PBK基因在膀胱癌中的表达及临床意义*

2021-07-26陈思超张冉熊巧华朱家永张文杰翁鸿曾宪涛

西部医学 2021年7期

陈思超张冉熊巧华朱家永张文杰翁鸿,2,3,4 曾宪涛,2,3

(1. 武汉大学中南医院循证与转化医学中心，湖北武汉430071；2.武汉大学循证与转化医学中心，湖北武汉430071 ；3.武汉大学第二临床学院循证医学与临床流行病学教研室，湖北武汉 430071；4.武汉大学中南医院泌尿外科，湖北武汉 430071)

膀胱癌是泌尿系统中第二常见的恶性肿瘤，也是男性中第六常见的恶性肿瘤[1]。随着人口老龄化、环境污染的加剧和诊断技术的提高，膀胱癌的发病率逐年上升[2-3]。膀胱癌主要由非侵袭性膀胱癌和侵袭性膀胱癌组成。其中，非侵袭性膀胱癌不侵犯膀胱肌层，约占70%[4]，标准治疗方案为经尿道膀胱肿瘤切除术[5]，但术后1年内疾病复发率为15%～60%[6-7]，总疾病复发率为40%～80%[8]。对于侵袭性膀胱癌患者，则推荐根治性膀胱切除术或经尿道膀胱肿瘤切除术联合放疗化疗。膀胱癌的治疗现状目前仍不是非常令人满意，更深入地明确疾病发生发展机制并寻找新的诊治方法非常重要。PBK (PDZ-binding kinase,PBK) 也被称为淋巴因子激活的杀伤T细胞源蛋白激酶(Lymphokine-Activated Killer T-Cell-Originated Protein Kinase，TOPK)，在有丝分裂调控过程中起重要作用。PBK在包括结直肠癌、肺癌、卵巢癌和前列腺癌等多种肿瘤中高表达，且伴随PBK高表达的肿瘤患者预后常常更差[9-10]。然而，关于PBK 与膀胱癌的发生发展关系的研究却较少。本研究将利用基因表达汇编(The Gene Expression Omnibus，GEO)数据库中的膀胱癌在线数据，分析并明确PBK基因的表达与膀胱癌生存预后的关联。

1 资料和方法

1.1 数据集来源从GEO数据库(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/)中下载膀胱癌基因表达数据GSE13507[11-12]。该数据集应用Illumina公司的Illumina human-6v2.0 expression bead chip基因表达芯片，其中PBK基因对应的探针为ILMN_1673673。GSE13507中包含165例原发性膀胱癌患者的基因表达数据及年龄、性别、侵袭性、临床分级、TNM分期、疾病进展和疾病复发等临床病理特征和生存状态。

1.2 PBK表达与临床病理特征和预后应用两独立样本t检验比较膀胱癌组织和正常膀胱组织的PBK基因表达量差异，然后根据PBK基因相对表达量的中位数将所有原发性膀胱癌样本(n=165)分为低表达组(n=83)和高表达组(n=82), 接着应用2检验分析两组患者临床病理特征的差异，并应用Kaplan-Meier法和对数秩检验进行生存分析，从而探究PBK基因与原发性膀胱癌的临床病理特征及预后的关联。

1.3 基因富集分析利用基因富集分析法(gene set enrichment analysis，GSEA)探索PBK表达对膀胱癌预后的影响的可能机制。从GSEA网站MsigDB数据库中获取hallmark gene sets基因集为参照基因集，按照默认加权富集统计的方法置换次数为1000次。以P<0.05及错误发现率<0.25的基因集作为显著富集基因集。

1.4 统计学分析采用SPSS 24.0(IBM Corp.，Armonk，NY)和GraphPad Prism 6(GraphPad Software Inc.，La Jolla，CA)统计学软件进行数据分析，P<0.05为差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 PBK在膀胱癌组织和正常膀胱组织中的表达量比较膀胱癌组织中PBK的相对表达量为 (8.30±0.99)，显著高于正常膀胱组织 (7.49±0.69) (P<0.001)，见图1。膀胱癌组织中PBK相对表达量中位数为8.19，故PBK相对表达量小于等于8.19的患者归于低表达组，共83例。而PBK相对表达量大于8.19 的患者归于高表达组，共82例。

