基于TCGA数据库挖掘分析BICC1 mRNA在胃癌中的表达及其与预后的关系

张 喆，杨 炜

重庆医科大学生物医学工程学院，重庆 400016

胃癌是目前世界范围内最常见的恶性肿瘤之一，其发病率排在全部恶性肿瘤的第5位，病死率排在第4位[1]。胃癌的治疗方法虽然进展很大，但治疗策略还很有限。一些基因与胃癌的预后密切相关，有作为生物标志物的可能[2-5]。寻找胃癌进展和不良预后的标志物具有重要意义。双尾C基因(BICC1)是RNA结合蛋白家族中的一员，在胰腺癌中，BICC1 mRNA表达明显升高[6-7]。然而，BICC1 mRNA与胃癌预后关系的研究仍较为缺乏。本研究评估了BICC1 mRNA在胃癌中的表达，分析了BICC1 mRNA表达与临床特征的关系，并探讨了BICC1 mRNA与胃癌患者预后的关系。

1 材料与方法

1.1数据资料收集 在TCGA数据库(https://portal.gdc.cancer.gov/)中下载并处理胃癌数据库的mRNA表达RNAseq数据，进行BICC1 mRNA相对表达量的分析，同时下载临床资料数据(Clinical)，进行临床分期和预后分析。通过R软件v3.6.1及Strawberry-Perl 5.30.1.1软件对上述下载数据进行整理，剔除信息不完整的样本。由2名研究人员对原始数据及整理好的数据进行独立审核，当出现不一致结论时，由2名研究者共同讨论决定。

1.2统计学处理 采用R软件进行统计分析。相关性分析采用非参数检验，利用survival工具包进行生存分析[8-9]；采用Kaplan-Meier法，用Log-rank检验进行两组或多组生存曲线的比较。运用Cox比例风险回归模型分析影响患者预后的危险因素,计算风险比(HR)及其95%可信区间(CI)；当分析预后不良相关的因素时,先进行单因素分析,然后对单因素分析有统计学意义的因素进行多因素分析[10]。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1癌旁与胃癌组织中差异表达基因分析 使用Strawberry-Perl软件提取整合mRNA原始数据矩阵，R软件结合Bioconductor软件的limma工具包对原始基因表达数据进行差异表达分析，beeswarm工具包对数据进行图形可视化。比较BICC1 mRNA在癌旁组织中和在胃癌组织中的表达，见图1。胃癌组织中BICC1 mRNA表达水平高于癌旁组织(P=0.000)。

图1 胃癌与癌旁组织中BICC1 mRNA表达水平的比较

2.2癌旁与胃癌组织的配对差异基因分析 使用R软件对基因表达数据进行配对差异基因分析，比较癌旁组织与胃癌组织基因的差异表达，见图2。胃癌组织中BICC1 mRNA表达高于癌旁组织(P=0.133)。

图2 癌旁与胃癌组织的配对差异基因分析

2.3生存分析 根据BICC1 mRNA表达水平的中位数，将胃癌患者分为BICC1高表达组和BICC1低表达组。利用R软件的survival工具包绘制Kaplan-Meier生存曲线，见图3。BICC1高表达组生存时间较低表达组短(P=0.025)。

图3 BICC1高表达和低表达组的生存分析

2.4BICC1 mRNA表达水平与临床特征的关系 为了验证胃癌中BICC1 mRNA表达与患者临床特征的关系，本课题组进一步分析了不同临床特征的胃癌患者癌组织中的BICC1 mRNA表达水平，不同分化程度(G1、G2、G3)的胃癌患者间BICC1 mRNA表达水平比较，差异有统计学意义(P=0.000)；不同肿瘤分期(1、2、3、4期)的患者间BICC1 mRNA表达水平比较，差异有统计学意义(P=0.001)；不同年龄、性别患者间BICC1 mRNA表达水平比较，差异无统计学意义(P>0.05)。

2.5影响患者预后的危险因素 单因素预后分析显示，年龄、性别、肿瘤分化程度与生存无显著关联(P>0.05)，而临床分期、T分期、M分期、N分期、BICC1 mRNA表达水平与生存有显著关联(P<0.05)，见图4。然后应用Cox多因素回归模型分析患者生存时间，年龄、BICC1 mRNA高表达是影响胃癌总生存时间的独立危险因素，见表1。

表1 影响患者预后的危险因素分析

续表1 影响患者预后的危险因素分析

注：A为BICC1 mRNA表达水平与胃癌分化程度的关系；B为BICC1 mRNA表达水平与胃癌分期的关系；C为BICC1 mRNA表达水平与性别的关系；D为BICC1 mRNA表达水平与年龄的关系。

图4 BICC1 mRNA表达水平与临床特征的关系

3 讨 论

本研究显示，胃癌组织中BICC1 mRNA的表达高于癌旁组织；BICC1 mRNA高表达组生存时间短，预后较差。进一步分析BICC1 mRNA的表达与胃癌临床特征的关系，BICC1 mRNA的表达和肿瘤临床分期、分化程度相关。Cox多因素生存分析显示，年龄、BICC1 mRNA高表达是影响胃癌总生存时间的独立危险因素。本研究表明BICC1 mRNA的表达水平可反映胃癌预后。有研究报道，BICC1在胰腺癌组织中异常高表达，胰腺肿瘤组织BICC1的表达水平与患者预后相关[11]。在胰腺癌中，BICC1过表达后将与ZEB1的mRNA结合，导致ZEB1表达增加，以致增强胰腺癌细胞的迁移运动，在胰腺癌细胞处于乏氧环境下，HIF1α可以调控增加BICC1的转录，对于胰腺肿瘤细胞的转移运动能力发挥促进作用。在胆管癌中，BICC1基因可与EGFR基因融合，形成融合基因，刺激下游通路或者靶基因，从而影响肿瘤的发生和发展[12]。上述报道与本研究的结果类似，均表明BICC1的表达水平与癌症的预后有关。

本研究的优势在于利用了TCGA数据库,临床资料比较完整，样本量较大。但是，TCGA数据集中提供的是mRNA水平的表达数据，可能无法完全代表BICC1在蛋白质水平的表达情况。后续研究应该结合免疫组织化学和Western blot方法进一步分析探讨。本研究为胃癌中BICC1的研究提供了线索和理论依据，可以为肿瘤的靶向治疗提供新思路。