HMGB1基因在人腦膠質(zhì)瘤中的表達(dá)及臨床意義Meta分析

郭丹 宋錦寧 黃廷欽 趙君杰

(西安交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院神經(jīng)外科，陜西 西安 710061)

腦膠質(zhì)瘤是由神經(jīng)外胚葉分化而來膠質(zhì)細(xì)胞形成的腫瘤，是顱內(nèi)發(fā)病率最高的腫瘤。膠質(zhì)瘤呈浸潤(rùn)性生長(zhǎng)，即使手術(shù)腫瘤全切結(jié)合放化療等綜合治療，效果仍不理想，且復(fù)發(fā)率高，是神經(jīng)外科研究領(lǐng)域的難點(diǎn)和熱點(diǎn)。目前，研究基因在膠質(zhì)瘤中的表達(dá)和突變成為探索膠質(zhì)瘤發(fā)生發(fā)展、預(yù)后的一條重要途徑，并希望能夠?qū)ふ一蛑委煹哪繕?biāo)基因[1]。

高遷移率族蛋白B1(high-mobility group box-1, HMGB1)是真核細(xì)胞內(nèi)的一種非組蛋白染色體結(jié)合蛋白，在心肝脾等器官和組織中均有表達(dá)，而中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)常常不表達(dá)或者表達(dá)很少。研究發(fā)現(xiàn)HMGB1的高表達(dá)與腫瘤的增殖、浸潤(rùn)、遷移等密切相關(guān)[2]，據(jù)國外研究報(bào)道HMGB1的表達(dá)在膠質(zhì)瘤中增強(qiáng)[3]。膠質(zhì)瘤相關(guān)性癲癇的發(fā)病機(jī)制尚不清楚，有研究發(fā)現(xiàn)癲癇發(fā)作時(shí)HMGB1的表達(dá)異常[4]，但周少龍等[5]發(fā)現(xiàn)伴、不伴癲癇膠質(zhì)瘤瘤體組織HMGB1表達(dá)差別不大。

HMGB1在膠質(zhì)瘤中的研究很多，但目前國內(nèi)鮮有HMGB1基因在人腦膠質(zhì)瘤組織中的表達(dá)及意義的循證醫(yī)學(xué)證據(jù)。因此，本項(xiàng)基于大量文獻(xiàn)的Meta分析以解決研究間的異質(zhì)性從而驗(yàn)證HMGB1在人腦膠質(zhì)瘤中的表達(dá)及臨床意義，為膠質(zhì)瘤的早期診斷和治療提供新思路。

材料與方法

一、資料來源

使用了Pubmed、Embase、Ovid、中國知網(wǎng)以及萬方等數(shù)據(jù)庫檢索2017年7月以前的文獻(xiàn)，信息和語言沒有限定，搜索英文關(guān)鍵詞“high-mobility group box-1”、“HMGB1”、“gliomas [MeSH]”、“epilepsy”，中文關(guān)鍵詞“高遷移率組蛋白B1”、“高遷移率蛋白B1”、“膠質(zhì)瘤”、“人腦膠質(zhì)瘤”、“神經(jīng)膠質(zhì)瘤”、“惡性膠質(zhì)瘤”等，補(bǔ)充檢索參考文獻(xiàn)列表和綜述中可能涉及的相關(guān)文章，如果數(shù)據(jù)庫不能搜到的給通訊作者發(fā)郵件聯(lián)系。

二、文獻(xiàn)納入與排除標(biāo)準(zhǔn)

1.文獻(xiàn)納入標(biāo)準(zhǔn)：①納入的病例在取材前均未經(jīng)過放療或化療，術(shù)中取材病理檢查證實(shí)為腦膠質(zhì)瘤；②病例對(duì)照研究設(shè)計(jì)；③HMGB1表達(dá)的檢測(cè)方法為免疫組織化學(xué)法(immunohistochemistry, IHC)或者實(shí)時(shí)熒光定量聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)法(real-time quantitative polymerase chain reaction, RT-PCR)；④原始數(shù)據(jù)提供了陽性表達(dá)的例數(shù)或陽性率；⑤對(duì)于重復(fù)的文章，只有最完整的或者最新發(fā)表的文章才能納入。

