SMAD7、SMAD9与肺腺癌患者预后及免疫浸润的相关性分析.pdf

基金项目:国家自然科学基金面上项目(8 2 1 7 2 8 9 2)作者简介:李晓武(1 9 8 6-),男,硕士,研究方向:肿瘤的诊断和治疗。通信作者:袁 媛,女,主任医师,硕士,研究方向:肿瘤的诊断和治疗,E-m a i l:2 9 4 0 7 1 6 8 4q q.c o m。本文引用:李晓武,张有为,冯 玉,等.S MA D 7、S MA D 9与肺腺癌患者预后及免疫浸润的相关性分析J.新疆医科大学学报,2 0 2 3,4 6(1 0):1 3 1 9-1 3 2 5.d o i:1 0.3 9 6 9/j.i s s n.1 0 0 9-5 5 5 1.2 0 2 3.1 0.0 1 0S MA D 7、S MA D 9与肺腺癌患者预后及免疫浸润的相关性分析李晓武,张有为,冯 玉,韩 亮,袁 媛(徐州市中心医院肿瘤内科,江苏 徐州 2 2 1 0 0 0)摘要:目的 本研究旨在探讨S MA D 7、S MA D 9在肺腺癌中的预后价值及其与免疫浸润的相关性。方法 借助G E P I A数据库预测S MA D家族成员在肺腺癌组织与癌旁组织中的表达水平,筛选差异表达的成员作为关键基因纳入研究。分析关键基因对肺腺癌患者预后的影响,G E P I A与T I ME R数据库分析关键基因与免疫浸润的相关性。收集1 0 8例手术切除的肺腺癌患者组织,使用q R T-P C R验证关键基因在组织内的表达水平。分析关键基因对患者5年生存率的影响及影响生存率的独立预测因素。结果 G E P I A数据库预测结果显示,相对于正常组织样本,S MA D 7、S MA D 9在癌组织样本中的表达降低(P均0.0 5)。G E P I A数据库预测结果显示S MA D 7、S MA D 9低表达水平患者总生存率低于S MA D 7、S MA D 9高表达水平患者(P均0.0 5)。T I M-E R网站预测结果显示S MA D 7与B细胞、C D 4+T 细胞、巨噬细胞、中性粒细胞、树突状细胞水平均呈正相关(P均0.0 5),S MA D 9与B细胞、C D 4+T细胞、巨噬细胞水平呈正相关(P均0.0 5)。G E P I A网站显示S MA D 7与C D 1 1 5、C D 8 6、C D 6 8、C C L 2、I R F 5呈正相关(P均0.0 5),S MA D 9与C C L 2、I R F 5呈正相关(P均0.0 5)。相对于癌旁组织中S MA D 7(1.0 00.2 7)、S MA D 9(1.0 00.3 1)的表达,癌组织中S MA D 7(0.7 60.2 4)、S MA D 9(0.8 10.2 2)的表达降低(P均0.0 5)。S MA D 7、S MA D 9低表达患者的5年总生存率低于高表达患者(P均0.0 5)。C o x分析结果显示,淋巴结转移、T 3+T 4分期、组织学级与S MA D 7、S MA D 9水平是影响患者总生存时间的独立风险因素(P均0.0 5)。结论 S MA D 7、S MA D 9是预测肺腺癌不良预后的潜在生物分子,与免疫浸润水平相关,可能参与免疫细胞调节。关键词:肺腺癌;S MA D家族;S MA D 7;S MA D 9;免疫浸润中图分类号:R 7 3 4.2 文献标识码:A 文章编号:1 0 0 9-5 5 5 1(2 0 2 3)1 0-1 3 1 9-0 7d o i:1 0.3 9 6 9/j.i s s n.1 0 0 9-5 5 5 1.2 0 2 3.1 0.0 1 0C o r r e l a t i o n a n a l y s i s o f S MA D 7,S MA D 9 w i t h p r o g n o s i s a n d i mm u n e i n f i l t r a t i o n i n p a t i e n t s w i t h l u n g a d e n o c a r c i n o m aL I X i a o w u,Z H A N G Y o u w e i,F E N G Y u,H A N L i a n g,Y U A N Y u a n(M e d i c a l O n c o l o g y,X u z h o u C e n t r a l H o s p i t a l,X u z h o u J i a n g s u 2 2 1 0 0 0,C h i n a)A b s t r a c t:O b j e c t i v e T o i n v e s t i g a t e t h e p r o g n o s