamilyproteins.Theco-expressedgenesofS100PandTSLPweremainlyresponsibleforbiologicalfunctionssuchasDNAreplicationandimmunefunction.TSLPwascorrelatedwithbreastcancerimmunecellinfiltration.ConclusionS100PandTSLPcanbeusedasbiomarkerstopredicttheprognosisofbreastcancer，andtheycanalsohelptoevaluatethetumorimmunoinfiltrationinbreastcancerpatients，andTSLPcouldprovidetheoreticalbasisforpredictingtheprognosisandtumorimmunotherapyinbreastcancerpatients.

[Keywords]Breastcancer;Immune;S100P;TSLP

乳腺癌是常見惡性腫瘤，其早期臨床表現(xiàn)不典型，治療后復(fù)發(fā)率較高[1-3]。根據(jù)分子特征，乳腺癌可分為L(zhǎng)uminalA、LuminalB、三陰性乳腺癌和人類表皮生長(zhǎng)因子受體2（humanepidermalgrowthfactorreceptor2，HER2）過表達(dá)型。除手術(shù)、化療、放療、內(nèi)分泌治療等傳統(tǒng)治療方法，近年來針對(duì)HER2過表達(dá)型乳腺癌患者的靶向治療和針對(duì)三陰性乳腺癌的免疫治療得到廣泛應(yīng)用[4]。研究發(fā)現(xiàn)，在免疫檢查點(diǎn)抑制劑中加入低劑量的抗血管生成藥物可顯著提高免疫系統(tǒng)殺傷腫瘤細(xì)胞的能力[5-6]。程序性死亡受體1/程序性死亡蛋白配體1抑制劑在三陰性乳腺癌患者和早期乳腺癌患者的治療中效果顯著[7]；細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞相關(guān)抗原4抑制劑單用或與其他藥物聯(lián)合使用可顯著提高免疫系統(tǒng)的腫瘤抑制作用，改善腫瘤患者預(yù)后[8]。研究表明S100鈣結(jié)合蛋白P（S100calciumbindingproteinP，S100P）和胸腺基質(zhì)淋巴細(xì)胞生成素（thymicstromallymphopoietin，TSLP）可能是乳腺癌的潛在生物標(biāo)志物。本研究旨在利用生物信息學(xué)數(shù)據(jù)庫，系統(tǒng)研究S100P和TSLP基因在乳腺癌患者中的表達(dá)情況、與腫瘤免疫浸潤的相關(guān)性及預(yù)測(cè)預(yù)后的價(jià)值。

1資料與方法

1.1S100P和TSLP在乳腺癌中的表達(dá)檢測(cè)

利用GeneExpressionProfilingInteractiveAnalysis（GEPIA）數(shù)據(jù)庫檢測(cè)S100P和TSLP在乳腺癌患者和正常人群中的表達(dá)差異，并進(jìn)行生存相關(guān)性分析。使用bc-GenExMinerv4.3（http：//bcgenex.centregauducheau.fr/BC-GEM）分析S100P和TSLPmRNA在HER2陽性乳腺癌患者中的表達(dá)水平。

1.2S100P和TSLP與乳腺癌患者預(yù)后的相關(guān)性分析

利用Kaplan-MeierPlotter分析S100P和TSLP對(duì)乳腺癌患者的總生存、無病生存和遠(yuǎn)處無轉(zhuǎn)移生存的影響。

1.3S100P和TSLP在乳腺癌中的潛在作用機(jī)制分析

通過STRING數(shù)據(jù)庫構(gòu)建蛋白相互作用網(wǎng)絡(luò)。利用多組學(xué)分析工具LinkedOmics數(shù)據(jù)庫（http：//www.linkedomics.org/login.php）中的LinkFinder模塊，檢索S100P和TSLP的共表達(dá)基因，通過Pearson相關(guān)系數(shù)分別篩查與S100P和TSLP呈正、負(fù)相關(guān)的基因，并利用熱圖和火山圖可視化，同時(shí)對(duì)這些基因進(jìn)行基因本體（geneontology，GO）和京都基因與基因組百科全書（KyotoEncyclopediaofGenesandGenomes，KEGG）富集分析。