2.文獻(xiàn)排除標(biāo)準(zhǔn)：①研究結(jié)果僅給出HMGB1的表達(dá)強(qiáng)度而未給出陽性率的具體數(shù)據(jù)；②綜述、個(gè)案報(bào)道、評(píng)述類文獻(xiàn)及動(dòng)物研究結(jié)果；③數(shù)據(jù)不完整，數(shù)據(jù)重復(fù)發(fā)表，樣本量太小。

3.資料提取與分析：由兩位研究員獨(dú)立收集下列數(shù)據(jù)，第一作者、發(fā)表年份、病理分級(jí)、樣本量、檢測(cè)指標(biāo)的種類和方法以及指標(biāo)的結(jié)果。當(dāng)兩位研究員出現(xiàn)不同時(shí)交由第三位研究員處理。

4.質(zhì)量評(píng)價(jià)：所有擬納入的文獻(xiàn)均需用Newcastle-Ottawa scale(NOS)量表行質(zhì)量評(píng)價(jià)，包括文獻(xiàn)的病例選擇、基線可比性和暴露因素三方面，共8個(gè)評(píng)價(jià)條目，每個(gè)條目下有1～2個(gè)給分點(diǎn)，滿分9分，如總分大于或等于5分，可認(rèn)為質(zhì)量可靠。

5.統(tǒng)計(jì)學(xué)分析處理：Cochrane協(xié)作網(wǎng)的Revman 5.3軟件用于統(tǒng)計(jì)分析。二分類變量用優(yōu)勢(shì)比(odds ratio, OR)和95%可信區(qū)間(confidence interval, CI)作效應(yīng)量，評(píng)估研究間異質(zhì)性采用Q檢驗(yàn)和I2檢驗(yàn)，若異質(zhì)性明顯(P<0.05，I2>50%)使用隨機(jī)效應(yīng)模型，否則使用固定效應(yīng)模型。敏感性分析通過每次去除一個(gè)研究來觀察結(jié)果是否穩(wěn)健，漏斗圖用來評(píng)估發(fā)表偏倚。當(dāng)P<0.05可以認(rèn)為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié) 果

一、文獻(xiàn)檢索結(jié)果以及納入研究的基本特征

依照上述檢索方法最初檢索出58篇文獻(xiàn)，通過閱讀標(biāo)題、摘要，排除重復(fù)、綜述、動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，最終納入7個(gè)研究，英文文獻(xiàn)1篇，中文文獻(xiàn)6篇，如表1所示。納入研究組間基線相似性均較好，研究從2009年到2016年不等，總計(jì)576例患者，所有7篇文獻(xiàn)均經(jīng)行了NOS評(píng)分，評(píng)分值在7～9分之間。

二、膠質(zhì)瘤組和對(duì)照組中HMGB1表達(dá)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果

納入的7篇文獻(xiàn)中有5篇[6-10]采用IHC法，2篇[6，11]采用RT-PCR法，均報(bào)告了膠質(zhì)瘤和對(duì)照組中HMGB1表達(dá)的差異。其中膠質(zhì)瘤組中HMGB1表達(dá)陽性共373例，對(duì)照組中16例表達(dá)，IHC方法各項(xiàng)研究間無統(tǒng)計(jì)學(xué)異質(zhì)性(P=0.10，I2=49%)，因此，可以選用固定效應(yīng)模型來進(jìn)行Meta分析，RT-PCR方法各項(xiàng)研究間有統(tǒng)計(jì)學(xué)異質(zhì)性(P<0.01，I2=97%)，因此選用隨機(jī)效應(yīng)模型。結(jié)果提示，IHC方法(OR=26.53; 95% CI=13.70～51.35;P<0.01)(圖1)、RT-PCR方法[均數(shù)差(mean difference, MD)=16.55; 95% CI=11.21～21.90;P<0.01](圖2)，膠質(zhì)瘤和對(duì)照組中HMGB1表達(dá)差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

