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研究背景结直肠癌(Colorectal cancer,CRC)是消化系统常见的恶性肿瘤,严重危害人类的身体健康。2017年中国癌症中心及美国癌症学会发布的最新癌症数据显示,随着早期筛查的开展及新的治疗方法的应用,CRC的死亡率呈明显下降趋势,但是其发病率却呈现显著上升趋势,尤其是较年轻的CRC患者(<50岁)。大量的研究还显示,解剖部位不同的结肠癌在发生分子机制、临床预后、药物敏感性等方面存在着较大的差异,比如左半结肠癌的分子特征主要表现为染色体不稳定(chromosome instability,CIN),常常出现Wnt、EGF等信号通路的异常激活,病理分型多呈高分化,诊断时偏早期,预后较良好;然而,右半结肠癌的分子特征主要表现为高度微卫星不稳定性(microsatellite instability,MSI)、CpG岛高度甲基化(CpG Island Methylator Phenotype,CIMP)及大量关键致癌基因突变,病理分型多为低分化,晚期疾病比例高,腺癌中粘液成分多,易出现并发症,预后相对较差,但右半结肠癌对化疗及PD-L1免疫检测点抑制剂等治疗效果较好。目前左、右半结肠癌发生分子机制的相关研究主要集中在染色体不稳定、微卫星不稳定及基因突变等方面,但是基因转录水平的差异研究较少。此外,左、右半结肠癌与患者临床病理参数及预后等之间的相关性也存在着一定的争议,并且相关研究多为较小样本的统计。因此,探讨左半结肠癌与右半结肠癌在基因表达水平及预后的差异,不同的分子表达可以帮助我们在临床诊治过程中提高准确性。本研究选择南方医院2008年1月1日至2016年12月30日住院的3106例左、右半结肠癌患者作为研究对象,对比不同部位结肠癌的相关临床病理参数的差异,分析生存状况及与预后相关的各种因素;探讨INHBA基因对左、右半结肠癌预后的影响。实验方法1.收集南方医科大学南方医院病理科2008年1月1日至2016年12月30日住院的具有完整随访资料3106例左、右半结肠癌标本,并按WHO(2010版)消化系统肿瘤分类标准进行病理诊断;2.大样本分析左、右半结肠癌与性别、年龄、组织学类型、肉眼类型、浸润深度、淋巴结转移、远处转移、分化程度及临床预后等参数之间的关系,明确其差异;3.利用公共数据库GEO中GSE41258结直肠癌转录组芯片数据分析左、右半结肠癌转录组芯片数据,分析其差异表达基因,并进行KEGG信号通路富集分析;4.Q-PCR技术分别在左、右半结肠癌组织中验证了TGF-beta、NF-kappa B等信号通路相关基因的mRNA水平的表达差异;5.免疫组化(IHC)技术检测INHBA基因在左、右半结肠癌组织中的表达差异及其预后相关性的意义。结果1.左、右半结肠癌与发病部位、性别及年龄:3106例患者中左半结肠癌患者1927例(62.04%),右半结肠癌患者1179例(37.96%),左半结肠癌发生率显著高于右半结肠癌的发生率(P<0.05);左半结肠癌男性患者1219例(63.3%),女性患者708例(36.7%),右半结肠癌男性患者671例(56.9%),女性患者508例(43.1%),男性在左、右半结肠癌中发病率显著高于女性(P<0.05);≤64岁为高发年龄段,明显高于65-74岁及≥75岁两组数据,左、右半结肠癌发病率在三组对比中均无显著差异性(P>0.05)。2.左、右半结肠癌与肉眼类型及组织学类型:肉眼类型差异:左半结肠癌49例,肿块型23例(46.9%),溃疡型21例(42.9%),浸润型5例(0.9%);右半结肠癌87例,肿块型35例(40.2%),溃疡型35例(40.2%),浸润型17例(19.5%),左、右半结肠癌在肉眼类型上无显著差异(P>0.05)。