基于生物學(xué)信息分析TM7SF2在結(jié)直腸癌中的表達(dá)及預(yù)后

[摘要]"目的"利用生物信息學(xué)技術(shù)分析跨膜7超家族成員2（transmembrane"7"superfamily"member"2，TM7SF2）基因在結(jié)直腸癌中的表達(dá)及其與患者預(yù)后的關(guān)系。方法"利用癌癥基因組圖譜數(shù)據(jù)庫(kù)下載結(jié)直腸癌組織和正常組織的表達(dá)譜數(shù)據(jù)和臨床資料，并對(duì)TM7SF2進(jìn)行差異分析及臨床相關(guān)性分析。通過(guò)單因素及多因素Cox回歸分析，評(píng)估TM7SF2基因表達(dá)水平對(duì)患者預(yù)后的影響。下載基因集并用基因集變異分析（gene"set"variation"analysis，GSVA）算法評(píng)分評(píng)估樣本生物學(xué)功能變化；根據(jù)TM7SF2基因表達(dá)水平將患者分為高、低組，并用基因集合富集分析信號(hào)通路差異；運(yùn)用CIBERSORT工具評(píng)估腫瘤免疫細(xì)胞浸潤(rùn)與TM7SF2關(guān)系；預(yù)測(cè)該基因的藥物化療敏感度，并分析TM7SF2基因表達(dá)與結(jié)直腸癌患者臨床指標(biāo)間的相關(guān)性。結(jié)果"與正常組織比較，腫瘤組織的TM7SF2表達(dá)量上調(diào)，TM7SF2基因高表達(dá)與結(jié)直腸癌患者預(yù)后不良相關(guān)。通過(guò)單因素和多因素Cox回歸模型分析，TM7SF2表達(dá)水平可作為結(jié)直腸癌患者預(yù)后的獨(dú)立因素。通路富集分析結(jié)果顯示，TM7SF2可能在DNA復(fù)制、Wnt信號(hào)通路及戊糖磷酸等途徑中發(fā)揮作用。TM7SF2表達(dá)水平與調(diào)節(jié)性T細(xì)胞和CD8+T細(xì)胞呈正相關(guān)，與記憶性CD4+T細(xì)胞和中性粒細(xì)胞呈負(fù)相關(guān)。在藥物敏感度方面，TM7SF2表達(dá)水平與喜樹(shù)堿、順鉑、多西他賽、尼洛替尼、奧拉帕尼、阿昔替尼的敏感度具有相關(guān)性。結(jié)論"TM7SF2在結(jié)直腸癌組織中高表達(dá)，與患者預(yù)后不良相關(guān)，可作為預(yù)后生物標(biāo)志物。

[關(guān)鍵詞]"結(jié)直腸癌；預(yù)后；免疫浸潤(rùn)；藥物敏感度

[中圖分類號(hào)]"R735.3""""""[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]"A""""[DOI]"10.3969/j.issn.1673-9701.2025.05.003

Expression"and"prognostic"significance"of"TM7SF2"in"colorectal"cancer"based"on"bioinformatics"analysis

JIAN"Ying1，4，"WANG"Zhongqi2，"ZHANG"Zhi2，"ZHANG"Xuemei1，3，4

1.School"of"Public"Health，"North"China"University"of"Science"and"Technology，"Tangshan"063210，"Hebei，"China;"2."Affiliated"Tangshan"Gong"Ren"Hospital，"North"China"University"of"Science"and"Technology，"Tangshan"063000，"Hebei，"China;"3."College"of"Life"Science，"North"China"University"of"Science"and"Technology，"Tangshan"063210，"Hebei，"China;"4."Hebei"Key"Laboratory"of"Occupational"Health"and"Safety"for"Coal"Industry，"Tangshan"063210，"Hebei，"China

