沉默信息调节因子4 表达与肿瘤患者预后和临床特征关系的Meta 分析△

王旭华，陈兆元，周华强，刘午阳，罗嘉全#

1赣南医学院第一临床医学院，江西 赣州 341000

2赣南医学院第一附属医院骨科，江西 赣州 341000

目前，肿瘤仍然是一个严重的公共卫生问题，且其发病率和病死率均不断上升[1-2]。尽管近年来肿瘤的诊断和治疗技术得到了飞速发展，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诊断标志物及治疗靶点[3]。因此，开发一些肿瘤相关标志物尤为迫切[4]。

沉默信息调节因子（sirtuin，SIRT）家族蛋白属于Ⅲ类组蛋白去乙酰化酶（histone deacetylase，HDAC），其在结构上均具有一个由275 个氨基酸组成的高度保守的催化核心组件，这也赋予其去乙酰化酶活性，并且其活性依赖于烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（nicotinamide adenine dinucleotide，NAD+）[5-6]。哺乳动物中存在7 种SIRT 亚型（SIRT1～7），根据其亚细胞定位可分为3类：SIRT1、SIRT6和SIRT7存在于细胞核中，SIRT3、SIRT4和SIRT5存在于线粒体中，SIRT2主要存在于细胞质中[7]。研究发现，SIRT家族成员依赖其去乙酰化酶和腺苷二磷酸（adenosine diphosphate，ADP）-核糖基转移酶活性在维持细胞基因组稳定性、能量代谢、细胞周期、氧化应激反应等过程中发挥重要作用[8-9]，并且这些过程的异常可促进肿瘤的发生发展。因此，SIRT家族成员的异常表达可能是正常细胞发生癌变的重要环节。SIRT4是SIRT 家族成员之一，主要定位于线粒体，其编码基因位于染色体12q24.31 上[10]。除SIRT 家族高度保守的去乙酰化酶活性外，SIRT4还具有ADP-核糖基转移酶活性[11]、脂酰胺酶活性[12]和脱酰酶活性[13]等。由于SIRT4 具有调节代谢过程和线粒体功能的作用，所以其与多种人类疾病的发病机制有关，包括高胰岛素血症、糖尿病、肝病、肿瘤、神经退行性疾病、心脏病和致病性感染[14]。研究表明，SIRT4在多种类型肿瘤中扮演抑癌基因的角色，其表达水平在多种类型肿瘤中降低，过表达SIRT4 可抑制肿瘤细胞的生物学功能，如细胞增殖、迁移、侵袭等，且SIRT4低表达与肿瘤患者预后不良显著相关[15-21]。但目前SIRT4在肿瘤中的表达及与患者预后的关系仍存在争议。研究表明，在日本食管鳞状细胞癌患者中，SIRT4高表达患者的总生存期（overall survival，OS）长于SIRT4低表达患者，多因素Cox回归分析表明，SIRT4可作为食管鳞状细胞癌患者预后的独立影响因素，体外实验表明，敲低SIRT4可显著增加食管癌细胞谷氨酸脱氢酶（glutamate dehydrogenase，GDH）活性并促进其增殖和迁移[17]。Lai等[22]研究发现，在中国食管鳞状细胞癌患者的肿瘤样本中SIRT4蛋白表达水平高于癌旁组织，且SIRT4 高表达患者的平均生存时间短于SIRT4低表达患者。本研究对多种肿瘤患者中SIRT4表达及与预后的关系进行系统评价，旨在为肿瘤治疗提供依据，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 检索策略

通过计算机在PubMed、EMBase、Web of Science、Cochrane library 数据库中检索有关肿瘤患者中SIRT4 表达情况及预后的临床试验。检索时间为建库至2022 年5 月10 日。英文检索词为“SIRT4”“sirtuin 4”“cancer”“neoplasm”“tumor”“carcinoma”“survival”“prognosis”“prognostic”“clinical outcome”“diagnosis”“clinicopathological”。

1.2 文献纳入和排除标准

纳入标准：①文献具有肿瘤组织中SIRT4mRNA 或SIRT4 蛋白表达情况的相关信息；②文献中根据SIRT4mRNA 或SIRT4 蛋白表达水平，将纳入的肿瘤患者分为高表达组和低表达组；③文献中直接提供风险比（hazard ratio，HR）及相应95%置信区间（confidence interval，CI）或提供可提取预后相关HR 数据的生存曲线。排除标准：①缺乏预后相关HR 数据；②重复文献；③生物信息学分析数据；④信件、会议记录、病例报告、综述或专家意见、动物实验等。

