基于Oncomine数据库分析CXCL5在胰腺癌组织中的表达及临床意义

2020-07-23龚文刘军王琳晏军

肿瘤预防与治疗 2020年7期

龚文，刘军，王琳，晏军

643000 四川自贡，自贡市第一人民医院肿瘤科

胰腺癌主要是指胰腺导管上皮来源的恶性肿瘤。包含185个国家的癌症数据调查显示,2018年胰腺癌新发病例为458 918例，死亡病例高达432 242例[1]。胰腺癌被认为是死亡率最高、治疗效果最差的恶性肿瘤[2-3]。可手术切除的胰腺癌主要采用以手术为主的综合治疗。然而胰腺癌通常起病隐匿，初诊时80%～85%为局部晚期[4]，50%以上存在远处转移[5]。目前晚期胰腺癌的治疗以传统化疗为主，临床上尚无疗效明确的靶向治疗药物可供选择。

CXCL5基因位于人类 4 号染色体q13-q21，包括 4 个外显子和 3 个内含子。CXCL5既由中性粒细胞、单核细胞、巨噬细胞细胞类免疫细胞分泌，也可由上皮细胞、内皮细胞、成纤维细胞等非免疫细胞分泌。作为炎症中介，CXCL5对中性粒细胞有较强的趋化作用，可以激活嗜中性粒细胞，促进细胞外自由钙离子的产生和分泌。现广泛认为，血管的生成与慢性炎症密切相关。而新生毛细血管有助于肿瘤细胞增殖，CXCL5可结合CXCR2介导血管的增生，也可影响肿瘤的增殖和转移[6-7]。因此我们通过挖掘基因芯片数据库Oncomine中关于CXCL5的研究，分析CXCL5在胰腺癌组织中的表达及其对预后的影响。以期发现针对胰腺癌形成、侵袭、转移的新分子靶点，为新药开发提供参考，提高胰腺癌患者疗效及生活质量。

1 材料与方法

1.1 数据筛选

利用Oncomine数据库(http://www.oncomine.com)进行数据挖掘，数据筛选条件为：1)“Gene：CXCL5”；2)“Analysis Type：Cancer VS Normal Analysis”；3)“Cancer Type :Pancreatic cancer”；4)“Data Type：mRNA”；5)临界值设定：(P<0.0001，fold change>2，gene rank=top 10%)。P<0.05为差异具有统计学意义。

1.2 生存分析

利用Kaplan Meier-Plotter(http://kmplot.com/analysis/)在线分析工具[8]分析不同表达的CXCL5对胰腺癌患者预后的影响。筛选条件为：1)“Cancer：Pancreatic Cancer”；2)“Gene：CXCL5”；3)“Split patients by: Auto select best cutoff ”；4)“Survival：OS”。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 不同肿瘤中CXCL5的表达情况

不同肿瘤中共有392项关于CXCL5在癌组织与正常组织表达差异的研究，详见图1。

图1 CXCL5在不同肿瘤中的表达

2.2 CXCL5在不同胰腺癌基因芯片中的表达

共有7项关于CXCL5在胰腺癌组织与正常组织中的表达差异分析的研究，包含286个样本，7个研究分别为Pei等[9]、Badea等[10]、Logsdon等[11]、Ishikawa等[12]、Segara等[13]、Grützmann等[14]、Buchholz等[15]的研究，P值分别为：5.58×10-9、3.37×10-13、6.38×10-4、0.012、8.20×10-4、0.075、0.122，差异倍数分别为：12.881、13.978、5.697、2.079、4.451、1.231、1.264，其中前5项差异有统计学意义，详见表1。

表1 CXCL5在不同胰腺癌基因芯片中的表达

2.3 不同胰腺癌基因芯片中CXCL5表达研究的Meta分析

对上述7项研究进行的Meta分析结果显示：CXCL5在胰腺癌组织中的表达显著高于正常组织(P=0.012，图2)。

图2 不同胰腺癌芯片CXCL5研究的Meta分析

2.4 CXCL5基因在胰腺癌中的表达与预后关系

Kaplan Meier-Plotter在线工具分析显示：胰腺癌患者CXCL5不同表达水平与预后具有显著相关性。从总体看来，与低表达胰腺癌患者相比，CXCL5高表达者总生存显著降低，P<0.001(图3)。亚组分析：1)从患者不同性别来看，女性、男性低表达组生存均显著高于高表达组，P值分别为：0.012、0.003(图4、5)；2)从不同临床分期来看，I、II期胰腺癌CXCL5低表达组生存显著高于高表达组，P值分别为：0.004、0.019(图6、7)；III、IV期CXCL5低表达组和高表达组间生存差异无统计学意义；3)从不同分化程度来看，1、2级分化胰腺癌CXCL5低表达组生存显著高于高表达组，P值分别为：0.001、0.010(图8、9)；3、4级分化胰腺癌CXCL5低表达组和高表达组间生存差异无统计学意义。