组织学类型差异:在左半结肠癌中,腺癌1785例(92.6%),粘液腺癌109例(5.7%),印戒细胞癌29例(1.5%),未分化癌1例(0.1%),腺鳞癌1例(0.1%);在右半结肠癌中,腺癌1035例(87.8%),粘液腺癌114例(9.7%),印戒细胞癌27例(2.3%),未分化癌1例(0.1%),腺鳞癌1例(0.1%),左、右半结肠癌在组织学类型中具有显著差异性(P<0.05)。3.左、右半结肠癌与浸润深度、淋巴结转移及远处转移:在左半结肠癌中,Tis分期32例(1.7%),T1 分期 130例(6.7%),T2分期 105例(5.4%),T3分期1264例(65.6%),T4分期375例(19.5%);在右半结肠癌中,Tis分期 17例(1.4%),T1 分期84例(7.1%),T2分期56例(4.7%),T3分期768例(65.1%),T4分期246例(20.9%),左、右半结肠癌患者在浸润深度方面存在差异(P<0.05)。左半结肠癌中,NO分期1446例(75%),N1分期296例(15.4%),N2分期182例(9.4%);在右半结肠癌中,NO分期 835例(70.8%),N1 分期 187例(15.9%),N2分期 147例(12.5%),左、右半结肠癌患者在NO和N1分期中存在差异;左、右半结肠癌在总体N分期存在差异(P<0.05)。在左半结肠癌中,M0分期1834例(95.2%),M1分期91例(4.7%);在右半结肠癌中,M0分期1112例(94.3%),M1分期65例,(5.5%);左、右半结肠癌患者在M0期存在差异(P<0.05),但左、右半结肠癌患者在总体M分期不存在显著差异(P>0.05)。4.左、右半结肠癌与分化程度在左半结肠癌中,低分化腺癌286例(14.8%),中分化腺癌1328例(68.9%),高分化腺癌279例(14.5%);在右半结肠癌中,低分化腺癌185例(15.7%),中分化腺癌797例(67.6%),高分化腺癌175例(4.8%);左、右半结肠癌在中分化腺癌存在差异性(P<0.05)。5.左、右半结肠癌与临床预后:左半结肠癌患者5年总生存率为59.2%;右半结肠癌患者5年总生存率为52.9%,左半结肠癌患者5年总生存率高于右半结肠癌患者(P<0.05)。6.GEO数据库中GSE41258(n=390)数据KEGG信号通路分析结果显示,细胞周期(cell cycle)、细胞外基质受体相互作用(ECM-receptor interaction)、PI3K-Akt信号通路、p53信号通路、TNF信号通路、细胞因子信号通路(chemokine signaling pathway)、Hippo信号通路及Wnt信号通路在左、右半结肠癌组织中均显著富集;而TGF-beta、NF-kappa B等信号通路在右半结肠癌组织中显著富集,而在左半结肠癌组织中则无显著富集。7.Q-PCR结果所示,TGF-beta、NF-kappa B等信号通路共12个相关基因中TGF-beta 信号通路中的相关差异表达基因INHBA在右半结肠癌组织中的mRNA表达水平显著高于左半结肠癌;IHC结果显示,左、右半结肠癌组织中INHBA蛋白的表达水平显著高于正常配对肠粘膜,并且INHBA在右半结肠及其脉管内癌栓、血管壁浸润、淋巴结转移灶中的表达水平显著高于左半结肠组织;并且INHBA表达水平与临床分期、淋巴结转移、脉管浸润、血管壁浸润及远处转移等肿瘤恶性进展相关参数及总体生存期密切相关(P<0.05)。结论1.左、右半结肠癌在性别、年龄、组织学类型、肉眼类型、浸润深度、淋巴结转移、远处转移、分化程度及临床预后等参数中存在显著差异;2.在转录组水平,TGF-beta、NF-kappa B等信号通路靶基因表达失调可能参与了右半结肠癌的发生发展;3.TGF-beta信号通路靶基因INHBA在右半结肠癌组织中的mRNA和蛋白表达水平显著上调;且其表达与临床分期、淋巴结转移、脉管浸润、血管壁浸润及远处转移等肿瘤恶性进展相关参数及总体生存期密切相关。