基于多种数据库分析肺腺癌中FAM83A基因的表达水平及其临床意义

徐茂义 侯国新 李娜

肺癌是一种常见的恶性肿瘤，其死亡率和发病率均位居前列。近年来，随着吸烟人数的降低、早期诊断的改进，以及治疗方式的改革，肺癌的发病率和死亡率有所下降［1］。肺腺癌（lung adenocarcinoma，LUAD）约占肺原发肿瘤的一半，易发生于女性，与吸烟、二手烟、室内外环境污染以及与遗传基因关系密切，同时，肺腺癌是非吸烟者中最常见的组织学类型［2］。FAM83A（family with sequence similarity 83 member A）， 属 于FAM83家族中的一员，位于8号染色体，其在多种癌症中表达异常，能够影响细胞的侵袭迁移，且参与多种信号通路。本研究通过生物信息学的方法结合多种数据库分析肺腺癌组织中FAM83A的表达情况及特征，旨在为肺腺癌患者的治疗策略及预后评估提供理论依据，为肺腺癌的治疗提供新的分子标志物。

1 资料与方法

1.1 LUAD组织和正常肺组织FAM83A基因的表达水平 首先，在癌症基因图谱计划（the cancer genomeatlas program，TCGA）数据库中下载基因表达谱数据，利用limma包分析得到基因表达差异结果其次，运用Oncomine数据库（https：//www.oncomine.org/）中输入目的基因“FAM83A”、设定相应筛选条件肿瘤类型选择“LUAD”，分析类型选择“cancer vs. normol analysis”得到LUAD中FAM83A基因水平的表达差异结果，并进行荟萃分析。最后，运用基因表达谱数据动态分析数据库（gene expression profiling interactive analysis，GEPIA）（http：//gepia.cancer-pku.cn/）检索，条件如下：（1）“Expression DIY”框中选择“Boxplot”；（2）Gene输入“FAM83A”；（3）Cancer name选择LUAD；比较目的基因在肺腺癌组织和正常肺组织的表达情况，进一步验证Oncomine数据库中的FAM83A mRNA表达水平。

1.2 不同FAM83A基因表达水平对临床和病理学特征的分析 下载TCGA数据库中的相关临床数据，根据LUAD患者FAM83A基因表达水平的中位数，将患者划分为FAM83A高表达组和低表达组。应用SPSS 21.0软件进行χ2检验。其次用GEPIA数据库检索：（1）“Expression DIY”框中点击“Stage plot”；（2）Gene输入FAM83A；（3）Cancer name选择LUAD；比较不同分期的肺腺癌组织中FAM83A表达量。P＜0.05为差异有统计学意义。

1.3 不同FAM83A基因表达水平的LUAD患者生存及预后分析 首先TCGA数据库中下载相关生存数据，使用R语言survival包分析并绘制图形。其次，用KaplanMeier Plotter在线数据库（https：//www.kmplot.com/analysis/）工具分析，其中收录了肺癌患者总生存期（overall survival，OS）、无进展生存期（progress free survival，PFS）和目的基因的表达信息，在数据库中设置条件：Gene输入FAM83A；Split patients by：median，选择lung cancer分析数据库内FAM83A表达与肺腺癌患者OS和PFS的关系。最后，运用GEPIA数据库检索：（1）“survival框中点击“Survival plot”；（2）Gene 输入 FAM83A；（3）Cancer name选择 LUAD；（4）Method分别选择“Overall Survival”和“Disease Free Survival”可分别得到FAM83A高低表达对肺腺癌患者总生存率和无病生存期的影响。P＜0.05为差异有统计学意义。

1.4 FAM83A相互作用蛋白网络分析 String数据库（https：//string-db.org/）是用以探索蛋白质之间相互作用网络的检索工具，根据文献报道、数据库收录数据和分子间共表达蛋白相关性等证据给出蛋白质间存在相互作用的可信度评分。该分数由0~1表明分子间相互作用的可信度由低到高。在 String数据库中搜索蛋白质名称“FAM83A”，选择物种“homo sapiens”，获取FAM83A相互作用蛋白网络。

