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基于GEO和TCGA数据库的结直肠癌多基因预后预测模型构建与评价_

IT圈 admin 2024-05-06 54浏览 0评论

2024年5月6日发(作者：巴合美)

山东医药2023 年第 63 卷第 17 期

基于GEO和TCGA数据库的结直肠癌

多基因预后预测模型构建与评价

高艳红，李华

唐山中心医院消化内科，河北唐山063000

摘要：目的　探讨基于GEO和TCGA数据库中9个结直肠癌（CRC）预后相关基因所构建的预测模型对CRC预

后的预测效能。方法　收集接受腹腔镜CRC根治术的患者350例，记录患者临床病理资料，实时荧光定量PCR法检

测患者CRC组织中基于GEO和TCGA数据库筛选出的9个CRC预后相关基因（CLK1、SLC2A3、LIPG、EPHB2、

ATOH1、PLCB4、GZMB、CKMT2和CXCL11）表达。术后随访12个月，根据是否出现肿瘤复发或癌因性死亡，将患者

判定为有疾病进展或无进展。对比有进展及无进展患者各基因表达，使用多因素Cox回归方程分析影响CRC患者

疾病进展的相关因素；使用R软件ggrisk包构建CRC患者多基因预后预测模型，采用受试者工作特征曲线（ROC）评

估预后预测模型的预测效能。结果　术后随访12个月，350例CRC患者中260例未出现疾病进展，90例出现疾病进

展，总进展率为25.71%。出现疾病进展患者CRC组织LIPG、EPHB2、ATOH1、PLCB4、GZMB、CKMT2和CXCL11表

达低于无进展患者，CLK1、SLC2A3表达水平高于无进展患者（P均<0.05）。多因素Cox回归分析显示，CLK1、

SLC2A3、LIPG、EPHB2、ATOH1、PLCB4、GZMB、CKMT2及CXCL11基因均为CRC患者预后的独立影响因素（P均

<0.05）。基于Cox回归构建的多基因风险预测模型显示，风险评分=5/｛1+EXP［CLK1×1.438+SLC2A3×7.323+EPHB2×

（-0.451）+ATOH1×（-26.724）+PLCB4×（-0.374）+CKMT2×（-7.910）+LIPG×（-0.500）+GZMB×（-2.621）+CXCL11×

（-1.507）+17.967）］｝，风险评分为-0.22时为最佳截点。ROC曲线分析显示，预测模型预测CRC患者不良预后的曲

线下面积（AUC）为0.978、敏感度为94.44%、特异度为89.62%。结论　根据GEO和TCGA数据库中9个CRC预后

相关基因成功构建了CRC预后预测模型，该模型对CRC患者预后的预测能力较好。

关键词：生物信息学；预后模型；GEO数据库；TCGA数据库；结直肠癌

doi：10.3969/.1002-266X.2023.17.016

中图分类号：R735.3 文献标志码：A 文章编号：1002-266X（2023）17-0064-04

开放科学（资源服务）

标识码（OSID）

结直肠癌（CRC）为结肠或直肠的恶性上皮性肿

瘤，临床上可表现为便血、排便习惯改变、腹部包块、

贫血、肠梗阻等。目前认为，CRC的临床预后具有

基金项目：河北省医学科学研究课题项目（20220589）。

通信作者：李华（E-mail： Lihuatsr@）

较强异质性，临床病理分期、病理类型、病灶部位及

患者年龄、身体状况等因素都可能影响结肠癌的预

后。因此，寻找可靠的预后生物标志物，以提供更好

的临床预测价值很有必要

［1］

。CHEN等

［2］

通过GEO

和TCGA数据库分析得到了CLK1、SLC2A3、LIPG、

酶水平与缺血性卒中神经功能损害和认知障碍的相关性研究

［J］.河南医学研究，2020，29（18）：3282-3284.

