王旭華,陳兆元,周華強(qiáng),劉午陽,羅嘉全#
1贛南醫(yī)學(xué)院第一臨床醫(yī)學(xué)院,江西 贛州 341000
2贛南醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院骨科,江西 贛州 341000
目前,腫瘤仍然是一個嚴(yán)重的公共衛(wèi)生問題,且其發(fā)病率和病死率均不斷上升[1-2]。盡管近年來腫瘤的診斷和治療技術(shù)得到了飛速發(fā)展,但患者的5 年生存率仍不理想,究其原因主要是缺少理想的診斷標(biāo)志物及治療靶點(diǎn)[3]。因此,開發(fā)一些腫瘤相關(guān)標(biāo)志物尤為迫切[4]。
沉默信息調(diào)節(jié)因子(sirtuin,SIRT)家族蛋白屬于Ⅲ類組蛋白去乙?;福╤istone deacetylase,HDAC),其在結(jié)構(gòu)上均具有一個由275 個氨基酸組成的高度保守的催化核心組件,這也賦予其去乙酰化酶活性,并且其活性依賴于煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(nicotinamide adenine dinucleotide,NAD+)[5-6]。哺乳動物中存在7 種SIRT 亞型(SIRT1~7),根據(jù)其亞細(xì)胞定位可分為3類:SIRT1、SIRT6和SIRT7存在于細(xì)胞核中,SIRT3、SIRT4和SIRT5存在于線粒體中,SIRT2主要存在于細(xì)胞質(zhì)中[7]。研究發(fā)現(xiàn),SIRT家族成員依賴其去乙?;负拖佘斩姿幔╝denosine diphosphate,ADP)-核糖基轉(zhuǎn)移酶活性在維持細(xì)胞基因組穩(wěn)定性、能量代謝、細(xì)胞周期、氧化應(yīng)激反應(yīng)等過程中發(fā)揮重要作用[8-9],并且這些過程的異常可促進(jìn)腫瘤的發(fā)生發(fā)展。因此,SIRT家族成員的異常表達(dá)可能是正常細(xì)胞發(fā)生癌變的重要環(huán)節(jié)。SIRT4是SIRT 家族成員之一,主要定位于線粒體,其編碼基因位于染色體12q24.31 上[10]。除SIRT 家族高度保守的去乙酰化酶活性外,SIRT4還具有ADP-核糖基轉(zhuǎn)移酶活性[11]、脂酰胺酶活性[12]和脫酰酶活性[13]等。由于SIRT4 具有調(diào)節(jié)代謝過程和線粒體功能的作用,所以其與多種人類疾病的發(fā)病機(jī)制有關(guān),包括高胰島素血癥、糖尿病、肝病、腫瘤、神經(jīng)退行性疾病、心臟病和致病性感染[14]。研究表明,SIRT4在多種類型腫瘤中扮演抑癌基因的角色,其表達(dá)水平在多種類型腫瘤中降低,過表達(dá)SIRT4 可抑制腫瘤細(xì)胞的生物學(xué)功能,如細(xì)胞增殖、遷移、侵襲等,且SIRT4低表達(dá)與腫瘤患者預(yù)后不良顯著相關(guān)[15-21]。但目前SIRT4在腫瘤中的表達(dá)及與患者預(yù)后的關(guān)系仍存在爭議。研究表明,在日本食管鱗狀細(xì)胞癌患者中,SIRT4高表達(dá)患者的總生存期(overall survival,OS)長于SIRT4低表達(dá)患者,多因素Cox回歸分析表明,SIRT4可作為食管鱗狀細(xì)胞癌患者預(yù)后的獨(dú)立影響因素,體外實(shí)驗(yàn)表明,敲低SIRT4可顯著增加食管癌細(xì)胞谷氨酸脫氫酶(glutamate dehydrogenase,GDH)活性并促進(jìn)其增殖和遷移[17]。Lai等[22]研究發(fā)現(xiàn),在中國食管鱗狀細(xì)胞癌患者的腫瘤樣本中SIRT4蛋白表達(dá)水平高于癌旁組織,且SIRT4 高表達(dá)患者的平均生存時間短于SIRT4低表達(dá)患者。本研究對多種腫瘤患者中SIRT4表達(dá)及與預(yù)后的關(guān)系進(jìn)行系統(tǒng)評價,旨在為腫瘤治療提供依據(jù),現(xiàn)報道如下。