图3 CXCL5基因在胰腺癌患者中的不同表达水平生存曲线分析

图4 女性患者不同CXCL5表达水平生存曲线分析

图5 男性患者不同CXCL5表达水平生存曲线分析

图6 I期胰腺癌不同CXCL5表达水平生存曲线分析

图7 II期胰腺癌不同CXCL5表达水平生存曲线分析

图8 1级分化胰腺癌不同CXCL5表达水平生存曲线分析

图9 2级分化胰腺癌不同CXCL5表达水平生存曲线分析

3 讨论

胰腺癌是高致死性恶性肿瘤，5年总生存率不到10%，中位生存期仅为5～6月[16-19]。转移性胰腺癌传统单药吉西他滨治疗疗效欠佳，目前标准一线方案为GA方案(白蛋白紫杉醇联合吉西他滨)或者FOLFIRINOX方案(5-氟尿嘧啶、亮氨酸、伊立替康和奥沙利铂)，但总的生存期与单药吉西他滨相比仅仅提高2～3月[20-21]。目前靶向治疗、免疫治疗在胰腺癌治疗方面尚未见显著疗效。因此寻找胰腺癌发生、发展过程中的关键基因，对开发针对胰腺癌的新机制药物具有极其重要的临床意义。Gu等[22]通过目前可获得基因芯片数据库进行深度挖掘，发现CXCL5、CCL20、NMU、F2R、ANXA1、EDNRA、LPAR6和GNA15基因在胰腺癌组织与正常组织表达存在统计学差异，有望成为诊断和治疗胰腺癌的潜在生物标志物，但未进行生存分析。

目前关于CXCL5表达及其机制的研究较多。Wang等[23]通过细胞分子技术上调或下调非小细胞肺癌H460癌细胞株中的CXCL5表达发现：CXCL5高表达提示肿瘤分化程度更低，是预后不良的独立危险因素，其机制与高表达CXCL5激活MAPK/ERK1/2和PI3K/AKT信号通路促进H460细胞增殖和运动有关；反之，CXCL5的下调显著降低了细胞的增殖和迁移。Chen等[24]研究显示：在结直肠癌中，CXCL5通过增强AKT/NF-κB信号通路FOXD1的表达从而诱导肿瘤血管生成。在宫颈癌方面，Feng等[25]研究显示CXCL5系由宫颈癌细胞中的Hela细胞株表达，体外试验证实CXCL5过表达促进了Hela细胞在体外的增殖和迁移活动。Wang等[26]研究发现 CXCL5在丝裂霉素c耐药M-RT4膀胱癌细胞株中过表达；同时，重组人CXCL5(rhCXCL5)处理的亲代M-RT4细胞降低了丝裂霉素c敏感性，相反，敲除CXCL5则可增加M-RT4细胞对丝裂霉素c 的敏感性，进一步机制研究显示CXCL5可能通过激活EMT和NF-kB通路促进丝裂霉素耐药。不仅如此，有研究[27-28]显示CXCL5表达差异可以预测纳武单抗治疗晚期黑色素瘤的疗效及免疫相关副反应发生率。

鉴于单个研究样本较少，存在一定程度系统性偏倚，Oncomine数据库[29]应运而生，它通过整合GEO、TCGA等数据库来源的DNA、RNA数据信息，目前已收集715个基因表达数据集，86 733个癌症组织与正常组织的样本信息,是分析癌症组织和正常组织差异表达的最大的基因芯片数据库之一，不仅供研究者进行数据挖掘，还具有二次分析功能，为差异基因寻找及功能分析做出重大贡献。挖掘Oncomine数据库是胃癌[30]、结肠癌[31]、肝癌[32]等多种肿瘤研究热点。

本研究利用Oncomine数据库进行挖掘，发现胰腺癌组织中CXCL5表达显著高于癌旁正常组织，与Gu等[22]研究结论一致。利用Kaplan Meier-Plotter在线分析工具进行生存分析发现,CXCL5高表达组患者总生存时间显著短于低表达组。进一步亚组分析显示在不同性别、I～II期分期，1～2级分化的胰腺癌中，CXCL5高表达组患者总生存时间显著短于低表达组，而在III～IV期，3～4级分化的胰腺癌中，CXCL5表达差异无统计学意义，有待进一步扩大样本量研究分析。