基因芯片篩選發(fā)現(xiàn)大腸癌早期診斷分子標(biāo)志物
基因芯片篩選發(fā)現(xiàn)大腸癌早期診斷分子標(biāo)志物
大腸癌是人類最常見的惡性腫瘤之一，其發(fā)病率位居全球惡性腫瘤第三位。2006年國(guó)家衛(wèi)生部的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)大腸癌死亡率已位居惡性腫瘤第五位，其發(fā)病率在40歲開始上升，至60-75歲時(shí)達(dá)到高峰。發(fā)病率呈逐年上升趨勢(shì)。對(duì)大腸癌的早期診斷有助于大腸癌的治療，減少病死率。
早期診斷包括兩方面含義：早期發(fā)現(xiàn)和早期確診。目前，大腸癌的確診主要依靠結(jié)腸鏡和內(nèi)鏡病理細(xì)胞學(xué)檢查。內(nèi)鏡檢查不僅能直觀地發(fā)現(xiàn)大腸粘膜早期病變，并且能借助活檢對(duì)病變區(qū)域進(jìn)行組織學(xué)評(píng)價(jià)。但是在活檢標(biāo)本中，腺體的不典型增生和腺體癌變不易區(qū)分，二者的根本區(qū)別是癌細(xì)胞的侵襲行為，但內(nèi)鏡活檢取材組織小，有時(shí)早期癌只能觀察到異型性而無癌細(xì)胞的侵襲表現(xiàn)。因此，腸鏡+活檢的診斷方式對(duì)于大腸癌的早期確診還是存在一定的局限性。
針對(duì)這種情況，科學(xué)家們開始尋找腫瘤分子標(biāo)志物，希望能從分子水平上進(jìn)行大腸癌的早期診斷。microRNA是一類21-23nt的小分子RNA，很多研究表明在腫瘤組織中存在microRNA的特異性表達(dá)。在本文中，科學(xué)家們利用Agilent microRNA芯片篩選、RT-PCR驗(yàn)證等方法找到了3個(gè)microRNA的組合，這一組合能對(duì)大腸癌進(jìn)行早期診斷，診斷成功率達(dá)89%。相關(guān)研究成果發(fā)表在2012年4月的《Gut》雜志上。其中microRNA基因芯片技術(shù)服務(wù)由上海伯豪生物技術(shù)有限公司/生物芯片上海國(guó)家工程研究中心完成。
研究人員首先收集了133例大腸癌樣品，利用激光顯微捕獲技術(shù)（laser capture microdissection，LCM）切取組織樣品中的上皮細(xì)胞，隨后提取總RNA，利用Agilent的microRNA芯片檢測(cè)樣品中microRNA的表達(dá)情況。
圖1：激光顯微捕獲大腸癌細(xì)胞
A：正常細(xì)胞；B：腺瘤；C：癌組織。
1：H&E染色（20倍放大）；
2：LCM前Hematoxylin染色；
3：LCM后Hematoxylin染色；
4：切割下的上皮細(xì)胞。
隨后，科學(xué)家們利用三個(gè)經(jīng)典的分類算法（prediction analysis of microarray, genetic algorithm-SVM和 one-loop Naïve Bayesian）來建立大腸癌早期診斷的數(shù)學(xué)模型。找到了14個(gè)microRNA的組合，該組合區(qū)分腺瘤和大腸癌的準(zhǔn)確率達(dá)94.1%。并在91個(gè)FFPE樣品中用RT-PCR的方法對(duì)這14個(gè)microRNA的表達(dá)進(jìn)行了驗(yàn)證。最后選出3個(gè)microRNA的組合，該組合區(qū)分腺瘤和大腸癌的準(zhǔn)確率達(dá)94%（AUC=0.968）。
Logit(p) = 5.7428- 1.5219*(miR-375) + 0.7039*(miR-424) + 1.0336*(miR-92a)
圖2：芯片結(jié)果聚類圖
最后，利用這3個(gè)microRNA的組合來對(duì)58個(gè)FFPE樣品進(jìn)行早期診斷，發(fā)現(xiàn)準(zhǔn)確率達(dá)89%（AUC=0.918）。
綜上所述，科學(xué)家們利用基因芯片的技術(shù)手段篩選到了3個(gè)microRNA的組合，這一組合對(duì)大腸癌的早期診斷準(zhǔn)確率達(dá)89%以上。這一成果對(duì)于大腸癌的及時(shí)發(fā)現(xiàn)和治療有重大意義。
原文：
Wang S, Wang L, Bayaxi N, et al..A microRNA panel to discriminate carcinomas fromhigh-grade intraepithelial neoplasms in colonoscopy biopsy tissue. Gut(2012). doi: 10. 1136
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