1.4腫瘤免疫分析

利用TIMER（https：//cistrome.shinyapps.io/timer）分析S100P和TSLP與乳腺癌免疫浸潤的相關(guān)性，并估算免疫細(xì)胞的浸潤類型和豐度。

2結(jié)果

2.1S100P和TSLP在乳腺癌患者中的表達(dá)情況

GEPIA分析顯示，乳腺癌患者的S100P表達(dá)顯著高于正常人群，TSLP表達(dá)顯著低于正常人群（P<0.05），見圖1。HER2陽性乳腺癌患者的S100PmRNA表達(dá)顯著高于HER2陰性患者，TSLPmRNA表達(dá)顯著低于HER2陰性患者（P<0.05），見圖2。

2.2預(yù)后相關(guān)性分析

Kaplan-Meier分析表明，S100P高表達(dá)患者的總生存期、無病生存期和遠(yuǎn)處無轉(zhuǎn)移生存期均顯著短于S100P低表達(dá)患者（P<0.05）；TSLP高表達(dá)患者的遠(yuǎn)處無轉(zhuǎn)移生存期顯著長(zhǎng)于TSLP低表達(dá)患者（P<0.05），見圖3。

2.3S100P和TSLP在乳腺癌中的作用機(jī)制分析

構(gòu)建S100P和TSLP的蛋白相互作用網(wǎng)絡(luò)。在S100P網(wǎng)絡(luò)中展示11個(gè)節(jié)點(diǎn)，平均節(jié)點(diǎn)度為8.91，平均局部聚類系數(shù)為0.918；在TSLP網(wǎng)絡(luò)中展示11個(gè)節(jié)點(diǎn)，平均節(jié)點(diǎn)度為4.36，平均局部聚類系數(shù)為0.777，見圖4。結(jié)果顯示，S100P與白細(xì)胞介素（interleukin，IL）-11表現(xiàn)出很強(qiáng)的互作關(guān)系，而TSLP則與IL-7R、IL-33、IL-4、IL-13、IL-5具有較強(qiáng)的相互作用。

2.4S100P的共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)及機(jī)制分析

3208個(gè)基因與S100P表達(dá)呈正相關(guān)，3278個(gè)基因與S100P表達(dá)呈負(fù)相關(guān)。GO富集分析顯示這些基因主要參與中性粒細(xì)胞介導(dǎo)的免疫功能，存在于線粒體蛋白復(fù)合物中，主要負(fù)責(zé)控制蘇氨酸型肽酶活性。KEGG富集分析表明這些共表達(dá)基因主要參與氧化磷酸化通路，見圖5。綜上，S100P共表達(dá)基因的主要功能為能量傳遞和免疫功能。

2.5S100P與乳腺癌免疫細(xì)胞浸潤的相關(guān)性分析

S100P表達(dá)與免疫細(xì)胞浸潤無顯著相關(guān)性，見圖6。

2.6TSLP與乳腺癌免疫細(xì)胞浸潤的相關(guān)性分析

TSLP的表達(dá)與CD4＋T細(xì)胞（r=0.14，P<0.05）、CD8+T細(xì)胞（r=0.1，P<0.5）、嗜中性粒細(xì)胞（r=0.122，P<0.05）和髓系樹突細(xì)胞（r=0.174，P<0.05）均呈正相關(guān)，而與B細(xì)胞（r=–0.254，P<0.05）呈負(fù)相關(guān)，與巨噬細(xì)胞無明顯相關(guān)性，見圖7。

2.7TSLP的共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)及機(jī)制分析

7673個(gè)基因與TSLP表達(dá)呈正相關(guān)，3369個(gè)基因與TSLP表達(dá)呈負(fù)相關(guān)。GO富集結(jié)果顯示這些基因主要與糖代謝有關(guān)，參與DNA復(fù)制過程和蛋白質(zhì)合成。KEGG富集分析顯示這些基因主要參與蛋白酶體基底切除修復(fù)和DNA復(fù)制相關(guān)通路，見圖8。綜上，TSLP的共表達(dá)基因與乳腺癌的糖代謝、增殖和生物合成相關(guān)。

