KCNJ14基因在结肠腺癌中的诊断价值及临床意义的初步研究*

闫岭，龚艺贞，阮国添，马辉，匡家安，朱丽晨，甘嘉亮△

1 广西医科大学第一附属医院结直肠肛门外科 广西南宁 530021

2 桂林医学院附属医院胃肠外科 广西桂林 541000

3 广西医科大学基础医学院 广西南宁 530021

结直肠癌（colorectal cancer，CRC）的发病率在全球各类癌症中排名第三，死亡率排名第二，在2018年有180万新发结直肠癌病例和881 000人死亡，约占因癌症死亡人数的1/10[1]。有研究[2]认为，大多数大肠癌的起源细胞是位于结肠隐窝上的干细胞或干细胞样细胞，癌基因和抑癌基因的突变导致肿瘤干细胞的形成。结肠腺癌（colon adenocarcinoma，COAD）作为CRC的一种主要病理类型，其发病率占2018年全球癌症发病率的6.1%[1]。随着疾病筛查工作的推进与诊疗规范的完善，患者的治疗效果及生活质量有一定的提高，早诊早治对改善患者预后有重要的影响，但是疾病早期缺乏典型的临床症状，大多患者诊断时已处于晚期，因此，探寻早期诊断的有效辅助指标将具有积极的作用。本研究基于The Cancer Genome Atlas（TCGA）数据库，采用生物信息学分析探讨人KCNJ14基因（也被称为IRK4、KIR2.4）对COAD的诊断价值，并分析其与COAD患者的临床病理特征及预后的关系，现报告如下。

1.1 数据获取及生物学功能分析

KCNJ14的mRNA表达量及临床资料均下载自TCGA数据库（https://tc-ga-data.nci.nih.gov/，访问时间为2018年11月25日）[3]，根据表达量的中位数进行分组，分为高、低表达两组，并对其进行相关的统计学分析。应用网络平台KOBAS（http://kobas.cbi.pku.edu.cn/index.php，访问时间为2019年10月27日）[4-5]对其进行单基因Gene Ontology（GO）功能检测及KyotoEncyclopediaofGenesandGenomes（KEGG）通路分析。应用Metabolic gEne RApid Visualizer database（MERAV， http:/merav.wi.mit.edu/，访问时间为2019年10月27日）[6]验证正常结肠组织和原发性结肠癌组织中KCNJ14的表达情况。

1.2 统计学分析

1 材料与方法

数据应用SPSS 20.0进行分析。计量资料采用M（QL，QU）表示，采用非参数检验比较；计数资料采用（n）表示，应用χ2检验进行比较。单因素分析应用Kaplan-Meier曲线法选择Log-rank检验以及Cox回归模型进行，单因素分析结果差异有统计学意义的因素被纳入多因素Cox生存分析。Kaplan-Meier曲线采用SPSS软件制作。小提琴图、ROC图由Graph-Pad Prism 8.0.1软件制作。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 KCNJ14 mRNA在癌组织与癌旁正常组织中的表达

共收集到456例COAD患者（包括480份癌组织，41份癌旁正常组织）的KCNJ14 mRNA表达数据以及患者对应的临床资料，将二者整合后，在排除重复项跟生存时间为0的患者，最后共438份癌组织以及41份癌旁正常组织数据被纳入研究。KCNJ14 mRNA在癌组织中的表达量为78.33（50.83，117.83），高于癌旁正常组织中的22.06（15.91，29.89），两者差异有统计学意义（Z=-0.960，P＜0.001），见图1A。从公共网络平台MERAV中下载了KCNJ14 mRNA表达的箱式图（见图1B），其表达趋势与本研究结果相符，提示KCNJ14 mRNA在癌组织中的表达水平增高。

2.2 GO分析和KEGG分析

GO分析显示KCNJ14与钾通道活性、细胞钾离子转运、多细胞生物过程的调控有关，KEGG分析显示其与胆碱能突触、催产素信号通路有关。见图2。

2.3 KCNJ14 mRNA高低表达与临床病理特征的关系

以癌组织KCNJ14 mRNA表达水平的中位数为界，将患者分为KCNJ14 mRNA高表达组与低表达组，两组性别、年龄及是否发生淋巴结转移情况比较，差异均无统计学意义（均P＞0.05），两组TNM分期比较，差异有统计学意义（P＜0.05）。见表1。

