茅飛霞 張毅敏 張劍英▲
1.中國科學(xué)院大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院(浙江省腫瘤醫(yī)院)檢驗科,浙江杭州 310022;2.中國科學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)與腫瘤研究所,浙江杭州 310022
鼻咽癌是一種發(fā)生在鼻咽上皮細(xì)胞的惡性腫瘤,具有明顯的地域聚集性,以我國南方和東南亞地區(qū)常見。該病起病隱匿,大部分患者確診時已是中晚期,臨床治療效果不佳,因此在目前病因不明無法進(jìn)行一級預(yù)防的情況下,準(zhǔn)確的早期診斷是鼻咽癌防治的關(guān)鍵。現(xiàn)已公認(rèn),Epstein-Barr病毒(Epstein-Barr virus,EBV)感染是鼻咽癌發(fā)生發(fā)展的關(guān)鍵[1],但是單純EBV感染并不一定引起鼻咽癌的發(fā)生。RNA修飾核苷是機體RNA的代謝產(chǎn)物,尿中修飾核苷的排量可以反映機體細(xì)胞的代謝速度,相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)這些修飾核苷與腫瘤發(fā)生有關(guān),是潛在的腫瘤標(biāo)志物,具有腫瘤譜廣、取材方便、穩(wěn)定性好等特點[2]。本研究通過檢測鼻咽癌患者尿液中假尿嘧啶核苷(pseudouridine,Pseu)、1-甲基腺苷(1-methyladenosine,m1A)、2-甲基鳥苷(2-O-methylguanosine,m2G)、6-甲基腺苷(6-methyladenosine,m6A)和1-甲基鳥苷(1-methylguanosine,m1G)5種修飾核苷的濃度以及血漿EBV-DNA的拷貝數(shù),旨在探討尿液5種修飾核苷與血漿EBV-DNA聯(lián)合檢測在鼻咽癌診斷中的可行性,現(xiàn)報道如下。
選取2020年1~6月浙江省腫瘤醫(yī)院收治的56例初診鼻咽癌患者作為鼻咽癌組,男36例,女20例;年齡15~73歲,平均(52.68±13.26)歲。鼻咽癌按照第8版AJCC的分期標(biāo)準(zhǔn)[3],臨床分期:Ⅰ期3例,Ⅱ期3例,Ⅲ期23例,Ⅳa期20例,Ⅳb期7例;淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移程度:N05例,N121例,N223例,N37例。納入標(biāo)準(zhǔn):①經(jīng)病理組織學(xué)證實為鼻咽癌;②全部接受抗腫瘤治療前。排除標(biāo)準(zhǔn):①存在影響RNA代謝的疾病,如泌尿系感染和腎功能不全、內(nèi)分泌異常、酗酒等情形;②合并鼻咽癌外其他臟器的惡性腫瘤病史。同時選取門診查體的32例健康體檢者作為正常對照組,男19例,女13例;年齡25~68歲,平均(49.25±11.86)歲。兩組的性別、年齡等一般資料比較,差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05),具有可比性。本研究經(jīng)浙江省腫瘤醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會審查批準(zhǔn)并征得患者及其家屬知情同意。
1.2.1 采用液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜方法檢測尿液中5種核苷的濃度
1.2.1.1 儀器和試劑AB SCIEX TRIPLE QUAD 5500超高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜儀,配有Analyst 1.4數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)(美國AB SCIEX公司)。5種修飾核苷標(biāo)準(zhǔn)品分別為Pseu、m1A、m6A、m1G(加拿大TRC公司)及m2G(中國Meryer公司)。
1.2.1.2 尿樣預(yù)處理 鼻咽癌組患者于治療前采集尿樣,健康體檢者采集隨機尿樣。樣本收集后存放于-80℃冰箱,測定前室溫復(fù)溶。4℃15 000 r/min離心15 min,取上清100 μL至15 mL離心管內(nèi),再加入4900 μL超純水,渦旋10 min。取上述稀釋后樣本100 μL于1.5 mL離心管中,再加入100 μL內(nèi)標(biāo)溶液,4℃13 000 r/min離心10 min,取上清進(jìn)樣分析。
1.2.1.3 色譜條件 選用Agilent Proshell 120 EC-C18色譜柱(3.0 mm×50 mm,2.7 μm);流動相(A)為0.1%甲酸/水溶液,流動相(B)為0.1%甲酸/甲醇溶液;梯度洗脫:0~0.5 min,1% B;0.5~8.0 min,1%~15% B;8~9 min,15%~100%B;9~10 min,100%B;10.0~10.5 min,100%~1% B;10.5~12.0 min,1% B。進(jìn)樣量15 μL,流速為0.3 mL/min;柱溫為30℃。