t i c v a l u e o f S MA D 7 a n d S MA D 9 i n l u n g a d e n o c a r c i n o m a a n d t h e i r c o r r e l a t i o n w i t h i mm u n e i n f i l t r a t i o n.M e t h o d s T h e e x p r e s s i o n l e v e l s o f S MA D f a m i l y m e m b e r s i n l u n g a d e n o c a r c i n o m a t i s s u e s a n d a d j a c e n t t i s s u e s w e r e p r e d i c t e d b y G E P I A d a t a b a s e,a n d t h e d i f f e r e n t i-a l l y e x p r e s s e d m e m b e r s w e r e s e l e c t e d a s k e y g e n e s t o b e i n c l u d e d i n t h e s t u d y,a n d t h e i n f l u e n c e o f k e y 第4 6卷 第1 0期新 疆 医 科 大 学 学 报V o l.4 6 N o.1 0 2 0 2 3年1 0月J o u r n a l o f X i n j i a n g M e d i c a l U n i v e r s i t yO c t.2 0 2 3 g e n e s o n t h e p r o g n o s i s o f l u n g a d e n o c a r c i n o m a p a t i e n t s w a s f u r t h e r a n a l y z e d.G E P I A a n d T I ME R d a t a b a s-e s w e r e u s e d t o a n a l y z e t h e c o r r e l a t i o n b e t w e e n k e y g e n e s a n d i mm u n e i n f i l t r a t i o n.T i s s u e s o f 1 0 8 p a t i e n t s w i t h l u n g a d e n o c a r c i n o m a w e r e c o l l e c t e d a n d q R T-P C R w a s u s e d t o v e r i f y t h e e x p r e s s i o n l e v e l s o f k e y g e n e s i n t h e t i s s u e s.T h e i n f l u e n c e o f k e y g e n e s o n 5-y e a r s u r v i v a l r a t e a n d i n d e p e n d e n t p r e d i c t o r s o f s u r-v i v a l r a t e w e r e a n a l y z e d.R e s u l t s T h e p r e d i c t i o n r e s u l t s o f G E P I A d a t a b a s e s h o w e d t h a t c o m p a r e d w i t h n o r m a l t i s s u e s a m p l e s,t h e e x p r e s s i o n s o f S MA D 7 a n d S MA D 9 i n c a n c e r t i s s u e s a m p l e s w e r e d e c r e a s e d(P0.0 5).T h e p r e d i c t i o n r e s u l t s o f G E P I A d a t a b a s e s h o w e d t h a t t h e o v e r a l l s u r v i v a l r a t e o f t h e p a t i e n t s w i t h l o w e x p r e s s i o n l e v e l o f S MA D 7 a n d S MA D 9 w a s