6種胃液游離microRNAs對(duì)胃腺癌的診斷價(jià)值

陳妍潔， 吳 昊， 董 玲， 劉韜韜， 沈錫中*

1. 復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院消化科，上海 200032 2. 復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院上海肝病研究所，上海 200032

胃癌在全球占腫瘤發(fā)病率的第4位，致死率也較高[1-2]。其中，近年來(lái)每年約75%的新發(fā)病例來(lái)自于亞洲[1-2]。目前，臨床上胃癌的無(wú)創(chuàng)診斷標(biāo)志物如癌胚抗原(carcinoembryonic antigen，CEA)的靈敏性和特異性均不高，對(duì)胃癌早期診斷作用不明顯，而胃癌診斷的早晚決定患者的預(yù)后。因此，對(duì)于新型胃癌診斷標(biāo)志物的探索顯得尤為重要。MicroRNAs(以下簡(jiǎn)稱miRNAs)是一類保守的非編碼RNA分子，通常由18～24個(gè)核苷酸組成[3-4]。目前認(rèn)為其在胃癌的發(fā)病中起至關(guān)重要的作用。多項(xiàng)研究[5-12]發(fā)現(xiàn)，一些miRNAs在胃癌組織和癌旁組織中的表達(dá)存在差異。有研究[13]發(fā)現(xiàn)，miR-17、miR-18a、miR-20a、miR-21、miR-106b、miR-378和miR-638在胃癌組織中表達(dá)異常，其中6個(gè)miRNAs(miR-17, miR-18a, miR-20a, miR-21, miR-106b、miR-378)在胃癌及癌旁組織中的表達(dá)存在差異。

目前，多項(xiàng)研究[14-16]發(fā)現(xiàn)，胃癌患者外周血及胃液中的癌癥相關(guān)miRNAs表達(dá)也發(fā)生了改變。由于胃液屬于胃癌腫瘤微環(huán)境的組成部分，因此胃液中miRNAs的表達(dá)與胃癌細(xì)胞的發(fā)生、發(fā)展聯(lián)系更加緊密，可反映胃癌細(xì)胞的旁分泌情況。因此，本研究選取上述6個(gè)胃癌相關(guān)miRNAs，分析其在胃癌患者胃液中的表達(dá)，并探討其作為胃癌診斷標(biāo)志物的價(jià)值。

1 材料與方法

1.1 一般資料 選擇2013年1月至12月于復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院進(jìn)行胃鏡檢查的53例患者，包括24例胃腺癌患者、16例胃潰瘍患者和13例慢性胃炎患者。胃腺癌患者入選標(biāo)準(zhǔn)：(1)病理確診為胃腺癌；(2)在胃鏡檢查前未接受化療或放療等腫瘤相關(guān)治療。胃潰瘍患者入選標(biāo)準(zhǔn)：(1)病理診斷排除惡性潰瘍；(2)藥物治療后潰瘍愈合。慢性胃炎患者入選標(biāo)準(zhǔn)：病理診斷包括慢性非萎縮性胃炎(伴或不伴腸化生)、慢性萎縮性胃炎(伴或不伴腸化生)。所有患者病灶無(wú)活動(dòng)性出血，檢查前12 h禁食。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，患者知情同意并簽署知情同意書。

1.2 樣品處理和miRNAs提取 胃液在活檢前取出，4℃下 3 000×g離心10 min，取上清分裝后保存在-80℃冰箱中。Cel-miR-39(廣州市銳博生物科技有限公司)作為外源性內(nèi)參加入胃液中，濃度為1×10-2pmol/L。

胃液總miRNAs按照miRcute miRNAs Isolation Kit[天根生化科技(北京)有限公司]說(shuō)明書提取，具體過(guò)程如下：200 μL胃液中加入等體積裂解液MZ，震蕩器震蕩混勻30 s；室溫放置5 min，使核酸蛋白復(fù)合物完全分離；室溫13 400×g，離心10 min，取上清，轉(zhuǎn)入1個(gè)新的無(wú)酶離心管中；加入200 μL氯仿，蓋好管蓋，劇烈震蕩15 s，室溫放置5 min；室溫13 400×g離心15 min，取上層無(wú)色水相層至新管中；緩慢加入1/3體積的無(wú)水乙醇并混勻，將混勻液體轉(zhuǎn)入吸附柱miRspin，室溫放置2 min，室溫13 400×g離心30 s，保留流出液；加入流出液體積2/3的無(wú)水乙醇并混勻，轉(zhuǎn)入吸附柱miRelute，室溫放置2 min，13 400×g離心30 s，離心后棄去流出液，保留吸附柱；向吸附柱miRelute中加入500 μL去蛋白液MRD，靜置2 min，室溫13 400×g離心30 s，棄廢液；向吸附柱miRelute中加入600 μL漂洗液RW，靜置2 min，室溫13 400×g離心30 s，棄廢液；向吸附柱miRelute中加入600 μL漂洗液RW，靜置2 min，室溫13 400×g離心30 s，棄廢液；將吸附柱miRelute放入2 mL收集管中，室溫13 400×g離心1 min，去除殘余液體；將吸附柱miRelute轉(zhuǎn)入1個(gè)新的離心管中，加入30 μL無(wú)酶DD水，室溫放置2 min，13 400×g離心2 min。得到的總miRNAs保存在-80℃冰箱中。