1.3 数据提取和评估

由两位作者各自独立筛选文献并提取相应数据，包括作者、出版年份、国家、肿瘤类型、样本量、随访时间、结局评估指标、临床特征、OS或无病生存期（disease free survival，DFS）的HR 及相应95%CI等。关于OS或DFS的HR及相应95%CI，若文中提供有关OS或DFS的多因素分析结果，则直接提取；若仅提供生存曲线，则通过Engauge Digitizer 4.1 软件间接获得。采用纽卡斯尔-渥太华量表（Newcastle-Ottawa scale，NOS）评估纳入文献的质量，评分为0～9分，﹥6分认为文献质量较高。

1.4 癌症基因组图谱（The Cancer Genome Atlas，TCGA）数据库验证

基因表达谱交互式分析（Gene Expression Profiling Interactive Analysis，GEPIA）是一个新开发的交互式网站，可以用来分析TCGA 数据库中的RNA 测序数据。采用Kaplan-Meier 法绘制生存曲线，组间比较采用Log-rank 检验，验证SIRT4 表达与肿瘤患者OS 和DFS 的关系。

1.5 统计学分析

采用Review Manager 5.4.1 和STATA 11.0 软件对纳入文献中提取的数据进行Meta 分析，应用汇总的HR 及相应95%CI 评估SIRT4 表达与肿瘤患者预后的关系，汇总的比值比（odds ratio，OR）及相应95%CI 评估SIRT4 表达与肿瘤患者临床特征的关系。使用基于χ2检验的Q检验和I2分析纳入文献的异质性情况。I2﹥50%或P﹤0.1 表明纳入的文献存在较大的异质性，选择随机效应模型，反之，则选择固定效应模型。通过评估依次去除每一篇文献后的结果是否出现明显改变进行敏感性分析。通过漏斗图和Begg’s 检验评估发表偏倚。以P﹤0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 纳入文献的特征

本研究初步筛选出232 篇文献，剔除重复文献后余173 篇，进一步阅读标题、摘要后筛选出17篇，全文阅读后筛选出8 篇。8 篇文献[15-22]出版时间为2016—2020 年，共包含1229 例肿瘤患者，其中1136 例为中国患者，93 例为日本患者。7 篇文献采用免疫组织化学法（immunohistochemistry，IHC）评估SIRT4 的表达水平，剩余1 篇使用蛋白质印迹法（Western blot，WB）。纳入的文献中包括非小细胞肺癌、结直肠癌、食管鳞状细胞癌、乳腺癌、胃癌、喉鳞状细胞癌和神经母细胞瘤共7 种肿瘤类型。所有纳入文献的NOS 评分均大于6 分（表1）。

表1 纳入文献的基本特征

2.2 SIRT4 表达与肿瘤患者预后的关系

由于不同文献中OS 不存在明显的异质性，因此采用固定效应模型进行分析，结果显示，SIRT4高表达肿瘤患者的OS 优于SIRT4 低表达患者，差异有统计学意义（HR=0.66，95%CI：0.52～0.85，P﹤0.01）（图1）。根据不同的分组标准（肿瘤类型、HR获取途径、检测方法、随访时间）进行的亚组分析结果表明，对于不同肿瘤类型的肿瘤患者，SIRT4高表达和SIRT4 低表达患者的OS 也存在差异（表2），说明HR 获取途径、检测方法、随访时间可能是异质性的来源。纳入文献中有2 篇包含DFS 数据，但将其合并后发现，SIRT4 高表达和SIRT4 低表达患者的DFS 比较，差异无统计学意义（HR=0.67，95%CI：0.30～1.48，P=0.32）。此外，TCGA 数据库的结果验证了SIRT4 低表达患者的中位OS 短于SIRT4 高表达患者（HR=0.8，P﹤0.01）（图2）。

图1 SIRT44表达与肿瘤患者OS关系的森林图

图2 TCGA数据库中SIRT44高表达和SIRT44低表达肿瘤患者的OS曲线

表2 肿瘤患者中SIRT44 表达与OS 关系的亚组分析

2.3 SIRT4 表达与肿瘤患者临床特征的关系

SIRT4 低表达肿瘤患者淋巴结转移率高于SIRT4 高表达患者，差异有统计学意义（OR=0.51，95%CI：0.31～0.85，P﹤0.01）（图3）。不同肿瘤大小、T 分期、TNM 分期、分化程度肿瘤患者中SIRT4表达情况比较，差异均无统计学意义（P﹥0.05）；有淋巴结转移和无淋巴结转移肿瘤患者中SIRT4 表达情况比较，差异有统计学意义（P﹤0.01）（表3）。