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（收稿日期：2023-04-07）

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山东医药2023 年第 63 卷第 17 期

EPHB2、ATOH1、PLCB4、GZMB、CKMT2及CXCL11

EPHB2、ATOH1、CXCL11已被报道能够调控CRC的

发生发展，而CLK1、LIPG、PLCB4、GZMB、CKMT2在

表1　CRC预后相关基因引物序列

基因

CLK1

SLC2A3

EPHB2

ATOH1

PLCB4

CKMT2

LIPG

GZMB

CXCL11

GAPDH

引物序列（5'→3'）

上游：GAAGAACCAGTGTCAGATTTC

下游：TTGTTGTAGTGATGTGCTATGC

上游：TCCACCCTTTGCGGAGATTAT

下游：GCTGGGGTGACCTTCTGTGT

上游：AAAATTGAGCAGGTGATCGG

下游：TCACAGGTGTGCTCTTGGTC

上游：GACCAGCTGCGCAATGTTATC

下游：AGCTCGGACAAGGCGTTGA

上游：CAGCAGCTTGACACACGGTA

下游：AAACACCAAAGTGGCATGTGA

上游：GGGAGTTATGTGGAACGAA

下游：GCTTAGGATGGGCAGACC

上游：TGAGCAACTCEGTTCCTETG

下游：AGTEGAGCALCCTGGEA

上游：GACCAGCTGCGCAATGTTATC

下游：AGCTCGGACAAGGCGTTGA

上游：CACCTCAAGAACATCCAGAGCT

下游：CAAGCAGAACTGAACTACCATCG

上游：GGAGCGAGATCCCTCCAAAAT

下游：GGCTGTTGTCATACTTCTCATGG

共9个与CRC预后相关的基因，其中SLC2A3、

CRC中的作用尚未有相关报道。本研究在既往研

究基础上进一步探讨了上述9个基因在CRC患者中

的表达情况及与CRC患者预后的关系，并利用R软

件构建CRC的多基因预后预测模型，以期为CRC患

者的预后评估提供理论依据。

1 资料与方法

1.1　临床资料　经唐山中心医院医学伦理委员会

批准（201905-36），选择2019年6月—2021年3月在

我院接受腹腔镜CRC根治术的患者。纳入标准：①

经结肠镜活检及CT检查确诊为CRC；②行腹腔镜

［3］

CRC根治术或CRC局部根治术

；③术后行氟尿嘧

啶+奥沙利铂+亚叶酸钙FOLFOX方案化疗；④临床

资料完整；⑤能够配合随访；⑥患者或家属签署知情

同意书。排除标准：①非原发性CRC；②预计生存

期不足3个月。共收集符合条件的CRC患者350

例，其中男231例、女119例，年龄（62.07 ± 9.43）

岁，BMI（21.29 ± 1.37）kg/m

，肿瘤直径（5.40 ±

1.07）cm，肿瘤位于回盲部40例、升结肠95例、横结

肠72例、降结肠78例、乙状结肠31例、直肠34例，组

例，肿瘤TNM分期Ⅰ/Ⅱ期160例、Ⅲ/Ⅳ期190例。

1.3　预后随访方法　术后随访12个月，电话随访

每周1次，每月要求患者到院复查相关指标，随访

截止时间为2022年4月30日。在随访期间及随

访结束时复查CT/MRI，参照改良实体瘤疗效标

准

［4］

判定肿瘤是否复发，出现肿瘤复发或癌因性

死亡判定为疾病进展，反之判定为无进展。

1.4　统计学方法　采用R（4.0.5）统计软件。计量

织学分级高分化122例、中分化103例、低分化115

1.2　CRC组织预后相关基因检测方法　采用实

时荧光定量PCR法。选取CRC患者肠镜或手术获

裂解；采用密度梯度离心法400 g×30 min分离后吸

取云雾层单个核细胞，分装至200 µL的EP管中，

-70 ℃保存；应用胰蛋白酶消化单个核细胞后，采

用TRIzol试剂盒（瑞士Roche公司）提取PBMC中

的总RNA，应用日本Takara公司反转录试剂盒反

转录为互补的单链cDNA；应用S-1000 PCR仪（美

国BioRad公司）及SYBR Green Master Mix试剂盒

（美国Thermo Fisher公司）进行PCR反应。所有引

物由北京天根生化科技有限公司合成，引物序列

见表1。反应体系：0.5 µL的cDNA，5 µL的SYBR

Green Master Mix，10 µmol/L正、反向引物以及

95 ℃ 15 s，60 ℃ 30 s，72 ℃ 20 s，共进行40个循

环。以GAPDH为内参，采用2

-ΔΔCt

法计算CRC组织

ATOH1、PLCB4、GZMB、CKMT2及CXCL11相对表

达量。

3.7 µL无RNA酶水。反应条件：95 ℃ 2 min；

