高星 葉甲舟 樸雪岷 李永強 林燕 梁嶸
作者單位:530021 南寧 廣西醫(yī)科大學附屬腫瘤醫(yī)院1化療一科,2肝膽胰外科
肝細胞癌是全球第六大常見癌癥,也是導致癌癥患者死亡的第三大主要原因[1]。早期肝細胞癌經(jīng)過規(guī)范治療后,5年生存率可達60%~80%。然而肝細胞癌起病隱匿,約2/3的患者初診時已達臨床晚期,無法手術,生存期往往不足1年[2]。目前肝細胞癌篩查主要還是依賴血清甲胎蛋白(alpha fetoprotein,AFP)檢測,但臨床上有近1/3的患者AFP陰性;而且急性病毒肝炎活動期及胃癌等疾病也常出現(xiàn)AFP升高。因此,尋找新的早期肝細胞癌標志物尤為重要。
軸突導向因子G1(netrin-G1,NTNG1)位于1號染色體1p13.3區(qū),編碼539個氨基酸,由10個外顯子組成,大小約為60.5 kDa,屬于神經(jīng)突起生長導向因子Netrins家族的一員[3]。NTNG1最早于2000年在小鼠的中腦和后腦中被發(fā)現(xiàn),屬于Netrin家族中的膜結(jié)合蛋白型,在其C末端具有糖基磷脂?;煎^(glycosylphosphatidylinositol,GPI),通過結(jié)合GPI實現(xiàn)與細胞膜結(jié)合[4]。生理狀態(tài)下,NTNG1主要在腦組織表達,在軸突導向具有重要作用,在腫瘤發(fā)生發(fā)展中也起重要的調(diào)控作用。目前NTNG1已被發(fā)現(xiàn)在胰腺、肺和乳腺等多臟器中表達,并調(diào)節(jié)多種生理過程,如細胞介導、黏附、遷移和血管生成等[5-6]。HAO等[7]基于數(shù)據(jù)挖掘和深層生物學信息分析發(fā)現(xiàn),NTNG1在肺腺癌低表達,而在肺鱗狀細胞癌中高表達,但均與較差的生存率呈正相關。FRANCESCONE等[8]也報道NTNG1在胰腺癌組織中高表達,而與生存時間呈負相關;在裸鼠體內(nèi)敲低NTNG1表達后成瘤能力削弱。然而,NTNG1與肝細胞癌的關系鮮見報道。本研究通過檢測NTNG1在肝細胞癌患者血清及其組織中的表達,并分析其臨床意義,以期尋找新的肝細胞癌標志物和治療靶點。
收集2019年7月至2019年10月本院收治的26例肝細胞癌患者,以及同期于本院門診就診的4例肝炎患者、19名健康受試者、41例其他腫瘤患者(結(jié)直腸癌14例,卵巢癌10例,胰腺癌10例,膀胱癌7例)血清,平均年齡(52.02±13.30)歲,男性63例,女性27例。納入標準:⑴肝癌患者均經(jīng)術后病理診斷均為肝細胞癌,術前未經(jīng)化療、放療及靶向治療;⑵肝炎患者符合乙型病毒性肝炎診斷標準;⑶健康受試者肝功能生化指標正常;⑷其他惡性腫瘤患者均經(jīng)術后病理學檢查明確診斷。排除標準:血清標本溶血、脂血。所有研究對象均簽署知情同意書。
收集2018年7月至2019年12月本院手術切除的63例肝細胞癌組織及其相應鄰近癌旁組織(距離癌組織2 cm以上)。納入標準:⑴初治且接受肝切除術治療;⑵經(jīng)術后病理診斷為肝細胞癌,無其他惡性腫瘤疾病史;⑶術前均未接受化療、放療或靶向治療。排除標準:⑴因肝細胞癌破裂出血行急診手術者;⑵病歷資料不完整或圍手術期死亡者;⑶隨訪時間<3個月者;⑷合并嚴重心、肺、肝、腎、腦等疾病者。本研究方案經(jīng)廣西醫(yī)科大學附屬腫瘤醫(yī)院倫理與研究委員會批準,獲得患者書面知情同意。
