基于数据挖掘分析CC类趋化因子在宫颈癌中的表达及意义

马加兰

滕州市第一人民医院妇产科，山东滕州 277514

宫颈癌是起源于子宫颈的一类恶性肿瘤，是女性生殖系统最常见的恶性肿瘤之一。 在2018年世界卫生组织癌症报告中，世界范围内宫颈癌新增患者数约为57万人，病死人数约为31万人，其发病率位列第8位。在女性中，宫颈癌的发病率和病死率均位列第4位[1-2]。

趋化因子是一类由细胞所分泌的、具有使周围反应性细胞定向趋化能力的细胞因子或信号蛋白，其分子量通常为8~10千道尔顿（kilodaltons,kD）。其中CC类趋化因子，也叫做β趋化因子。目前，在哺乳动物中，CC类趋化因子至少包括27种不同的成员，分别命名为CC趋化因子配体（CCL）1~28，其中，CCL9与CCL10相同[3]。

近年来在肿瘤研究中，CC类趋化因子对肿瘤发生发展的影响日趋引起重视，但CC类趋化因子在宫颈癌发生发展中的作用及其与宫颈癌的预后关联较少报道。该研究通过肿瘤数据库探究CC类趋化因子在宫颈癌与正常组织中的表达差异并分析其表达与宫颈癌患者预后的关系。报道如下

1 材料方法

1.1 GEPIA数据库

GEPIA数据库是由北京大学张泽民教授团队建立，其中包含33种肿瘤的表达信息。该研究通过GEPIA数据库分析CC趋化因子家族在宫颈癌组织与正常组织间的表达差异，并分析其对宫颈癌患者总生存率（over-all survival,OS）及无病生存率（diseasefree survival,DFS）的影响。数据库检索日期为2020年4月25日。

1.2 UALCAN网站

UALCAN（http://ualcan.path.uab.edu/index.html）是一个癌症数据在线分析和挖掘的网站，主要是基于TCGA数据库中的相关癌症数据进行分析。该研究利用UALCAN进行宫颈癌与正常组织的启动子甲基化水平差异分析。数据库检索日期为2020年4月25日。

1.3 STRING数据库

STRING数据库用于分析生物学基因或蛋白相互作用，其整合了已知和预测的蛋白质相互作用的生物数据。数据库检索日期为2020年4月25日。该研究在STRING数据库中设置检索条件为：①Protein Name:CCL20；②Organism:Homo sapiens；③Minimum required interaction score:medium confidence（0.400）；④Max number of Interactors:no more than 20 interactors。

1.4 统计方法

采用SPSS 19.0统计学软件进行数据分析，采用独立样本t检验或单因素方差分析评价CC趋化因子家族各因子在不同组别的表达差异，用Kaplan-Meier法对宫颈癌患者进行生存分析，用Cox比例风险回归模型分析CC趋化因子的表达与宫颈癌患者预后的关系，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 CC趋化因子家族在宫颈癌中的表达

设定Log2FC>1.5或Log2FC<-1.5，P＜0.05的条件下，相较于正常组织，CCL3、CCL5、CCL18、CCL20在宫颈癌组织中高表达，CCL14、CCL21、CCL23在宫颈癌组织中低表达。

2.2 CC趋化因子与宫颈癌患者预后的关系

对上述7种差异表达的趋化因子分别做全因生存分析（overall survival，OS）和无病生存分析（disease free survival，DFS）。结果发现，在全因生存分析中，CCL20高表达的宫颈癌患者生存时间低于CCL20低表达者，LogrankP=0.041，HR=1.6。见图1。

图1 趋化因子表达水平对宫颈癌患者无病生存期的影响

2.3 CCL20的蛋白相互作用

利用STRING数据库按照前述条件对CCL20进行蛋白质相互作用网络（PPI）分析。结果显示相互作用节点数21个，除趋化因子外，与CCL20存在相互作用者为IL-10和STAT3。见图2。

图2 CCL20蛋白质相互作用分析

2.4 CCL20启动子甲基化水平

在宫颈癌与正常组织的甲基化水平差异分析中，相较于正常组织，宫颈癌组织中CCL20启动子甲基化水平较低，差异有统计学意义（P=0.002）。见图3。

图3 CCL20基因启动子甲基化水平

3 讨论

宫颈癌是女性中最为常见的恶性肿瘤之一，每年数十万的新发病例给患者家庭及国家带来了极大的负担。

该研究利用数据库资料分析了CC类趋化因子在宫颈癌中的表达及其与宫颈癌患者预后的关系。分析发现了CCL3、CCL5、CCL14、CCL18、CCL20、CCL21、CCL23等7种在宫颈癌组织中差异表达的因子，但生存分析发现仅有CCL20的表达水平与宫颈癌患者的预后存在显著的关联。为探究这一现象可能的原因，研究者进行了宫颈癌CCL20启动子甲基化水平的分析和CCL20蛋白相互作用网络分析。甲基化分析发现宫颈癌组织中CCL20基因启动子的甲基化水平较正常组织降低，有利于升高CCL20的表达水平，而蛋白相互作用网络分析发现CCL20与IL-10和STAT3之间有可能存在相互作用。

先前的研究表明[4-5]，IL-10在宫颈癌中的表达水平呈上调状态，且IL-10可能与宫颈癌患病风险增加以及不良预后相关。IL-10对白细胞的激活、多种白细胞介素的释放以及肿瘤坏死因子的生物合成具有抑制作用，而对T细胞的凋亡，肿瘤的增殖以及血管生成则具有促进作用[6-11]。STAT3是STAT蛋白家族的一员，可以参与介导多种细胞因子，尤其是生长因子类物质的作用过程。STAT3可以通过MAPK和非受体酪氨酸激酶信号通路被激活，进而参与细胞增殖和凋亡等重要的生命活动，在癌症的发生发展中发挥了重要作用[12]。由此，CCL20可能通过与IL-10和STAT3相互作用，既增强了宫颈癌细胞的各项生物学行为，又使得宫颈癌细胞逃避免疫系统，从而导致了宫颈癌患者的不良预后。

值得一提的是，CCL14、CCL21和CCL23的表达水平虽然未与宫颈癌患者的预后存在显著关联，亦未在各亚组中存在差异表达，但其表达水平远低于正常组织，且统计学差异十分显著，其在宫颈癌中的作用值得进一步研究和探讨。

先前有关CC类趋化因子在宫颈癌中作用的相关报道较少，二者的相关性目前尚不明确。该研究通过挖掘数据库信息，分析了CC类趋化因子的表达水平与宫颈癌的关联，探究了CCL20导致宫颈癌患者不良预后的可能机制，为宫颈癌的基础研究提供了新的思路和方向。同时，CCL20可能成为潜在的宫颈癌患预后评价指标，但详细的分子生物学调控机制仍需要基础研究来进一步深入探究。