1.5 FAM83A基因在单个细胞中的功能 CancerSEA数据库（http：//biocc.hrbmu.edu.cn/CancerSEA/）是一个单细胞测序在线数据库，检索条件设置Gene输入FAM83A，Cancer Type选择lung adenocarcinoma，获得FAM83A基因在单个细胞中的功能。

1.6 FAM83A与临近长链非编码RNA FAM83AAS1的相关性分析 用GEPIA数据库检索（1）点击“Correlation”（2）GeneA输 入 FAM83A；GeneB输 入FAM83A-AS1（3）Correlation Coefficient选择“pearson”（4）TCGA Tumor选择LUAD Tumor；可获取FAM83A与FAM83A-AS1在肺腺癌中的相关性结果。

2 结果

2.1 FAM83A基因在LUAD组织和正常肺组织的表达差异 TCGA数据库分析结果显示FAM83A在LUAD组织中的基因水平显著高于正常肺组织（P＜0.01），Oncomine数据库分析结果表明，LUAD组织中FAM83A基因的表达水平较正常肺组织显著升高（P值及变化倍数分别为 P1=6.75×10-13、FC1=3.672、P2=2.61×10-22、FC2=3.742、P3=4.19×10-17、FC3=3.567）。荟萃分析这 3项研究结果表明，与正常肺组织相比FAM83A在 LUAD组织中的基因水平显著升高（Median Rank=300.0，P=6.75×E-13）最后GEPIA在线数据库检索结果也显示LUAD组织中FAM83A基因表达水平显著高于正常肺组织。（P＜0.05），三种数据库表达结果一致。

2.2 FAM83A基因表达水平与临床和病理学特征的关系 笔者团队运用GEPIA数据库设定检索条件，结果显示在肺腺癌不同临床病理分期中FAM83A基因的表达有显著差异，且有统计学意义（P＜0.05）。为了进一步探索FAM83A与其他临床参数的关系，笔者团队从TCGA数据库中下载了相关临床数据，根据FAM83A基因水平的中位数将其分为高表达组和低表达组，结果表明，不同年龄、吸烟史、淋巴转移程度和肿瘤分期的LUAD患者FAM83A基因表达水平存在差异且有统计学意义（P＜0.05）。

2.3 FAM83A基因表达水平与肺腺癌患者预后的关系 （1）首先分别采用Kaplan-Meier Plotter数据库和GEPIA数据库分析FAM83A基因表达与肺腺癌患者总生存期的关系，发现两个数据库结果均表明，与FAM83A基因高表达组比较，FAM83A基因低表达组OS显著延长（P＜0.01）。笔者团队在TCGA数据库中下载相关的生存数据，用R语言分析并绘制了生存曲线，结果显示FAM83A基因低表达组较高表达组而言，总生存率（P＜0.01）及无进展生存期（P＜0.01）均有显著延长，三种数据库显示结果一致。提示FAM83A基因表现为癌基因的特征，且FAM83A高表达可作为肺腺癌患者预后的标志物。（2）应用R语言分析年龄、性别、吸烟史、临床分期、FAM83A表达水平与肺腺癌患者预后的关系，并绘制森林图，单因素独立预后分析结果显示临床分期（P＜0.01）、FAM83A表达水平（P＜0.01）与患者预后存在显著相关性，而年龄、性别、吸烟史与肺腺癌预后相关性不显著。多因素独立预后分析结果显示临床分期（P＜0.01）及FAM83A（P＜0.01）的表达水平可作为影响肺腺癌患者生存预后的独立危险因素。以上结果表明，FAM83A是肺腺癌患者预后不良的指征。