查閱病歷收集患者性別、年齡、飲酒史、吸煙史以及乙型肝炎病毒(hepatitis B virus,HBV)感染情況、BCLC分期、TNM分期、HBsAg、AFP、病理性微衛(wèi)星灶、微血管侵犯、腫瘤大小、腫瘤數(shù)目、是否合并肝硬化、有無癌栓等臨床資料。出院后2年內(nèi)每3個月電話隨訪1次,之后每6個月隨訪1次,隨訪截至2021年7月2日。研究終點為總生存期(overall survival,OS),OS定義為手術日至患者死亡或末次隨訪的時間。失訪或末次隨訪仍未死亡的病例作為截尾事件。
抽取患者清晨空腹靜脈血10 mL,室溫凝集30 min,4 000× g離心20 min后,所得血清置于-80℃冰箱保存、備用。將試劑DLCN20(美國R&D公司)復溫,每孔中加入100 μL稀釋液后,分別放入等量的標準品和實驗血清樣品,4℃孵育2 h,加入200 μL偶聯(lián)試劑,4℃孵育2 h,用洗滌液清洗后加入200 μL底物溶液,室溫孵育30 min后加入終止液,檢測波長450 nm處的吸光度(OD)值。通過標準樣品計算血清中NTNG1的濃度。
分別取100 mg新鮮肝細胞癌及癌旁組織,加入RIPA裂解液(北京索萊寶科技有限公司)提取組織蛋白,嚴格按照BCA試劑盒(上海碧云天生物技術有限公司)說明書操作檢測蛋白濃度。每孔加入30~50 μg標準化蛋白樣品,在加滿Tris-Glycine電泳液的垂直電泳槽內(nèi),濃縮膠在80 V恒壓下電泳至分離膠界面時,調(diào)至120 V繼續(xù)電泳至溴酚藍分離膠底部。轉(zhuǎn)移至聚PVDF膜,加入一抗NTNG1(ab153834,1∶1 500)4 ℃孵育過夜,洗膜后,加入二抗(ab205719,1∶10 000)室溫孵育1 h;取出PVDF膜,洗膜后滴加ECL工作液反應 2~5 min;于暗室內(nèi)壓片、顯像。以Image J軟件檢測條帶灰度值,以目標條帶灰度值與β-actin(ab179467,1∶5 000)條帶灰度值的比值代表各組織中NTNG1蛋白表達水平。
采用SPSS 19.0軟件分析實驗數(shù)據(jù),使用GraphPad Prism 8.0對實驗數(shù)據(jù)進行圖形處理。計量資料若符合正態(tài)分布,則采用獨立樣本t檢檢,以均數(shù)±標準差表示;若不符合正態(tài)分布,采用中位數(shù)(上、下四分位數(shù))表示。采用配對設計的Wilcoxon符號秩檢驗比較肝細胞癌組織及其癌旁正常組織中NTNG1蛋白表達水平的差異,并采用χ2檢驗NTNG1蛋白與臨床病理參數(shù)間的關系。用Kaplan-Meier法計算總生存率并繪制生存曲線,組間差異比較采用Log-rank檢驗。采用單因素Cox回歸分析影響患者OS的相關因素,將差異有統(tǒng)計學意義的因素納入多因素Cox回歸模型。血清中NTNG1表達水平不符合正態(tài)分布,首先采用Kruskal-Wallis H檢驗,組間差異有統(tǒng)計學意義,繼而進行Bonferroni檢驗。診斷試驗的評價采用受試者工作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲線,并根據(jù)約登指數(shù)的最大值確定最佳臨界值。以雙側(cè)P<0.05表示差異有統(tǒng)計學意義。
Western blot檢測結(jié)果顯示,NTNG1蛋白在肝細胞癌組織和癌旁組織中均有不同程度表達,見圖1A。NTNG1蛋白在肝細胞癌組織的平均表達量為1.0164,在癌旁組織中為0.6088,肝細胞癌組織中NTNG1蛋白表達水平明顯高于癌旁組織,差異有統(tǒng)計學意義(Z=-3.374,P=0.001),見圖1B。結(jié)果說明NTNG1蛋白在肝細胞癌組織中呈現(xiàn)高表達。