l o w e r t h a n t h a t o f t h e p a t i e n t s w i t h h i g h e x p r e s s i o n l e v e l o f S MA D 7 a n d S MA D 9(P0.0 5).T h e p r e d i c t i o n r e s u l t s o f T i m e r w e b s i t e s h o w e d t h a t S MA D 7 w a s p o s i t i v e l y c o r r e l a t e d w i t h t h e l e v e l s o f B c e l l s,C D 4+T c e l l s,m a c r o p h a g e s,n e u t r o p h i l s a n d d e n d r i t i c c e l l s(a l l P0.0 5),a n d S MA D 9 w a s p o s i t i v e l y c o r r e l a t e d w i t h t h e l e v e l s o f B c e l l s,C D 4+T c e l l s a n d m a c r o p h a g e s(a l l P0.0 5).T h e G E P I A w e b s i t e s h o w e d t h a t S MA D 7 w a s p o s i t i v e l y c o r r e l a t e d w i t h C D 1 1 5,C D 8 6,C D 6 8,C C L 2 a n d I R F 5(a l l P0.0 5),a n d S MA D 9 w a s p o s i t i v e l y c o r r e l a t e d w i t h C C L 2 a n d I R F 5(a l l P0.0 5).C o m p a r e d w i t h t h e e x p r e s s i o n s o f S MA D 7(1.0 00.2 7)a n d S MA D 9(1.0 00.3 1)i n a d j a c e n t t i s s u e s,t h e e x p r e s s i o n s o f S MA D 7(0.7 60.2 4)a n d S MA D 9(0.8 10.2 2)i n c a n c e r t i s s u e s w e r e d e c r e a s e d(P0.0 5).T h e 5-y e a r o v e r a l l s u r v i v a l r a t e o f t h e p a t i e n t s w i t h l o w e x p r e s s i o n o f S MA D 7 a n d S MA D 9 w a s l o w e r t h a n t h a t o f t h e p a t i e n t s w i t h h i g h e x p r e s s i o n(P0.0 5).C o x a n a l y s i s s h o w e d t h a t l y m p h n o d e m e t a s t a s i s,T 3+T 4 s t a g i n g,h i s t o l o g i c a l g r a d e I I I a n d S MA D 7 a n d S MA D 9 l e v-e l s w e r e i n d e p e n d e n t r i s k f a c t o r s a f f e c t i n g t h e o v e r a l l s u r v i v a l t i m e o f t h e p a t i e n t s(a l l P1时,提示暴露因素是阳性事件的促进因素,HR1时,提示暴露因素的阳性事件的阻碍因素,HR=1时,提示暴露因素对阳性事件无显著影响。1.7 统计学处理 采用S P S S 2 3.0统计软件进行数据处理,符合正态分布且方差齐性的计量资料以均数标准差(x-s)表示,两组间数据比较采用t检验。采用L o g-r a n k检验及K a p l a n-M e i e r分析基因表达与总生存期的相关性和影响。以P 0.0 5为差异有统计学意义。2 结果2.1 S MA D家族成员在肺腺癌组织中的差异表达水平比较 G E P I A数据库预测结果显示,相对于正常组织样本,S MA D 7、S MA D 9在癌组织样本中的表达降低(P均0.0 5),见图1。