KIF14过表达与胃肠癌患者预后的关系

2016-05-16 01:43金向明刘新兰王宁菊彭志海严东旺周崇治
中国全科医学 2016年8期

陈 萍,金向明,刘新兰,王宁菊,王 权,彭志海,严东旺,周崇治

750004宁夏银川市,宁夏医科大学总医院肿瘤医院肿瘤内科(陈萍,金向明,刘新兰,王宁菊);上海交通大学附属第一人民医院普外科(王权,彭志海,严东旺,周崇治)



·论著·

KIF14过表达与胃肠癌患者预后的关系

陈 萍,金向明,刘新兰,王宁菊,王 权,彭志海,严东旺,周崇治

750004宁夏银川市,宁夏医科大学总医院肿瘤医院肿瘤内科(陈萍,金向明,刘新兰,王宁菊);上海交通大学附属第一人民医院普外科(王权,彭志海,严东旺,周崇治)

【摘要】目的 探讨KIF14表达水平与胃肠癌患者预后的关系。方法选取2008年1月—2010年12月在宁夏医科大学总医院和上海交通大学附属第一人民医院经手术及术后病理学证实的胃肠癌患者112例。收集患者临床特征资料,以患者病理诊断为起点,通过患者复诊、电话及信函方式进行随访,分别以肿瘤复发转移、死亡为观察终点,随访截止日期为2015-03-31。术中切除的胃肠癌病灶及其癌旁组织,采用实时荧光聚合酶链反应(RT-PCR)检测KIF14 mRNA相对表达量(RQ);采用免疫组化检测KIF14表达结果,由2位病理医生独立进行免疫组化结果评判。结果72例患者胃肠癌组织KIF14 mRNA高表达,RQ值为58.00(37.00,138.00);40例患者胃肠癌组织KIF14 mRNA低表达,RQ值为0.68(0.46,0.79)。KIF14在胃肠癌组织中的阳性反应物定位于细胞核或胞质,呈棕黄色均质状和颗粒状,癌旁组织无表达或低表达。胃肠癌组织KIF14阳性表达率为61.6%(69/112),高于癌旁组织的7.1%(8/112),差异有统计学意义(χ2=76.557,P<0.001)。不同年龄、性别、民族、肿瘤部位、肿瘤直径及分化程度患者KIF14 mRNA RQ比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。不同浸润深度和临床分期、有无淋巴结转移和远处转移患者KIF14 mRNA RQ比较,差异均有统计学意义(P<0.05)。112例患者5年总生存率(OS)为48.2%(54/112),KIF14 mRNA高表达与低表达患者中位生存时间分别为52、67个月,两者生存曲线比较,差异有统计学意义(χ2=8.210,P=0.004)。101例未发生远处转移的患者5年无病生存率(DFS)为38.6%(39/101),KIF14 mRNA高表达与低表达患者中位无病生存时间分别为41、62个月,两者生存曲线比较,差异有统计学意义(χ2=17.281,P<0.001)。KIF14 mRNA高表达患者出现复发转移的风险高于低表达者〔AR=6.9,95%CI(2.8,16.8),P<0.001〕。多因素Cox回归分析显示,浸润深度、淋巴结转移、远处转移及KIF14 mRNA是胃肠癌患者5年内死亡的独立影响因素(P<0.05);浸润深度、淋巴结转移及KIF14 mRNA是胃肠癌患者5年内转移复发的独立影响因素(P<0.05)。结论KIF14 mRNA和蛋白在胃肠癌组织中表达上调,参与胃肠癌的发生发展、侵袭转移等生物学行为,可作为预测胃肠癌患者根治术后预后的分子生物学指标之一。

【关键词】胃肠肿瘤;KIF14;预后;生物学标记

陈萍,金向明,刘新兰,等.KIF14过表达与胃肠癌患者预后的关系[J].中国全科医学,2016,19(8):931-935,940.[www.chinagp.net]

Chen P,Jin XM,Liu XL,et al.Correlation between the overexpression of KIF14 and the prognosis of gastroenteric tumor[J].Chinese General Practice,2016,19(8):931-935,940.