取的肿瘤组织，组织切片后加入RIPA裂解液进行

资料首先采用S-W法进行正态性检验，正态分布资

料以

± s表示，组间比较采用独立样本t检验，计数

资料以n（%）表示，组间比较行χ

检验。采用Cox回

归分析影响CRC患者预后的独立危险因素，以R软

件ggrisk包构建多基因预后预测模型；绘制受试者

工作特征（ROC）曲线，评估预后模型的预测能力。

P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1　预后随访结果　随访12个月，350例CRC患

25.71%。

者中共有260例没有出现疾病进展，90例出现疾病

进展，其中包含癌因性死亡27例，总进展率为

2.2　不同预后结局患者CRC组织预后相关基因表

达比较　见表2。

2.3　CRC患者预后的影响因素　见表3。

2.4　CRC患者多基因预后预测模型构建结果　基

于Cox回归构建多基因风险预测模型（OSID码图

1），风险评分=5/｛1+EXP［CLK1×1.438+SLC2A3×

预后相关基因CLK1、SLC2A3、LIPG、EPHB2、

山东医药2023 年第 63 卷第 17 期

CLK1

表2　不同预后结局患者CRC组织预后相关基因表达比较（

± s）

mRNA

SLC2A3

1.82 ± 0.17

mRNAmRNA

LIPG EPHB2

0.45 ± 0.05

mRNA

ATOH1

4.89 ± 0.67

mRNA

PLCB4

0.36 ± 0.07

mRNA

GZMB

6.21 ± 1.35

mRNA

CKMT2

2.02 ± 0.41

mRNA

CXCL11

3.58 ± 0.89

mRNA

预后结局

无进展

有进展

2602.26 ± 0.42

注：与无进展患者比较，

P<0.05。

901.88 ± 0.35

1.65 ± 0.12

4.59 ± 0.81

4.31 ± 0.69

0.57 ± 0.09

5.23 ± 1.12

0.42 ± 0.09

6.89 ± 1.44

2.39 ± 0.52

4.76 ± 0.98

表3　CRC患者预后影响因素的Cox回归分析结果

变量

CLK1 mRNA

SLC2A3 mRNA

EPHB2 mRNA

PLCB4 mRNA

LIPG mRNA

ATOH1 mRNA

CKMT2 mRNA

GZMB mRNA

1.438

-0.451

-0.374

-7.910

-0.500

-2.621

-1.507

7.323

0.681

1.843

0.186

4.592

0.172

3.781

0.211

0.714

0.324

Waldχ

15.792

33.865

4.711

4.376

13.467

21.666

5.592

5.878

4.456

<0.001

0.030

0.036

<0.001

0.018

0.015

0.035

（

95% CI

）

1 514.625（40.902～56 087.270）

4.211 （1.108～ 16.002）

0.637 （0.442～ 0.917）

0.001 （0.001～ 0.001）

0.688 （0.491～ 0.964）

0.001 （0.001～ 0.607）

0.607 （0.401～ 0.918）

0.073 （0.018～ 0.295）

0.222 （0.117～ 0.418）

-26.724

（-0.374）+CKMT2×（-7.910）+LIPG×（-0.500）+

7.323+EPHB2×（-0.451）+ATOH1×（-26.724）+PLCB4×

CXCL11 mRNA

代谢重编程是肿瘤细胞的标志之一，肿瘤细胞

通过编程的改变增强了对葡萄糖的摄取能力和消耗

方式，满足其快速增长所需的能量。SLC2A3是与

CRC生长直接相关的基因，研究发现，肿瘤细胞上

GZMB×（-2.621）+CXCL11×（-1.507）+17.967）］｝，

预测模型风险评分=-0.22时为最佳截点，表示模型

风险评分≥-0.22时预后不良风险高。

2.5　CRC患者多基因预后预测模型评价结果

94.44%、特异度为89.62%。见OSID码图2。

3 讨论

调SLC2A家族基因可能是其高效利用葡萄糖的关

键机制之一

［5］

。相关研究认为，肿瘤细胞中的CAV1

能够通过激活SLC2A3/GLUT3的转录增强CRC细

胞的糖酵解能力，使得肿瘤细胞在缺氧环境下的生

存能力增强，加速癌症发展

［6］

。一项关于宫颈癌的

研究指出，SLC2A3基因在宫颈癌细胞中呈高表达，

且SLC2A3介导的糖酵解相关信号调控回路可能促

进癌基因H-Ras诱导小鼠胚胎成纤维细胞细胞恶性

