基于TCGA数据库分析CENPA在肝细胞肝癌中的表达及临床意义

石慧娟，袁博，孙荣青，杜玉明

(郑州大学第一附属医院 重症医学科，河南 郑州 450000)

目前，肝细胞肝癌(hepatocellular carcinoma，HCC)是最常见的恶性肿瘤之一，尽管目前临床上针对HCC采用很多治疗方法，如肝切除、肝移植、肿瘤消融以及药物治疗等方案，但是HCC的发病率和病死率每年都在升高[1-2]。准确的预后可以帮助临床医生为患者做出个性化的治疗计划，对优化疾病结局至关重要，因此急需生物标志物来预测HCC患者的预后。着丝粒蛋白A(centromere protein A，CENPA)是着丝粒特异性组蛋白H3的一种变体，在着丝粒的形成过程中起关键作用，它可将着丝粒变成一个染色体和蛋白的复合物，通过确保着丝粒和动粒的正常形成和功能，在细胞周期调节、细胞分裂和基因稳定性等方面起重要作用[3-4]。CENPA基因表达升高可导致CENPA定位错误，随后在染色体臂中形成异位新着丝粒和动粒，这些异位结构扰乱了细胞分裂中染色体的正常分离，形成非整倍体，导致肿瘤发生[5-6]。另外，CENPA基因表达水平升高与基因组不稳定性之间存在直接联系，这种情况也会引发癌症并促进疾病进展[7]。许多研究已经确定了CENPA基因在癌症中的异常表达，过度表达可以预测患者对治疗的反应和生存周期，但在HCC中的报道尚不多见[8-11]。本研究拟从癌症基因组图谱(the Cancer Genome Atlas，TCGA)数据库中提取HCC的相关资料，旨在探讨CENPA基因在HCC中的表达情况以及临床意义。

1 资料与方法

1.1 数据收集、筛选和整理从TCGA数据库中下载，得到369例HCC癌组织样本和50例癌旁组织样本对应的CENPA基因表达情况的资料，同时下载得到这369例HCC患者的临床病理及生存资料。根据患者的生存状况、总生存期、性别、年龄、体质量指数(body mass index，BMI)、癌症家族史、病毒性肝炎病史、病理学分级、TNM分期、血管侵犯及血清甲胎蛋白(alpha-fetoprotein，AFP)水平进行筛选，最终选取240例HCC患者。依据CENPA基因的中位表达水平(92.00)将HCC患者分为低表达组(≤92.00)和高表达组(>92.00)，其中低表达组119例，高表达组 121例。

1.2 观察指标(1)CENPA基因在HCC患者癌组织和癌旁组织中的表达情况；(2)CENPA基因表达水平与HCC患者临床病理特征的相关性；(3)CENPA基因表达水平、临床病理特征与HCC患者预后的相关性。

1.3 统计学方法采用SPSS 22.0统计软件进行数据分析。CENPA基因表达水平以中位数(四分位数)[M(P25，P75)]表示，采用edgeR软件包计算其表达水平；计数资料以频数和率(%)表示，组间比较采用χ2检验；采用单因素和多因素Cox回归分析CENPA基因表达水平、临床病理特征与HCC患者预后的相关性。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1CENPA基因表达情况CENPA基因在HCC癌组织中的中位表达水平为92.00(34.25，197.75)，CENPA在癌旁组织中的中位表达水平为5.00(2.75，9.25)，与癌旁组织相比，CENPA基因在HCC癌组织中表达水平较高(P<0.05)。

2.2CENPA基因表达水平与HCC患者临床病理特征的相关性HCC癌组织中CENPA基因表达水平与HCC患者的性别、病理学分级、血清AFP水平均相关(P<0.05)，与HCC患者的年龄、BMI、癌症家族史、病毒性肝炎、TNM分期、血管侵犯无关(P>0.05)。见表1。

表1 CENPA基因表达水平与HCC患者临床病理 特征的相关性

2.3CENPA基因表达水平及临床病理特征与HCC患者预后的单因素分析单因素Cox回归分析显示，有癌症家族史患者的总生存期短于无癌症家族史患者，有病毒性肝炎患者的总生存期短于无病毒性肝炎患者，TNM分期Ⅲ～Ⅳ期患者的总生存期短于TNM分期Ⅰ～Ⅱ期患者，CENPA基因高表达患者的总生存期短于低表达患者(P<0.05)。HCC患者的性别、年龄、BMI、病理学分级、血管侵犯、血清AFP水平均与患者的总生存期无关(P>0.05)。见表2。

