李金昌,王俊壹,張其德,顧萬(wàn)建(江蘇省中醫(yī)院.檢驗(yàn)科,.腫瘤科,.消化內(nèi)鏡中心,南京 210029)
胃癌是常見(jiàn)的消化道惡性腫瘤之一,每年新發(fā)胃癌病例中早期胃癌占比僅為20%,多數(shù)發(fā)現(xiàn)時(shí)已至進(jìn)展期,總體5 年生存率不足50%[1]。為提高早期診斷水平,無(wú)創(chuàng)、方便快捷、便于大規(guī)模篩查的血清學(xué)新型腫瘤標(biāo)志物有待被發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用。近年來(lái)報(bào)道,血清外泌體miRNAs 有望作為腫瘤診斷的候選生物學(xué)標(biāo)志物[2]。miR-494-3p 在多種腫瘤中異常表達(dá),發(fā)揮著不同的調(diào)控作用,例如其在肝細(xì)胞癌組織中呈高表達(dá),并可通過(guò)調(diào)控脂質(zhì)生物合成促進(jìn)肝癌細(xì)胞的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移[3];miR-494-3p 在結(jié)直腸癌組織和細(xì)胞系中呈低表達(dá),且低表達(dá)患者的生存率較低[4]。研究表明,前體miR-494 在胃癌組織中呈低表達(dá),并對(duì)胃癌細(xì)胞具有抑制作用[5];但關(guān)于miR-494-3p 在胃癌組織及其血清外泌體中的研究鮮見(jiàn)報(bào)道。本研究旨在檢測(cè)miR-494-3p 在胃癌患者組織和血清外泌體中的表達(dá)水平,并分析其對(duì)胃癌篩查及輔助鑒別診斷的價(jià)值。
1.1 研究對(duì)象 選取2019 年1 月至2021 年12 月江蘇省中醫(yī)院消化內(nèi)鏡中心就診的胃癌患者經(jīng)手術(shù)切除的新鮮胃癌組織14 例作為胃癌組,其中男9例,女5 例,年齡(64.6±6.8)歲,Ⅰ/Ⅱ期6 例,Ⅲ期8例,腫瘤大?。? cm 7 例,≤3 cm 7 例;收集同期因胃炎或胃息肉等胃部良性疾病行胃鏡活檢的新鮮胃組織16 例作為相關(guān)疾病對(duì)照組,其中男4 例,女12 例,年齡(46.9±11.7)歲;另收集同期門(mén)診就診的44 例胃癌患者的血清標(biāo)本,其中男32 例,女12 例,年齡(67.9±7.9)歲;以及同期體檢健康者的血清標(biāo)本,其中男32 例,女12 例,年齡(68.0±7.9)歲。胃癌組納入標(biāo)準(zhǔn):(1)胃癌組織樣本為手術(shù)切除且經(jīng)病理組織學(xué)明確診斷,患者術(shù)前未經(jīng)放化療治療;(2)胃癌血清樣本來(lái)源為本院門(mén)診就診的胃癌患者(經(jīng)本院或他院內(nèi)鏡或活檢確診),收集血清時(shí)未經(jīng)放化療或手術(shù)治療。胃癌組排除標(biāo)準(zhǔn):(1)合并其他良惡性腫瘤;(2)合并免疫系統(tǒng)疾??;(3)合并心肝腎嚴(yán)重功能不全;(4)樣本取樣量少、溶血等樣本不符合實(shí)驗(yàn)要求。胃癌患者診斷和分期符合胃癌診療指南(2022 年版)[1]。本研究通過(guò)南京中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院(江蘇省中醫(yī)院)倫理委員會(huì)審核批準(zhǔn)(2018NL-KS18),研究對(duì)象均知情同意。
1.2 主要儀器和試劑 ExoQuickTMExosome Isolation Reagent(EXOQ5A-1)血清外泌體提取試劑盒(美國(guó)SBI 公司),QuantstudioTMDX 定量PCR 儀、TRlzol 試劑、Taqman 探針?lè)≒CR 預(yù)混液、TaqmanTMmiRNA assay(hsa-miR-494-3p/hsa-miR-16/cel-miR-39探針引物設(shè)計(jì)與合成)購(gòu)自美國(guó)ABI 公司,外參線(xiàn)蟲(chóng)cel-miR-39(序列為UCACCGGUGUAAAUCAGCU UG,南京瑞真生物公司),反轉(zhuǎn)錄試劑(日本TaKaRa公司),NanoDrop2000 微量分光光度計(jì)(美國(guó)Thermo Fisher 公司),氯仿、無(wú)水乙醇(上海久億化學(xué)試劑有限公司),無(wú)核酶水(南京凱基生物公司)。