转化

［7］

。LIPG是一种脂肪酶，其表达与机体脂肪代

谢活性有关。一项关于乳腺癌的研究发现，LIPG能

够以促进脂质存储的方式促进肿瘤细胞增殖

［8］

。但

本研究得出的结论与该研究结果相反，分析可能原

因为CRC患者消化道功能受损，机体不能获得足够

的脂质，因此得出了LIPG表达与患者预后负相关的

结论，后期还需要增大样本量进一步研究。CK‐

MT2、PLCB4均是与代谢密切相关的基因，特别是

PLCB4，其作为一种磷脂酶参与了肿瘤的迁移、侵袭

和耐药。本研究中进展患者CKMT2、PLCB4基因表

达水平下调可能也是由于CRC患者消化道功能受

损，机体无法获得足够的营养物质。有研究指出，

PLCB4表达水平与机体免疫功能密切相关，可能也

在一定程度上解释了进展患者PLCB4表达降低的

原因

［9］

。EPHB2是一个传统的CRC标志物，早在

2005年就有研究发现肿瘤组织中EPHB2表达量较

高的CRC患者具有更长的总生存期，特异性调高

　ROC曲线分析显示，预测模型预测CRC患者不良

预后的曲线下面积（AUC）为0.978敏感度为

随着人类基因组学研究的不断深入，从基因层

面揭示肿瘤的发生发展逐渐成为业内研究热点。

CRC是临床常见肿瘤，通过公共数据库挖掘与CRC

预后相关的基因并进行研究是一种较为可靠的方

式。目前关于基因表达与CRC的研究多为单一基

因，而考虑到CRC的发生发展与众多因素有关，依

靠单一基因构建预测模型可能不够准确，因此，本研

究拟通过多基因建立CRC预后的风险预测模型，以

期能够结合多种因素广泛应用于临床预测预后。

CHEN等

［2］

通过分析GEO和TCGA数据库筛选

出了9个与CRC预后相关的基因，本研究在此基础

PLCB4、GZMB、CKMT2、CXCL11 mRNA是CRC疾病

上进一步分析后发现，LIPG、EPHB2、ATOH1、

进展的独立保护因素，CLK1、SLC2A3 mRNA为CRC

疾病进展的独立危险因素。通过COX回归分析结

果建立预后预测模型，带入ROC曲线后分析显示，

预后预测模型的敏感度为94.44%、特异度为

有良好的预测价值。

89.62%，提示预测模型在评估CRC疾病进展方面具

山东医药2023 年第 63 卷第 17 期

EPHB2表达是目前治疗CRC的靶向药物设计思路

之一。一项前列腺癌的研究表明，EPHB2受体表达

随着前列腺癌恶性程度的升高而降低，缺乏EPHB2

基因表达的前列腺癌细胞株中可抑制肿瘤细胞的生

长和肿瘤集落的形成

［10］

［3］中华医学会外科学分会腹腔镜与内镜外科学组，中华医学会

外科学分会结直肠外科学组，中国医师协会外科医师分会结

直肠外科医师委员会，中国抗癌协会大肠癌专业委员会腹腔

镜外科学组.腹腔镜结直肠癌根治术操作指南（2018版）［J］.

中华消化外科杂志，2018，17（9）：877-885.

［4］余文昌，张孔志，陈示光，等.实体瘤反应评价标准、欧洲肝病

学会和改良实体瘤反应评价标准评价原发性肝癌化疗栓塞效

果一致性的比较［J］. 中华放射学杂志，2011，45（8）：766-769.

［5］GAO H， LIANG J， DUAN J， et al. A prognosis marker SLC2A3

［J］. Front Oncol， 2021，11（1）：638009.

correlates with emt and immune signature in colorectal cancer

。ATOH1及CXCL11是与免

疫有关的两个重要生物标记物，前者是NOTCH信号

通路的重要参与者，而后者是一种重要的趋化因子，

这两个基因表达的改变都与免疫相关通路的改变有

关，两者的高表达都可以促进抗肿瘤免疫。动物研

究发现，ATOH1基因是肿瘤发生和起始的关键基

因，敲除小鼠模型中该基因可导致肿瘤的发生，过表

达该基因则使肿瘤细胞出现凋亡、增殖变慢及体积

缩小，并且ATOH1可通过调控JNK信号途径靶向发

挥作用

［11］

。CLK1是CLK蛋白家族中一种蛋白，CLK

蛋白家族可以控制全长以及功能性mRNA转录，是

控制细胞生长的重要基因。CLK1与肿瘤密切相关，

是抗肿瘤治疗的重要靶点。相关研究表明，CLK1基

因敲除导致线粒体损伤，推动胞内代谢状态逆转，并

增强了细胞对化疗药物的耐受性

［12］

［6］SHIAO S， XIAO H， DONG L， et al. Genome wide DNA differen‐

tial methylation regions in colorectal cancer patients in relation to

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因［J］.韩山师范学院学报，2017，38（6）：48-55.