2.2 S MA D 7、S MA D 9的表达水平与肺腺癌患者预后的关系分析结果 G E P I A数据库预测结果显示S MA D 7、S MA D 9低表达水平的患者总生存率低于S MA D 7、S MA D 9高表达水平的患者(P均0.0 5),见图2。注:A,S MA D 7在正常组织与癌组织样本中的表达;B,S MA D 9在正常组织与癌组织样本中的表达。图1 G E P I A数据库预测S MA D家族成员在正常组织与肺腺癌组织样本中差异表达图2.3 S MA D 7、S MA D 9与免疫细胞浸润水平的关系分析结果 T I ME R网站预测结果显示,S MA D 7与B细胞、C D 4+T 细胞、巨噬细胞、中性粒细胞、树突状细胞水平均呈正相关(P均0.0 5),与C D 8+T 细胞的水平无相关性,S MA D 9与B细胞、C D 4+T细胞、巨噬细胞水平呈正相关(P均0.0 5),与C D 8+T细胞、中性粒细胞、树突状细胞的水平无相关性。见图3。1231 第1 0期 李晓武,等:S MA D 7、S MA D 9与肺腺癌患者预后及免疫浸润的相关性分析注:A,S M A D 7表达水平对肺腺癌患者生存的影响;B,S M A D 9表达水平对肺腺癌患者生存的影响。图2 G E P I A数据库预测S MA D 7、S MA D 9表达水平对肺腺癌患者生存的影响图注:A,S MA D 7与免疫细胞浸润水平的相关性结果;B,S MA D 9与免疫细胞浸润水平的相关性结果。图3 T I ME R数据库预测S MA D 7、S MA D 9与免疫细胞浸润水平的关系分析图2.4 S M A D 7、S M A D 9与免疫细胞标志物的相关性分析结果 G E P I A数据库显示S MA D 7与C D 1 1 5、C D 8 6、C D 6 8、C C L 2、I R F 5呈正相关(P均0.0 5),S MA D 9与C C L 2、I R F 5呈正相关(P均0.0 5)。见表1。2.5 S M A D 7、S M A D 9在肺腺癌患者癌组织中的表达检测及其预后分析结果 q R T-P C R检测肺腺癌患者癌旁组织与癌组织中S MA D 7、S MA D 9的表达水平显示,相 对 于 癌 旁 组 织 中S MA D 7(1.0 00.2 7)、S MA D 9(1.0 0 0.3 1)的表达,癌组织中S MA D 7(0.7 6 0.2 4)、S MA D 9(0.8 1 0.2 2)的表达降低(P均0.0 5),见表2。K a p l a n-M e i e r分析结果显示,S MA D 7、S MA D 9低表达患者的5年总生存率低于高表达患者(P均0.0 5),见图4 B、4 C。表1 S MA D 7、S MA D 9与免疫细胞标志物的相关性预测结果免疫细胞类型标志物S MA D 7rPS MA D 9rP单核细胞C D 1 1 50.2 50.0 0 1-0.0 70.1 5 0C D 8 60.1 50.0 0 1-0.0 90.0 5 0肿瘤相关巨噬细胞C D 6 80.1 1 0.0 2 1-0.0 50.2 8 0C C L 20.1 66 02 32 52 12 7吸烟史 是2 42 30.0 3 80.8 4 62 52 10.3 7 50.5 4 0 否3 03 13 03 2肿瘤直径/c m 32 52 80.3 3 30.5 6 42 42 91.3 2 60.2 5 0 32 92 63 12 4淋巴结转移 有1 92 83.0 5 10.0 8 12 52 30.0 4 60.8 3 0 无3 52 63 03 0肺膜侵犯 有2 52 70.1 4 80.7 0 02 92 30.9 4 10.3 3 2 无2 92 72 63 0T分期 T 1+T 2期3 74 00.4 0 70.5 2 34 33 42.5 9 60.1 0 7 T 3+T 4期1 71 41 21 9组织学分级 级4 43 91.3 0 10.2 5 44 14 20.3 3 50.5 6 3 级1 01 51 41 1注:A,q R T-P C R检测S MA D 7与S MA D 9在癌旁组织与癌组织中相对表达水平;B,S MA D 7表达水平对肺腺癌患者生存的影响;C,S MA D 9表达水平对肺腺癌患者生存的影响。*P0.0 0 1。