3討論

乳腺癌是最常見的腫瘤類型之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2020年女性乳腺癌已超過肺癌成為全球癌癥發(fā)病率第一的癌癥，估計(jì)有230萬新發(fā)病例[2]。研究發(fā)現(xiàn)S100P下調(diào)顯著抑制腫瘤微環(huán)境，并破壞內(nèi)皮細(xì)胞的細(xì)胞間連接[9]。體外實(shí)驗(yàn)表明敲除S100P可抑制乳腺癌細(xì)胞系T47D和SK-BR-3的增殖、黏附、遷移和侵襲能力，且增強(qiáng)SK-BR-3對(duì)紫杉醇和順鉑的化療耐藥性[10]。此外，S100P激動(dòng)劑聯(lián)合化療可有效提高乳腺癌患者的生存率[11-12]。

TSLP是一種上皮細(xì)胞衍生的細(xì)胞因子，人和鼠乳腺癌樹突狀細(xì)胞均可在微環(huán)境內(nèi)釋放TSLP產(chǎn)生輔助性T細(xì)胞，加快腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)[13]。研究發(fā)現(xiàn)TSLP在乳腺癌、胰腺癌、胃癌、宮頸癌、骨髓瘤等多種腫瘤中高表達(dá)[14-18]。研究表明TSLP主要作用于乳腺細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞和CD4+T細(xì)胞等[19]。TSLP在乳腺癌中表達(dá)上調(diào)，通過誘導(dǎo)抗凋亡分子Bcl-2的表達(dá)促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的存活和肺轉(zhuǎn)移[13]。然而，TSLP在乳腺癌中的具體作用機(jī)制尚不清楚。

本研究發(fā)現(xiàn)S100P和TSLP是預(yù)測(cè)乳腺癌患者生存預(yù)后的有價(jià)值的生物標(biāo)志物。進(jìn)一步研究S100P和TSLP在乳腺癌中的生物學(xué)作用發(fā)現(xiàn)，S100P共表達(dá)基因主要參與能量代謝及免疫功能，TSLP共表達(dá)基因則與乳腺癌患者的糖代謝、DNA復(fù)制及生物合成密切相關(guān)。本研究還發(fā)現(xiàn)S100P表達(dá)與IL-11密切相關(guān)。炎癥反應(yīng)對(duì)腫瘤的發(fā)展具有重要影響，IL-11是IL-6家族的新成員，可影響腫瘤患者預(yù)后，具有促進(jìn)增殖、促分化等多種生物學(xué)功能[20]。

研究發(fā)現(xiàn)IL-11在造血系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)和骨代謝等生理過程中具有重要作用[21]。因此，探究S100P和IL-11的具體作用機(jī)制可為乳腺癌的治療帶來潛在益處。本研究發(fā)現(xiàn)TSLP與部分免疫細(xì)胞浸潤具有潛在關(guān)聯(lián)，盡管并不明顯，但仍可見基因表達(dá)與免疫浸潤存在相關(guān)性。

本研究仍存在一定的局限性。首先，本研究主要應(yīng)用在線數(shù)據(jù)庫分析，缺乏細(xì)胞學(xué)及動(dòng)物學(xué)驗(yàn)證；其次，本研究使用的數(shù)據(jù)不夠詳細(xì)，無法完整反映乳腺癌進(jìn)展中的生理病理狀態(tài)變化。綜上，S100P與TSLP是預(yù)測(cè)乳腺癌患者預(yù)后的有效生物標(biāo)志物，可成為乳腺癌治療的新靶點(diǎn)，并有助于開發(fā)新的乳腺癌腫瘤免疫療法。

利益沖突：所有作者均聲明不存在利益沖突。

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（收稿日期：2024–04–15）

（修回日期：2024–09–09）