表2 CENPA基因表达水平及临床病理特征与HCC患者 预后的单因素分析

2.4CENPA基因表达水平及临床病理特征与HCC患者预后的多因素分析癌症家属史、病毒性肝炎、TNM分期Ⅲ～Ⅳ期以及CENPA基因高表达被纳入到多因素Cox回归分析中，癌症家族史、TNM分期Ⅲ～Ⅳ期以及CENPA基因高表达是影响HCC患者预后的独立危险因素(P<0.05)。见表3。

表3 CENPA基因表达水平及临床病理特征与HCC患者 预后的多因素分析

3 讨论

HCC在癌症相关死亡原因中排第3位，患者5 a生存率不高。传统意义上的临床特征，如年龄、临床分期和血管肿瘤侵袭是影响临床结果的重要因素[12]。近年来研究发现，非侵入性成像如超声、CT检查等，可能有助于评估HCC患者的预后[13]。本研究对从TCGA数据库提取的数据进行分析，也证实了HCC患者的一些临床特征(有癌症家族史、病毒性肝炎史以及TNM分期)与预后相关。然而，由于HCC复杂的分子调控和细胞异质性，相同癌症分期患者的临床结果不同，比如肝活检的样本变异性就会妨碍其测定的可靠性，这表明传统临床信息的预测能力有限[13]。因此，迫切需要探索新的方法以更准确地预测患者的预后。

CENP家族成员被认为是肿瘤发生发展的重要功能基因。已知着丝粒蛋白H(centromere protein H，CENPH)的高表达会导致舌癌患者预后不佳[14]，着丝粒蛋白M(centromere protein M，CENPM)的过度表达会促进肝癌的发生[15]，着丝粒蛋白F(centromere protein F，CENPF)的过度表达会促进鼻咽癌、胃肠道间质瘤和乳腺癌的发展[16]。本研究中CENPA就是CENP家族的一个主要组成部分，CENPA作为着丝粒特异性变体，被认为是着丝粒识别和繁殖的关键表观遗传标记，它具有两个主要功能：(1)着丝粒形成和维持的必要条件；(2)形成动粒组装的平台，并介导染色体分离[17-18]。CENPA过多或过少都可能破坏基因组的完整性，导致染色体错聚，发生肿瘤。

既往研究发现，CENPA在乳腺癌、卵巢癌、肺腺癌、结直肠癌、骨肉瘤等20多种癌症组织中高表达[5,19-22]。另外，Zhang等[23]在乳腺癌患者中证实了CENPA高表达和激素受体表达缺乏显著相关，Sun等[9]发现CENPA高表达与乳腺癌晚期显著相关。本研究分析了从TCGA数据库中提取的数据，发现CENPA基因在HCC癌组织与癌旁组织中表达存在差异，CENPA基因在HCC癌组织中高表达。此外，本研究还分析了CENPA基因表达与临床病理特征的关系，CENPA基因高表达与HCC男性患者、血清高AFP水平密切相关，且病理分级晚期(Ⅲ～Ⅳ期)HCC患者CENPA基因表达高于早期(Ⅰ～Ⅱ期)HCC患者。这表明CENPA基因可能在HCC的进展中起重要作用。

CENPA作为致癌基因，与很多癌症的预后相关，在乳腺癌、膀胱癌、中枢神经系统肿瘤、肾癌和胃癌中，CENPA高表达与其预后不良有关[24]；在肺腺癌、原发性骨肉瘤、上皮性卵巢癌以及前列腺癌患者中，CENPA高表达的患者总生存期和无进展生存期均短于CENPA低表达的患者[21-22,25]。本研究多因素Cox回归分析显示CENPA基因高表达可能是HCC患者预后不良的独立预测因子，CENPA基因表达水平升高可作为预后不良的生物标志物。

既往研究提示乙型肝炎病毒X蛋白(hepatitis B virus X protein，HBx)缺失在乙肝病毒相关的HCC组织中经常被观察到，在HCC组织中CENPA的表达与HBx突变呈正相关[26]。但本研究发现CENPA基因表达水平与病毒性肝炎无关，可能与本研究选取的病例数量有限相关，希望将来能获取更多的样本研究CENPA基因表达水平与病毒性肝炎的相关性。

综上所述，本研究强调了CENPA基因高表达在HCC发生发展中的重要作用，且可能提示HCC患者预后不良，有望成为未来HCC诊断和预后评价的潜在生物标志物。