廖于峰, 戴金華△, 茅奇峰, 竺展坤, 賈廣成
(寧波市第二醫(yī)院 1檢驗科, 2泌尿外科,浙江 寧波 315010)
前列腺癌(prostatecancer,PCa)是男性常見的惡性腫瘤,是歐美國家男性癌癥死亡原因的第2位,僅次于肺癌。在我國,前列腺癌已高居泌尿系統(tǒng)腫瘤的第3位,其發(fā)病率呈明顯上升趨勢,并且發(fā)病年齡也日趨年輕化。直腸指診和血清前列腺特異性抗原(prostate-specificantigen,PSA)已經(jīng)成為前列腺癌篩查最重要的指標(biāo),但直腸指檢的敏感性低、PSA的特異性較差,特別是在PSA(2.0~10.0μg/L)范圍內(nèi),前列腺癌和良性前列腺增生有相當(dāng)多的重疊[1]。2009年發(fā)表在新英格蘭醫(yī)學(xué)雜志的2項大型研究——歐洲前列腺癌篩查隨機化研究(ERSPC)[2]和前列腺、肺、結(jié)腸和卵巢腫瘤篩查研究(PLCO)[3]表明利用PSA來篩查前列腺癌對降低死亡率以及改善生活質(zhì)量的有效性仍然不明確,PSA作為前列腺癌篩查的工具還存在很大的爭議。因此,迫切需要研究一種新的非侵入性的早期診斷前列腺癌的方法。最新研究證實,在包括前列腺癌在內(nèi)的腫瘤發(fā)生發(fā)展、轉(zhuǎn)移等微觀層面,細(xì)胞可能主動或被動釋放腫瘤內(nèi)源性的miRNAs進入外周循環(huán),成為游離miRNAs[4]。游離miRNA是外周血腫瘤標(biāo)志物,能夠用于腫瘤診斷與預(yù)后。本研究采用實時熒光定量PCR檢測PCa、良性前列腺增生(benignprostatehyperplasia,BPH)患者和健康對照血清miR-141的表達水平,研究其對前列腺癌診斷的價值,并分析miR-141的表達水平與PCa臨床病理參數(shù)的的相關(guān)性。
收集2009年1月至2013年1月期間在我院泌尿外科經(jīng)病理活檢確診的PCa和BPH患者術(shù)前血清。其中PCa患者75例,平均年齡為(61.5±10.3)歲;BPH患者32例,平均年齡(59.4±7.8)歲。所有疾病術(shù)前未行任何治療、放療和化療。具有下列情況的個體未被納入本研究:伴發(fā)其它惡性腫瘤、心血管疾病、糖尿病、腎病或其它可能影響miRNA表達的慢性疾病等。病理分級依據(jù)2003年WHO前列腺癌病理組織學(xué)分類標(biāo)準(zhǔn)Gleason評分,腫瘤分期按Jewett-Whitmore-Prout分期標(biāo)準(zhǔn)(即ABCD分期)。同期另擇正常志愿者40例(對照組),年齡為(58.9±9.5)歲。3組對象年齡的差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。采集標(biāo)本前獲得患者知情同意和寧波市第二醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn),所有的血清標(biāo)本保存在-80 ℃。
2.1RNA提取 取患者血清300 μL,用mirVanaTMPARISTMmiRNA試劑盒(Applied Biosystems)提取總RNA。測定RNA濃度,吸光度A260/A280為1.8~2.1。
2.2實時熒光定量PCR以總RNA5μL為模板,應(yīng)用TaqManMicroRNAReverseTranscription試劑盒(ABI)進行反轉(zhuǎn)錄,總反應(yīng)體系為15μL,反應(yīng)條件如下:16 ℃ 30min,42 ℃ 30min,85 ℃ 5min,其中反轉(zhuǎn)錄引物為miR-141特異性的莖環(huán)引物(TaqManMicroRNAAssays,ABI)。熒光定量PCR總反應(yīng)體系為20μL:1.3μLcDNA模板,1μLmiR-141 (U6) 特異性引物,10μLTaqManUniversalPCRmasterMix(ABI),7.7μLH2O。反應(yīng)條件為:95 ℃ 10min,95 ℃ 15s,60 ℃ 1min,40個循環(huán)。所有反應(yīng)均在ABI7500實時定量PCR儀上完成,每個樣本重復(fù)3次,以U6為內(nèi)參基因。采用2-ΔCt計算miR-141的相對定量表達水平,其中ΔCt=CtmiR-141-CtU6。
應(yīng)用SPSS 16.0統(tǒng)計軟件分析。計量資料用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(mean±SD)表示,2組間均數(shù)比較采用兩獨立樣本t檢驗,多組間比較采用單因素ANOVA分析和LSD-t檢驗。用MedCalc 7.5軟件繪制ROC曲線,分析miR-141對前列腺癌的診斷價值。以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
PCa、BPH和健康對照中血清miR-141的相對表達水平見圖1,PCa組miR-141表達水平(18.36±3.85)較BPH組(6.11±2.02)和對照組(5.50±1.52)增加,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)。但miR-141在BPH組和對照組中的表達差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。
Figure 1. The box plot of the serum miR-141 levels in the patients with PCa (n=75) and BPH(n=52), and healthy individuals (n=40). The expression levels of miR-141 are normalized to U6. **P<0.01 vs normal group or BPH group.