總miRNAs采用miRcute miRNAs First-Strand cDNA Synthesis Kit試劑盒[天根生化科技(北京)有限公司]反轉(zhuǎn)錄成cDNA：(1)在miRNAs的3′端加入Poly(A)尾；(2)將Poly(A)尾修飾過(guò)的miRNAs反轉(zhuǎn)錄成為cDNA。

1.3 qRT-PCR半定量miRNAs miRNAs的PCR反應(yīng)采用miRcute miRNAs qPCR Detection Kit試劑盒[天根生化科技(北京)有限公司]。miRNAs的引物序列見表1。將每個(gè)樣品進(jìn)行40個(gè)周期的循環(huán)反應(yīng)：94℃變性20 s，60℃退火30 s，72℃擴(kuò)增32 s。相對(duì)miRNAs計(jì)算公式為2-ΔCt[ΔCt = Ct (miRNAs) - Ct (內(nèi)參)][17]。

表1 miRNAs的引物序列

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 采用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分析。兩組間miRNAs的表達(dá)采用非參數(shù)檢驗(yàn)Mann-Whitney。用ROC曲線下面積(AUC)對(duì)miRNAs的診斷效能進(jìn)行評(píng)估。檢驗(yàn)水準(zhǔn)(α)為0.05。

2 結(jié) 果

2.1 患者基本信息 24例胃癌患者中，男性17例，女性7例；年齡38～86歲，平均(65.92±11.03)歲。13例慢性胃炎患者年齡為28～82歲，平均(65±8.01)歲；16例胃潰瘍患者年齡為34～80歲，平均(66±11.88)歲。由慢性胃炎和胃潰瘍患者組成的對(duì)照組中，男性21例，女性8例。胃癌組和對(duì)照組患者年齡和性別差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。24例胃癌患者CEA、CA199、CA724這3項(xiàng)腫瘤指標(biāo)中至少有1項(xiàng)為陽(yáng)性，其中19例患者CEA陽(yáng)性、1例CA724陽(yáng)性、1例CEA和CA199陽(yáng)性、2例CEA和CA724陽(yáng)性、1例3項(xiàng)指標(biāo)均為陽(yáng)性；對(duì)照組中有6例至少有1項(xiàng)腫瘤標(biāo)志物為陽(yáng)性，其中1例為CEA陽(yáng)性，5例為CA724陽(yáng)性。

2.2 兩組間6個(gè)胃液miRNAs的表達(dá)差異 結(jié)果(圖1)顯示：胃癌患者胃液中miR-17、miR-18a、miR-20a、miR-21和miR-378較對(duì)照組上調(diào)(P<0.05；兩組胃液miR-106b差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2.3 ROC曲線分析miRNAs診斷效能 結(jié)果(圖2、表 2)顯示：miR-17、miR-18a、miR-21和miR-378診斷胃癌的效能中等；miR-20a和miR-106b診斷胃癌的效能較低。

圖1 胃癌相關(guān)miRNAs在胃液中的表達(dá)

圖2 胃癌相關(guān)miRNAs的診斷效能

miRNAAUC95%CI上限95%CI下限敏感性特異性miR-170.7100.5700.8500.5830.793miR-18a0.7390.6060.8710.4580.931miR-20a0.6840.5410.8270.7920.552miR-210.7170.5780.8560.4580.966miR-106b0.6410.4920.7900.8750.414miR-3780.7210.5850.8580.7500.586

3 討 論

大量研究[14-16]發(fā)現(xiàn)，組織和血液中的miRNAs可作為胃癌的診斷和預(yù)測(cè)標(biāo)志物。但是，對(duì)于胃液中miRNAs的研究目前還較少。胃液作為直接接觸胃癌組織的體液，屬于胃癌的腫瘤微環(huán)境組成之一，可直接反映腫瘤的發(fā)生、發(fā)展、侵襲、遷移，且臨床上較易獲得。因此，胃液中所含的小分子物質(zhì)有較高的診斷特異性，可成為胃癌早期的診斷標(biāo)志物。另外，也有研究[18-19]顯示，不同的溫度、時(shí)間、pH值、酶消化及凍融循環(huán)都難以改變體液中miRNAs的含量，提示體液中miRNAs具有相對(duì)穩(wěn)定和抗降解的特性。雖然，目前尚未證明miRNAs在胃液中也具有同樣的穩(wěn)定性，但是我們?cè)趯?shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，離心取上清后采用-80℃的保存方式并不影響后續(xù)的qRT-PCR實(shí)驗(yàn)，且miRNAs的相對(duì)表達(dá)量較為恒定，提示胃液中的miRNAs也有較好的穩(wěn)定性，可能成為未來(lái)胃癌無(wú)創(chuàng)診斷的標(biāo)志物之一。

