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基于生物信息学分析Midkine在胆管癌中的表达及其对预后的预测价值

谷月月 于书敏 常秀娟 高旭东 黄加干 贾晓东 曾珍

引用本文:
Citation:

基于生物信息学分析Midkine在胆管癌中的表达及其对预后的预测价值

DOI: 10.12449/JCH240722
基金项目: 

国家“十三五”科技重大专项课题 (2018ZX10725-506-002);

国家卫生健康委医药卫生科技发展研究中心 (WKZX2023CX020011);

北京市自然科学基金 (7222172)

伦理学声明:本研究方案于2022年12月14日经由中国人民解放军总医院第五医学中心伦理委员会审批,批号:KY-2022-12-76-1,所纳入患者均签署知情同意书。
利益冲突声明:本文不存在任何利益冲突。
作者贡献声明:谷月月负责课题设计,资料分析,撰写论文;于书敏、常秀娟、高旭东、黄加干、贾晓东参与收集数据,修改论文;曾珍负责拟定写作思路,指导撰写文章并最后定稿。
详细信息
    通信作者:

    曾珍, zengzhen1970@sina.com (ORCID: 0000-0002-1574-7196)

Expression of Midkine in cholangiocarcinoma and its value in predicting prognosis based on bioinformatics analysis

Research funding: 

National Science and Technology Major Project of China (2018ZX10725-506-002);

National Health Commission Medical and Health Science and Technology Development Research Center (WKZX2023CX020011);

Beijing Municipal Natural Science Foundation (7222172)

More Information
  • 摘要:   目的  研究中期因子(MDK)在胆管癌(CCA)中的表达及其对患者预后的预测价值,探索MDK可能影响CCA进展的机制。  方法  从癌症基因组图谱(TCGA)数据库获取CCA样本数据信息,分析MDK在癌与癌旁组织中的表达差异及其与临床特征的相关性,使用基因表达综合数据库(GEO)和解放军总医院第五医学中心2018年6月—2021年9月经手术切除的11例CCA患者的临床资料进行相关验证。通过STRING和Cytoscape构建蛋白互作网络,使用基因本体(GO)和京都基因与基因组数据库(KEGG)进行富集分析,探讨MDK相关基因所参与的生物学过程和肿瘤相关通路。此外,应用TIMER和TISIDB数据库分析CCA肿瘤组织中MDK的表达与免疫细胞浸润的相关性。计量资料两组间比较采用成组t检验或Mann-Whitney U检验。计数资料组间比较采用Fisher精确概率法。应用Kaplan-Meier法绘制生存曲线,并采用Log-rank检验进行组间比较。两变量间的相关性采用Spearman相关性分析。  结果  比较TCGA数据库中CCA患者肿瘤组织及癌旁组织中MDK的表达水平,非配对分析结果和配对分析结果均显示,MDK在CCA肿瘤组织中的表达水平高于癌旁组织(P值均<0.001);对纳入的11例CCA患者肿瘤组织及其配对癌旁组织标本进行转录组测序,结果显示,MDK在CCA肿瘤组织中的表达水平显著高于其配对癌旁组织(P<0.01)。MDK高表达与淋巴结转移(P=0.045)和血管侵犯(P=0.044)有关。生存分析显示,MDK高表达的CCA患者总生存期(χ2=5.30,P=0.028)及疾病特异性生存期(χ2=6.25,P=0.019)均明显短于MDK低表达的患者。GO和KEGG富集分析显示,MDK表达相关的30个基因与泛素介导的蛋白质水解过程密切相关,并影响CCA患者预后;TIMER分析结果显示,MDK表达与B淋巴细胞(r=0.356,P=0.035 6)和树突状细胞(r=0.409,P=0.014 7)在肿瘤组织微环境中的浸润呈正相关;TISIDB分析结果显示,MDK表达水平与CXCL16(r=0.465,P=0.004 67)呈正相关,与CXCL12(r=-0.389,P=0.019 7)及CXCR5(r=-0.393,P=0.018 5)呈负相关;与免疫检查点调节剂VTCN1(r=-0.393,P=0.018 3)、LTA(r=-0.380,P=0.022 7)和PVR(r=-0.350,P=0.037 3)呈负相关。  结论  MDK高表达提示CCA患者预后不佳,MDK有潜力成为预测CCA患者预后的分子标志物,其可能通过调控泛素介导的蛋白质水解过程及调控B淋巴细胞和树突状细胞的浸润促进CCA的发生发展。

     

  • 图  1  MDK在CCA患者癌组织和癌旁组织中的表达情况

    注: a,MDK在CCA中表达情况的非配对分析(TCGA数据库);b,MDK在CCA中表达情况的配对分析(TCGA数据库);c,MDK在11例CCA患者中表达情况的配对分析(临床病例);d,MDK在CCA中表达情况的配对分析(GSE132305数据集)。

    Figure  1.  The expression level of MDK in cancerous and paracancerous tissues of CCA patients

    图  2  CCA患者MDK表达与预后分析

    注: a,不同MDK表达水平患者的总生存期比较;b,不同MDK表达水平患者的疾病特异性生存期比较。

    Figure  2.  The survival analysis of the prognostic significance of MDK expression in cholangiocarcinoma patients

    图  3  MDK在CCA中的诊断和预后价值

    注: a,MDK诊断CCA的ROC曲线;b,时间依赖性ROC曲线;c,预后列线图。

    Figure  3.  The diagnostic and prognostic value of MDK expression in cholangiocarcinoma