胃肠道癌的复发转移是导致患者治疗失败及死亡的主要原因,探索特异性肿瘤分子生物学标志物对早期诊断肿瘤的复发转移、判断预后及发现新的治疗靶点具有重要临床意义。本课题组前期应用高通量全基因组表达谱芯片结合生物信息学对人胃癌癌组织和癌旁正常组织差异进行研究,发现一组新的候选胃癌基因和标志物[1],其中KIF14在胃癌组织中高表达,在正常组织中低表达。目前关于KIF14在胃肠癌中表达的临床意义罕见报道。本研究旨在检测KIF14在胃肠癌组织中的表达,研究其与胃肠癌患者临床病理特征及预后的关系,为进一步研究KIF14在胃肠癌侵袭、复发转移等过程中的机制奠定基础。

1资料与方法

1.1临床资料选取2008年1月—2010年12月在宁夏医科大学总医院和上海交通大学附属第一人民医院经手术及术后病理学证实的胃肠癌患者112例,其中男49例,女63例;年龄25~75岁,中位年龄62岁;胃癌42例,结直肠癌70例;采用美国癌症联合委员会(AJCC)标准[2]进行TNM分期,Ⅰ期16例,Ⅱ期39例,Ⅲ期46例,Ⅳ期11例。患者术前均未行放化疗等抗肿瘤治疗,术后予4~6个周期的以氟尿嘧啶为主的化疗。本研究征得患者知情同意,并取得宁夏医科大学总医院和上海交通大学附属第一人民医院伦理委员会批准。

1.2方法

1.2.1临床资料收集收集患者临床特征资料,包括肿瘤部位、直径、分化程度、浸润深度、有无淋巴结转移及远处转移、临床分期。以患者病理学诊断为起点,通过患者复诊、电话及信函方式进行随访,分别以肿瘤复发转移、死亡为观察终点,随访截至2015-03-31。

1.2.2KIF14 mRNA相对表达量取术中切除的胃肠癌病灶及癌旁组织,以Trizol提取液(Invitrogen,USA)提取总RNA。取2 μg RNA在ABI PRISM 7900HT machine(Applied Biosystems,USA)仪器上按照说明书进行反转录。取1 μl cDNA在SYBR Green assay(Bio-Rad,USA)仪器上行实时荧光聚合酶链反应(RT-PCR)。内参β-actin上游引物:5′-GTGGGGCGCCCCAGGCACCA-3′,下游引物:5′-CTCCTTAATGTCACGCACGATTTC-3′;KIF14上游引物:5′-TGGAACACCCTGACACGA-3′,下游引物:5′-GAGCCAGTCTGACCATAAGC-3′。应用Realplex RT-PCR System反应仪(Eppendorf,Germany)进行扩增,95 ℃预变性2 min,循环条件为:95 ℃变性20 s,54 ℃退火15 s,72 ℃延伸20 s,共40个循环。计算胃肠癌组织KIF14 mRNA相对表达量(RQ)=2-ΔΔCt,其中ΔΔCt=(胃肠癌组织KIF14 Ct值-胃肠癌组织β-actin Ct值)-(癌旁组织KIF14 Ct值-癌旁组织β-actin Ct值)[3-4]。

1.2.3KIF14蛋白表达按照试剂盒说明书提取胃肠癌组织及癌旁组织总蛋白,采用BCA法计算蛋白浓度,用12% SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳分离蛋白,随后转膜至PVDF膜,5%脱脂奶粉室温下对膜封闭2 h,封闭后的膜加入一抗(KIF14,1∶1 000;BL358;Bethyl Laboratories Inc或β-actin,1∶1 000;Cell Signaling Technology,USA),4 ℃孵育过夜。PBST清洗蛋白膜,加入二抗(IgG-HRP,1∶200;Santa Cruz Biotechnology,USA),洗膜,采用增强化学发光法检测蛋白,并利用X线胶片曝光记录结果。

1.2.4免疫组化取经甲醛固定、石蜡包埋的标本于组织切片机上连续切片,切片厚度2 μm。将切片放入0.01 mmol/L柠檬酸中进行抗原修复7 min。一抗孵育(KIF14,1∶200;BL358;Bethyl Laboratories Inc),4 ℃过夜,加入生物素标记的羊抗鼠兔通用型二抗,37 ℃孵育30 min。PBS漂洗10 min,重复3次。辣根过氧化氢酶(DAB)显色1 min,苏木精复染、脱水干燥。用PBS代替一抗为阴性对照。