2.4 FAM83A相互作用蛋白网络 String数据库分析结果显示与FAM83A相互作用蛋白，分数由高到低分别 为 C1QTNF6（Recombinant Human Complement C1q Tumor Necrosis Factor-Related Protein 6）、ZSCAN12、UHRF1BP1L、EGFR（epidermal growth factor receptor）、GPATCH2L（G patch domain-containing protein 2）、TRIM62、ENSG00000233757、RAC3（Rac family small GTPase 3）、VPS13C（vacuolar protein sorting 13 homolog C）、RAF1。

2.5 FAM83A基因在单个细胞中的功能 CancerSEA数据库检索结果显示，在单个肺腺癌细胞中FAM83A基因表达与多种细胞功能有关，其中KIM结果显示FAM83A基因表达与细胞沉默、转移、缺氧、血管生成、分化及上皮-间质转化成正相关，GUILLAUMETADKINS等研究显示FAM83A基因表达与细胞缺氧、炎症呈正相关，与DNA修复及DNA损伤呈负相关。综合相关性结果分析，FAM83A基因与细胞缺氧存在显著的正相关（r=0.48、r=0.49）。

2.6 FAM83A与临近长链非编码RNA FAM83A-AS1的相关性分析 查阅PubMed数据库发现FAM83A-AS1为FAM83A基因的反义长链非编码RNA，运用GEPIA数据库检索FAM83A与临近lncRNA FAM83A-AS1的相关性，结果显示二者间存在正相关，且具有统计学意义（r=0.85，P＜0.05）。

3 讨论

在我国，肺癌发病率及死亡率均位居恶性肿瘤首位，随着临床分子检测、靶向治疗及免疫治疗的发展，一些基因的异常表达已成为肺癌的潜在分子靶点，如EGFR 基因突变［3］、EML4-ALK 融合［4］、KRAS 突变［5］等。肺腺癌早期一般无明显症状，因此，探索肺腺癌发生发展的机制，找寻有效的诊断、治疗及预后靶点对肺腺癌的早期发现及治疗有重要的意义。

现已报道FAM83A基因在、肝癌［6］、肺癌［7-8］等多种恶性肿瘤中异常表达。本研究通过生物信息学并结合多种数据库，包括Oncomine、GEPIA及TCGA数据库，分析结果均显示与正常肺组织相比，FAM83A基因在肺腺癌组织中显著高表达。TCGA及Kaplan-Meier Plotter数据库生存分析显示较FAM83A基因高表达组相比，低表达组总生存率（P＜0.01）显著延长，同时FAM83A的表达水平与患者无进展生存期存在相关性，且具有统计学意义（P=0.007），联合生存分析结果表明高表达FAM83A的患者预后较差。此外笔者团队分析了FAM83A表达与LUAD患者临床及病理学特征的关系，结果表明，FAM83A的表达水平与LUAD患者的年龄、吸烟史、淋巴转移程度及肿瘤分期有关。单因素及多因素分析结果显示FAM83A的表达可作为影响肺腺癌患者生存预后的独立危险因素。FAM83A与临近的LncRNA FAM83A-AS1呈正相关，LncRNA FAM83AAS1是FAM83A的一条反义RNA，现已有文章报道在多肿瘤中异常表达且能够影响肿瘤细胞的侵袭迁移能力。现已有报道，FAM83A参与多种经典信号通路并发挥其作用，如MEK/ERK信号通路、Wnt信号通路及PI3K/Akt/mTOR信号通路［7-8］，促进肺癌的发生发展。FENGRUI等［9］研究表明FAM83A与PD-L1在肺腺癌中高表达，且FAM83A可以通过ERK途径促进PD-L1的表达增加，引起免疫逃逸，此研究也为肺腺癌的相关免疫治疗提供了一个新的思路。

综上所述，多数据库联合分析结果显示肺腺癌患者癌组织中FAM83A呈高表达，其表达水平与预后状况呈负相关。FAM83A作为肺腺癌的驱动基因，参与多种信号通路，同时也是影响预后的独立危险因素，其有望成为肺腺癌的一个新的治疗靶点。深入研究FAM83A参与肺腺癌发生发展的机制，可能为肺腺癌的治疗策略及预后评估提供有力的理论依据。