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lipid storage mediates adaptation to oxidative stress in breast can‐

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PLCB4 overexpression in primary gastrointestinal stromal tumors：

Integrative characterization of a lipid-catabolizing enzyme associ‐

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ated with worse disease-free survival［J］. Oncotarget， 2017，8

cer［J］. Int J Cancer， 2019，145（4）：901-915.

blood related family members， obese and non-obese controls-a

［7］周飞，彭仲特，王微，等.TNFα诱导NF-κB转录调控SLC2A3基

。

综上所述，本研究根据GEO和TCGA数据库筛

选出的CRC预后相关基因构建了多基因预后预测

模型，能够有效预测CRC疾病进展风险。但本研究

限于样本量较小，科学性有限，后期仍需加大样本

量，多中心长期随访研究来论证此结论。

参考文献：

［1］李天煜，庞彩莲，等.MicroRNA-218单核苷酸多态性与结直肠

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（收稿日期：2023-01-14）

2024年5月6日发(作者：巴合美)

山东医药2023 年第 63 卷第 17 期

基于GEO和TCGA数据库的结直肠癌

多基因预后预测模型构建与评价

高艳红，李华

唐山中心医院消化内科，河北唐山063000

摘要：目的　探讨基于GEO和TCGA数据库中9个结直肠癌（CRC）预后相关基因所构建的预测模型对CRC预

后的预测效能。方法　收集接受腹腔镜CRC根治术的患者350例，记录患者临床病理资料，实时荧光定量PCR法检

测患者CRC组织中基于GEO和TCGA数据库筛选出的9个CRC预后相关基因（CLK1、SLC2A3、LIPG、EPHB2、

ATOH1、PLCB4、GZMB、CKMT2和CXCL11）表达。术后随访12个月，根据是否出现肿瘤复发或癌因性死亡，将患者

判定为有疾病进展或无进展。对比有进展及无进展患者各基因表达，使用多因素Cox回归方程分析影响CRC患者

疾病进展的相关因素；使用R软件ggrisk包构建CRC患者多基因预后预测模型，采用受试者工作特征曲线（ROC）评

估预后预测模型的预测效能。结果　术后随访12个月，350例CRC患者中260例未出现疾病进展，90例出现疾病进

展，总进展率为25.71%。出现疾病进展患者CRC组织LIPG、EPHB2、ATOH1、PLCB4、GZMB、CKMT2和CXCL11表

达低于无进展患者，CLK1、SLC2A3表达水平高于无进展患者（P均<0.05）。多因素Cox回归分析显示，CLK1、

SLC2A3、LIPG、EPHB2、ATOH1、PLCB4、GZMB、CKMT2及CXCL11基因均为CRC患者预后的独立影响因素（P均

<0.05）。基于Cox回归构建的多基因风险预测模型显示，风险评分=5/｛1+EXP［CLK1×1.438+SLC2A3×7.323+EPHB2×

（-0.451）+ATOH1×（-26.724）+PLCB4×（-0.374）+CKMT2×（-7.910）+LIPG×（-0.500）+GZMB×（-2.621）+CXCL11×

（-1.507）+17.967）］｝，风险评分为-0.22时为最佳截点。ROC曲线分析显示，预测模型预测CRC患者不良预后的曲

线下面积（AUC）为0.978、敏感度为94.44%、特异度为89.62%。结论　根据GEO和TCGA数据库中9个CRC预后

相关基因成功构建了CRC预后预测模型，该模型对CRC患者预后的预测能力较好。

关键词：生物信息学；预后模型；GEO数据库；TCGA数据库；结直肠癌

doi：10.3969/.1002-266X.2023.17.016

中图分类号：R735.3 文献标志码：A 文章编号：1002-266X（2023）17-0064-04

开放科学（资源服务）

标识码（OSID）

结直肠癌（CRC）为结肠或直肠的恶性上皮性肿

瘤，临床上可表现为便血、排便习惯改变、腹部包块、

贫血、肠梗阻等。目前认为，CRC的临床预后具有

基金项目：河北省医学科学研究课题项目（20220589）。

通信作者：李华（E-mail： Lihuatsr@）

较强异质性，临床病理分期、病理类型、病灶部位及

患者年龄、身体状况等因素都可能影响结肠癌的预

后。因此，寻找可靠的预后生物标志物，以提供更好

的临床预测价值很有必要

［1］

。CHEN等

［2］

通过GEO

和TCGA数据库分析得到了CLK1、SLC2A3、LIPG、

酶水平与缺血性卒中神经功能损害和认知障碍的相关性研究

［J］.河南医学研究，2020，29（18）：3282-3284.

［9］吴晶莹，马晓红.血清NSE、CRP水平与脑卒中后血管性认知

功能障碍的关系［J］.实验与检验医学，2018，36（6）：967-969.

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变及其临床意义［J］.中华内科杂志，2019，58（6）：449-452.

