PAX8 在卵巢癌中的表达及临床意义

徐颖，傅芬

（1 江西省上饶市第二人民医院，江西 上饶；2 南昌大学第二附属医院，江西 南昌）

0 引言

卵巢癌是发生在卵巢的恶性肿瘤疾病，其病理类型复杂，其中85% -90%为卵巢上皮性肿瘤[1,2]，主要以卵巢浆液性癌最常见。由于卵巢解剖位置隐蔽，卵巢癌早期病变不易发现，而目前又缺乏卵巢癌普查和早期诊断的有效措施，导致多数患者就诊时已达晚期[3]，治疗效果和预后很差，致使卵巢癌的5 年存活率仅为40% -50%，死亡率居妇科恶性肿瘤之首[4]。近年来越来越多的研究发现转录因子与肿瘤的发生密切相关，因其具有调控基因转录、调控细胞周期和促进发病机制的功能，在肿瘤发生发展过程中起着重要作用[5]。PAX8（paired-box 8) 是类非常保守的转录因子，特异性表达在甲状腺、肾导管组织、副中肾管组织及其肿瘤中[6-8]。女性生殖系统起源于胚胎副中肾管，近年来有研究发现PAX8 是上皮性卵巢癌重要的标志物[9,10]。本文利用GEO 和TCGA 公共数据库重点研究PAX8 在卵巢癌中的表达情况，分析PAX8 与卵巢癌临床病理特征和患者预后的关系，结果报道如下。

1 材料与方法

1.1 数据源

本研究从GEO（https://www.geogroup.com）下载卵巢癌基因表达谱数据集，通过cBioPortal(http://www.cbioportal.org/) 下载TCGA 卵巢癌临床样本的基因组数据，通过GTEx(https//www.gtexportal.org/) 数据库下载正常卵巢样本，从TCGA 数据库中下载卵巢癌患者的临床病理特征数据和表达值数据，从KM-plot 数据库（http://kmplot.com/analysis/）下载GEO 数据集合中患者的生存和预后信息。

1.2 方法

本研究在GEO 数据库搜索关键词：Ovarian cancer,限 制Organism 为Homo sapiens, 限 制Study type 为Expression profiling by array。 纳 入 标 准：（1）数 据 集为全基因组的表达mRNA 芯片数据；（2）芯片平台包括[HG-U133_Plus_2] Affymetrix Human Genome U133 Plus 2.0 Array,[HT_HG-U133A] Affymetrix HT Human Genome U133A Array, [HG-U133A_2] Affymetrix Human Genome U133A 2.0 Array,[HG-U133A] Affymetrix Human Genome U133A Array；（3）临床样本为卵巢癌组织和非卵巢癌组织（包括正常组织、非癌组织和癌旁组织）；（4）原始数据集为GEO。经过条件检索筛选出7 个表达谱数据集（GSE6008,GSE26712,GSE27651,GSE2945 0,GSE36668，GSE18520 和GSE52037），统一用RMA 算法对7 个数据集进行预处理，借助R 语言，利用Rstudio软件（1.0.136 版本）和R 软件（3.2.3 版本）对基因表达谱进行Meta 分析。下载TCGA 卵巢癌临床样本的基因组数据（截止日期为2017 年10 月）, 选取的数据集为Ovarian Serous Cystadenocarcinoma。采用均数作为Kaplan-Meier 曲线分析以及Cox 回归分析模型中的截断值。绘制Kaplan-Meier 生存曲线，采用对数秩检验来检验表达不同的两组生存与基因表达有无统计学意义。

1.3 统计学分析

利用R 软件（3.2.3 版本）对基因表达谱进行统计学分析，通过SPSS22.0 的χ2检验对基因表达水平与患者临床病理特征进行统计学分析，生存分析采用Kaplan-Meier 法结合对数秩检验，当P＜0.05 认为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 PAX8 在卵巢癌中的表达水平

从7 个表达谱数据集中收集到450 个样本（396 个病例和54 个对照），筛查到PAX8 所对应探针（221990-at）在所有7 个研究中与对照组比较均显著上调（P＜0.01，表1）。

表1 PAX8 所对应探针（221990-at）的差异表达情况

从7 个数据集得到的13,294 个基因的表达矩阵进行Meta 分析，将GEO 数据集中Meta 分析的Z 值与P值进行散点图（图1）比对，可以看出有明显的线性关系，即两种Meta 分析有明显的一致性。PAX8 所对应探针（221990-at）与对照组比较，显著表达量显著上调（Z=10.526,P=6.53E-26）。