通過計(jì)算機(jī)在PubMed、EMBase、Web of Science、Cochrane library 數(shù)據(jù)庫中檢索有關(guān)腫瘤患者中SIRT4 表達(dá)情況及預(yù)后的臨床試驗(yàn)。檢索時間為建庫至2022 年5 月10 日。英文檢索詞為“SIRT4”“sirtuin 4”“cancer”“neoplasm”“tumor”“carcinoma”“survival”“prognosis”“prognostic”“clinical outcome”“diagnosis”“clinicopathological”。
納入標(biāo)準(zhǔn):①文獻(xiàn)具有腫瘤組織中SIRT4mRNA 或SIRT4 蛋白表達(dá)情況的相關(guān)信息;②文獻(xiàn)中根據(jù)SIRT4mRNA 或SIRT4 蛋白表達(dá)水平,將納入的腫瘤患者分為高表達(dá)組和低表達(dá)組;③文獻(xiàn)中直接提供風(fēng)險比(hazard ratio,HR)及相應(yīng)95%置信區(qū)間(confidence interval,CI)或提供可提取預(yù)后相關(guān)HR 數(shù)據(jù)的生存曲線。排除標(biāo)準(zhǔn):①缺乏預(yù)后相關(guān)HR 數(shù)據(jù);②重復(fù)文獻(xiàn);③生物信息學(xué)分析數(shù)據(jù);④信件、會議記錄、病例報告、綜述或?qū)<乙庖姟游飳?shí)驗(yàn)等。
由兩位作者各自獨(dú)立篩選文獻(xiàn)并提取相應(yīng)數(shù)據(jù),包括作者、出版年份、國家、腫瘤類型、樣本量、隨訪時間、結(jié)局評估指標(biāo)、臨床特征、OS或無病生存期(disease free survival,DFS)的HR 及相應(yīng)95%CI等。關(guān)于OS或DFS的HR及相應(yīng)95%CI,若文中提供有關(guān)OS或DFS的多因素分析結(jié)果,則直接提??;若僅提供生存曲線,則通過Engauge Digitizer 4.1 軟件間接獲得。采用紐卡斯?fàn)?渥太華量表(Newcastle-Ottawa scale,NOS)評估納入文獻(xiàn)的質(zhì)量,評分為0~9分,﹥6分認(rèn)為文獻(xiàn)質(zhì)量較高。
基因表達(dá)譜交互式分析(Gene Expression Profiling Interactive Analysis,GEPIA)是一個新開發(fā)的交互式網(wǎng)站,可以用來分析TCGA 數(shù)據(jù)庫中的RNA 測序數(shù)據(jù)。采用Kaplan-Meier 法繪制生存曲線,組間比較采用Log-rank 檢驗(yàn),驗(yàn)證SIRT4 表達(dá)與腫瘤患者OS 和DFS 的關(guān)系。
采用Review Manager 5.4.1 和STATA 11.0 軟件對納入文獻(xiàn)中提取的數(shù)據(jù)進(jìn)行Meta 分析,應(yīng)用匯總的HR 及相應(yīng)95%CI 評估SIRT4 表達(dá)與腫瘤患者預(yù)后的關(guān)系,匯總的比值比(odds ratio,OR)及相應(yīng)95%CI 評估SIRT4 表達(dá)與腫瘤患者臨床特征的關(guān)系。使用基于χ2檢驗(yàn)的Q檢驗(yàn)和I2分析納入文獻(xiàn)的異質(zhì)性情況。I2﹥50%或P﹤0.1 表明納入的文獻(xiàn)存在較大的異質(zhì)性,選擇隨機(jī)效應(yīng)模型,反之,則選擇固定效應(yīng)模型。通過評估依次去除每一篇文獻(xiàn)后的結(jié)果是否出現(xiàn)明顯改變進(jìn)行敏感性分析。通過漏斗圖和Begg’s 檢驗(yàn)評估發(fā)表偏倚。以P﹤0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
本研究初步篩選出232 篇文獻(xiàn),剔除重復(fù)文獻(xiàn)后余173 篇,進(jìn)一步閱讀標(biāo)題、摘要后篩選出17篇,全文閱讀后篩選出8 篇。8 篇文獻(xiàn)[15-22]出版時間為2016—2020 年,共包含1229 例腫瘤患者,其中1136 例為中國患者,93 例為日本患者。7 篇文獻(xiàn)采用免疫組織化學(xué)法(immunohistochemistry,IHC)評估SIRT4 的表達(dá)水平,剩余1 篇使用蛋白質(zhì)印跡法(Western blot,WB)。納入的文獻(xiàn)中包括非小細(xì)胞肺癌、結(jié)直腸癌、食管鱗狀細(xì)胞癌、乳腺癌、胃癌、喉鱗狀細(xì)胞癌和神經(jīng)母細(xì)胞瘤共7 種腫瘤類型。所有納入文獻(xiàn)的NOS 評分均大于6 分(表1)。