用Medlac軟件構(gòu)建ROC曲線顯示miR-141能夠較好地區(qū)分前列腺癌與BPH(或健康對照),見圖2。ROC曲線顯示,miR-141區(qū)分前列腺癌和BPH的曲線下面積和95%置信區(qū)間為0.785(95% CI∶0.689~0.823),最佳臨界值為10.25時,敏感度和特異性分別為67.5%和70.0%(圖2A);miR-141區(qū)分前列腺癌和健康對照的曲線下面積為0.801(95% CI∶0.723~0.868),最佳臨界值為9.46時,敏感度和特異性分別為72.8%和76.4%(圖2B)。
Figure 2. ROC curve analysis of using miR-141 to differentiate PCa (n=75) from BPH (A, n=52), or healthy controls (B, n=40).
Gleason積分>7分組與<7分組miR-141的表達量分別為16.68±2.94和23.12±4.18,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。血清miR-141表達水平與臨床分期相關(guān)(P<0.01),隨著臨床分期的增加,miR-141的表達水平增加。此外,骨轉(zhuǎn)移的前列腺癌miR-141表達量與未轉(zhuǎn)移者相比,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。但miR-141表達量與腫瘤復(fù)發(fā)和PSA水平無關(guān)(均P>0.05),見表1。
miRNA是一類新發(fā)現(xiàn)的、非編碼的、大小為22nt左右的單鏈小分子RNA,通常在轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控基因表達。miRNAs與靶mRNA的3’端非翻譯區(qū)并不完全互補配對,從而抑制基因表達,miRNA在細(xì)胞發(fā)育、凋亡、分化、增殖等重要的生理病理過程中發(fā)揮重要作用,許多惡性腫瘤中都觀察到miRNAs的異常。近期,作為新的切入點,miRNA為癌癥的診斷與治療開辟了一條新途徑。
研究發(fā)現(xiàn)miRNA不僅可以在血清中穩(wěn)定存在,并且許多腫瘤患者血清中的一些miRNA的表達明顯與正常人不同,血清miRNA有潛力作為一種特異的腫瘤標(biāo)志物應(yīng)用于臨床。Lawrie等[5]第一個證實血清中存在腫瘤特異性miRNA ,他們發(fā)現(xiàn)彌漫性大B 細(xì)胞淋巴瘤患者的血清中miR-155、miR-210和miR-21表達量明顯高于正常對照組,并且miR-21 的水平與存活率密切相關(guān)。其后,Mitchell 等[4]發(fā)現(xiàn)來源于腫瘤的miRNA能夠穩(wěn)定存在于血液中,并且miRNA的表達量能夠反映腫瘤的大小,為循環(huán)miRNA的研究奠定了理論基礎(chǔ)。近來Chen等[6]發(fā)現(xiàn)血漿microRNA表達譜可作為前列腺癌非侵入性的標(biāo)志物,并且let-7c、let-7e、miR-30c、miR-622和miR-1285等5個miRNAs能夠準(zhǔn)確地區(qū)分前列腺癌和前列腺良性增生(AUC=0.924)。
表1 前列腺癌miR-141表達量與臨床病理參數(shù)的相關(guān)性
本研究通過qRT-PCR檢測PCa、BPH和健康對照血清中miR-141的相對表達水平,發(fā)現(xiàn)miR-141在BPH和對照組中的表達差異無統(tǒng)計學(xué)意義,但PCa組的miR-141表達水平明顯高于BPH組,miR-141能較好地區(qū)分前列腺癌、BPH(或健康對照),AUC分別為0.785和0.801。Lodes等[7]和Brase等[8]也發(fā)現(xiàn)前列腺癌患者血液miR-141顯著升高,與本文結(jié)果一致。本研究還發(fā)現(xiàn)PCa患者血清miR-141水平與Gleason積分相關(guān),Gleason積分>7的PCa患者血清miR-141水平明顯增加;隨著臨床分期的增加,miR-141的表達水平增加;并且骨轉(zhuǎn)移的PCa患者血清miR-141顯著高于未轉(zhuǎn)移者。Mitchell等[4]首先報道了進展性PCa患者循環(huán)miR-141水平明顯增高,Bryant等[9]、Yaman Agaoglu等[10]和Selth等[11]也發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)移性PCa與miR-141水平相關(guān),轉(zhuǎn)移性前列腺癌miR-141水平高于未轉(zhuǎn)移者。Brase等[8]表明miR-141是高風(fēng)險腫瘤的標(biāo)志物(Gleason積分>7或者遠處轉(zhuǎn)移),循環(huán)miR-141水平與Gleason積分和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移相關(guān)。Zhang等[12]進一步發(fā)現(xiàn)血清miR-141水平越高,骨轉(zhuǎn)移病變的數(shù)目越多;并且血清miR-141的水平與血清ALP水平相關(guān),但與血清PSA水平不相關(guān)。上述研究結(jié)果提示,血清miR-141可作為前列腺癌非侵入性診斷和預(yù)后的分子標(biāo)志。