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（收稿日期：2023-04-07）

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［4］张刚利.NSE在颅脑损伤中的临床意义［J］.国际神经病学神

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山东医药2023 年第 63 卷第 17 期

EPHB2、ATOH1、PLCB4、GZMB、CKMT2及CXCL11

EPHB2、ATOH1、CXCL11已被报道能够调控CRC的

发生发展，而CLK1、LIPG、PLCB4、GZMB、CKMT2在

表1　CRC预后相关基因引物序列

基因

CLK1

SLC2A3

EPHB2

ATOH1

PLCB4

CKMT2

LIPG

GZMB

CXCL11

GAPDH

引物序列（5'→3'）

上游：GAAGAACCAGTGTCAGATTTC

下游：TTGTTGTAGTGATGTGCTATGC

上游：TCCACCCTTTGCGGAGATTAT

下游：GCTGGGGTGACCTTCTGTGT

上游：AAAATTGAGCAGGTGATCGG

下游：TCACAGGTGTGCTCTTGGTC

上游：GACCAGCTGCGCAATGTTATC

下游：AGCTCGGACAAGGCGTTGA

上游：CAGCAGCTTGACACACGGTA

下游：AAACACCAAAGTGGCATGTGA

上游：GGGAGTTATGTGGAACGAA

下游：GCTTAGGATGGGCAGACC

上游：TGAGCAACTCEGTTCCTETG

下游：AGTEGAGCALCCTGGEA

上游：GACCAGCTGCGCAATGTTATC

下游：AGCTCGGACAAGGCGTTGA

上游：CACCTCAAGAACATCCAGAGCT

下游：CAAGCAGAACTGAACTACCATCG

上游：GGAGCGAGATCCCTCCAAAAT

下游：GGCTGTTGTCATACTTCTCATGG

共9个与CRC预后相关的基因，其中SLC2A3、

CRC中的作用尚未有相关报道。本研究在既往研

究基础上进一步探讨了上述9个基因在CRC患者中

的表达情况及与CRC患者预后的关系，并利用R软

件构建CRC的多基因预后预测模型，以期为CRC患

者的预后评估提供理论依据。

1 资料与方法

1.1　临床资料　经唐山中心医院医学伦理委员会

批准（201905-36），选择2019年6月—2021年3月在

我院接受腹腔镜CRC根治术的患者。纳入标准：①

经结肠镜活检及CT检查确诊为CRC；②行腹腔镜

［3］

CRC根治术或CRC局部根治术

；③术后行氟尿嘧

啶+奥沙利铂+亚叶酸钙FOLFOX方案化疗；④临床

资料完整；⑤能够配合随访；⑥患者或家属签署知情

同意书。排除标准：①非原发性CRC；②预计生存

期不足3个月。共收集符合条件的CRC患者350

例，其中男231例、女119例，年龄（62.07 ± 9.43）

岁，BMI（21.29 ± 1.37）kg/m

，肿瘤直径（5.40 ±

1.07）cm，肿瘤位于回盲部40例、升结肠95例、横结

肠72例、降结肠78例、乙状结肠31例、直肠34例，组

例，肿瘤TNM分期Ⅰ/Ⅱ期160例、Ⅲ/Ⅳ期190例。

1.3　预后随访方法　术后随访12个月，电话随访

每周1次，每月要求患者到院复查相关指标，随访

截止时间为2022年4月30日。在随访期间及随

访结束时复查CT/MRI，参照改良实体瘤疗效标

准

［4］

判定肿瘤是否复发，出现肿瘤复发或癌因性

死亡判定为疾病进展，反之判定为无进展。

1.4　统计学方法　采用R（4.0.5）统计软件。计量

织学分级高分化122例、中分化103例、低分化115

1.2　CRC组织预后相关基因检测方法　采用实

时荧光定量PCR法。选取CRC患者肠镜或手术获

裂解；采用密度梯度离心法400 g×30 min分离后吸

取云雾层单个核细胞，分装至200 µL的EP管中，

-70 ℃保存；应用胰蛋白酶消化单个核细胞后，采

用TRIzol试剂盒（瑞士Roche公司）提取PBMC中

的总RNA，应用日本Takara公司反转录试剂盒反

转录为互补的单链cDNA；应用S-1000 PCR仪（美

国BioRad公司）及SYBR Green Master Mix试剂盒

（美国Thermo Fisher公司）进行PCR反应。所有引

物由北京天根生化科技有限公司合成，引物序列

见表1。反应体系：0.5 µL的cDNA，5 µL的SYBR

Green Master Mix，10 µmol/L正、反向引物以及

95 ℃ 15 s，60 ℃ 30 s，72 ℃ 20 s，共进行40个循

环。以GAPDH为内参，采用2

-ΔΔCt

法计算CRC组织

ATOH1、PLCB4、GZMB、CKMT2及CXCL11相对表

