肿瘤是全球人类死亡的重要原因。据预测,仅在2020年,全球就有约2000万新诊断的肿瘤患者和约1000万例死亡案例。尽管临床对某些肿瘤的治疗效果已显著改善,但大多数肿瘤患者的预后并不理想。诊断延迟是肿瘤患者预后不良的根本原因,肿瘤常被诊断为晚期。因此,临床应将工作重点放在各种类型肿瘤的预后和肿瘤状态相关标志物诊断上。
S期激酶相关蛋白2(SKP2)基因位于人5号染色体的5p13.2号染色体上。SKP2 由于其重要的功能,如参与细胞周期调控,具有显著的致癌特性。SKP2 的致癌特性已在多项小鼠实验中得到验证,这凸显了该基因在靶向治疗中的潜力。此外,在各种癌症中,SKP2 在癌症组织中的表达差异与对照组织不同。例如,在乳腺癌和前列腺癌中,SKP2 表达升高及其与不良预后相关。细胞实验也支持 SKP2 在促进癌症进展中的作用。然而,目前尚无关于 SKP2 在泛癌中治疗的报道。此外,SKP2 的潜在临床意义(例如,区分肿瘤患者与非癌症患者)以及该基因在多种肿瘤中的免疫相关性尚不清楚。
方法学
入组来自多个来源的19,515个样本,通过Kruskal-Wallis检验和Wilcoxon秩和检验鉴定实验组和多个对照组的 SKP2差异表达。通过单因素Cox回归分析和Kaplan-Meier曲线评估 SKP2 在肿瘤患者中的预后意义。利用曲线下面积检测 SKP2 预测癌症状态的准确性。在所有相关分析中都计算了 Spearman 的秩相关系数。基因集富集分析用于鉴定人类肿瘤中 SKP2 的基本信号通路。
结论 在本研究中,15种肿瘤 SKP2 表达上调,3种肿瘤 SKP2 表达降低(p< 0.05)。转录因子Forkhead Box M1可能有助于某些肿瘤中SKP2的表达水平升高。过表达的 SKP2 是大多数癌症患者预后的危险因素(风险比>1,p<0.05)。SKP2 的表达能够区分21种肿瘤的肿瘤和其对照组织(灵敏度= 0.79,特异性= 0.87,曲线下面积= 0.90),这意味着它具有肿瘤方面的诊断潜力。此外,本研究还揭示了 SKP2 表达与DNA甲基转移酶、错配修复基因、微卫星不稳定性、肿瘤突变负荷、新抗原计数和免疫的密切关联。
结果 1 SKP2 在肿瘤组织中的表达差异 对于大多数癌症,癌症组和对照组的年龄和性别分布均衡(p > 0.05)。检测到不同的人类器官具有不同的 SKP2 表达水平(p < 0.05);例如,观察到子宫颈和心脏分别增加和减少 SKP2 表达水平(如下图A)。同样,在不同的肿瘤细胞系中检测到不同的 SKP2 表达(p <0.05)(如下图B),在21种研究肿瘤的18种组织中也发现了这种现象—15种肿瘤(膀胱尿路上皮癌{ BLCA}等)的 SKP2 表达高,三种肿瘤KICH(肾嫌色细胞癌)、PRAD(前列腺腺癌)和THCA(甲状腺癌)的 SKP2 表达低(如下图C)。
同时,COAD(结肠腺癌)、LIHC(肝细胞癌)和UCEC(子宫体子宫内膜癌)组的老年(≥65岁)和年轻(<65岁)的 SKP2 表达水平均高于对照组(p <0.05);BLCA及其对照组之间的性别分布也不平衡(p < 0.05),而进一步调整试验,BLCA实验组的 SKP2 表达水平升高(p < 0.05)。因此,与对照组织相比,SKP2 在大多数癌症中的mRNA表达存在显著差异。
除了mRNA水平外,本文还在蛋白质水平上评估了 SKP2 在各种癌症及其对照组织中的表达。对于CESC、COAD、HNSCC、肾癌、LIHC、LUAD、LUSC、STAD和UCEC,与正常组织相比,抗 SKP2 抗体在癌症组织中的染色强度明显更强(下图A);而在THCA中研究了相反的趋势(下图A)。此外,通过统计分析证实了CESC、COAD和STAD中 SKP2 蛋白水平的增加(p < 0.05),这与mRNA水平的结果一致。尽管在其他九种肿瘤(例如BLCA)的癌症组织和对照组织之间没有发现 SKP2 蛋白水平的显着差异,但大多数这些肿瘤的 SKP2 在蛋白质和mRNA水平上的表达表现出相同的趋势。
结果 2
不同 SKP2 表达水平患者的临床特征