2.4 KCNJ14 mRNA对COAD的诊断价值

ROC分析结果显示AUC=0.951，95%CI为0.928～0.973，P＜0.001。见图3。

2.5 KCNJ14 mRNA对COAD的预后评估价值

Kaplan-Meier曲线分析结果提示KCNJ14 mRNA低表达组总生存时间长于高表达组（P＜0.05），见图4。将性别、年龄、TNM分期、是否发生淋巴结转移及KCNJ14 mRNA表达量纳入单因素Kaplan-Meier分析，结果提示TNM分期、是否发生淋巴转移及KCNJ14 mRNA表达量与患者总生存时间有关（均P＜0.05），性别、年龄与患者总生存时间无关（均P＞0.05），将TNM分期、是否发生淋巴转移及KCNJ14 mRNA表达量纳入多因素Cox分析，结果提示TNM分期、是否发生淋巴转移及KCNJ14 mRNA表达量与患者总生存时间有关（均P＜0.05），见表2。

图 11 KKCCNNJJ1144 mmRRNNAA在癌组织与癌旁正常组织中的表达

图 22KKCCNNJJ1144基因GGOO及KKEEGGGG分析结果

表 11 KKCCNNJJ1144 mmRRNNAA表达水平与患者临床病理特征的关系

表 11（续）

图 33 KKCCNNJJ1144 mmRRNNAA对CCOOAADD的诊断价值

图 44 KKCCNNJJ1144 mmRRNNAA对CCOOAADD的预后评估价值

3 讨论

在中低收入国家，结直肠癌的发病率和死亡率呈增长趋势[7-8]。结直肠癌的发病与生活习惯有关，个体基因调节水平与分子信号通路的改变在COAD的发生发展中扮演着重要的角色。已有研究[9]报道称，integrin α家族在对COAD的诊断及预后中有重要作用，HomeoboxD10的低表达可抑制RHOC/AKT/MAPK信号通路促进大肠癌细胞的增殖、迁移、侵袭和抑制细胞凋亡而影响人结肠癌的发生。

KCNJ14最初在大鼠脑中被发现，其转录本主要表达在颅神经运动核的神经元中[10]，在中央信号处理和神经传递中起重要作用[11]。人KCNJ14编码一个内向整流的K（+）通道，该通道在神经视网膜中优先表达，对细胞外pH的生理变化敏感性较强。其独特的分布模式使KCNJ14可能参与运动神经元病的病理，如肌萎缩侧索硬化症[12]或脊髓肌萎缩[13]。在我们团队的前期研究中发现，NMB基因可能是结肠腺癌诊断与预后的一个独立潜在的生物学标志[14]，而在系列研究的分析中，我们观察到KCNJ14基因也有类似的表现，鉴于目前围绕KCNJ14基因的表达与结直肠癌的关系研究较少，故展开本研究。

我们资料显示KCNJ14 mRNA在COAD癌组织的表达量高于癌旁正常组织，GO分析结果提示KCNJ14在钾离子转运以及钾离子参与的通道转运中有一定作用，而钾通道通过典型离子渗透依赖和非经典离子渗透的功能调节癌细胞的增殖和迁移等行为[15]，这可能是KCNJ14参与COAD发展过程的形式之一，而Leanza等[16]发现电压门控钾通道Kv1.3和大钾通道（BK）作为促凋亡Bax和Bak蛋白的靶点，直接参与细胞死亡。在本研究中，ROC分析结果提示KCNJ14 mRNA表达量对COAD具有较高的诊断价值，体现了KCNJ14对疾病诊断有一定的辅助作用。此外，我们发现不同KCNJ14 mRNA表达量的患者的TNM分期分布情况不同，高表达者在Ⅲ～Ⅳ期占比相对更高，在KCNJ14 mRNA表达量与患者总生存时间的多因素Cox分析中发现，除TNM分期、淋巴结转移情况外，KCNJ14 mRNA表达量的高低与患者预后有关，高表达者相对较差，因此认为KCNJ14可能与COAD的发生发展有关，且与患者预后的评估也可能有一定的辅助作用。但是本研究仅基于数据库与平台资料进行分析，患者数据有限且存在少数数据缺失的情况，所得的研究结果仍需要更深入的研究支持，在条件允许的前提下，可按照不同的遗传学背景、人口地理学等因素进行分层分析，以得到更有临床实际意义的理论依据。

综上所述，KCNJ14 mRNA在癌组织中的表达水平高于癌旁正常组织，其对COAD具有较高的诊断价值，不同KCNJ14 mRNA表达水平患者的TNM分期存在差异，且低表达者有着更为理想的生存预后，但本研究所得仍需通过进一步研究加以验证。

表 22 CCOOAADD患者临床资料与患者生存时间的关系