呂泊寧，宋紅權(quán)，焦曉輝

1.哈爾濱醫(yī)科大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150001；

2.哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院，黑龍江 哈爾濱 150001

SLC7A7是一種蛋白質(zhì)編碼基因，是溶質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白超家族的重要成員之一，研究發(fā)現(xiàn)，該基因突變可導(dǎo)致賴氨酸尿性蛋白耐受不良的發(fā)生。其在多種腫瘤中存在表達(dá)差異，能夠通過某些信號(hào)通路調(diào)控細(xì)胞周期、抑制腫瘤細(xì)胞遷移和侵襲，可能對(duì)腫瘤的預(yù)后具有重要意義［1］。近期的研究表明，SLC7A7的過表達(dá)與膠質(zhì)母細(xì)胞瘤患者的預(yù)后差有關(guān)［2］，SLC7A7在化學(xué)耐藥性卵巢癌中高表達(dá)，可以調(diào)節(jié)藥物在細(xì)胞中的運(yùn)輸，從而調(diào)節(jié)化學(xué)療法的反應(yīng)［3］。更重要的是，在巨噬細(xì)胞分化過程中，人單核細(xì)胞中SLC7A7的mRNA表達(dá)顯著增加［4］。這些發(fā)現(xiàn)表明，SLC7A7在癌癥的發(fā)生和發(fā)展中起著至關(guān)重要的作用。然而，SLC7A7在腫瘤進(jìn)展和腫瘤免疫學(xué)中的潛在功能和機(jī)制仍不清楚。

正常情況下，免疫系統(tǒng)可以識(shí)別并清除腫瘤微環(huán)境中的腫瘤細(xì)胞，但為了生存和生長(zhǎng)，腫瘤細(xì)胞能夠采用不同策略，使人體的免疫系統(tǒng)受到抑制，不能正常地殺傷腫瘤細(xì)胞，從而在機(jī)體抗腫瘤免疫應(yīng)答的各階段得以幸存。腫瘤免疫治療就是通過重新啟動(dòng)并維持腫瘤-免疫循環(huán)，恢復(fù)機(jī)體正常的抗腫瘤免疫反應(yīng)，從而控制與清除腫瘤的一種治療方法。SLC7A7表達(dá)可能參與非小細(xì)胞肺癌中腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞，T細(xì)胞衰竭和Treg的調(diào)節(jié)，并作為非小細(xì)胞肺癌的預(yù)后生物標(biāo)志物［5］。因此，SLC7A7基因可能在腫瘤免疫細(xì)胞浸潤(rùn)中起重要作用。在本研究中，我們?nèi)娣治隽薙LC7A7表達(dá)與免疫微環(huán)境之間的關(guān)系，并研究了其與泛癌預(yù)后的相關(guān)性。

1 材料與方法

1.1 SLC7A7表達(dá)的泛癌分析

TIMER（http://cistrome.org/TIMER/）是一個(gè)腫瘤浸潤(rùn)免疫細(xì)胞組分分析網(wǎng)站，既可以比較腫瘤樣本和正常組織中基因表達(dá)量的差異，同時(shí)若輸入腫瘤樣本的基因表達(dá)譜數(shù)據(jù)，也可以預(yù)測(cè)每個(gè)腫瘤樣本中浸潤(rùn)的免疫細(xì)胞組成［6］。

1.2 SLC7A7拷貝數(shù)變異和突變的泛癌分析

cBioportal癌癥基因組學(xué)門戶網(wǎng)站（http://cbioportal.org）是一種開放式資源，能夠分析來自各種腫瘤樣本的基因組變化。我們使用了cBioPortal來識(shí)別SLC7A7拷貝數(shù)變化和突變的頻率［7］。

1.3 腫瘤突變負(fù)荷估算

使用R中的TCGAbiolinks軟件包下載了突變注釋文件。腫瘤突變負(fù)荷（TMB）被定義為每兆堿基組的體細(xì)胞變異數(shù)［8］。

1.4 微衛(wèi)星不穩(wěn)定性

MANTIS是用于識(shí)別配對(duì)的正常-腫瘤患者樣本中微衛(wèi)星不穩(wěn)定性的工具。使用MANTIS從TCGA數(shù)據(jù)庫估計(jì)了33種癌癥類型的微衛(wèi)星不穩(wěn)定性（MSI）。使用平均距離閾值=0.4區(qū)分微衛(wèi)星穩(wěn)定（MSS）腫瘤和高不穩(wěn)定（MSI-H）的腫瘤［9］。

