BRIP1在胶质瘤中的表达及临床意义

王圣桃 王新庄 高 铭 韩大勇

脑胶质瘤的发病率及病死率高，即使采用综合治疗方案（手术辅以放、化疗），5年生存率仍不足35%[1，2]。肿瘤基因的表达模式和特定分子机制是目前的研究热点[3，4]。研究表明，乳腺癌易感基因相互作用蛋白1（BRCA1 interacting protein C-terminal helicase 1，BRIP1）基因异常表达与卵巢癌、乳腺癌等恶性肿瘤发生、发展密切相关[5，6]。本文采用生信分析方法探讨胶质瘤BRIP1基因表达情况及其与病人预后的关系。

1 资料与方法

1.1 数据库检索 从GEO数据库GPL570平台选取三个BRIP1基因表达谱芯片（GSE4290、GSE50161和GSE74195），其中GSE4290包括23例正常样本和157例胶质瘤样本，GSE50161包括13例正常样本和34例胶质瘤样本，GSE74195包括5例正常样本和27例胶质瘤样本。

1.2 生存预后分析 使用TCGA下载有关胶质瘤BRIP1表达、生存率和临床特征的数据，包含326例低级别胶质瘤（low-grade glioma，LGG）样本和327例高级别胶质瘤（high-grade glioma，HGG）样本的mRNA-seq数据。以胶质瘤BRIP1表达中位值为界限，分成高表达和低表达组，使用R软件Kaplan-Meier法绘制生存曲线，评价BRIP1与胶质瘤病人生存时间的相关性。

1.3 胶质瘤病人预后影响因素分析 采用多因素Cox比例回归风险模型分析BRIP1表达水平与胶质瘤病人预后的关系。

1.4 BRIP1预测胶质瘤病人生存时间的价值 利用ROC曲线分析BRIP1基因表达水平预测胶质瘤病人生存时间的效能。使用logistic回归和Kaplan-Meier法绘制ROC曲线。

1.5 BRIP1基因相关信号通路富集分析 采用GSEA4.0.2 软件对BRIP1进行基因富集分析。以胶质瘤BRIP1表达中位值为基准进行分组，进行KEGG功能富集分析，排列数参数设置为1 000，基因组数据库设置为KEGG细胞信号通路，获得BRIP1的主要富集通路。

2 结果

2.1 胶质瘤BRIP1的表达情况 从GEO数据库GPL570平台选取GSE4290、GSE50161、GSE74195基因芯片进行分析，结果显示，相对于正常样本，胶质瘤BRIP1表达明显上调（P＜0.001；图1）。

2.2 BRIP1表达水平与胶质瘤病人预后的联系 生存曲线分析显示，相较于BRIP1低表达组，BRIP1高表达组胶质瘤生存期明显缩短（P＜0.001；图2A）。亚组分析表明，WHO分级Ⅲ级胶质瘤病人BRIP1高表达组生存期较低表达组明显缩短（P＜0.001；图2C），而在WHO分级Ⅱ、Ⅳ级胶质瘤病人中作用不明显（P＞0.05；图2B、2D）。

2.3 胶质瘤病人预后影响因素 单因素Cox回归分析结果显示，BRIP1表达水平（HR=1.564；95%CI:1.397 ～1.774 ；P＜0.001 ）和病理级别（HR=4.634 ；95%CI:3.727 ～5.760 ；P＜0.001 ）与胶质瘤病人预后有关。多因素Cox回归分析结果表明，BRIP1高表达（HR=1.250 ；95%CI:1.056 ～1.480 ；P＜0.001 ）是胶质瘤不良预后的独立危险因素。

2.4 BRIP1表达水平对胶质瘤病人预后的预测价值BRIP1表达水平预测胶质瘤1年不良预后的曲线下面积（area under curve，AUC）为0.744，最佳截断值为0.302 ，敏感性为0.832 ，特异性为0.528 ；预测3年不良预后的AUC为0.801 ，最佳截断值为0.420 ，敏感性为0.696 ，特异性为0.809 ；预测5年不良预后的AUC为0.767 ，最佳截断值为0.420 时，敏感性为0.593 ，特异性为0.842（图3A）。

亚组分析显示，WHO分级Ⅲ级胶质瘤病人，BRIP1表达水平预测3年不良预后的AUC为0.741，最佳截断值为0.380 ，敏感性为0.689 ，特异性为0.772 ；预测5年不良预后AUC为0.7 1 2 ，最佳截断值为0.318 ，敏感性为0.675 ，特异性为0.783 （图3C）。然而，WHO分级Ⅱ、Ⅳ级胶质瘤病人ROC曲线不规则，AUC＜0.7（图3B、3D）。

2.5 胶质瘤BRIP1基因富集分析BRIP1基因主要富集于DNA复制、同源重组、错配修复和细胞周期等信号转导通路。

图1 胶质瘤BRIP1的表达水平

图2 BRIP1表达水平与胶质瘤生存预后关系的生存曲线分析

图3 ROC曲线分析BRIP1表达水平与胶质瘤生存预后的关系

3 讨论

BRIP1具有促进和抑制肿瘤的双重作用。BRIP1变异可增加罹患乳腺癌和卵巢癌的风险[5，6]。BRIP1过表达可通过抑制宫颈癌Hela细胞Rac1 GTP酶活性，增加子宫颈癌对顺铂治疗的敏感性[7]。BRIP1高表达促进肿瘤对5-氟尿嘧啶耐药，是罹患结直肠癌的危险因素[8，9]。下调BRIP1增加胃癌对氧化铂的敏感性[10]。但是，BRIP1在胶质瘤中表达情况尚不清楚。

我们基于生物信息技术分析BRIP1基因在胶质瘤中的作用，发现胶质瘤BRIP1表达水平较正常组织明显增高；BRIP1表达水平与胶质瘤总体生存期呈明显负相关；亚组分析结果显示，BRIP1可作为WHO分级Ⅲ级胶质瘤生存预后不良的高危因子，而BRIP1与WHO分级Ⅱ、Ⅳ级胶质瘤生存预后之间联系不显著。这种差别可能是不同级别肿瘤之间的异质性、不同发展阶段及不同级别肿瘤所处的微环境所导致的。本文ROC曲线分析发现BRIP1水平对胶质瘤1、3、5生存期具有良好的预测价值；利用GSEA进行KEGG通路富集分析发现，与BRIP1相关的基因主要富集在DNA复制、同源重组、错配修复和细胞周期等细胞转导途径。

综上所述，本研究通过生物信息学分析发现，胶质瘤BRIP1表达水平上调，与胶质瘤病人不良预后密切相关，是胶质瘤生存预后不良的独立危险因素。后期还需要通过体内外实验来验证这些生信分析结果，探讨BRIP1表达异常与胶质瘤恶性增殖、侵袭等细胞表型的相关性，为BRIP1作为胶质瘤的分子治疗靶点提供更多的临床线索。