圖1 63例肝細胞癌患者癌組織及其癌旁組織中NTNG1蛋白的表達Fig.1 Expression of NTNG1 protein in carcinoma and adjacent tissues of 63 patients with hepatocellular carcinoma
肝細胞癌組織中NTNG1表達與患者年齡、門脈高壓、腹水、AFP、白細胞水平、總膽紅素水平、包膜侵犯及微血管密度相關(均P<0.05);與性別、BCLC分期、分化程度等無關(均P>0.05)。見表1。
表1 NTNG1表達與63例肝細胞癌患者臨床病理特征的相關性Tab.1 Correlation between NTNG1 protein expression and the clinicopathological characteristics in 63 hepatocellular carcinoma patients
63例患者隨訪截至2021年7月,中位隨訪22個月(范圍:2~27個月),其中死亡17例。Kaplan-Meier生存分析及Log-rank檢驗結(jié)果顯示,NTNG1低表達組的總生存率高于NTNG1高表達組(χ2=6.715,P=0.010)。見圖2。
圖2 NTNG1高表達與低表達肝細胞癌患者的生存曲線Fig.2 Survival curves of hepatocellular carcinoma patients with high and low expression of NTNG1
單因素分析結(jié)果顯示,性別、BCLC分期、TNM分期、腫瘤大小、NTNG1表達水平與預后相關(均P<0.05)。
多因素分析結(jié)果顯示,NTNG1高表達是肝細胞癌患者術后預后不良的獨立危險因素(HR=3.715,95%CI=1.207~11.439,P=0.022),男性是肝細胞癌患者術后預后不良的獨立保護因素(HR=0.180,95%CI=0.057~0.563,P=0.003)。見表2。
表2 Cox回歸分析影響肝細胞癌患者術后總生存期的因素Tab.2 Cox analysis of factors affecting postoperative overall survival in hepatocellular carcinoma patients
ELISA法檢測結(jié)果顯示,肝細胞癌患者血清中NTNG1的表達水平高于健康受試者(P<0.0001),也明顯高于其他腫瘤患者(P<0.0001),見圖3。
圖3 NTNG1在肝細胞癌患者及各對照組患者血清中的表達情況Fig.3 Expression levels of NTNG1 in serum of patients with hepatocellular carcinoma and each control group
采用ROC曲線評估肝細胞癌患者以及對照組(包括肝炎患者、健康受試者、其他腫瘤患者)共90例受試者血清NTNG1的診斷價值,繪制肝細胞癌區(qū)別于非肝細胞癌患者的ROC曲線,當NTNG1以69.50 pg/mL為臨界值時,診斷肝細胞癌的靈敏度和特異度達到最佳,分別為84.62%和76.56%,ROC曲線下面積(area under curve,AUC)為 0.8251(95%CI:0.7298~0.9205,P<0.0001),見圖4。
圖4 肝細胞癌患者血清NTNG1的ROC曲線Fig.4 The ROC curve of NTNG1 in serum of patients with hepatocellular carcinoma