1.5 腫瘤免疫微環(huán)境分析

CIBERSORT用于使用R包評(píng)估每個(gè)腫瘤樣品中浸潤(rùn)免疫細(xì)胞類型的相對(duì)分?jǐn)?shù)［10］。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

從癌癥基因組圖譜（TCGA）數(shù)據(jù)庫下載了多種正常和腫瘤組織的樣本的SLC7A7 mRNA表達(dá)數(shù)據(jù)。根據(jù)SLC7A7表達(dá)的中位數(shù)，將癌癥患者分為高和低SLC7A7表達(dá)亞組。Wilcoxon測(cè)試用于評(píng)估正常組織與腫瘤組織之間SLC7A7的表達(dá)差異。使用Kaplan-Meier方法計(jì)算總生存期（OS），并使用對(duì)數(shù)秩檢驗(yàn)比較生存曲線。進(jìn)行了Pearson分析，以評(píng)估SLC7A7表達(dá)水平與免疫檢查點(diǎn)相關(guān)基因之間的相關(guān)性。所有統(tǒng)計(jì)分析均使用R軟件（版本3.6.3 ）進(jìn)行。P＜0.05被認(rèn)為具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 泛癌SLC7A7表達(dá)

用TIMER數(shù)據(jù)庫分析腫瘤和正常組織樣本中的SLC7A7 mRNA表達(dá)水平。結(jié)果顯示，相對(duì)于正常組織，SLC7A7在六種癌癥中高表達(dá)，包括乳腺癌（BRCA），膽管癌（CHOL），食管癌（ESCA），多形成性膠質(zhì)細(xì)胞瘤（GBM），頭頸鱗癌（HNSC），胃癌（STAD），以及在皮膚黑色素瘤（SKCM）轉(zhuǎn)移中高表達(dá)，與此相反，在腎嫌色細(xì)胞癌（KICH），腎透明細(xì)胞癌（KIRC），腎乳頭狀細(xì)胞癌（KIRP），肺腺癌（LUAD），肺鱗狀細(xì)胞癌（LUSC）中低表達(dá)（圖1）。

圖1 SLC7A7在人類泛癌中的表達(dá)

2.2 多種癌癥中SLC7A7突變的頻率和拷貝數(shù)變化

使用cBioPortal研究SLC7A7突變和拷貝數(shù)變化。結(jié)果表明在多種癌癥類型中，子宮內(nèi)膜癌中的SLC7A7突變頻率最高。擴(kuò)增占拷貝數(shù)變化的0.75%（82/10950），而插入和缺失（indels）占0.19%（21/10950）（圖2）。

圖2 多種癌癥中SLC7A7拷貝數(shù)變化和突變的頻率

2.3 SLC7A7表達(dá)腫瘤突變負(fù)荷和微衛(wèi)星不穩(wěn)定性之間的相關(guān)性

腫瘤突變負(fù)荷（TMB）和微衛(wèi)星不穩(wěn)定性（MSI）已被發(fā)現(xiàn)與癌癥的免疫治療反應(yīng)和預(yù)后相關(guān)。研究者評(píng)估了多種癌癥類型的TMB，同時(shí)評(píng)估了SLC7A7表達(dá)與TMB之間的關(guān)系，并表明SLC7A7表達(dá)與乳腺癌（BRCA），結(jié)腸癌（COAD），食管癌（ESCA），頭頸鱗癌（HNSC），腎透明細(xì)胞癌（KIRC），腦膠質(zhì)瘤（LGG），肺腺癌（LIHC），肉瘤（SARC），甲狀腺癌（THCA），胸腺癌（THYM），葡萄膜黑色素瘤（UVM）中的TMB相關(guān)，而在其他癌癥中未發(fā)現(xiàn)任何相關(guān)性（圖3）。此外，研究者評(píng)估了不同腫瘤中SLC7A7表達(dá)與MSI狀態(tài)之間的關(guān)系。發(fā)現(xiàn)SLC7A7表達(dá)與膽管癌（CHOL），結(jié)腸癌（COAD），彌漫性大B細(xì)胞淋巴瘤（DLBC），食管癌（ESCA），頭頸鱗癌（HNSC），腎透明細(xì)胞癌（KIRC），腦膠質(zhì)瘤（LGG），肺腺癌（LUAD），肺鱗癌（LUSC），胰腺癌（PAAD），嗜鉻細(xì)胞瘤和副神經(jīng)節(jié)瘤（PCPG），皮膚黑色素瘤（SKCM），胃癌（STAD）中的MSI相關(guān)，而在其他癌癥中未發(fā)現(xiàn)任何相關(guān)性（圖4）。