表1 納入文獻(xiàn)的基本特征
由于不同文獻(xiàn)中OS 不存在明顯的異質(zhì)性,因此采用固定效應(yīng)模型進(jìn)行分析,結(jié)果顯示,SIRT4高表達(dá)腫瘤患者的OS 優(yōu)于SIRT4 低表達(dá)患者,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(HR=0.66,95%CI:0.52~0.85,P﹤0.01)(圖1)。根據(jù)不同的分組標(biāo)準(zhǔn)(腫瘤類型、HR獲取途徑、檢測方法、隨訪時間)進(jìn)行的亞組分析結(jié)果表明,對于不同腫瘤類型的腫瘤患者,SIRT4高表達(dá)和SIRT4 低表達(dá)患者的OS 也存在差異(表2),說明HR 獲取途徑、檢測方法、隨訪時間可能是異質(zhì)性的來源。納入文獻(xiàn)中有2 篇包含DFS 數(shù)據(jù),但將其合并后發(fā)現(xiàn),SIRT4 高表達(dá)和SIRT4 低表達(dá)患者的DFS 比較,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(HR=0.67,95%CI:0.30~1.48,P=0.32)。此外,TCGA 數(shù)據(jù)庫的結(jié)果驗(yàn)證了SIRT4 低表達(dá)患者的中位OS 短于SIRT4 高表達(dá)患者(HR=0.8,P﹤0.01)(圖2)。
圖1 SIRT44表達(dá)與腫瘤患者OS關(guān)系的森林圖
圖2 TCGA數(shù)據(jù)庫中SIRT44高表達(dá)和SIRT44低表達(dá)腫瘤患者的OS曲線
表2 腫瘤患者中SIRT44 表達(dá)與OS 關(guān)系的亞組分析
SIRT4 低表達(dá)腫瘤患者淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移率高于SIRT4 高表達(dá)患者,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(OR=0.51,95%CI:0.31~0.85,P﹤0.01)(圖3)。不同腫瘤大小、T 分期、TNM 分期、分化程度腫瘤患者中SIRT4表達(dá)情況比較,差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P﹥0.05);有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移腫瘤患者中SIRT4 表達(dá)情況比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P﹤0.01)(表3)。
圖3 SIRT44表達(dá)與腫瘤患者淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移關(guān)系的森林圖
表3 SIRT4 表達(dá)與腫瘤患者臨床特征的關(guān)系
依次去除每一篇文獻(xiàn)后總HR 及相應(yīng)95%CI未出現(xiàn)明顯改變(圖4),表明結(jié)果具有較強(qiáng)的穩(wěn)健性。漏斗圖(圖5)和Begg’s 檢驗(yàn)的結(jié)果(P=0.536)未發(fā)現(xiàn)明顯的發(fā)表偏倚。
圖4 敏感性分析
圖5 發(fā)表偏倚的漏斗圖