图1 PBK在膀胱癌组织和正常膀胱组织中的表达量

2.2 PBK表达量与膀胱癌临床病理特征在GSE13507数据集中，PBK表达与性别(P<0.001)、年龄(P=0.027)、侵袭性(P<0.001)、分级(P<0.001)、T分期(P=0.001)、N分期(P=0.015)、M分期(P<0.001)、疾病进展(P<0.001)和疾病复发(P<0.001)显著相关，见表1。

表1 PBK表达水平与临床病理特征的关系

2.3 PBK高表达与膀胱癌预后 PBK高表达组的生存曲线比低表达组下降更为显著，差异具有统计学差异(HR=0.5133，95%CI：0.3180～0.8283，P=0.0023)；PBK高表达的膀胱癌患者也具有更低的肿瘤特异性生存率(HR=0.2873，95%CI：0.1428～0.5781，P=0.0003)，见图2。表明PBK高表达的膀胱癌患者总生存率更低。

图2 PBK表达与膀胱癌预后

2.4 GSEA分析 PBK高表达的膀胱癌细胞样本富集了与MYC信号通路、G2M检查点、精子发生、E2F转录因子、未折叠蛋白反应相关的基因集，见表2。说明PBK可能通过影响上述信号通路、检查点或生理过程来影响膀胱癌的发生发展。

表2 基因集富集分析

3 讨论

膀胱癌是泌尿生殖系统第二常见的恶性肿瘤。2018年全世界新发膀胱癌约有549000例，膀胱癌死亡病例约有200000例[1]。2014年中国新发膀胱癌约有78000例，全国膀胱癌死亡病例约为32100例[13]。当前膀胱癌仍是一种治疗手段有限且治疗效果欠佳的疾病，迫切需要新的诊治方法问世。

PBK在肿瘤细胞的增殖过程中起重要调控作用[14]。PBK的敲除会导致G2/M细胞周期阻滞和细胞凋亡[15]。此外，PBK也与肿瘤的侵袭转移密切相关。Yang等[16]研究表明PBK在肝癌细胞中高表达，通过ETV4-uPAR信号通路促进肝癌细胞侵袭和迁移，与肝癌患者预后差密切相关。Ma等[17]研究表明PBK促进高级别浆液性卵巢癌的转移，且与铂类化疗药物抵抗相关，其高表达会降低患者生存率。Ohashi等[18]研究表明，PBK的高表达与胃癌血管侵袭、肿瘤深度和复发率显著相关，PBK高表达的胃癌患者具有更低的肿瘤特异性生存率。

Krempler等[19]研究表明，G2M检查点的不完整与电离辐射后S期和G2期细胞的染色体不稳定性相关。且另有研究表明，G2M检查点表达的下调或消除与细胞凋亡有关[20-21]。本研究显示，当PBK高表达时，膀胱癌中G2M检查点的表达量是相对高的，表明高表达的PBK可能是通过上调G2M的表达使膀胱癌细胞凋亡受阻，从而影响膀胱癌患者预后。当PBK表达上调时，精子发生过程中的基因也呈现相对高表达。癌症/睾丸抗原是一种仅在精子发生过程中的生殖细胞中和某些肿瘤细胞中特异性表达的抗原，起原癌基因或抑癌基因的作用[22]。PBK已被证实是一种在乳腺癌细胞中表达的新型癌症/睾丸抗原[23]。李小辉等[24]研究表明当膀胱癌细胞的E2F通路蛋白表达被microRNA-503-5P抑制时，细胞生长被抑制。本研究中PBK高表达时E2F通路蛋白的表达量相对较高。此外，之前的研究也表明膀胱癌细胞外小泡可通过诱导内质网中的未折叠蛋白反应使非恶性尿路上皮细胞完成恶性转化[25]。

本研究发现PBK基因在膀胱癌中高表达，且PBK表达量与膀胱癌侵袭性、临床分级、TNM分期以及疾病复发、进展密切相关，PBK表达量高的患者疾病总生存率和肿瘤特异性生存率均显著低于PBK量低的患者。此外，GSEA分析发现PBK可能通过作用于MYC信号通路、G2M检查点、精子发生、E2F转录因子通路、未折叠蛋白反应等肿瘤相关的信号通路或检查点或生物学过程影响膀胱癌的预后。基于以上结果，PBK可能成为膀胱癌新型肿瘤标志物或者治疗靶点。我们的研究也有其局限性，首先这是一个回顾性研究，尚不能确定；其次，本文只是对PBK调控的信号通路或生理过程做出假设，还需进一步的临床基础研究最终确定PBK基因影响膀胱癌预后的具体通路。