圖3 SLC7A7表達(dá)與腫瘤突變負(fù)荷（TMB）的相關(guān)性

圖4 SLC7A7表達(dá)與微衛(wèi)星不穩(wěn)定性（MSI）的相關(guān)性

2.4 SLC7A7表達(dá)與免疫檢查點(diǎn)相關(guān)基因之間的相關(guān)性

免疫檢查點(diǎn)相關(guān)基因在腫瘤免疫逃逸中起重要作用。研究者進(jìn)一步探索了SLC7A7表達(dá)與免疫檢查點(diǎn)相關(guān)基因的相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)SLC7A7表達(dá)在膀胱尿路上皮癌（BLCA），乳腺癌（BRCA），宮頸癌（CESC），頭頸鱗癌（HNSC），腎嫌色細(xì)胞癌（KICH），腦膠質(zhì)瘤（LGG），肝癌（LIHC），肺腺癌（LUAD），肺鱗癌（LUSC），前列腺癌（PRAD），直腸腺癌（READ），皮膚黑色素瘤（SKCM），胃癌（STAD），甲狀腺癌（THCA），和葡萄膜黑色素瘤（UVM）中與大多數(shù)免疫檢查點(diǎn)基因相關(guān)。而在間皮瘤（MESO）中，未發(fā)現(xiàn)SLC7A7與免疫檢查點(diǎn)基因相關(guān)（圖5）。

圖5 SLC7A7表達(dá)與免疫檢查點(diǎn)相關(guān)基因之間的相關(guān)性

2.5 SLC7A7是多種癌癥的預(yù)后生物標(biāo)志物

使用TCGA隊(duì)列分析了SLC7A7表達(dá)與患者總生存期（OS）之間的關(guān)系。SLC7A7高表達(dá)是腎上腺皮質(zhì)癌（ACC）（P＜0.000 1），腎嫌色細(xì)胞癌（KICH）（P=0.03），腦膠質(zhì)瘤（LGG）（P＜0.000 1），肝癌（LIHC）（P=0.001 5），胰腺癌（PAAD）（P=0.0002 8），胸腺癌（THYM）（P=0.001 4）和葡萄膜黑色素瘤（UVM）（P=0.000 1）患者OS的不利因素。SLC7A7低表達(dá)是肉瘤（SARC）（P＜0.000 1），皮膚黑色素瘤（SKCM）（P＜0.000 1）患者OS的不利因素。在其他癌癥類型中，SLC7A7表達(dá)與預(yù)后無關(guān)（圖6）。這些結(jié)果表明，SLC7A7表達(dá)可能在部分腫瘤的預(yù)后中起重要作用。

圖6 SLC7A7表達(dá)與泛癌患者總生存期（OS）的相關(guān)性

3 討論

腫瘤微環(huán)境（Tumor microenvironment）是指腫瘤細(xì)胞存在的周圍微環(huán)境，包括周圍的血管、免疫細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、骨髓源性炎性細(xì)胞、各種信號(hào)分子和細(xì)胞外基質(zhì)［11-13］。免疫細(xì)胞最有可能受到腫瘤微環(huán)境的影響，可以被激活以促進(jìn)腫瘤的生長(zhǎng)和發(fā)展。越來越多的研究表明，腫瘤微環(huán)境在腫瘤進(jìn)展和治療反應(yīng)中起著至關(guān)重要的作用。一些研究表明，大量免疫細(xì)胞浸潤(rùn)進(jìn)入腫瘤組織與患者的預(yù)后密切相關(guān)。特別是，細(xì)胞毒性T細(xì)胞，輔助性T細(xì)胞，樹突狀細(xì)胞（DC），腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞，間充質(zhì)干細(xì)胞以及相關(guān)炎性途徑和成纖維細(xì)胞的定量變化會(huì)影響多種惡性腫瘤的預(yù)后。