由2位病理医生在不知晓患者任何临床和病理资料情况下独立进行免疫组化评分。染色强度评分0~3分,分别表示阴性染色、弱染色、中等强度染色及强染色。阳性细胞所占百分比评分:0分(0),1分(1%~25%),2分(26%~50%),3分(51%~75%),4分(76%~100%)。各标本取2位病理医生染色强度评分和阳性细胞所占百分比评分之和的平均值,最终免疫组化结果为阴性(0分),弱阳性(1~4分),强阳性(5~7分)。

1.3统计学方法采用SPSS 13.0统计软件进行统计分析,非正态分布的计量资料以M(QR)表示,两组间比较采用Wilcoxon秩和检验,多组间比较采用Kruskal-Wallis检验;计数资料以相对数表示,组间比较采用χ2检验;采用Kaplan-Meier法计算总生存率(OS)、无病生存率(DFS),生存曲线的比较采用Log-rank检验;分别采用单因素及多因素Cox回归分析患者预后的影响因素。以P<0.05为差异有统计学意义。

2结果

2.1KIF14 mRNA及蛋白在胃肠癌组织中的表达

2.1.1KIF14 mRNA表达72例患者胃肠癌组织KIF14 mRNA高表达,RQ值1.60~268.00,中位RQ值为58.00(37.00,138.00);40例患者胃肠癌组织KIF14 mRNA低表达,RQ值为0.18~0.94,中位RQ值为0.68(0.46,0.79)。

2.1.2免疫组化KIF14在胃肠癌组织中的阳性反应物定位于细胞核或胞质,呈棕黄色均质状和颗粒状,癌旁组织无表达或低表达(见图1,本文彩图见本刊网站www.chinagp.net)。112例患者胃肠癌组织KIF14表达强阳性36例(32.1%),弱阳性33例(29.5%),阴性43例(38.4%);癌旁组织KIF14表达弱阳性8例(7.1%),阴性104例(92.7%)。胃肠癌组织KIF14阳性表达率高于癌旁组织,差异有统计学意义(χ2=76.557,P<0.001)。

注:图A为胃癌组织,图B为大肠癌组织;T表示KIF14在胃肠癌组织中阳性表达,N表示KIF14在癌旁组织中阴性表达

图1KIF14蛋白在胃肠癌组织和癌旁组织中的表达(DAB,×400)

Figure 1Expression of KIF14 protein in gastric carcinoma tissue and para-carcinoma tissue

2.1.3蛋白免疫印迹法采用蛋白免疫印迹法对免疫组化呈强阳性的4例标本进行蛋白定量分析,结果显示其表达水平均明显升高,与免疫组化结果一致(见图2)。

注:T1、T2为胃癌组织,T3、T4为大肠癌组织,N为对应癌旁组织

图2蛋白免疫印迹法检测KIF14在胃肠癌组织和癌旁组织中的表达

Figure 2Expression of KIF14 in gastrointestinal cancer tissue and para-carcinoma tissue by western blotting method

2.2胃肠癌组织KIF14 mRNA与蛋白表达的关系胃肠癌组织中KIF14 mRNA与蛋白检测结果一致,差异无统计学意义(χ2=0.267,P>0.05)。正确率为86.6%(97/112),Kappa值为0.713(见表1)。

表1胃肠癌组织中KIF14 mRNA与蛋白表达的关系(例)

Table 1Association between KIF14 mRNA and KIF14 protein in gastrointestinal cancer tissue

KIF14蛋白KIF14mRNA高表达 低表达阳性63 6 阴性 9 34

2.3胃肠癌组织中KIF14 mRNA的表达与临床病理特征的关系不同年龄、性别、民族、肿瘤部位、肿瘤直径及分化程度患者KIF14 mRNA RQ比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。不同浸润深度和临床分期、有无淋巴结转移和远处转移患者KIF14 mRNA RQ比较,差异均有统计学意义(P<0.05,见表2)。