目前,循環(huán)miRNA釋放入血液中的具體機制及其功能還不清楚。最近的研究表明,腫瘤細(xì)胞會選擇性地把一些miRNA包裹到微囊泡(microvesicles)中,然后釋放到循環(huán)系統(tǒng)中,這些miRNA利用微囊泡經(jīng)循環(huán)系統(tǒng)被運輸?shù)桨屑?xì)胞內(nèi),并作為內(nèi)源性miRNA調(diào)控靶細(xì)胞相關(guān)基因的表達[13]。因此,循環(huán)miRNA不僅可作為腫瘤診斷和預(yù)后判斷的標(biāo)志物,還可以通過介導(dǎo)靶細(xì)胞的表達和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)而作為個性化治療的潛在方法。由于循環(huán)miRNA的表達量較低,尋找靈敏度高、易于標(biāo)準(zhǔn)化操作的檢測方法是miRNA應(yīng)用于臨床診斷亟待解決的問題。限于樣本數(shù)量,本研究的結(jié)果還需在大樣本、多中心的患者群體中進一步驗證。
[參 考 文 獻]
[1]PartinAW,OesterlingJE.Theclinicalusefulnessofprostatespecificantigen:update1994[J].JUrol, 1994, 52(5Pt1):1358-1368.
[2] Schr?der FH, Hugosson J, Roobol MJ, et al. Screening and prostate-cancer mortality in a randomized European study[J]. N Engl J Med, 2009, 360(13):1320-1328.
[3]AndrioleGL,CrawfordED,GrubbRL3rd,etal.Mortalityresultsfromarandomizedprostate-cancerscreeningtrial[J].NEnglJMed, 2009, 360(17):1310-1319.
[4] Mitchell PS, Parkin RK, Kroh EM, et al. Circulating microRNAs as stable blood-based markers for cancer detection[J]. Proc Natl Acad Sci U S A, 2008, 105(30):10513-10518.
[5]LawrieCH,GalS,DunlopHM,etal.Detectionofelevatedlevelsoftumour-associatedmicroRNAsinserumofpatientswithdiffuselargeB-celllymphoma[J].BrJHaematol, 2008, 141(5): 672-675.
[6] Chen ZH, Zhang GL, Li HR, et al. A panel of five circulating microRNAs as potential biomarkers for prostate cancer[J]. Prostate, 2012, 72(13):1443-1452.
[7]LodesMJ,CaraballoM,SuciuD,etal.DetectionofcancerwithserummiRNAsonanoligonucleotidemicroarray[J].PLoSOne, 2009, 4(7):e6229.
[8] Brase JC, Johannes M, Schlomm T, et al. Circulating miRNAs are correlated with tumor progression in prostate cancer[J]. Int J Cancer, 2011, 128(3):608-616.
[9]BryantRJ,PawlowskiT,CattoJW,etal.ChangesincirculatingmicroRNAlevelsassociatedwithprostatecancer[J].BrJCancer, 2012, 106(4):768-774.
[10] Yaman Agaoglu F, Kovancilar M, Dizdar Y, et al. Investigation of miR-21, miR-141, and miR-221 in blood circulation of patients with prostate cancer[J]. Tumor Biol, 2011, 32(3): 583-588.
[11]SelthLA,TownleyS,GillisJL,etal.DiscoveryofcirculatingmicroRNAsassociatedwithhumanprostatecancerusingamousemodelofdisease[J].IntJCancer, 2012, 131(3): 652-661.
[12] Zhang HL, Qin XJ, Cao DL, et al. An elevated serum miR-141 level in patients with bone-metastatic prostate cancer is correlated with more bone lesions[J]. Asian J Androl, 2013, 15(2): 231-235.
[13]SkogJ,WurdingerT,vanRijnS,etal.GlioblastomamicrovesiclestransportRNAandproteinsthatpromotetumourgrowthandprovidediagnosticbiomarkers[J].NatCellBiol, 2008, 10(12):1470-1476.