表1 納入文獻(xiàn)數(shù)據(jù)的基本信息

Tab 1 Information of included literatures

StudyYearGlioma(n)GenderF/M(n)DetectionmethodPositive(n)LGGHGGGliomawithepilepsy(n)YesNoNOSscore YuanfengZhang[6]20168035/45IHC/RT-PCR29/4131/39NR?8 RuyiYang[7]20168041/39IHC48/5822/2240/4040/409 XinjunWang[8]2015162NRIHC88/9859/6482/8265/807 ShaolongZhou[5]20159540/55IHCNR25/3444/617 XinjunWang[9]20146526/39IHC17/2733/38NR?8 FangshuaiJiang[10]20145222/30IHC16/2320/29NR?9 FengLiao[11]20094216/26RT-PCRNRNR?8

Note: IHC: immunohistochemistry; RT-PCR: real-time fluorescence quantitative polymerase chain reaction; LGG: low grade glioma; HGG: high grade glioma; NOS: newcastle-Ottawa scale.

三、HMGB1表達(dá)與膠質(zhì)瘤病理分級(jí)關(guān)系的統(tǒng)計(jì)結(jié)果

納入的7篇文獻(xiàn)中有5篇[6-10]報(bào)告了HMGB1表達(dá)情況與膠質(zhì)瘤病理分級(jí)關(guān)系。其中低級(jí)別膠質(zhì)瘤(low grade glioma, LGG)中HMGB1表達(dá)陽性的共198例，高級(jí)別膠質(zhì)瘤(high grade glioma, HGG)組中HMGB1表達(dá)陽性共165例，各項(xiàng)研究間無統(tǒng)計(jì)學(xué)異質(zhì)性(P=0.37，I2=6%)，因此可以選用固定效應(yīng)模型來進(jìn)行Meta分析。結(jié)果提示，LGG組和HGG組中的HMGB1表達(dá)差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(OR=0.53; 95% CI=0.31～0.90;P=0.02)(圖3)。

四、伴、不伴癲癇膠質(zhì)瘤中HMGB1表達(dá)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果

納入的7篇文獻(xiàn)中有3篇[5,7-8]報(bào)告了伴、不伴癲癇膠質(zhì)瘤中HMGB1表達(dá)的差異。其中伴有癲癇的膠質(zhì)瘤中HMGB1表達(dá)陽性的共147例，不伴有癲癇的膠質(zhì)瘤中HMGB1表達(dá)陽性共149例，各項(xiàng)研究間有統(tǒng)計(jì)學(xué)異質(zhì)性(P=0.007，I2=86%)，因此選用隨機(jī)效應(yīng)模型來進(jìn)行Meta分析。結(jié)果提示，伴有癲癇組和不伴有癲癇膠質(zhì)瘤組中的HMGB1表達(dá)差異不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(OR=5.32; 95% CI=0.10～293.11;P=0.41)(圖4)。

五、文章發(fā)表偏倚和敏感性分析

本項(xiàng)Meta分析使用漏斗圖法分析發(fā)表性偏倚，圖形顯示倒漏斗基本對(duì)稱，不能認(rèn)為納入研究有發(fā)表偏倚。敏感性分析是用來評(píng)估研究結(jié)果的穩(wěn)定性，我們使用的是每次去除一個(gè)研究來觀察結(jié)果的變化，當(dāng)每次去除一個(gè)研究后結(jié)果沒有明顯的改變，說明目前的分析結(jié)果比較穩(wěn)定。

圖1 HMGB1表達(dá)與膠質(zhì)瘤關(guān)系的 Meta分析(IHC)

Fig 1 Forest plots of the associations between the expression of HMGB1 and glioma (IHC)

圖2 HMGB1表達(dá)與膠質(zhì)瘤關(guān)系的 Meta分析(RT-PCR)

Fig 2 Forest plots of the associations between the expression of HMGB1 and glioma (RT-PCR)

圖3 HMGB1表達(dá)與膠質(zhì)瘤病理分級(jí)關(guān)系的 Meta分析

Fig 3 Forest plots of the associations between the expression of HMGB1 and pathology classification of glioma