肝細胞癌的發(fā)生是一個多步驟、多因素的過程,包含一系列抑癌基因失活和癌基因異常激活[9]。肝細胞癌發(fā)展過程中,多種與細胞增殖、遷移和轉(zhuǎn)移密切相關的分子信號發(fā)生異常表達或激活,這決定了肝細胞癌高復發(fā)、高轉(zhuǎn)移的生物學特點,進一步導致患者預后不良。因此,深入探索肝細胞癌發(fā)生發(fā)展相關基因,對開發(fā)肝細胞癌新的診斷、藥物標靶和預后標志物具有重要意義。
Netrins作為一類自分泌蛋白或膜結(jié)合蛋白,可以通過結(jié)合不同類型受體發(fā)揮不同作用。最初Netrins在中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)展中起重要作用,包括調(diào)節(jié)神經(jīng)細胞的遷移、分化和凋亡,并穩(wěn)定血腦屏障,限制免疫細胞進入中樞神經(jīng)系統(tǒng)[10]。此外,Netrins也參與一些非神經(jīng)組織的黏附、遷移和分化等生理過程,如血管生成、淋巴管形成和炎癥等[11]?,F(xiàn)有研究也顯示,Netrins參與調(diào)控腫瘤的發(fā)生與發(fā)展,在不同類型腫瘤中發(fā)揮抑制或促進作用[12]。如有研究報道NTN1在膀胱癌[13]、胃癌[14]、非小細胞肺癌[15]等多種惡性腫瘤中表達異常升高。然而,在早期胰腺癌組織中NTN1呈低表達,并通過下調(diào)MEK/ERK通路和抑制整合素β4(ITGB4)表達而抑制早期胰腺癌細胞生長[16]。NTNG1作為Netrins家族的新興角色,同樣發(fā)揮類似功能[7]。有研究報道在結(jié)腸癌中,NTNG1高表達患者發(fā)生DNA甲基化的頻率增加,且與患者預后不良相關[17]。而在無蒂鋸齒狀腺瘤/息肉(SSA/P)和鋸齒狀腺瘤標本中,ANDREW等[18]研究發(fā)現(xiàn)NTNG1的甲基化區(qū)域存在差異性,采用甲基化特異性聚合酶鏈反應檢測其甲基化狀態(tài),有助于描述SSA/P的生物學特性,成為患者鑒定和監(jiān)測指標。本研究檢測NTNG1蛋白在肝細胞癌中的表達,發(fā)現(xiàn)與癌旁組織相比,NTNG1在肝細胞癌組織中顯著高表達,且與患者年齡、門脈高壓、腹水、AFP、白細胞水平、總膽紅素水平、腫瘤包膜及微血管密度等不良特征相關,生存分析也顯示NTNG1高表達患者預后不良,進一步行Cox回歸分析證實NTNG1高表達是預后不良的獨立危險因素,說明NTNG1可能參與肝細胞癌發(fā)生并在其中發(fā)揮促癌作用。
相對于肝組織標本,血清檢測具有創(chuàng)傷性小、操作簡便等優(yōu)點,也更利于臨床推廣。為此,本研究采集了門診就診的肝細胞癌患者以及對照患者包括肝炎患者、健康受試者、其他腫瘤患者等共90例受試者血清,結(jié)果所有受試者均能檢測到NTNG1表達,且肝細胞癌患者血清中NTNG1的表達水平明顯高于健康受試者及其他腫瘤患者,與其在肝細胞癌組織中的表達類似;此外ROC曲線分析顯示,NTNG1診斷肝細胞癌的AUC為0.8251,靈敏度和特異度分別為84.62%和76.56%,說明NTNG1在肝細胞癌中的表達具有一定特異性,且診斷效能良好,可能是潛在的肝細胞癌早期診斷標志物。
綜上所述,NTNG1在肝細胞癌患者組織及血清中呈高表達,且NTNG1高表達是預后不良的獨立危險因素,血清NTNG1對肝細胞癌患者也具有良好的診斷效能,因此NTNG1可能是肝細胞癌患者潛在的早期診斷及預后評估指標。但本研究為單中心小樣本分析,NTNG1在肝細胞癌中的作用仍需進一步研究驗證。