[Abstract]"Objective"To"analyze"the"expression"and"prognostic"association"of"transmembrane"7"superfamily"member"2"（TM7SF2）"in"colorectal"cancer"using"bioinformatics"techniques."Methods"The"differential"expression"levels"and"clinical"relevance"of"TM7SF2"mRNA"in"normal"tissues"and"colorectal"tumor"tissues"were"analyzed"using"The"Cancer"Genome"Atlas"（TCGA）"database."Evaluate"the"impact"of"TM7SF2"gene"expression"levels"on"patient"prognosis"through"univariate"and"multivariate"Cox"regression"analysis."Gene"sets"were"download"and"score"biological"function"changes"by"using"the"gene"set"variation"analysis"algorithm."Patients"were"divide"into"high"and"low"expression"groups"based"on"TM7SF2"gene"expression"levels"and"the"differences"in"signaling"pathways"with"gene"set"enrichment"analysis"（GSEA）"analyzed;"use"the"CIBERSORT"tool"to"assess"the"relationship"between"tumor"immune"cell"infiltration"and"TM7SF2，"apply"the"genomics"of"drug"sensitivity"in"cancer"（GDSC）"database"to"predict"the"drug"chemosensitivity"of"this"gene，"and"describe"the"association"between"TM7SF2"gene"expression"and"clinical"indicators"in"colorectal"cancer"patients."Results"Compared"with"normal"tissues，"the"expression"level"of"TM7SF2"in"tumor"tissues"was"significantly"upregulated."Survival"analysis"indicates"that"high"expression"of"the"TM7SF2"gene"was"associated"with"poor"prognosis"in"colorectal"cancer"patients."Through"univariate"and"multivariate"Cox"regression"model"analysis，"it"was"found"that"the"expression"level"of"TM7SF2"was"a"risk"factor"for"the"prognosis"of"colorectal"cancer."Enrichment"analysis"suggested"that"TM7SF2"may"play"a"role"in"pathways"such"as"DNA"replication，"Wnt"signaling"pathway，"and"pentose"phosphate"pathway."TM7SF2"was"positively"correlated"with"regulatory"T"cells"and"CD8+T"cells，"and"negatively"correlated"with"memory"CD4+T"cells"and"neutrophils."In"terms"of"drug"sensitivity，"TM7SF2"is"correlated"with"the"sensitivity"to"Camptothecin，"Cisplatin，"Docetaxel，"Nilotinib，"Olaparib，"and"Axitinib."Regression"analysis"showed"that"the"contribution"of"TM7SF2"expression"distribution"to"different"clinical"indicators"varies."Conclusion"TM7SF2"is"highly"expressed"in"colorectal"cancer"tissues"and"is"associated"with"poor"patient"prognosis，"can"be"used"as"a"prognostic"biomarker.

[Key"words]"Colorectal"cancer;"Prognosis;"Immune"infiltration;"Drug"sensitivity

結(jié)直腸癌的發(fā)病率居全球癌癥第3位，近半數(shù)患者病情可進(jìn)展為無(wú)法根治的復(fù)發(fā)性結(jié)直腸癌[1-2]。提高早期診斷率對(duì)改善結(jié)直腸癌治療結(jié)果極為關(guān)鍵。近年來(lái)，中國(guó)結(jié)直腸癌發(fā)病率和死亡率明顯上升，急需采取更嚴(yán)格有效的預(yù)防措施降低其發(fā)病率[3]。因此尋找有效的預(yù)后生物標(biāo)志物和治療靶點(diǎn)對(duì)改善結(jié)直腸癌患者預(yù)后和推動(dòng)精準(zhǔn)醫(yī)療發(fā)展至關(guān)重要?？缒?超家族成員2（transmembrane"7"superfamily"member"2，TM7SF2）定位于染色體11q13區(qū)域，其編碼的3β-羥基甾醇Δ14還原酶參與膽固醇的生物合成過(guò)程，是一種多功能蛋白，在各種生理和病理過(guò)程中發(fā)揮多種作用[4-5]。研究表明TM7SF2在宮頸癌細(xì)胞系C33A和SiHa中表達(dá)增加，通過(guò)C-Raf/細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶通路影響細(xì)胞增殖和凋亡，但TM7SF2對(duì)結(jié)直腸癌患者預(yù)后的影響及其作用機(jī)制尚不明確[6]。本研究通過(guò)生物信息學(xué)方法分析TM7SF2在結(jié)直腸癌中的表達(dá)模式、預(yù)后價(jià)值及TM7SF2與免疫細(xì)胞浸潤(rùn)的關(guān)聯(lián)和潛在的信號(hào)傳導(dǎo)途徑，旨在為結(jié)直腸癌的預(yù)防和診斷提供參考。

1""資料與方法

1.1""資料的獲取

利用UCSC"Xena（https：//xenabrowser.net/datapa"ges/）數(shù)據(jù)庫(kù)下載癌癥基因組圖譜（The"Cancer"Genome"Atlas，TCGA）中結(jié)直腸癌樣本的表達(dá)數(shù)據(jù)集和相應(yīng)臨床資料，其中包含51例正常組織樣本和650例結(jié)直腸癌組織樣本。

