吳國(guó)芳 王倩 費(fèi)雪潔 陸軍

結(jié)腸癌是人類(lèi)高發(fā)的惡性腫瘤之一，歷年的發(fā)病率和病死率均呈上升趨勢(shì)，每年大約有140萬(wàn)的新發(fā)病例，其死亡人數(shù)將近70萬(wàn)［1］，且發(fā)病率每年都在持續(xù)增加。在2015年，結(jié)腸癌的發(fā)病率和死亡率在中國(guó)所有惡性腫瘤中均排名第五［2］。目前結(jié)腸癌的分子致癌機(jī)制尚未完全闡明。腎素-血管緊張素系統(tǒng)是重要的生理功能調(diào)節(jié)軸，該系統(tǒng)中的血管緊張素轉(zhuǎn)化酶抑制劑（ACEI）類(lèi)藥物在臨床作為降壓藥物廣泛應(yīng)用的同時(shí)，在體內(nèi)、外試驗(yàn)中具有抑制腫瘤發(fā)生、生長(zhǎng)和抗腫瘤血管生成，抑制細(xì)胞外基質(zhì)降解、治療惡病質(zhì)等多種作用。經(jīng)典或新型ACEI類(lèi)藥物在不久的將來(lái)將作為抗癌藥物的新成員得到臨床應(yīng)用［3-5］。有研究發(fā)現(xiàn)血管緊張素轉(zhuǎn)化酶2（angiotensin-converting enzyme 2，ACE2）可能通過(guò)抑制腫瘤血管生成來(lái)參與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展而被認(rèn)為是一個(gè)抑癌基因［6］。

因此，本研究通過(guò)對(duì)TCGA（The Cancer Genome Atlas）數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘，研究ACE2基因表達(dá)水平在結(jié)腸癌中的診斷價(jià)值，探索ACE2基因表達(dá)水平與結(jié)腸癌預(yù)后的關(guān)聯(lián)和機(jī)制，為研究結(jié)腸癌的發(fā)生發(fā)展機(jī)制提供科學(xué)線索。

資料與方法

一、資料數(shù)據(jù)來(lái)源

應(yīng)用TCGA分析ACE2表達(dá)差異和相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄組譜的臨床結(jié)腸癌樣本中ACE2相關(guān)調(diào)控信號(hào)通路，來(lái)源于TCGA（http://cancergenome.nih.gov/）。

二、數(shù)據(jù)集篩選和臨床病理學(xué)參數(shù)相關(guān)性分析

在TCGA數(shù)據(jù)集中的原始研究總樣本數(shù)為624例。其中，癌組織樣本275例，癌旁組織樣本349例。癌組織與癌旁組織的表達(dá)比較只保留含有同一患者的癌組織及癌旁組織表達(dá)信息的病例，臨床病理相關(guān)性分析和生存分析只保留包含完整上述資料的病例。以mRNA表達(dá)量的中位數(shù)為節(jié)點(diǎn)，將ACE2的表達(dá)定義為低表達(dá)組和高表達(dá)組，來(lái)檢測(cè)臨床惡性腫瘤階段，結(jié)腸癌患者存活率和ACE2表達(dá)之間的關(guān)系。

三、統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用Kolmogrov-smirnov One-sample test對(duì)計(jì)量資料進(jìn)行正態(tài)性檢驗(yàn)，服從正態(tài)分布的計(jì)量資料，病例與對(duì)照組間比較采用配對(duì)t檢驗(yàn)，否則采用Mann-WhitneyU非參數(shù)檢驗(yàn)。二分類(lèi)或多分類(lèi)變量進(jìn)行單因素生存分析時(shí)，用Kaplan-Meier法繪制生存曲線，并計(jì)算術(shù)后生存率；用Log-rank檢驗(yàn)進(jìn)行兩組或多組生存曲線的比較。統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)均為雙側(cè)檢驗(yàn)，P＜0.05時(shí)差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié) 果

一、ACE2在結(jié)腸癌患者中特異性高表達(dá)

研究總樣本數(shù)為624例。其中，癌組織樣本275例，癌旁組織樣本349例。624例結(jié)腸癌患者平均年齡為（64.0±12.5）歲，其中男性436例，女性188例。通過(guò)TCGA分析所有腫瘤樣本和配對(duì)正常組織中各個(gè)器官中的ACE2的表達(dá)差異（圖1）。我們發(fā)現(xiàn)ACE2在結(jié)腸癌患者的癌組織中，相對(duì)于正常的癌旁組織表達(dá)量顯著增高。這提示ACE2可能是治療結(jié)腸癌的潛在靶點(diǎn)和作為臨床預(yù)測(cè)的腫瘤標(biāo)記物。