本研究探討了SLC7A7的表達(dá)水平，在TIMER數(shù)據(jù)庫中，相對(duì)于正常組織的類型，SLC7A7在六種癌癥中高表達(dá)，包括乳腺癌（BRCA），膽管癌（CHOL），食道癌（ESCA），多形成性膠質(zhì)細(xì)胞瘤（GBM），頭頸鱗癌（HNSC），胃癌（STAD），在黑色素瘤（SKCM）轉(zhuǎn)移中高表達(dá)，與此相反，在腎嫌色細(xì)胞癌（KICH），腎透明細(xì)胞癌（KIRC），腎乳頭狀細(xì)胞癌（KIRP），肺腺癌（LUAD），肺鱗狀細(xì)胞癌（LUSC）中低表達(dá)。

腫瘤免疫浸潤(rùn)細(xì)胞從血液遷移到腫瘤組織，并在免疫調(diào)節(jié)中起重要作用。越來越多的研究表明，腫瘤免疫浸潤(rùn)細(xì)胞與免疫檢查點(diǎn)抑制和預(yù)后密切相關(guān)。為了闡明SLC7A7表達(dá)與各種免疫細(xì)胞之間的關(guān)系，使用CIBERSORT在腫瘤微環(huán)境中SLC7A7表達(dá)與免疫細(xì)胞浸潤(rùn)之間的關(guān)系。對(duì)于不同的癌癥，SLC7A7表達(dá)與浸潤(rùn)腫瘤的免疫細(xì)胞之間的相關(guān)性有所不同。進(jìn)一步探索了SLC7A7表達(dá)與免疫檢查點(diǎn)相關(guān)基因的相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)SLC7A7表達(dá)在膀胱癌（BLCA），乳腺癌（BRCA），宮頸癌（CESC），頭頸鱗癌（HNSC），腎嫌色細(xì)胞癌（KICH），腦膠質(zhì)瘤（LGG），肝 癌（LIHC），肺 腺 癌（LUAD），肺 鱗 癌（LUSC），前列腺癌（PRAD），直腸腺癌（READ），皮膚黑色素瘤（SKCM），胃癌（STAD），甲狀腺癌（THCA），和葡萄膜黑色素瘤（UVM）中與大多數(shù)免疫檢查點(diǎn)基因相關(guān)。而在，間皮瘤（MESO）中，未發(fā)現(xiàn)SLC7A7與免疫檢查點(diǎn)基因相關(guān)。同時(shí)，也確定了在腫瘤患者SLC7A7表達(dá)的預(yù)后價(jià)值。

使用TCGA數(shù)據(jù)分析了SLC7A7表達(dá)與患者總生存期（OS）之間的關(guān)系。SLC7A7高表達(dá)是腎上腺皮質(zhì)癌（ACC），腎嫌色細(xì)胞癌（KICH），腦膠質(zhì)瘤（LGG），肝癌（LIHC），胰腺癌（PAAD），胸腺癌（THYM）和葡萄膜黑色素瘤（UVM）患者OS的不利因素。SLC7A7低表達(dá)是肉瘤（SARC），皮膚黑色素瘤（SKCM）患者OS的不利因素。在其他癌癥類型中，SLC7A7表達(dá)與預(yù)后無關(guān)。這些結(jié)果表明，SLC7A7表達(dá)可能在部分腫瘤中起重要作用，表明SLC7A7可以作為泛癌預(yù)后的生物標(biāo)志物。

總之，這項(xiàng)研究中的數(shù)據(jù)闡明了SLC7A7表達(dá)在多種人類癌癥中的密切相關(guān)性和預(yù)后價(jià)值。SLC7A7可能被認(rèn)為是癌癥治療的新靶標(biāo)，因?yàn)樗鼈冊(cè)诙喾N癌癥中均表現(xiàn)出上調(diào)并與更差的預(yù)后相關(guān)。此外，結(jié)果表明SLC7A7表達(dá)可能調(diào)節(jié)癌癥中的腫瘤免疫能力。未來針對(duì)SLC7A7表達(dá)和腫瘤免疫微環(huán)境的前瞻性研究可能有助于給出明確的答案，從而提供基于免疫的抗癌策略。