具有不同临床特征的患者可能有不同的预后。本文分析了 SKP2 表达与患者现有临床特征数据之间的关系。结果显示,在某些肿瘤的晚期AJCC阶段,SKP2表达增加(p < 0.05)(下图A)。在患有HNSCC、LAML 或 READ(直肠腺癌)的男性而非女性患者中观察到 SKP2 表达升高;相比之下,在KIRP(肾状细胞癌)和SARC(肉瘤)中发现了相反的现象(p < 0.05)。不同年龄的癌症患者表现出不同水平的 SKP2 表达。例如,在老年BRCA(乳腺浸润性癌)患者和PCPG(嗜铬细胞瘤和副神经节瘤)年轻患者中也检测到 SKP2 表达降低(p < 0.05)。 鉴于 SKP2 表达与五种肿瘤(BRCA、KIRP、LIHC、LUAD 和 READ)中至少两个临床特征相关,因此对这些肿瘤进行了协变量分析。对于处于 AJCC 一期的癌症患者,观察到男性的 SKP2 表达低于女性(下图B);而在 II、III 或 IV 阶段的KIRP中未发现这种差异。对于 KIRP,SKP2 表达与AJCC分期之间的正相关不是针对女性,而是针对男性 (p < 0.05) (下图C)。
结果 3
不同 SKP2 表达水平的患者的预后差异
为了直接评估 SKP2 表达在各种肿瘤中的预后意义,本研究进行了单因素Cox回归分析和Kaplan-Meier曲线分析。两种分析方法一致表明,对于 ACC(肾上腺皮质癌)、KICH、KIRP、LGG(脑低级别胶质瘤)、LIHC、MESO(间皮瘤)、PRAD、SKCM(皮肤黑色素瘤)或THCA(风险比 [HR]>1,p<0.05)患者,SKP2 表达升高代表OS和/或DSS较差,而OV(卵巢浆液性囊腺癌)患者的OS和 DSS较好,READ或THYM(胸腺瘤)(HR<1)。在DFI和PFI中,SKP2 表达对ACC和KIRP患者也起着危险作用(HR>1,p<0.05)(下图A-D)。此外,SKP2 表达与KICH、LGG、LIHC、MESO 或 UVM(葡萄膜黑色素瘤)患者的PFI差显著相关(HR>1,p<0.05),以及OV患者的PFI显著相关(HR<1,p<0.05)(下图B和D)。
结果 4
SKP2 表达水平具有肿瘤诊断价值
SKP2 在各种癌症中的表达预后意义显著,但尚不清楚 SKP2 是否能区分癌症样本和对照样本,本研究对此进行了分析。在本文研究的21种肿瘤中,SKP2 很好地区分了15种肿瘤(BLCA等)组织及其正常对应物(AUC > 0.75)(如下图A)。特别是,SKP2 表达具有显著的区分8种癌症与对照组织的能力;8种肿瘤分别为BLCA、CESC、COAD、ESCA(食管癌)、GBM(多形性胶质母细胞瘤)、LUSC、PCPG(嗜铬细胞瘤和副神经节瘤)和READ(AUC > 0.90)(如下图A)。SKP2 的表达使辨别21种癌症的肿瘤和对照组织成为可能(灵敏度= 0.79,特异性=0.87,AUC = 0.90)(如下图B),特别是对于上面列出的15种癌症(敏感性= 0.83,特异性 = 0.91,AUC = 0.94)(如下图C)。
结果 5
具有 DNMT、MMRG、MSI 和 TMB 患者的 SKP2 表达
DNMT、MMRGs、MSI和TMB被认为是癌症的预后标志物和治疗指标。探索 SKP2 与这些指标之间的关系可能有助于确定 SKP2 在肿瘤中的标志物作用。在几乎所有分析的33种癌症中,SKP2 表达与3种DNMT和5种MMRG的表达水平之间存在显着正相关(下图A 和B)。在多种肿瘤中也观察到 SKP2 表达与MSI和TMB的密切关联,尤其是MSI中的DLBC(淋巴样肿瘤弥漫性B细胞淋巴瘤)(ρ =?0.51,p < 0.05)( 下图C),以及TMB中的KICH、LUAD(肺腺癌)和READ(ρ > 0.3, p < 0.05)(下图D)。这些结果表明,SKP2 可能通过影响DNMTs、MMRGs、MSIs和TMBs来影响肿瘤的进展。
参考文献
Li GS, Huang T, Zhou HF. Gene S-phase kinase associated protein 2 is a novel prognostic marker in human neoplasms. BMC Med Genomics. 2023 Jun 12;16(1):128.
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