    图  4  MDK相关基因的功能聚类及互作网络分析

    注: a,与MDK表达正相关的前25个基因热图;b,与MDK表达负相关的前25个基因热图;c,MDK相关基因功能富集分析;d、e,MDK相关基因和CCA生存相关基因韦恩图及功能富集分析;f,MDK相关基因相互作用网络;g,MDK相关基因之间的相关性热图。

    Figure  4.  MDK functional clustering and interaction network analysis of MDK-related genes

    图  5  CCA肿瘤组织中MDK表达与肿瘤浸润免疫细胞的相关性

    Figure  5.  The correlation between MDK expression and tumor-infiltrating immune cells in cholangiocarcinoma

    图  6  CCA肿瘤组织中MDK表达与趋化因子和趋化因子受体的相关性分析

    注: a,肿瘤组织中MDK表达与趋化因子相关性热图;b,肿瘤组织中MDK表达与趋化因子受体相关性热图;c~e,CCA中MDK表达与CXCL16、CXCL12及CXCR5相关。

    Figure  6.  Correlation analysis between MDK expression and chemokines and chemokine receptors in CCA tumor tissue

    图  7  CCA肿瘤组织中MDK表达与免疫抑制剂和免疫增强剂的相关性分析

    注: a,肿瘤组织中MDK表达与免疫抑制剂的相关性热图;b,肿瘤组织中MDK表达与免疫增强剂的相关性热图;c~e,CCA中MDK表达与VTCN1、LTA及PVR相关。

    Figure  7.  Correlation analysis between MDK expression and immunoinhibitors and immunostimulators in CCA tumor tissue

    表  1  TCGA数据库中MDK表达与CCA患者临床特征的关系

    Table  1.   The relationship of MDK expression and clinical characteristics in patients with cholangiocarcinoma from TCGA

    临床指标 低表达(n=17) 高表达(n=18) P
    T分期[例(%)] >0.05
    T1期 9(52.9) 9(50.0)
    T2期 6(35.3) 6(33.3)
    T3/T4期 2(11.8) 3(16.7)
    淋巴结转移[例(%)]1) 0.045
    14(100.0) 11(68.8)
    0(0.0) 5(31.3)
    M分期[例(%)]2) >0.05
    M0期 13(86.7) 14(82.4)
    M1期 2(13.3) 3(17.6)
    性别[例(%)] >0.05
    9(52.9) 10(55.6)
    8(47.1) 8(44.4)
    年龄[例(%)] 0.318
    ≤65岁 10(58.8) 7(38.9)
    >65岁 7(41.2) 11(61.1)
    BMI[例(%)]3) >0.05
    ≤25 kg/m2 5(31.3) 5(27.8)
    >25 kg/m2 11(68.8) 13(72.2)
    血管侵犯[例(%)]4) 0.044
    16(100.0) 12(70.6)
    0(0.0) 5(29.4)
    注:1) MDK低表达组3例患者数据缺失,高表达组2例患者数据缺失;2) MDK低表达组2例患者数据缺失,高表达组1例患者数据缺失;3) MDK低表达组1例患者数据缺失;4) MDK低表达组和高表达组各有1例患者数据缺失。
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    表  2  临床收集的11例CCA患者肿瘤组织中MDK的表达与临床特征参数的关系

    Table  2.   The relationship of MDK expression and clinical characteristics in 11 patients with cholangiocarcinoma

    临床指标 例数 MDK表达水平 t P
    年龄 0.567 0.586
    ≤60岁 7 3.71±1.95
    >60岁 4 4.18±0.77
    性别 1.487 0.171
    5 4.62±1.05
    6 3.27±1.78
    BMI 2.543 0.075
    ≤25 kg/m2 7 3.15±1.47
    >25 kg/m2 4 5.17±0.74
    肿瘤直径 0.538 0.601
    ≤5 cm 3 3.39±0.88
    >5 cm 8 4.07±1.80
    肿瘤数目 1.146 0.282
    单发 3 3.00±1.44
    多发 8 4.22±1.59
    淋巴结转移 2.416 0.039
    3 2.34±1.72
    8 4.47±1.15
    血管侵犯 0.578 0.577
    9 4.02±1.41
    2 3.28±2.88
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    表  3  TCGA数据库中CCA患者的单因素Cox回归分析

    Table  3.   Univariate Cox regression analyses of cholangiocarcinoma from TCGA

    参数 例数 HR(95%CI P
    T分期
    T1/T2期 30 1.000
    T3/T4期 5 0.615(0.140~2.700) 0.520
    淋巴结转移1)
    25 1.000
    5 2.147(0.565~8.154) 0.262
    M分期2)
    M0期 27 1.000
    M1期 5 1.531(0.428~5.475) 0.513
    年龄
    ≤65岁 17 1.000
    >65岁 18 1.461(0.570~3.747) 0.430
    性别
    19 1.000
    16 1.279(0.503~3.255) 0.605
    BMI3)
    ≤25 kg/m2 10 1.000
    >25 kg/m2 24 0.552(0.200~1.527) 0.253
    血管侵犯4)
    28 1.000
    5 1.665(0.461~6.012) 0.436
    神经侵犯5)
    25 1.000
    7 4.056(1.128~14.582) 0.032
    MDK
    低表达 17 1.000
    高表达 18 3.374(1.141~9.976) 0.028
    注:1) 5例患者淋巴结转移数据缺失;2) 3例患者M分期数据缺失;3) 1例患者BMI数据缺失;4) 2例患者血管侵犯数据缺失;5) 3例患者神经侵犯数据缺失。
    下载: 导出CSV
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  • 收稿日期:  2024-02-01
  • 录用日期:  2024-04-25
  • 出版日期:  2024-07-25
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