1.2.1.4 質(zhì)譜條件 電噴霧離子源(ESI),負(fù)離子掃描,多反應(yīng)監(jiān)測(multiple reaction monitoring,MRM)。離子源參數(shù):氣簾氣壓為20 Psi,碰撞氣壓為8 Psi,離子噴霧電壓為5500 V,離子源溫度為550℃。
1.2.1.5 肌酐值測定 以隨機尿樣為研究對象,采用日立7100型全自動生化分析儀檢測肌酐濃度(酶法測定),嚴(yán)格按照說明書操作。以核苷與肌酐濃度比值[nmol/μmol(creatinine)]為研究指標(biāo),反映尿液中核苷的水平。
1.2.2 采用熒光定量聚合酶鏈反應(yīng)(PCR)技術(shù)檢測EBV-DNA的拷貝數(shù)
1.2.2.1 樣本預(yù)處理 采集靜脈血3 mL,加入EDTA抗凝管中,2000 r/min離心5 min,取200 μL血漿于-20℃凍存?zhèn)溆谩?/p>
1.2.2.2 EBV-DNA的提取及PCR擴增 將凍存血漿置于室溫環(huán)境復(fù)溶,嚴(yán)格按照EBV熒光定量PCR檢測試劑盒(中山大學(xué)達(dá)安基因股份有限公司)說明書進(jìn)行DNA提取。將混合的PCR反應(yīng)液在LightCycler 480Ⅱ?qū)崟r熒光定量RCR儀(瑞士Roche公司)上進(jìn)行基因擴增檢測,PCR反應(yīng)條件:93℃預(yù)變性2 min,93℃5 s,57℃45 s,40個循環(huán),37℃冷卻。
比較兩組的血漿EBV-DNA拷貝數(shù)、尿液中5種修飾核苷濃度,分析尿液m2G、m1A、Pseu、m1G與鼻咽癌臨床分期和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的關(guān)系,并分析血漿EBV-DNA與尿液m2G、m1A、Pseu、m1G單獨及5項聯(lián)合檢測診斷鼻咽癌的價值。
采用SPSS 19.0統(tǒng)計學(xué)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,符合正態(tài)分布的計量資料用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示,多組間比較采用方差分析,兩組間比較采用t檢驗;部分計量資料偏態(tài)分布用中位數(shù)(四分位數(shù))表示,組間比較采用Mann-Whitney非參數(shù)檢驗;計數(shù)資料采用率表示,組間比較采用χ2檢驗;相關(guān)性分析采用Spearman相關(guān)分析;利用受試者工作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲線分析單項或多項聯(lián)合檢測的診斷效能,多項指標(biāo)聯(lián)合診斷先通過Logistic回歸形成聯(lián)合預(yù)測因子再構(gòu)建ROC曲線,ROC曲線下面積(AUC)比較采用Z檢驗。以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
鼻咽癌組的血漿EBV-DNA拷貝數(shù)為108 copies/mL(0~4340 copies/mL),正常對照組的血漿EBV-DNA拷貝數(shù)為55 copies/mL(0~1326 copies/mL),兩組比較,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(Z=3.478,P=0.001)。
鼻咽癌組尿液中的m2G、Pseu、m1A、m1G濃度均高于正常對照組,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05);兩組尿液中的m6A濃度比較,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)(表1)。
表1 兩組尿液中5種修飾核苷濃度的比較[nmol/μmol(creatinine),±s]
表1 兩組尿液中5種修飾核苷濃度的比較[nmol/μmol(creatinine),±s]
鼻咽癌組正常對照組t值P值56 32 1.17±0.31 0.74±0.22 6.980 0.000 38.16±9.01 29.52±6.15 5.307 0.000 4.94±1.20 3.53±0.75 6.821 0.000 0.01±0.01 0.01±0.01 1.155 0.251 0.97±0.21 0.69±0.18 6.255 0.000組別 例數(shù) m2G Pseu m1A m6A m1G