图4 q R T-P C R检测及生存分析图3231 第1 0期 李晓武,等:S MA D 7、S MA D 9与肺腺癌患者预后及免疫浸润的相关性分析2.6 影响肺腺癌患者生存时间的多因素分析结果 C o x分析结果显示,淋巴结转移、T 3+T 4分期、组织学 级与S MA D 7、S MA D 9水平是影响肺腺癌患者总生存时间的独立风险因素(P均6 04 8(4 4)1.2 3(0.6 02.5 6)0.5 7 4吸烟史 否4 6(4 3)1.1 3(0.5 72.2 8)0.7 3 5肿瘤直径/c m 35 3(4 9)1.4 9(0.7 33.0 9)0.2 7 5淋巴结转移 无6 1(5 6)0.4 1(0.2 10.8 0)0.0 0 9肺膜侵犯 无5 6(5 2)0.8 4(0.4 31.5 6)0.6 1 2T分期 T 3+T 4期3 3(3 1)1.7 4(0.8 03.7 5)0.1 5 7组织学分级 级2 1(1 9)0.6 5(0.2 11.6 3)0.3 9 5 级2 5(2 3)0.8 0(0.3 51.7 1)0.0 2 8S MA D 71 0 8(1 0 0)0.1 0(0.0 20.5 3)0.0 0 8S MA D 91 0 8(1 0 0)0.2 0(0.0 40.9 6)0.0 4 83 讨论本研究结果显示S MA D 7、S MA D 9低表达水平的肺腺癌患者总生存率低于高表达水平肺腺癌患者,与G E P I A数据库预测预测具有一致性。一方面原因可能是:S MA D家族是转化生长因子-信号传导的关键分子,参与细胞转化、合成、凋亡、侵袭转移等生物学过程9;L A S P 1调控转化生长因子-/S MA D信号通路,影响S MA D 7蛋白水平,诱导肺癌上皮间质转化1 0;上皮间质转化是肺腺癌发生发展的分子机制之一,转化生长因子-1可促进上皮间质转化,S MA D 7转染则能抑制上皮间质转化1 1。另一方面原因可能是:竞争性内源R NA机制作用,如m i R-2 1-5 p通过降低S MA D 7的表达促进肺癌细胞的增殖、迁移和侵袭1 2;S MA D 9是骨形态发生蛋白信号通路中的一种新型转录调控因子,骨形态发生蛋白是转化生长因子-家族的一种,S MA D 9的表达通过骨形态发生蛋白信号的激活而增加,可降低骨形态发生蛋白的活性1 3。陈东姣等1 4研究发现肺腺癌肿瘤组织的S MA D 9基因的mR NA表达显 著 低 于 癌 旁 正 常 组 织,并 且 肺 腺 癌 患 者 中S MA D 9基因低表达患者生存时间显著低于高表达患者的生存时间。与本研究的结果一致。免疫细胞浸润与非小细胞肺癌的发生和发展存在关联1 5。本研究结果表明,S MA D 7与B细胞、C D 4+T细胞、巨噬细胞和中性粒细胞的水平呈正相关,而与C D 8+T细胞和树突状细胞的水平无相关性;S MA D 9与B细胞、C D 4+T细胞和巨噬细胞的水平呈正相关,但与C D 8+T细胞、中性粒细胞和树突 状 细 胞 的 水 平 无 相 关 性。提 示,S MA D 7和S MA D 9在调节免疫系统中的特定细胞类型中起着不同的作用。例如,S MA D 7和S MA D 9与B细胞、C D 4+T细 胞 和 巨 噬 细 胞 水 平 呈 正 相 关,推 测S MA D 7和S MA D 9在这些细胞中参与了正调节的免疫反应。与C D 8+T细胞、中性粒细胞和树突状细胞水平无相关性,表明S MA D 7和S MA D 9对这些细胞可能没有直接的调节功能。本研 究 显 示S MA D 7与 免 疫 细 胞 标 志 物C D 1 1 5、C D 8 6、C D 6 8、C C L 2、I R F 5呈 正 相 关,S MA D 7仅与C C L 2、I R F 5呈正相关。I R F 5对肿瘤的发生起抑制作用1 6,激活的树突状细胞及M 1 型巨噬细胞均与肺腺癌患者较差的预后相关1 7。提示,检测S MA D 7、S MA D 9在癌组织中的表达量对于预后免疫浸润有一定的价值。有研究报道,肿瘤微环境中的多项因素可促使恶性肿瘤的复发和转移1 8。本研究C o x分析结果显示,淋巴结转移、T 3+T 4分期、组织学级与S MA D 7、S MA D 9水平是影响肺腺癌患者总生存时间的独立预测因子,提示S MA D 7、S MA D 9有望成为肺腺癌预后评价的生物标志物。综 上 所 述,本 研 究 发 现 肺 腺 癌 组 织 中 的S MA D 7和S MA D 9表达水平降低,并且与免疫浸润水平以及免疫细胞标志物相关。本研究还存在一些局限性和不足之处。首先,本研究的样本量相对4231 新 疆 医 科 大 学 学 报第4 6卷 较小,可能存在潜在的选择性偏倚;其次,本研究主要关注S MA D 7和S MA D 9的表达水平与肺腺癌预后的相关性,但并未深入研究其具体的分子机制。今后将可扩大样本量并开展相关分子机制研究以验证本研究结论的可靠性。