Ki-67相关基因CCNA2作为三阴性乳腺癌预后生物标志物的鉴定与验证

《Hormones & Cancer》：Identification and prognostic significance of Ki-67-related genes in triple negative breast cancer

本研究针对三阴性乳腺癌（TNBC）缺乏有效预后标志物的问题，通过生物信息学分析和实验验证，发现细胞周期蛋白A2（CCNA2）与Ki-67表达显著相关，且高表达CCNA2与患者组织学分级增高、术后3年内复发转移风险增加密切相关（P<0.05），为TNBC预后评估提供了新的潜在靶点。

　　

在乳腺癌研究领域，三阴性乳腺癌（TNBC）因其独特的分子特征一直备受关注。这种特殊亚型不仅缺乏雌激素受体（ER）、孕激素受体（PR）和人类表皮生长因子受体2（HER2）的表达，更因其侵袭性强、复发率高、预后差而成为临床治疗的难点。据统计，TNBC约占所有乳腺癌病例的15%-20%，且发病年龄相对较早，由于缺乏特异性治疗靶点，患者治疗选择有限，生存质量受到严重影响。

面对这一挑战，研究人员将目光投向了与肿瘤增殖活性密切相关的分子标志物Ki-67。作为评估肿瘤侵袭性的重要指标，Ki-67在TNBC中通常呈现高表达状态，但其背后的调控机制及其相关基因在TNBC进展中的具体作用尚未完全阐明。探索Ki-67相关基因可能有助于发现TNBC进展的关键调控因子，为临床干预提供潜在的分子靶点。

在这项发表于《Discover Oncology》的研究中，Li等研究人员开展了一项系统性的探索工作。他们创新性地将生物信息学分析与实验验证相结合，旨在筛选与Ki-67表达相关的关键基因，并评估这些基因在TNBC患者中的预后价值。研究团队基于复旦大学附属肿瘤医院（FUSCC）数据库的RNA测序数据和临床信息，通过多步骤分析策略，最终将目光聚焦于一个具有重要生物学意义的基因——CCNA2。

主要技术方法包括：基于FUSCC和TCGA数据库的RNA测序数据分析、差异表达基因筛选、基因富集分析、蛋白质相互作用网络构建、核心基因鉴定、Kaplan-Meier生存分析以及临床样本免疫组织化学验证。研究纳入了FUSCC数据库中307例具有完整临床和转录组数据的TNBC患者样本，并收集了53例来自陕西省人民医院的TNBC患者组织标本进行实验验证。

3.1 预测TNBC预后的Ki-67指数最佳阈值

研究人员首先分析了FUSCC数据库中TNBC患者Ki-67指数水平与生存结果的相关性。通过对307例病例进行分析，比较了10%、20%、30%、40%和50%等不同Ki-67指数截断值的预测效果，发现20%的Ki-67指数截断值对预测TNBC患者的无复发生存期（RFS）最为有效（P<0.05）。这一阈值低于既往研究报道的30%，可能与种族背景、样本量或Ki-67评估方法的差异有关。

3.2 高、低Ki-67组间的差异表达基因

通过比较高低Ki-67表达组，研究共识别出241个差异表达基因（DEGs），其中71个上调，170个下调。基因本体（GO）功能富集分析显示，这些基因主要参与单羧酸代谢、氧化还原酶活性、类固醇生物合成和脱氢酶活性等生物过程。京都基因与基因组百科全书（KEGG）通路分析表明，这些基因在药物代谢-细胞色素P450、酪氨酸代谢、类固醇激素生物合成以及癌症相关通路中显著富集。

3.3 PPI网络构建、关键模块筛选和核心基因鉴定

研究人员构建了包含160个节点和394条边的蛋白质相互作用网络，并通过多种拓扑算法筛选出10个核心基因：CCNA2、TOP2A、CENPF、ASPM、MELK、KIF23、NDC80、NUF2、CDC20和TTK。为验证FUSCC数据的稳健性，团队还分析了TCGA数据库中的TNBC RNA测序数据，发现6个核心基因与FUSCC数据筛选结果一致。

3.4 TNBC中不同Ki-67水平的CCNA2蛋白表达

通过对53例TNBC肿瘤组织标本的免疫组织化学分析发现，在高Ki-67表达组（34例）中，25例（73.5%）显示CCNA2高表达；而在低Ki-67表达组（19例）中，仅7例（36.8%）显示CCNA2高表达。统计分析表明，CCNA2蛋白水平在高Ki-67组显著高于低Ki-67组（P<0.05），且两者表达呈显著相关。

临床相关性分析进一步显示，CCNA2高表达与较高的组织学分级和增加的复发/转移率显著相关（P<0.05），但与年龄、TNM分期、血管浸润或神经浸润无显著关联。这些发现表明CCNA2表达与Ki-67指数密切相关，可能作为TNBC患者预后的预测指标。

研究结论与讨论部分强调，CCNA2作为细胞周期调控蛋白Cyclin A2的编码基因，在肿瘤细胞增殖中起关键作用。本研究通过多步骤分析将CCNA2确定为与Ki-67相关的关键预后基因，发现其高表达与不良临床结局和侵袭性肿瘤表型相关。生存分析和相关性分析显示，CCNA2与Ki-67具有最强相关性（r=0.72），且在TNBC患者中高表达CCNA2、CENPF、NDC80和NUF2与较差的生存率显著相关。

值得注意的是，在Ki-67≤20%组中仍有9例患者显示CCNA2高表达，这可能源于肿瘤异质性或其他基因的调控，提示二者关系仍需进一步验证。机制层面，CCNA2与Ki-67的关联仅通过相关性分析推断，缺乏功能实验证实因果关系，具体分子通路有待深入探索。

该研究的优势在于结合生物信息学与实验验证，但局限性包括回顾性设计、单中心临床样本、验证队列样本量较小（53例）等。这些限制提示后续研究应采用多中心、大样本前瞻性设计，结合体外和体内功能实验，以明确CCNA2作为TNBC预后标志物的普适性及其潜在治疗价值。

综上所述，本研究确定20%的Ki-67指数截断值是预测TNBC预后的最佳阈值，并突出CCNA2作为与Ki-67相关的关键基因。CCNA2高表达与不良临床结局和侵袭性肿瘤表型相关，支持其作为TNBC有前景的预后生物标志物。然而，CCNA2与Ki-67之间的具体调控机制仍需进一步研究阐明。这一发现为理解TNBC细胞增殖机制提供了宝贵见解，也为未来开发新的治疗策略奠定了基础。