1.2""生存預(yù)后分析

采用R程序包分析和繪制生存曲線。通過(guò)Cox回歸分析評(píng)估臨床相關(guān)特征與TM7SF2表達(dá)水平對(duì)結(jié)直腸癌患者預(yù)后的影響，采用R程序包繪制森林圖，整合多因素Cox回歸分析的獨(dú)立預(yù)后因素，創(chuàng)建Nomogram模型預(yù)測(cè)患者3年和5年的總體生存期（overall"survival，OS）。

1.3""基因集差異分析及富集分析

患者根據(jù)TM7SF2表達(dá)水平分為高表達(dá)（n="350）、低表達(dá)（n=300）兩組，采用MSigDB"7.0數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行基因集背景注釋，通過(guò)基因集變異分析（gene"set"variation"analysis，GSVA）、基因集富集分析（gene"set"enrichment"analysis，GSEA），評(píng)估樣本間生物學(xué)功能的差異。

1.4""藥物敏感度分析與免疫細(xì)胞浸潤(rùn)分析

基于癌癥藥物敏感度基因組學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)（genomics"of"drug"sensitivity"in"cancer，GDSC）（https：//www."cancerrxgene.org/），采用R軟件包，預(yù)測(cè)腫瘤樣本對(duì)化療的敏感度。采用回歸分析估算化療藥物的IC50值，并通過(guò)十次交叉驗(yàn)證評(píng)估模型的精確度和預(yù)測(cè)可靠性。采用CIBERSORT算法對(duì)浸潤(rùn)免疫細(xì)胞進(jìn)行相關(guān)分析，探究基因表達(dá)與22種不同免疫細(xì)胞浸潤(rùn)的關(guān)聯(lián)。

1.5""統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用R"4.3.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，Wilcoxon秩和檢驗(yàn)分析藥物的敏感度差異，Cox單因素和多因素分析評(píng)估TM7SF2表達(dá)和臨床病理特征對(duì)生存的影響。Plt;0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2""結(jié)果

2.1""TM7SF2在結(jié)直腸癌中的表達(dá)和預(yù)后情況

與正常組織相比，TM7SF2在結(jié)直腸癌組織中的表達(dá)水平上調(diào)（Plt;0.001）。Kaplan-Meier生存曲線分析顯示，TM7SF2高表達(dá)組患者OS低于TM7SF2低表達(dá)組。單因素Cox回歸分析顯示，年齡（HR=2.337，Plt;0.001）、疾病分期（HR=2.236，Plt;0.001）、腫瘤大?。℉R=2.888，Plt;0.001）、遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移（HR=4.273，Plt;0.001）、區(qū)域淋巴結(jié)浸潤(rùn)（HR=2.044，Plt;0.001）和TM7SF2表達(dá)水平（HR=1.040，P=0.023）與結(jié)直腸癌患者的不良預(yù)后相關(guān)，多因素Cox回歸分析顯示，年齡、腫瘤大小和TM7SF2表達(dá)水平與結(jié)直腸癌患者的不良預(yù)后顯著相關(guān)，見(jiàn)圖1。

2.2""TM7SF2的通路富集分析

在結(jié)直腸癌樣本中，TM7SF2高表達(dá)組顯示富集于DNA修復(fù)、Wnt_β_連環(huán)蛋白信號(hào)通路、p53通路等關(guān)鍵信號(hào)通路的特征。此外，GSEA結(jié)果表明，TM7SF2可富集DNA復(fù)制、Wnt信號(hào)通路及磷酸戊糖途徑等信號(hào)通路，提示TM7SF2可通過(guò)這些通路影響結(jié)直腸癌進(jìn)展。

2.3""免疫細(xì)胞浸潤(rùn)與TM7SF2的相關(guān)性分析與藥物敏感度分析

相關(guān)性分析結(jié)果顯示，TM7SF2基因與調(diào)節(jié)性T細(xì)胞和CD8+T細(xì)胞呈正相關(guān)，而與記憶性CD4+T細(xì)胞和中性粒細(xì)胞間呈負(fù)相關(guān)性。在對(duì)免疫細(xì)胞TM7SF2表達(dá)狀況的分析中，記憶B細(xì)胞、活化的樹(shù)突狀細(xì)胞、嗜酸性粒細(xì)胞、未激活的巨噬細(xì)胞M0、巨噬細(xì)胞M2及靜息肥大細(xì)胞等，在TM7SF2高表達(dá)組和低表達(dá)組中表現(xiàn)出差異性。TM7SF2基因與喜樹(shù)堿、順鉑、多西他賽、尼洛替尼、奧拉帕尼、阿昔替尼等藥物敏感度存在相關(guān)性。