表2不同临床特征患者胃肠癌组织KIF14 mRNA表达水平比较

〔M(QR),n=112〕

Table 2Comparison of KIF14 mRNA among patients with different clinical features

临床特征例数RQU(χ2)值P值年龄(岁)1317.5000.259 ≤604360.72(36.36,74.22) >606953.66(46.87,80.64)性别1372.0000.314 男6359.22(38.18,70.11) 女4953.00(50.88,91.20)民族1223.0000.366 汉族7654.59(45.57,76.83) 回族3660.53(36.82,78.95)肿瘤部位1360.0000.682 胃4259.15(30.60,72.23) 结肠3953.59(31.58,74.86) 直肠3157.61(38.07,86.47)肿瘤直径(cm)1493.0000.800 ≤56455.83(44.87,78.59) >54857.40(40.28,78.21)分化程度2.164a0.339 高分化2750.30(44.03,101.99) 中分化5155.79(36.31,74.20) 低分化3462.49(21.21,73.53)浸润深度19.592a<0.001 T11528.90(13.35,40.71) T22650.10(21.20,62.92) T34759.45(38.04,79.05) T42474.52(57.01,101.17)淋巴结转移975.0000.001 无5045.00(22.31,52.41) 有6265.77(42.93,71.58)远处转移94.500<0.001 无10151.94(25.92,55.06) 有1198.41(94.56,164.44)临床分期43.548a<0.001 Ⅰ期1626.91(12.25,36.21) Ⅱ期3940.37(13.26,53.89) Ⅲ期4673.95(51.66,85.11) Ⅳ期1179.94(69.47,117.41)

注:RQ=相对表达量;a为χ2值

2.4生存分析112例患者5年OS为48.2%(54/112),随访期间58例死亡。KIF14 mRNA高表达与低表达患者中位生存时间分别为52、67个月。两者生存曲线比较,差异有统计学意义(χ2=8.210,P=0.004,见图3)。101例未发生远处转移的患者5年DFS为38.6%(39/101),62例出现复发转移。KIF14 mRNA高表达与低表达患者中位无病生存时间分别为41、62个月。两者生存曲线比较,差异有统计学意义(χ2=17.281,P<0.001,见图4)。KIF14 mRNA高表达患者出现复发转移的风险高于低表达者〔AR=6.9,95%CI(2.8,16.8),P<0.001〕。

图3 KIF14 mRNA高表达与低表达患者OS比较的生存曲线

Figure 3Survivorship curve of the comparison of OS between patients with high KIF14 mRNA expression and low KIF14 mRNA expression

图4 KIF14 mRNA高表达与低表达患者DFS比较的生存曲线

Figure 4Survivorship curve of the comparison of DFS between patients with high KIF14 mRNA expression and low KIF14 mRNA expression

2.5Cox回归分析分别以民族、浸润深度、淋巴结转移、远处转移、临床分期及KIF14 mRNA为自变量,以5年内是否死亡、发生复发转移为因变量行单因素Cox回归分析,变量赋值见表3。单因素Cox回归分析显示,民族、浸润深度、淋巴结转移、远处转移及KIF14 mRNA是胃肠癌患者5年内死亡的影响因素,民族、浸润深度、淋巴结转移及KIF14 mRNA是胃肠癌患者5年内复发转移的影响因素(P<0.05,见表4)。

表3胃肠癌患者预后影响因素Cox回归分析的变量赋值

Table 3Variable assignment of Cox regression analysis of influencing factors for the prognosis of gastrointestinal cancer patients

变量赋值民族汉族=1,回族=2浸润深度T1=1,T2=2,T3=3,T4=4淋巴结转移无=0,有=1远处转移无=0,有=1临床分期Ⅰ期=1,Ⅱ期=2,Ⅲ期=3,Ⅳ期=4KIF14mRNA低表达=0,高表达=1

表4胃肠癌患者预后影响因素的单因素Cox回归分析

Table 4Univariate Cox regression analysis of influencing factors for the prognosis of gastrointestinal cancer patients

变量βWaldχ2值HR值(95%CI)P值死亡 民族0.5373.9971.71(1.01,2.90)0.043 浸润深度0.3475.2451.42(1.11,3.05)0.022 淋巴结转移0.4194.7811.57(1.08,3.33)0.023 远处转移-1.39716.8670.25(0.13,0.48)<0.001 KIF14mR-NA-0.8497.6210.43(0.23,0.78)0.006复发转移 民族0.5334.1001.70(1.02,2.86)0.043 浸润深度0.3275.0941.39(1.04,1.84)0.023 淋巴结转移-0.3423.9980.71(0.32,0.95)0.041 KIF14mR-NA-1.19015.1800.30(0.17,0.55)<0.001