圖4 HMGB1表達(dá)與伴發(fā)癲癇膠質(zhì)瘤的 Meta分析

Fig 4 Forest plots of the associations between the expression of HMGB1 and glioma with epilepsy

討 論

據(jù)我們目前所知，這是第一篇報(bào)道關(guān)于HMGB1基因在膠質(zhì)瘤中的表達(dá)及臨床意義的Meta分析，所有文獻(xiàn)的NOS評(píng)分在7～9分，符合Meta分析的要求，我們的結(jié)果說明了HMGB1高表達(dá)與膠質(zhì)瘤及其高病理分級(jí)明顯相關(guān)，然而與膠質(zhì)瘤中是否伴發(fā)癲癇無關(guān)。

HMGB1是20世紀(jì)60年代從真核細(xì)胞核提取出的，因其分子量小(<30 kD)在聚丙烯酰胺凝膠電泳中快速遷移而被命名為高遷移率族蛋白。HMGB1可以通過參與染色質(zhì)/核小體重建來調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄，也可引起啟動(dòng)子和增強(qiáng)結(jié)合位點(diǎn)上DNA序列發(fā)生變化促進(jìn)其他轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)合[12]。已有許多研究發(fā)現(xiàn)HMGB1在胃癌、乳腺癌、胰腺癌、膠質(zhì)瘤等人類常見的惡性腫瘤中均有過度表達(dá)的現(xiàn)象，與多種腫瘤發(fā)生發(fā)展、侵襲、轉(zhuǎn)移及患者預(yù)后等密切相關(guān)[13]。有研究發(fā)現(xiàn)通過藥物抑制HMGB1的表達(dá)可以誘導(dǎo)膠質(zhì)瘤細(xì)胞凋亡[14]。人腦膠質(zhì)瘤患者有一部分伴有癲癇發(fā)作，具體發(fā)病機(jī)制不詳，有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)HMGB1基因可能參與發(fā)病。

關(guān)于HMGB1在人腦膠質(zhì)瘤組織中的表達(dá)已有許多報(bào)道，但由于樣本小等局限，至今仍然不能確定HMGB1表達(dá)能否作為膠質(zhì)瘤病理分級(jí)重要指標(biāo)。在本研究中，我們納入576例膠質(zhì)瘤研究HMGB1表達(dá)與膠質(zhì)瘤關(guān)系的大樣本數(shù)據(jù)。使用IHC和RT-PCR法，HMGB1在非瘤腦組織中表達(dá)很少，在膠質(zhì)瘤中合并OR=26.53，P<0.01和MD=16.55，P<0.01，差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，提示膠質(zhì)瘤的發(fā)生與HMGB1基因表達(dá)有關(guān)。對(duì)于HMGB1基因的表達(dá)與膠質(zhì)瘤病理分級(jí)的研究發(fā)現(xiàn)，合并OR值為0.53，P=0.02，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，提示HMGB1在低級(jí)別膠質(zhì)瘤和高級(jí)別膠質(zhì)瘤中二者的表達(dá)水平隨惡性程度的增加逐漸升高，HMGB1可能參與了膠質(zhì)瘤的發(fā)生發(fā)展過程。Sharma等[15]早前發(fā)現(xiàn)HMGB1在腫瘤晚期的表達(dá)率為80%，高于其在腫瘤早期的表達(dá)率，這與我們得出HMGB1表達(dá)與膠質(zhì)瘤病理分級(jí)有關(guān)，且惡性程度越高表達(dá)越高的結(jié)論相同。膠質(zhì)瘤組織伴、不伴癲癇HMGB1表達(dá)合并OR值為5.32，P=0.41，差異不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，也就是說膠質(zhì)瘤患者HMGB1表達(dá)與是否伴有癲癇無關(guān)，HMGB1基因不能作為癲癇觀察和治療指標(biāo)。

本項(xiàng)Meta分析也有許多局限性，盡管我們制定了嚴(yán)格的納入與排除標(biāo)準(zhǔn)，采用了嚴(yán)格的文獻(xiàn)質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，但Meta分析作為一種觀察性研究，本身就存在一定的局限，不可避免的存在各種偏倚。