單因素分析結(jié)果顯示,不同臨床分期的Pseu濃度比較,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05);不同淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移程度的Pseu、m2G濃度比較,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05);不同臨床分期的m1A、m1G、m2G濃度比較及不同淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移程度的m1A、m1G濃度比較,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)(表2)。
表2 尿液Pseu、m1A、m1G、m2G與鼻咽癌臨床分期和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的關(guān)系[nmol/μmol(creatinine),±s]
表2 尿液Pseu、m1A、m1G、m2G與鼻咽癌臨床分期和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的關(guān)系[nmol/μmol(creatinine),±s]
臨床分期Ⅰ期+Ⅱ期Ⅲ期Ⅳa期Ⅳb期淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移N0 N1 N2 N3 6 23 20 7 52 1 23 7 25.03±8.56 37.38±6.49 40.41±8.40 45.51±7.77 28.20±9.09 36.83±9.71 39.45±5.61 45.30±10.17 8.840 4.494 0.000 0.007 4.40±1.22 4.67±0.92 5.13±1.36 5.72±1.24 3.73±0.89 4.90±1.38 5.13±0.94 5.32±1.13 2.058 2.279 0.182 0.090 0.92±0.19 0.95±0.21 1.01±0.19 1.06±0.26 0.86±0.24 0.94±0.20 0.97±0.19 1.12±0.20 1.894 1.796 0.153 0.159 0.94±0.19 1.14±0.25 1.24±0.37 1.26±0.31 0.90±0.11 1.19±0.29 1.12±0.22 1.46±0.48 1.829 4.156 0.153 0.010項目 例數(shù) Pseu F值 P值 m1A F值 P值 m1G F值 P值 m2G F值 P值
相關(guān)分析結(jié)果顯示,Pseu濃度與臨床分期及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移均呈正相關(guān)(r=0.474、0.406,P<0.01);m2G濃度與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移無相關(guān)性(r=0.259,P>0.05)。
通過Logistic回歸形成m2G、m1A、Pseu、m1G及EBV-DNA 5項聯(lián)合檢測的聯(lián)合預(yù)測因子,將聯(lián)合預(yù)測因子作為新變量與EBV-DNA、m2G、m1A、Pseu、m1G一起進(jìn)行ROC曲線分析并進(jìn)行診斷效能的評價,結(jié)果見表3、圖1(封三)。Z檢驗結(jié)果顯示:5項聯(lián)合檢測的AUC均高于血漿EBV-DNA和尿液m2G、m1A、Pseu、m1G單項檢測(Z=4.655、3.010、3.484、4.222、3.484),差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。在特異性為90%時,血漿EBV-DNA和尿液Pseu、mlA、mlG、m2G單項檢測的敏感度分別為46.4%、51.8%、57.1%、53.6%、76.8%,而5項聯(lián)合檢測的敏感度可達(dá)89.3%。
表3 血漿EBV-DNA與尿液m1A、Pseu、m2G、m1G單獨及5項聯(lián)合檢測診斷鼻咽癌的AUC
圖1 血漿EBV-DNA與尿液m1A、Pseu、m2G、m1G單獨及5項聯(lián)合檢測診斷鼻咽癌的ROC曲線
根據(jù)2019年《鼻咽癌標(biāo)志物臨床應(yīng)用專家共識》[4],血漿EBV-DNA是目前臨床應(yīng)用最廣泛、最成熟的鼻咽癌診斷、療效和預(yù)后判斷標(biāo)志物。本研究結(jié)果顯示,鼻咽癌患者與對照組比較,其EBV-DNA拷貝數(shù)升高(P<0.05),再一次證實EB病毒感染與鼻咽癌發(fā)生的密切相關(guān)。此外,本研究中鼻咽癌患者血漿EBV-DNA拷貝數(shù)為107copies/mL(0~4340 copies/mL),明顯低于相關(guān)文獻(xiàn)報道數(shù)據(jù)[5-6]。王惠麗等[7]研究發(fā)現(xiàn),治療前鼻咽癌患者血漿血漿EBV-DNA拷貝數(shù)為134 copies/mL,與本研究結(jié)果相似,分析原因認(rèn)為可能與接受治療的患者主要祖籍為北方而非來自鼻咽癌高發(fā)區(qū)有關(guān)。Alfieri等[8]發(fā)現(xiàn)意大利非高發(fā)區(qū)患者治療前EBV-DNA的中位拷貝數(shù)數(shù)為554 copies/mL,也明顯低于高發(fā)區(qū)患者的水平。由此認(rèn)為本研究中患者治療前血漿EBV-DNA水平較低可能與研究對象來自東部并非來自鼻咽癌高發(fā)區(qū)有關(guān),具體機制有待進(jìn)一步研究證實。