图1 7 个卵巢癌数据集中组织和癌旁组织表达差导的Meta 分析总结

图2 PAX8 在癌症组织和癌旁组织表达差异的Meta 分析的森林图

通过计算效应尺度加权均数差及其95%CI 绘制出Meta分析的森林图（图2）证实，PAX8 在多个研究中高表达稳定，无异质性（SMD ＝3.66，95%CI ＝2.88-4.45，P=0.02)。

为了验证以上结构，本研究获取截止2017 年10月TCGA 数据库中卵巢癌临床样本的基因组数据，该数据包含了426 例卵巢癌临床样本，并通过GTEx 数据库下载88 例正常卵巢样本，进行表达差异分析。与正常卵巢组织相比，PAX8 表达在卵巢癌组织中的确上调(P=1.55E-104)。

同时，通过对31 种肿瘤（包括9498 个病例和5540个对照）的分析显示，PAX8 在大多数肿瘤的癌组织中均低表达，仅在CHOL、OV、PAAD、STAD、UCEC 和UCS中高表达，提示该基因在卵巢癌中发挥特异性调控作用。

2.2 PAX8 过表达对卵巢癌临床表型的影响

从TCGA 网站下载415 例卵巢癌表达谱及临床信息，分析探讨了PAX8 表达水平与卵巢癌临床病理因素的相关性，PAX8 高表达与患者肿瘤TNM 分期、肿瘤组织学分级无关(P＞0.05)，而与患者的年龄有关(P＜0.01，表2)。

基于GEO 数据集中患者的生存和预后信息的生存分析（图3），PAX8高表达确实与卵巢癌生存预后相关(P=0.0035，图3-B)，高水平的PAX8 的患者生存能力好；且高水平的PAX8 的患者无病生存期也延长，提示PAX8 与好的生存预后显著相关。以上两个结果提示，PAX8 很可能作为肿瘤良好生存预后的预测因子，在卵巢癌的发生过程中可能具有重要作用，可能作为卵巢癌发生过程中潜在的预测靶点。

表2 PAX8 表达水平与患者年龄、肿瘤组织学分级、肿瘤TNM分期的相关性

图3 PAX8 表达在卵巢癌中的生存分析 A)基于总生存时间的分析；B)基于无病生存期的分析

3 讨论

PAX（paired box）因子是类非常保守的转录因子，由配对域、八肽域和同源域三个结构域构成，配对域是PAX 蛋白与DNA 结合的主要功能域，八肽域则行使转录抑制调节作用[11]。PAX 因子具有调节多个基因转录的功能，在机体的生长发育过程中对组织、器官的分化起着重要的调控作用。PAX 因子的异常表达会导致多种器官发育畸形和恶性肿瘤的发生，例如脊柱畸形[12]、眼球缺损或白内障[13]、肾细胞癌[14]、甲状腺癌等。PAX8 是PAX 基因家族的一个成员，有研究报导PAX8 与泌尿生殖系统的发育密切相关[15,16]，PAX8 突变体导致甲状腺良、恶性肿瘤的形成[17]，但是目前PAX8 突变导致肿瘤形成的分子机制尚不明确。

本研究利用GEO 和TCGA 数据库分析卵巢癌中PAX8 表达情况。从GEO 数据库筛选出7 个符合标准的表达谱数据集进行Meta 分析，结果显示PAX8 在卵巢癌组织中的表达普遍高于癌旁组织。从TCGA 数据库筛选出426 例卵巢癌临床样本进行表达差异分析，同时通过对31 种肿瘤组织和正常组织的表达差异分析，均提示PAX8 在卵巢癌组织中高表达，PAX8 的过表达是卵巢癌的特异，和其他学者的研究结论一致。从TCGA 数据库下载415 例卵巢癌表达谱及临床病理特征数据，同时下载GEO 数据集合中患者的生存和预后信息，结果显示PAX8 高表达与肿瘤TNM 分期、肿瘤组织学分级无关，而与患者的年龄有关，高表达的PAX8 的患者生存能力好，且高表达的PAX8 的患者无病生存期也延长，PAX8 高表达与肿瘤的不良预后呈负相关，提示PAX8 很可能作为肿瘤良好生存预后的预测因子。

综上所述，PAX8 表达于卵巢癌具有较高的特异性和敏感性，可作为卵巢癌的潜在预测靶点。卵巢癌中PAX8的表达与肿瘤TNM 分期、肿瘤组织学分级无关，而与患者年龄有关，PAX8 高表达的卵巢癌患者预后较好。