达量。

3.7 µL无RNA酶水。反应条件：95 ℃ 2 min；

取的肿瘤组织，组织切片后加入RIPA裂解液进行

资料首先采用S-W法进行正态性检验，正态分布资

料以

± s表示，组间比较采用独立样本t检验，计数

资料以n（%）表示，组间比较行χ

检验。采用Cox回

归分析影响CRC患者预后的独立危险因素，以R软

件ggrisk包构建多基因预后预测模型；绘制受试者

工作特征（ROC）曲线，评估预后模型的预测能力。

P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1　预后随访结果　随访12个月，350例CRC患

25.71%。

者中共有260例没有出现疾病进展，90例出现疾病

进展，其中包含癌因性死亡27例，总进展率为

2.2　不同预后结局患者CRC组织预后相关基因表

达比较　见表2。

2.3　CRC患者预后的影响因素　见表3。

2.4　CRC患者多基因预后预测模型构建结果　基

于Cox回归构建多基因风险预测模型（OSID码图

1），风险评分=5/｛1+EXP［CLK1×1.438+SLC2A3×

预后相关基因CLK1、SLC2A3、LIPG、EPHB2、

山东医药2023 年第 63 卷第 17 期

CLK1

表2　不同预后结局患者CRC组织预后相关基因表达比较（

± s）

mRNA

SLC2A3

1.82 ± 0.17

mRNAmRNA

LIPG EPHB2

0.45 ± 0.05

mRNA

ATOH1

4.89 ± 0.67

mRNA

PLCB4

0.36 ± 0.07

mRNA

GZMB

6.21 ± 1.35

mRNA

CKMT2

2.02 ± 0.41

mRNA

CXCL11

3.58 ± 0.89

mRNA

预后结局

无进展

有进展

2602.26 ± 0.42

注：与无进展患者比较，

P<0.05。

901.88 ± 0.35

1.65 ± 0.12

4.59 ± 0.81

4.31 ± 0.69

0.57 ± 0.09

5.23 ± 1.12

0.42 ± 0.09

6.89 ± 1.44

2.39 ± 0.52

4.76 ± 0.98

表3　CRC患者预后影响因素的Cox回归分析结果

变量

CLK1 mRNA

SLC2A3 mRNA

EPHB2 mRNA

PLCB4 mRNA

LIPG mRNA

ATOH1 mRNA

CKMT2 mRNA

GZMB mRNA

1.438

-0.451

-0.374

-7.910

-0.500

-2.621

-1.507

7.323

0.681

1.843

0.186

4.592

0.172

3.781

0.211

0.714

0.324

Waldχ

15.792

33.865

4.711

4.376

13.467

21.666

5.592

5.878

4.456

<0.001

0.030

0.036

<0.001

0.018

0.015

0.035

（

95% CI

）

1 514.625（40.902～56 087.270）

4.211 （1.108～ 16.002）

0.637 （0.442～ 0.917）

0.001 （0.001～ 0.001）

0.688 （0.491～ 0.964）

0.001 （0.001～ 0.607）

0.607 （0.401～ 0.918）

0.073 （0.018～ 0.295）

0.222 （0.117～ 0.418）

-26.724

（-0.374）+CKMT2×（-7.910）+LIPG×（-0.500）+

7.323+EPHB2×（-0.451）+ATOH1×（-26.724）+PLCB4×

CXCL11 mRNA

代谢重编程是肿瘤细胞的标志之一，肿瘤细胞

通过编程的改变增强了对葡萄糖的摄取能力和消耗

方式，满足其快速增长所需的能量。SLC2A3是与

CRC生长直接相关的基因，研究发现，肿瘤细胞上

GZMB×（-2.621）+CXCL11×（-1.507）+17.967）］｝，

预测模型风险评分=-0.22时为最佳截点，表示模型

风险评分≥-0.22时预后不良风险高。

2.5　CRC患者多基因预后预测模型评价结果

94.44%、特异度为89.62%。见OSID码图2。

3 讨论

调SLC2A家族基因可能是其高效利用葡萄糖的关

键机制之一

［5］

。相关研究认为，肿瘤细胞中的CAV1

能够通过激活SLC2A3/GLUT3的转录增强CRC细

胞的糖酵解能力，使得肿瘤细胞在缺氧环境下的生

存能力增强，加速癌症发展

［6］

。一项关于宫颈癌的

研究指出，SLC2A3基因在宫颈癌细胞中呈高表达，

且SLC2A3介导的糖酵解相关信号调控回路可能促

进癌基因H-Ras诱导小鼠胚胎成纤维细胞细胞恶性

转化

［7］

。LIPG是一种脂肪酶，其表达与机体脂肪代