2.4""臨床預(yù)后模型的建立與驗(yàn)證

整合年齡、性別、疾病分期、腫瘤大小、遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移、區(qū)域淋巴結(jié)及TM7SF2基因表達(dá)這7個(gè)獨(dú)立預(yù)后因子，構(gòu)建預(yù)測(cè)Nomogram模型對(duì)3年期和5年期的OS進(jìn)行預(yù)測(cè)分析，其與實(shí)際OS高度一致，預(yù)測(cè)能力良好。

3""討論

2021年全球結(jié)直腸癌新發(fā)病例超過(guò)190萬(wàn)，病例死亡約93.5萬(wàn)。研究結(jié)直腸癌分子機(jī)制和預(yù)后標(biāo)志物至關(guān)重要[7-8]。本研究發(fā)現(xiàn)TM7SF2在結(jié)直腸癌組織中高表達(dá)，并與不良預(yù)后相關(guān)。Cox回歸分析結(jié)果顯示TM7SF2表達(dá)水平是結(jié)直腸癌預(yù)后的獨(dú)立風(fēng)險(xiǎn)因素，臨床預(yù)后模型顯示其對(duì)臨床指標(biāo)有影響。Nomogram模型能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)生存率，表明其預(yù)測(cè)能力強(qiáng)。本研究患者根據(jù)TM7SF2表達(dá)水平分組并進(jìn)行富集分析，結(jié)果表明TM7SF2根據(jù)與DNA復(fù)制、Wnt信號(hào)傳導(dǎo)和戊糖磷酸途徑等生物過(guò)程相關(guān)。既往研究證實(shí)TM7SF2通過(guò)調(diào)節(jié)肉堿棕櫚酰轉(zhuǎn)移酶1A增強(qiáng)Wnt/β-Catenin信號(hào)通路促進(jìn)腫瘤發(fā)展，提示TM7SF2基因可作為結(jié)直腸癌患者的預(yù)后生物標(biāo)志物[9]。

腫瘤細(xì)胞與微環(huán)境的相互作用影響治療效果，因此靶向腫瘤微環(huán)境成為關(guān)鍵治療策略[10]。本研究結(jié)直腸癌組織中TM7SF2的表達(dá)與調(diào)節(jié)性T細(xì)胞、CD8+T細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、單核細(xì)胞等多種免疫浸潤(rùn)細(xì)胞相關(guān)，T細(xì)胞在腫瘤微環(huán)境中的功能已得到充分研究[11-12]。腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞通過(guò)引發(fā)炎癥、促進(jìn)腫瘤免疫逃逸、啟動(dòng)血管生成和加速腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移惡化癌癥預(yù)后[13]。單核細(xì)胞是先天免疫的關(guān)鍵部分，與巨噬細(xì)胞共同促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)、移動(dòng)和血管新生及細(xì)胞外基質(zhì)的重塑，支持腫瘤的發(fā)展。在大腸癌患者中，外周血單核細(xì)胞攜帶的特定基因標(biāo)記可作為癌癥的生物標(biāo)志物[14-16]。這表明TM7SF2可成為結(jié)直腸癌免疫治療的新靶點(diǎn)，通過(guò)調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞，有助于評(píng)估新診斷患者的腫瘤特征。

結(jié)直腸癌治療除免疫治療外，化療與內(nèi)分泌治療也是關(guān)鍵，個(gè)性化治療或能改善預(yù)后[17-18]。本研究TM7SF2基因與喜樹(shù)堿、順鉑、多西他賽、尼洛替尼等藥物敏感度顯著相關(guān)，患者對(duì)藥物的敏感度受TM7SF2表達(dá)水平影響，表明精準(zhǔn)調(diào)控TM7SF2基因表達(dá)可改善結(jié)直腸癌治療效果。

綜上，TM7SF2表達(dá)在結(jié)直腸癌組織中升高，且與患者預(yù)后不良相關(guān)，TM7SF2可作為一種新的生物標(biāo)志物用于評(píng)估結(jié)直腸癌患者的預(yù)后。

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：2024–09–23）

（修回日期：2024–12–19）