图3 SIRT44表达与肿瘤患者淋巴结转移关系的森林图

表3 SIRT4 表达与肿瘤患者临床特征的关系

2.4 敏感性分析和发表偏倚

依次去除每一篇文献后总HR 及相应95%CI未出现明显改变（图4），表明结果具有较强的稳健性。漏斗图（图5）和Begg’s 检验的结果（P=0.536）未发现明显的发表偏倚。

图4 敏感性分析

图5 发表偏倚的漏斗图

3 讨论

SIRT4 蛋白主要定位于细胞的线粒体中，这决定了其对细胞能量代谢具有重要作用[23]。例如，脂肪酸氧化代谢和胰岛素分泌均受SIRT4 调节[24-25]。研究发现，肿瘤的代谢重编程也与SIRT4 有着紧密联系，SIRT4 可通过ADP-核糖基转移酶的作用抑制葡萄糖脱氢酶（glutamate dehydrogenase，GDH）的活性，干预肿瘤细胞的谷氨酰胺代谢过程，而这一过程使肿瘤细胞增殖过程中的能量供应及生物大分子合成受阻，从而抑制肿瘤细胞的快速增殖[26]。在胃癌中，SIRT4 能够通过上调胃癌细胞E-钙黏蛋白的表达并抑制N-钙黏蛋白和波形蛋白的表达，维持上皮细胞的表型，从而抑制上皮-间充质转化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）过程，抑制胃癌的转移能力[19]。此外，SIRT4 可破坏肿瘤细胞的酸碱平衡，从而抑制肿瘤发展[27]。多项研究表明，SIRT4 具有一定的临床意义，Wan 等[20]对168 例喉鳞状细胞癌患者的研究发现，肿瘤组织中SIRT4的表达水平明显低于相应的正常组织，SIRT4 低表达与阳性淋巴结和更高的病理分级、T 分期和TNM 分期密切相关，此外，在多因素Cox 回归分析中发现，SIRT4 表达可作为喉鳞状细胞癌患者OS和DFS 的独立影响因素。Wang 等[21]在158 例神经母细胞瘤患者中发现，SIRT4 低表达患者的术后生存期明显短于SIRT4 高表达患者。这些结果表明，SIRT4 与肿瘤有着紧密的联系，并且可能具有预测肿瘤预后的潜力。

本研究评估了SIRT4 在人类肿瘤中的预后价值，结果表明，SIRT4 低表达与较短的OS 有关。此外，根据肿瘤类型、HR 获取途径、检测方法、随访时间进行的亚组分析结果显示，对于不同肿瘤类型的肿瘤患者，SIRT4 高表达和SIRT4 低表达患者的OS 也存在差异，其中根据HR 获取途径进行的亚组分析结果显示，I2=0，提示HR 获取途径的不同可能是异质性的主要来源。另外，此次Meta 分析还发现，SIRT4 低表达肿瘤患者淋巴结转移率高于SIRT4 高表达患者，差异有统计学意义（P﹤0.05）；有淋巴结转移和无淋巴结转移肿瘤患者中SIRT4表达情况比较，差异有统计学意义（P﹤0.01）；但不同肿瘤大小、T 分期、TNM 分期、分化程度肿瘤患者中SIRT4 表达情况比较，差异均无统计学意义（P﹥0.05）。此外，通过TCGA 数据库分析也验证了SIRT4 表达与肿瘤患者OS 的关系，进一步表明SIRT4 低表达与更短的OS 有关。总之，SIRT4 低表达是肿瘤患者预后不良的危险因素，SIRT4 对于肿瘤患者可能是一个有价值的生物标志物。本研究是关于SIRT4 在肿瘤患者中预后价值的Meta 分析。然而，此次Meta 分析仍存在一些局限性，首先，因部分文献中未直接提供HR 及相应95%CI，通过间接获得的数据可能存在误差；其次，纳入的所有肿瘤患者均为亚洲人（中国和日本），因此本次Meta 分析的结果从严格意义上来讲不具有全人类代表性；再次，样本数有限，本研究未进行单个肿瘤的相关研究，因此在将来需要加大样本量进一步验证此次Meta 分析的结论。

综上所述，SIRT4 低表达与肿瘤患者预后不良密切相关，并且其具有成为预测肿瘤患者预后生物标志物的潜力，可以为临床治疗肿瘤提供新的思路和方法。