SIRT4 蛋白主要定位于細(xì)胞的線粒體中,這決定了其對細(xì)胞能量代謝具有重要作用[23]。例如,脂肪酸氧化代謝和胰島素分泌均受SIRT4 調(diào)節(jié)[24-25]。研究發(fā)現(xiàn),腫瘤的代謝重編程也與SIRT4 有著緊密聯(lián)系,SIRT4 可通過ADP-核糖基轉(zhuǎn)移酶的作用抑制葡萄糖脫氫酶(glutamate dehydrogenase,GDH)的活性,干預(yù)腫瘤細(xì)胞的谷氨酰胺代謝過程,而這一過程使腫瘤細(xì)胞增殖過程中的能量供應(yīng)及生物大分子合成受阻,從而抑制腫瘤細(xì)胞的快速增殖[26]。在胃癌中,SIRT4 能夠通過上調(diào)胃癌細(xì)胞E-鈣黏蛋白的表達(dá)并抑制N-鈣黏蛋白和波形蛋白的表達(dá),維持上皮細(xì)胞的表型,從而抑制上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial-mesenchymal transition,EMT)過程,抑制胃癌的轉(zhuǎn)移能力[19]。此外,SIRT4 可破壞腫瘤細(xì)胞的酸堿平衡,從而抑制腫瘤發(fā)展[27]。多項(xiàng)研究表明,SIRT4 具有一定的臨床意義,Wan 等[20]對168 例喉鱗狀細(xì)胞癌患者的研究發(fā)現(xiàn),腫瘤組織中SIRT4的表達(dá)水平明顯低于相應(yīng)的正常組織,SIRT4 低表達(dá)與陽性淋巴結(jié)和更高的病理分級、T 分期和TNM 分期密切相關(guān),此外,在多因素Cox 回歸分析中發(fā)現(xiàn),SIRT4 表達(dá)可作為喉鱗狀細(xì)胞癌患者OS和DFS 的獨(dú)立影響因素。Wang 等[21]在158 例神經(jīng)母細(xì)胞瘤患者中發(fā)現(xiàn),SIRT4 低表達(dá)患者的術(shù)后生存期明顯短于SIRT4 高表達(dá)患者。這些結(jié)果表明,SIRT4 與腫瘤有著緊密的聯(lián)系,并且可能具有預(yù)測腫瘤預(yù)后的潛力。
本研究評估了SIRT4 在人類腫瘤中的預(yù)后價值,結(jié)果表明,SIRT4 低表達(dá)與較短的OS 有關(guān)。此外,根據(jù)腫瘤類型、HR 獲取途徑、檢測方法、隨訪時間進(jìn)行的亞組分析結(jié)果顯示,對于不同腫瘤類型的腫瘤患者,SIRT4 高表達(dá)和SIRT4 低表達(dá)患者的OS 也存在差異,其中根據(jù)HR 獲取途徑進(jìn)行的亞組分析結(jié)果顯示,I2=0,提示HR 獲取途徑的不同可能是異質(zhì)性的主要來源。另外,此次Meta 分析還發(fā)現(xiàn),SIRT4 低表達(dá)腫瘤患者淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移率高于SIRT4 高表達(dá)患者,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P﹤0.05);有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移腫瘤患者中SIRT4表達(dá)情況比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P﹤0.01);但不同腫瘤大小、T 分期、TNM 分期、分化程度腫瘤患者中SIRT4 表達(dá)情況比較,差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P﹥0.05)。此外,通過TCGA 數(shù)據(jù)庫分析也驗(yàn)證了SIRT4 表達(dá)與腫瘤患者OS 的關(guān)系,進(jìn)一步表明SIRT4 低表達(dá)與更短的OS 有關(guān)??傊?,SIRT4 低表達(dá)是腫瘤患者預(yù)后不良的危險因素,SIRT4 對于腫瘤患者可能是一個有價值的生物標(biāo)志物。本研究是關(guān)于SIRT4 在腫瘤患者中預(yù)后價值的Meta 分析。然而,此次Meta 分析仍存在一些局限性,首先,因部分文獻(xiàn)中未直接提供HR 及相應(yīng)95%CI,通過間接獲得的數(shù)據(jù)可能存在誤差;其次,納入的所有腫瘤患者均為亞洲人(中國和日本),因此本次Meta 分析的結(jié)果從嚴(yán)格意義上來講不具有全人類代表性;再次,樣本數(shù)有限,本研究未進(jìn)行單個腫瘤的相關(guān)研究,因此在將來需要加大樣本量進(jìn)一步驗(yàn)證此次Meta 分析的結(jié)論。
綜上所述,SIRT4 低表達(dá)與腫瘤患者預(yù)后不良密切相關(guān),并且其具有成為預(yù)測腫瘤患者預(yù)后生物標(biāo)志物的潛力,可以為臨床治療腫瘤提供新的思路和方法。