参考文献:1 D E N I S E NKO T V,B UD K E V I C H I N,Z H I VO T OV S KY B.C e l l d e a t h-b a s e d t r e a t m e n t o f l u n g a d e n o c a r c i n o m aJ.C e l l D e a t h D i s,2 0 1 8,9(2):1 1 7.2 孙如坤,刘岩,潘春香,等.手术切除肺腺癌患者免疫细胞浸润分析及预后关系J.临床肺科杂志,2 0 2 2,2 7(1):8 8-9 3.3 陈焕,刘宜根,王伟,等.非小细胞肺癌组织中高尔基膜蛋白1表达水平及其与患者临床病理特征和免疫浸润的相关性J.新疆医科大学学报,2 0 2 3,4 6(3):3 1 8-3 2 34 AA S HAQ S,B A T OO L A,M I R S A,e t a l.T G F-s i g n a l i n g:a r e c a p o f S MA D-i n d e p e n d e n t a n d S MA D-d e p e n d e n t p a t h w a y sJ.J C e l l P h y s i o l,2 0 2 2,2 3 7(1):5 9-8 5.5 HWAN G K E,K I M H J,S ON G I S,e t a l.S a l i n o m y c i n s u p-p r e s s e s T G F-1-i n d u c e d EMT b y d o w n-r e g u l a t i n g MMP-2 a n d MMP-9 v i a t h e AMP K/S I R T 1 p a t h w a y i n n o n-s m a l l c e l l l u n g c a n c e rJ.I n t J M e d S c i,2 0 2 1,1 8(3):7 1 5-7 2 6.6 Z HAN G J,Z HAN G L,C U I H,e t a l.H i g h e x p r e s s i o n l e v e l s o f S MA D 3 a n d S MA D 7 a t d i a g n o s i s p r e d i c t p o o r p r o g n o s i s i n a c u t e m y e l o i d l e u k e m i a p a t i e n t s u n d e r g o i n g c h e m o t h e r a p yJ.C a n c e r G e n e T h e r,2 0 1 9,2 6(5-6):1 1 9-1 2 7.7 杨慧楠,吕达,王乐,等.T G F-/S m a d信号通路中关键基因在肺纤维化进程中的功能J.环境与职业医学,2 0 2 2,3 9(7):7 4 5-7 5 1.8 霍艳英,张开泰,李邦印,等.在B E P 2 D细胞恶性转化过程中T G F-1对S m a d 7表达的调节J.癌症,2 0 0 2,2 1(2):1 1 7-1 2 1.9 HUAN G Q,WU L,WAN G Y,e t a l.C a v e o l i n-1-d e f i c i e n t f i-b r o b l a s t s p r o m o t e m i g r a t i o n,i n v a s i o n,a n d s t e m n e s s v i a a c t i-v a t i n g t h e T G F-/S m a d s i g n a l i n g p a t h w a y i n b r e a s t c a n c e r c e l l sJ.A c t a B i o c h i m B i o p h y s S i n,2 0 2 2,5 4(1 1):1 5 8 7-1 5 9 8.1 0 XU E Q,J I AN G H,WAN G J,e t a l.L A S P 1 i n d u c e s e p i t h e-l i a l-m e s e n c h y m a l t r a n s i t i o n i n l u n g c a n c e r t h r o u g h t h e T G F-1/S m a d/S n a i l p a t h w a yJ.C 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