谢活性有关。一项关于乳腺癌的研究发现，LIPG能

够以促进脂质存储的方式促进肿瘤细胞增殖

［8］

。但

本研究得出的结论与该研究结果相反，分析可能原

因为CRC患者消化道功能受损，机体不能获得足够

的脂质，因此得出了LIPG表达与患者预后负相关的

结论，后期还需要增大样本量进一步研究。CK‐

MT2、PLCB4均是与代谢密切相关的基因，特别是

PLCB4，其作为一种磷脂酶参与了肿瘤的迁移、侵袭

和耐药。本研究中进展患者CKMT2、PLCB4基因表

达水平下调可能也是由于CRC患者消化道功能受

损，机体无法获得足够的营养物质。有研究指出，

PLCB4表达水平与机体免疫功能密切相关，可能也

在一定程度上解释了进展患者PLCB4表达降低的

原因

［9］

。EPHB2是一个传统的CRC标志物，早在

2005年就有研究发现肿瘤组织中EPHB2表达量较

高的CRC患者具有更长的总生存期，特异性调高

　ROC曲线分析显示，预测模型预测CRC患者不良

预后的曲线下面积（AUC）为0.978敏感度为

随着人类基因组学研究的不断深入，从基因层

面揭示肿瘤的发生发展逐渐成为业内研究热点。

CRC是临床常见肿瘤，通过公共数据库挖掘与CRC

预后相关的基因并进行研究是一种较为可靠的方

式。目前关于基因表达与CRC的研究多为单一基

因，而考虑到CRC的发生发展与众多因素有关，依

靠单一基因构建预测模型可能不够准确，因此，本研

究拟通过多基因建立CRC预后的风险预测模型，以

期能够结合多种因素广泛应用于临床预测预后。

CHEN等

［2］

通过分析GEO和TCGA数据库筛选

出了9个与CRC预后相关的基因，本研究在此基础

PLCB4、GZMB、CKMT2、CXCL11 mRNA是CRC疾病

上进一步分析后发现，LIPG、EPHB2、ATOH1、

进展的独立保护因素，CLK1、SLC2A3 mRNA为CRC

疾病进展的独立危险因素。通过COX回归分析结

果建立预后预测模型，带入ROC曲线后分析显示，

预后预测模型的敏感度为94.44%、特异度为

有良好的预测价值。

89.62%，提示预测模型在评估CRC疾病进展方面具

山东医药2023 年第 63 卷第 17 期

EPHB2表达是目前治疗CRC的靶向药物设计思路

之一。一项前列腺癌的研究表明，EPHB2受体表达

随着前列腺癌恶性程度的升高而降低，缺乏EPHB2

基因表达的前列腺癌细胞株中可抑制肿瘤细胞的生

长和肿瘤集落的形成

［10］

［3］中华医学会外科学分会腹腔镜与内镜外科学组，中华医学会

外科学分会结直肠外科学组，中国医师协会外科医师分会结

直肠外科医师委员会，中国抗癌协会大肠癌专业委员会腹腔

镜外科学组.腹腔镜结直肠癌根治术操作指南（2018版）［J］.

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［5］GAO H， LIANG J， DUAN J， et al. A prognosis marker SLC2A3

［J］. Front Oncol， 2021，11（1）：638009.

correlates with emt and immune signature in colorectal cancer

。ATOH1及CXCL11是与免

疫有关的两个重要生物标记物，前者是NOTCH信号

通路的重要参与者，而后者是一种重要的趋化因子，

这两个基因表达的改变都与免疫相关通路的改变有

关，两者的高表达都可以促进抗肿瘤免疫。动物研

究发现，ATOH1基因是肿瘤发生和起始的关键基

因，敲除小鼠模型中该基因可导致肿瘤的发生，过表

达该基因则使肿瘤细胞出现凋亡、增殖变慢及体积

缩小，并且ATOH1可通过调控JNK信号途径靶向发

挥作用

［11］

。CLK1是CLK蛋白家族中一种蛋白，CLK

蛋白家族可以控制全长以及功能性mRNA转录，是

控制细胞生长的重要基因。CLK1与肿瘤密切相关，

是抗肿瘤治疗的重要靶点。相关研究表明，CLK1基

因敲除导致线粒体损伤，推动胞内代谢状态逆转，并

增强了细胞对化疗药物的耐受性

［12］

［6］SHIAO S， XIAO H， DONG L， et al. Genome wide DNA differen‐

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blood related family members， obese and non-obese controls-a

［7］周飞，彭仲特，王微，等.TNFα诱导NF-κB转录调控SLC2A3基

。

综上所述，本研究根据GEO和TCGA数据库筛

选出的CRC预后相关基因构建了多基因预后预测

模型，能够有效预测CRC疾病进展风险。但本研究

限于样本量较小，科学性有限，后期仍需加大样本

量，多中心长期随访研究来论证此结论。

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（收稿日期：2023-01-14）