RNA修飾核苷屬于內(nèi)源性小分子,主要存在于tRNA中[9],由RNA轉(zhuǎn)錄后在多種特異性修飾酶,尤其是甲基轉(zhuǎn)移酶和連接酶的作用下,RNA鏈上特定位置的核苷被修飾而形成。修飾核苷不能被機體重新利用而在尿中定量排放,腫瘤細(xì)胞核糖核酸周轉(zhuǎn)加快,導(dǎo)致其產(chǎn)生和排出增多。目前已發(fā)現(xiàn)的修飾核苷有90多種,近年來的研究發(fā)現(xiàn)其中有二十多種修飾核苷是非常有潛力的分子標(biāo)志物,在多種類型腫瘤患者尿液中排放水平較正常人顯著升高[10-12]。
Pseu是被研究得最多的一種修飾核苷[11]。尿嘧啶與核糖在核苷磷酸酶的作用下生成尿嘧啶核苷,之后被尿苷激酶催化生成尿嘧啶核苷酸,經(jīng)tRNA合成酶催化特定部位尿嘧啶核苷酸形成Pseu[13]。在包括前列腺癌、卵巢癌、肺癌等多種常見腫瘤中均發(fā)現(xiàn)患者尿液中Pseu濃度較正常對照顯著升高,被認(rèn)為是核苷中最有潛力的廣譜分子標(biāo)志物[10-11,14]。Pérez-Rambla等[10]在建立評估前列腺癌尿液代謝組學(xué)模型研究中發(fā)現(xiàn),與前列腺良性增生患者比較,前列腺癌患者尿液Pseu顯著升高(P<0.05)。本研究結(jié)果顯示,鼻咽癌患者尿液Pseu濃度與對照組比較顯著升高,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01),與Trewyn等[15]研究結(jié)果相似。利用ROC曲線進(jìn)行診斷效能的評價,顯示其具有較高的診斷價值(AUC=0.803),提示Pseu可能是鼻咽癌的一種分子標(biāo)志物,有助于鼻咽癌的診斷。另外,相關(guān)分析結(jié)果顯示,Pseu濃度與臨床分期和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移均呈正相關(guān)(P<0.05),與Jiang等[14]卵巢癌中的研究結(jié)果相似,提示Pseu可能參與鼻咽癌的進(jìn)展和演進(jìn)過程。
在尿液修飾核苷產(chǎn)生過程中,甲基轉(zhuǎn)移酶發(fā)揮重要作用[16]。在腫瘤細(xì)胞中,由于編碼甲基轉(zhuǎn)移酶的基因表達(dá)異常,其水平和活性發(fā)生異常[17],從而導(dǎo)致修飾核苷水平增高。在所有核苷修飾類型中,甲基化是最常見的修飾,m2G、m1A、m1G均屬于甲基化修飾的核苷[18]。馮璐等[19]等研究發(fā)現(xiàn)肺癌患者尿液中mlA、mlI、mlG及m2G濃度均顯著高于正常對照者(P<0.01),認(rèn)為尿液中4種修飾核苷可能成為肺癌診斷的分子標(biāo)志物。本研究中,鼻咽癌組尿液中的m2G、m1A、m1G濃度均高于正常對照組,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01),m2G、m1A、m1G的AUC分 別 為0.911、0.860、0.845,具有較高的診斷價值,提示該3種修飾核苷可能是鼻咽癌診斷的分子標(biāo)志物。此外,本研究進(jìn)一步采用Logistic回歸和ROC曲線分析,結(jié)果顯示,m2G、m1A、Pseu、m1G、EBV-DNA 5項聯(lián)合檢測的AUC均高于m2G、m1A、Pseu、m1G、EBV-DNA單項檢測,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05);在特異性為90%時,血漿EBV-DNA和尿液Pseu、mlA、mlG、m2G單項檢測的敏感度分別為46.4%、51.8%、57.1%、53.6%、76.8%,而聯(lián)合檢測的敏感度可達(dá)89.3%。提示5項聯(lián)合檢測在鼻咽癌可能具有較高的診斷價值,且可能有助于提高診斷的敏感度。
綜上所述,鼻咽癌患者尿液中修飾核苷m2G、m1A、Pseu、m1G有望成為診斷鼻咽癌的小分子標(biāo)志物,Pseu可能參與鼻咽癌的發(fā)展演進(jìn)過程。通過m2G、m1A、Pseu、m1G與EBV-DNA聯(lián)合檢測可能有助于提高鼻咽癌臨床診斷的診斷效能,有利于患者的早診斷、早發(fā)現(xiàn),具有較好的臨床前景。