二、ACE2與結(jié)腸癌患者預(yù)后的影響

ACE2的表達(dá)在同一患者的癌組織與癌旁組織有差異（圖2A）。癌組織中ACE2表達(dá)量升高，差異且有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=0.034，P＜0.05），提示結(jié)腸癌發(fā)生發(fā)展中 ACE2 的表達(dá)被激活。ACE2表達(dá)水平與結(jié)腸癌患者總體生存期明顯相關(guān)（P＜0.01），低表達(dá)患者總體生存期明顯優(yōu)于高表達(dá)的患者。提示ACE2低表達(dá)在結(jié)腸癌中是一種潛在的臨床預(yù)測(cè)的腫瘤標(biāo)記物。

圖1 ACE2在結(jié)腸癌患者中特異性高表達(dá)。通過(guò)TCGA分析所有腫瘤樣本和配對(duì)正常組織中各個(gè)器官中的ACE2的表達(dá)差異；ACE2在結(jié)腸癌患者的癌組織中，相對(duì)于正常的癌旁組織表達(dá)量顯著增高

圖2 ACE2與結(jié)腸癌患者預(yù)后的相關(guān)性分析。2A：ACE2的表達(dá)在同一患者的癌組織表達(dá)高于癌旁組織；2B：ACE2低表達(dá)組，其術(shù)后生存期越長(zhǎng)

討 論

結(jié)腸癌是我國(guó)常見(jiàn)的惡性腫瘤，具有高發(fā)病率和高致死率的特性，研究其發(fā)生發(fā)展機(jī)制有助于確定潛在治療靶點(diǎn)，能夠?yàn)楹罄m(xù)治療提供科學(xué)依據(jù)。TCGA是美國(guó)（國(guó)家癌癥研究所（National Cancer Institute）和美國(guó)人類(lèi)基因組研究所（National Human Genome Research Institute）共同運(yùn)營(yíng)的項(xiàng)目，旨在應(yīng)用高通量的基因組分析技術(shù)，以幫助人們對(duì)癌癥有個(gè)更好的認(rèn)知，從而提高對(duì)于癌癥的預(yù)防、診斷和治療能力。TCGA數(shù)據(jù)庫(kù)已經(jīng)成為研究者們使用生物信息技術(shù)來(lái)預(yù)測(cè)腫瘤發(fā)生與發(fā)展機(jī)制靶點(diǎn)的常用數(shù)據(jù)庫(kù)。

腎素-血管緊張素系統(tǒng)是一種經(jīng)典的循環(huán)酶通路，通過(guò)對(duì)循環(huán)系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)以及神經(jīng)系統(tǒng)等產(chǎn)生影響，在維持血壓及水電解質(zhì)、酸堿平衡方面起著重要的調(diào)節(jié)作用。ACE是一種外肽酶，其主要功能是催化血管緊張素Ⅰ轉(zhuǎn)化為血管緊張素Ⅱ，使緩激肽失活。血管緊張素轉(zhuǎn)化酶抑制劑通過(guò)抑制ACE的活性成為治療高血壓、心力衰竭、糖尿病合并高血壓等疾病的理想靶點(diǎn)［8］。最近的研究發(fā)現(xiàn)ACE2可以作為腫瘤預(yù)測(cè)標(biāo)志物來(lái)臨床指導(dǎo)肝癌、胰腺癌以及胸部腫瘤的早期診斷［9-10］。本研究發(fā)現(xiàn)在TCGA數(shù)據(jù)集中的624例結(jié)腸腺癌中，ACE2在275例癌組織與349例癌旁組織的表達(dá)相比差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，ACE2在結(jié)腸癌患者中高表達(dá)。隨后我們只保留含有同一患者的癌組織及癌旁組織表達(dá)信息的病例，以mRNA表達(dá)量的中位數(shù)為節(jié)點(diǎn)，將ACE2的表達(dá)定義為低表達(dá)組和高表達(dá)組，然后將ACE2和結(jié)腸癌患者的臨床病理相關(guān)性分析和生存分析在只包含完整上述資料的病例中進(jìn)行分析，我們發(fā)現(xiàn)ACE2低表達(dá)的患者，其術(shù)后生存期明顯高于ACE2高表達(dá)的患者。以上結(jié)果提示，ACE2的表達(dá)和結(jié)腸癌患者的術(shù)后生存期相關(guān)，其在結(jié)腸癌發(fā)生與發(fā)展中的生物作用和生理功能值得后續(xù)工作去進(jìn)一步的研究。我們?cè)谠撗芯恐写嬖谝欢ǖ木窒扌?，最主要的是通過(guò)生物分析預(yù)測(cè)了ACE2和結(jié)腸癌患者的術(shù)后生存期相關(guān)而未在細(xì)胞和動(dòng)物層面去驗(yàn)證其具體的生物功能，但本研究為后續(xù)研究ACE2在結(jié)腸癌的發(fā)生發(fā)展的機(jī)制提供可科學(xué)線索?？傊?，結(jié)腸癌是一種高度惡性的腫瘤，ACE2的表達(dá)和結(jié)腸癌患者的術(shù)后生存期相關(guān)，其在結(jié)腸癌發(fā)生與發(fā)展中的具體生物作用和生理功能需要后續(xù)工作去進(jìn)一步的研究。