總之該Meta分析表明了HMGB1在膠質(zhì)瘤不同等級(jí)中的表達(dá)具有明顯的差異性，與腦膠質(zhì)瘤發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)，可作為膠質(zhì)瘤病理分級(jí)診斷及判斷預(yù)后的重要參考依據(jù)，也為從不同基因變化研究膠質(zhì)瘤的發(fā)病機(jī)制、侵襲轉(zhuǎn)移、預(yù)測(cè)預(yù)后以及探討治療等提供一種新途徑。

參考文獻(xiàn)

1MILLER C R, PERRY A. Glioblastoma [J]. Arch Pathol Lab Med, 2007, 131(3): 397-406.

2張志軍, 彭傳會(huì), 周琳, 等. 高遷移率族蛋白B-1的腫瘤生物學(xué)效應(yīng)研究進(jìn)展 [J]. 中華外科雜志, 2012, 50(3): 274-277.

3KOSTOVA N, ZLATEVA S, UGRINOVA I, et al. The expression of HMGB1 protein and its receptor RAGE in human malignant tumors [J]. Mol Cell Biochem, 2010, 337(1-2): 251-258.

4ANDERSSON U, RAUVALA H. Introduction: HMGB1 in inflammation and innate immunity [J]. J Intern Med, 2011, 270(4): 296-300.

5周少龍, 王新軍, 付旭東, 等. 伴有癲癇的人腦膠質(zhì)瘤中HMGB1/TLR4的表達(dá)研究 [J]. 中華神經(jīng)醫(yī)學(xué)雜志, 2015, 14(6): 563-566.

6張?jiān)h, 孫瑞迅, 董孟寧, 等. 人腦膠質(zhì)瘤組織中高遷移率族蛋白B1的表達(dá)及其與病理分級(jí)的關(guān)系 [J]. 中國老年學(xué)雜志, 2016, 36(18): 4500-4501.

7楊如意. 膠質(zhì)瘤相關(guān)性癲癇患者相關(guān)腦組織中HMGB1表達(dá)及意義 [D]. 鄭州大學(xué), 2016: 1-54.

8王新軍, 楊如意, 單嶠, 等. 人腦膠質(zhì)瘤組織HMGB1表達(dá)與膠質(zhì)瘤相關(guān)性癲癇關(guān)系的探討 [J]. 中華腫瘤防治雜志, 2015, 22(15): 1180-1183.

9WANG X J, ZHOU S L, FU X D, et al. Clinical and prognostic significance of high-mobility group box-1 in human glioma [J]. Exp and Ther Med, 2015, 9(2): 513-518.

10姜方帥. HMGB1、NF-κB及TNF-α在人腦膠質(zhì)瘤中的表達(dá)及臨床意義 [D]. 中南大學(xué), 2014: 1-45.

11廖鋒. Aurora-A和HMGB1基因在人腦膠質(zhì)瘤組織中的表達(dá)及意義 [D]. 蘇州大學(xué), 2009: 1-62.

12ITO H, FUJITA K, TAGAWA K, et al. HMGB1 facilitates repair of mitochondrial DNA damage and extends the lifespan of mutant at ataxin-1 knock-in mice [J]. EMBO Mol Med, 2014, 7(1): 78-101.

13TANG D, KANG R, ZEH H J, et al. High-mobility group box 1 and cancer [J]. Biochim Biophy Acta, 2010, 1799(1-2): 131-140.

14李松, 杭春華, 蘇興奮, 等. 丙酮酸乙酯對(duì)人腦膠質(zhì)母細(xì)胞瘤U251細(xì)胞和HMGB1的抑制作用 [J]. 中華神經(jīng)外科疾病研究雜志, 2014, 13(2): 123-127.

15SHARMA A, RAY R, RAJESWARI M. Overexpression of high mobility group (HMG) B1and B2 proteins directly correlates with the progression of squamous cell carcinoma in skin [J]. Cancer Invest, 2008, 26(8): 843-851.