本研究選取了系統(tǒng)綜述胃癌組織中表達(dá)有明顯差異的6個(gè)miRNAs在胃液中進(jìn)行驗(yàn)證[13]，并探討其對(duì)胃癌的診斷價(jià)值。本研究發(fā)現(xiàn)，這6個(gè)miRNAs在胃癌患者的胃液中表達(dá)均有升高，其中，miR-17、miR-18a、miR-21和miR-378在癌和癌旁組織中的表達(dá)差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，且具有中等診斷效能。這些結(jié)果初步表明，胃液中的miRNAs可作為胃癌早期診斷的標(biāo)志物。但是，本研究進(jìn)行Logistic回歸時(shí)未能將6個(gè)miRNAs整合。

胃癌患者胃液中miRNAs變化趨勢(shì)與胃癌組織中miRNAs的表達(dá)不完全一致。文獻(xiàn)[13]報(bào)道，miR-378在胃癌組織中表達(dá)較正常癌旁組織有所降低，而本研究結(jié)果相反。有研究[20]認(rèn)為，一方面，胃癌細(xì)胞在生長(zhǎng)過(guò)程中伴隨大量壞死，壞死細(xì)胞被動(dòng)釋放大量的miRNAs于胃液中；另一方面，腫瘤細(xì)胞會(huì)主動(dòng)釋放含有miRNAs的微囊泡至胃液中，以精細(xì)調(diào)控腫瘤微環(huán)境，并向遠(yuǎn)處的細(xì)胞傳遞細(xì)胞信號(hào)，促進(jìn)腫瘤的發(fā)生、發(fā)展和轉(zhuǎn)移。但這些理論還有待進(jìn)一步研究。

將胃液miRNAs作為胃癌診斷標(biāo)志物的優(yōu)勢(shì)在于：首先，胃液由胃黏膜直接分泌，相比于血清或者血漿中的miRNAs，受全身其他疾病的影響較小，因此對(duì)于胃癌的診斷更具特異性；其次，胃液可通過(guò)胃鏡和胃管獲得，適用于長(zhǎng)期服用抗凝藥物不能活檢、早期胃癌胃鏡下難以識(shí)別以及無(wú)法行胃鏡檢查的患者；再次，目前miRNAs的提取和檢測(cè)手段越來(lái)越成熟。

然而，胃液中miRNAs的檢測(cè)也面臨許多挑戰(zhàn)。首先，試驗(yàn)前飲水、唾液分泌、病灶活動(dòng)性出血等使胃液的質(zhì)控較難，進(jìn)而改變胃液中miRNAs的表達(dá)；其次，胃液中miRNAs對(duì)胃酸環(huán)境的穩(wěn)定性要求及其儲(chǔ)存條件尚未標(biāo)準(zhǔn)化；再次，幽門螺桿菌的感染是否影響胃液中miRNAs的表達(dá)水平目前尚不明確。

綜上所述，本研究發(fā)現(xiàn)，胃液中的miRNAs可作為早期胃癌的診斷標(biāo)志物。雖然本研究的樣本量較少，但采用了系統(tǒng)綜述的結(jié)果，選取胃癌患者表達(dá)陽(yáng)性率最高的6個(gè)miRNAs，且對(duì)照組同時(shí)納入了胃潰瘍和慢性胃炎的患者，結(jié)果的準(zhǔn)確性較高。另外，實(shí)驗(yàn)對(duì)于胃液的儲(chǔ)存和處理都嚴(yán)格質(zhì)控，及時(shí)處理，減少不同胃液質(zhì)量所造成的偏差，可保證結(jié)果的可靠性。在后續(xù)實(shí)驗(yàn)中，將擴(kuò)大樣本量，并在對(duì)照中加入其他胃癌癌前病變(如中高級(jí)別上皮內(nèi)瘤變)或間質(zhì)瘤、平滑肌瘤等病變，以期提高胃液miRNAs作為胃癌診斷指標(biāo)的特異性，并進(jìn)一步研究胃液中miRNAs的改變與腫瘤分化、侵襲、轉(zhuǎn)移的相關(guān)性及其調(diào)控機(jī)制。

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