进一步行多因素Cox回归分析显示,浸润深度、淋巴结转移、远处转移及KIF14 mRNA是胃肠癌患者5年内死亡的独立影响因素(P<0.05);浸润深度、淋巴结转移及KIF14 mRNA是胃肠癌患者5年内复发转移的独立影响因素(P<0.05,见表5)。

表5胃肠癌患者预后影响因素的多因素Cox回归分析

Table 5Multivariate Cox regression analysis of influencing factors for the prognosis of gastrointestinal cancer patients

变量βWaldχ2值HR值(95%CI)P值死亡 浸润深度-0.4622.3140.63(0.38,0.88)0.036 淋巴结转移0.1943.5191.13(1.01,2.03)0.028 远处转移0.8426.6862.32(1.16,3.63)0.001 KIF14mR-NA0.0494.3581.05(1.01,1.96)0.030转移复发 浸润深度0.1923.8751.08(1.01,1.88)0.039 淋巴结转移0.7184.8572.05(1.77,3.78)0.041 KIF14mR-NA0.2629.8741.30(1.17,2.55)0.039

3讨论

KIF14是1994年发现的驱动蛋白超家族成员,定位于人染色体1q32.1,碱基长6 586 bp,编码蛋白包含1 648个氨基酸残基[5],参与细胞的有丝分裂、减数分裂及迁移过程,是细胞周期进程中的重要调节因子。KIF14及其相关配体CIT和PIC1在细胞分裂过程中发挥调控作用,KIF14表达升高可增强细胞增殖能力,加快肿瘤生长[6-7]。研究发现,KIF14表达增强可加快肿瘤相关通路中某些生长因子的穿梭运动,便于其逃避凋亡,并增强其不依赖底物的独立生长能力,最终导致肿瘤的发生发展[8]。

本研究采用免疫组化技术显示KIF14定位于细胞胞核和胞质,证实Nomura等[5]发现的细胞周期中KIF14在细胞中的定位,其在胃肠癌中的表达水平显著高于癌旁组织,与陈宗营等[9]报道一致。本研究发现KIF14 mRNA和蛋白在胃肠癌组织中表达均升高,分别为64.3%(72/112)和61.6%(69/112),正确率为86.6%(97/112),与Corson等[10]报道的乳腺癌细胞中KIF14 mRNA和蛋白的表达一致。

KIF14基因是经过发生在转录水平的寡核苷酸芯片技术筛选出来,RT-PCR方法是在转录水平上定量检测基因表达,具有高度敏感性及客观性[11]。本研究结果显示,胃肠癌组织中KIF14 mRNA的表达与临床分期、淋巴结转移、浸润深度、远处转移相关,提示KIF14参与胃肠癌的发生发展,有望成为判断胃肠癌浸润、侵袭和转移等恶性生物学行为的标志物,与Corson等[12]对肺癌的研究结果一致。

复发转移是导致胃肠癌患者死亡的主要原因,KIF14高表达的肺癌患者无病生存时间短[12]。本研究表明,KIF14 mRNA是预测胃肠癌患者发生转移、判断预后的重要指标。KIF14 mRNA高表达者较低表达者恶性度更高,发生复发转移的风险是低表达者的6.9倍,与在乳腺癌[10]、肺癌[12]、肾癌[13]中的研究结果一致。KIF14 mRNA高表达者预后较差,且KIF14 mRNA高表达是胃肠癌患者预后不良的独立影响因素,提示KIF14对于制定个体化治疗方案、术后随访具有指导意义,针对KIF14的靶向治疗可能为临床预防胃肠癌的复发转移提供新的思路。

综上所述,KIF14 mRNA和蛋白在胃肠癌组织中表达上调,参与胃肠癌的发生发展、侵袭转移等生物学行为,可作为预测胃肠癌患者根治术后预后的分子生物学指标之一。关于KIF14的功能研究及其能否作为治疗的靶点尚需进一步深入探索。

作者贡献:陈萍进行课题设计与实施、资料收集整理、撰写论文、成文并对文章负责;金向明、刘新兰、王宁菊、王权、严东旺、周崇治进行课题实施、评估、资料收集;彭志海进行质量控制及审校。

本文无利益冲突。

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(本文编辑:吴立波)

Correlation Between the Overexpression of KIF14 and the Prognosis of Gastroenteric Tumor

CHENPing,JINXiang-ming,LIUXin-lan,etal.

DepartmentofOncology,GeneralHospitalofNingxiaMedicalUniversity,Yinchuan750004,China

【Abstract】ObjectiveTo investigate the relation between the expression of KIF14 and the prognosis of gastroenteric tumor.MethodsWe enrolled 112 patients who were confirmed with gastroenteric tumor by surgery and postoperative pathology in the General Hospital of Ningxia Medical University and the First People′s Hospital Affiliated to Shanghai Jiaotong University from January 2008 to December 2010.The clinical features of patients were collected;follow-up was conducted by further consultation,telephone and letters,with pathological diagnosis as the starting point and tumor relapse and metastasis and death as the end points;the follow-up ended on March 31,2015.The focus of gastroenteric tumor and para-carcinoma tissue were excised during surgery;the relative quantity(RQ) of KIF14 mRNA was detected by RT-PCR,and the expression results of KIF14 was detected by immunohistochemistry;immunohistochemical results were confirmed by two pathological doctors separately.ResultsWe observed that the expression of KIF14 mRNA was high in 72 samples of gastrointestinal cancerous tissues,and RQ was 58.00(37.00,138.00).However,KIF14 mRNA expression was low in 40 samples of the patients,and RQ was 0.68(0.46,0.79).The positive reactants of KIF14 protein in gastrointestinal cancer tissues were localized in the cell nucleus or cytoplasm of cancer cells,taking on the color of claybank and the shape of homogeneity and granules.The expression of KIF14 mRNA was weak or negative in para-carcinoma tissues.The KIF14 positive rate was 61.6%(69/112),more than that of para-carcinoma tissues which was 7.1%(8/112),and the difference was significant (χ2=76.557,P<0.001).The KIF14 mRNA RQ was not statistically different by age,gender,tumor location,tumor size and differentiation degree(P>0.05).KIF14 mRNA RQ was significantly by depth of infiltration,clinical stage,presence of lymph node metastasis and the distant metastasis(P<0.05).The 5-year overall survival(OS) rate of the 112 gastrointestinal cancer patients was 48.2%(54/112).The median survival time of patients with KIF14 mRNA high expression and low expression was 52 and 67 months respectively,and the two kinds of patients were significantly different in survivorship curve (χ2=8.210,P=0.004).The 5-year DFS rate was 38.6%(39/101) among 101 patients without metastasis after surgery,and the median survival time of patients with KIF14 mRNA high expression and low expression was 41 and 62 months respectively;the two kinds of patients were significantly different in survivolship curve (χ2=17.281,P<0.001).Patients with high KIF14 mRNA expression were higher than patients with low KIF14 mRNA expression in the risk of relapse and metastasis〔AR=6.9,95%CI(2.8,16.8),P<0.001〕.Multivariate Cox regression analysis showed that depth of infiltration,lymphatic metastasis,distant metastisis and KIF14 mRNA were independent influencing factors for death within 5 years,and depth of infiltration,lymphatic metastasis and KIF14 mRNA were independent influencing factors for the metastasis and recurrence within 5 years (P<0.05).ConclusionGastrointestinal cancer tissues have higher expression of KIF14 mRNA and protein,and participate in the occurrence,progress,invasion,metastasis and other biological behaviors of gastroenteric tumor.KIF14 mRNA can be used as one of molecular biological markers for the prognosis of patients with gastrointestinal cancer who have received radical resection.

【Key words】Gastrointestinal tumor;KIF14;Prognosis;Biological markers

(收稿日期:2015-09-05;修回日期:2016-01-20)

【中图分类号】R 735

【文献标识码】A

doi:10.3969/j.issn.1007-9572.2016.08.014

通信作者:彭志海,200080 上海市,上海交通大学附属第一人民医院普外科;E-mail:pengpzh@hotmail.com

基金项目:上海市医学领军人才项目(LJ06024);宁夏自然科学基金资助项目(NZ13166)