1.3 組織總RNA 提取 取-80 ℃冷凍保存的組織塊,稱(chēng)取約50 mg,用干凈消毒的剪刀剪碎,加入TRlzol 試劑裂解后,按照說(shuō)明書(shū)采用氯仿、無(wú)水乙醇等提取總RNA,提取的總RNA 溶解于20 μL 無(wú)核酶水,NanoDrop2000 微量分光光度計(jì)檢測(cè)RNA純度和濃度,取吸光度(A260nm/A280nm)值在1.8~2.0之間且濃度>25 μg/μL 的樣本用于后續(xù)試驗(yàn),樣本置于-80 ℃保存。
1.4 血清外泌體的提取、鑒定及外泌體RNA 的提取 按照SBI 外泌體提取試劑盒說(shuō)明書(shū)進(jìn)行外泌體提取,取冷凍保存的血清樣本恢復(fù)至室溫,3 000×g離心15 min 去除細(xì)胞和碎片,在干凈無(wú)菌的1.5 mL 離心管中加入200 μL 血清和50 μL 外泌體提取試劑充分顛倒混勻,4 ℃靜置30 min,1 500×g離心30 min 后棄上清液,1 500×g離心5 min 后用移液器輕輕吸去殘余上清液,底部沉淀即為獲取的外泌體,用200 μL 無(wú)核酶水溶解,4 ℃短時(shí)間冷藏保存,用于后續(xù)試驗(yàn)。重懸的外泌體溶液外送至南京中鏡科儀技術(shù)有限公司用于透射電鏡拍攝和粒徑分析以鑒定外泌體。外泌體懸液中加入等量TRlzol 試劑裂解,每份樣本加入1 μL 線(xiàn)蟲(chóng)cel-miR-39(工作濃度20 nmol/L)作為外部參照,后續(xù)按TRlzol 試劑說(shuō)明書(shū)提取總RNA(純度和濃度的檢測(cè)、樣本要求及保存條件同上述組織樣本)。
1.5 反轉(zhuǎn)錄和PCR 擴(kuò)增 對(duì)于上述提取的總RNA,采用Taqman 探針?lè)?,按照TaKaRa 反轉(zhuǎn)錄試劑盒說(shuō)明書(shū)操作,將RNA 反轉(zhuǎn)錄成cDNA。按照ABI 定量PCR 試劑盒和QuantstudioTMDX 定量PCR 儀說(shuō)明書(shū)進(jìn)行PCR 擴(kuò)增。探針?lè)╭PCR 反應(yīng)體系為20 μL,包括:PCR Mix 預(yù)混液10 μL,TaqMan酶1 μL,反轉(zhuǎn)錄cDNA 2 μL,無(wú)核酶水7 μL。qPCR 反應(yīng)條件:95 ℃預(yù)變性10 min;95 ℃變性15 s,60 ℃退火和延伸1 min,45 個(gè)循環(huán)。采用QuantstudioTMDX 定量PCR 儀自帶分析軟件于60 ℃時(shí)收集熒光信號(hào)并進(jìn)行熔解曲線(xiàn)分析,自動(dòng)計(jì)算循環(huán)閾值(Ct)。組織樣本后續(xù)qPCR 以has-miR-16作為內(nèi)部參照,血清樣本后續(xù)qPCR 以線(xiàn)蟲(chóng)cel-miR-39 作為外部參照,miR-494-3p 的相對(duì)表達(dá)水平通過(guò)內(nèi)參或者外參標(biāo)準(zhǔn)化后,采用2-ΔΔCt法計(jì)算相對(duì)表達(dá)量,ΔΔCt=(Ct目的基因-Ct內(nèi)參基因)實(shí)驗(yàn)組-(Ct目的基因-Ct內(nèi)參基因)對(duì)照組,每個(gè)樣本重復(fù)檢測(cè)3 次,取均值Ct。
1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用Graphpad prism 8.0 軟件作圖,SPSS 23.0 統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。數(shù)據(jù)進(jìn)行正態(tài)分布檢驗(yàn)符合正態(tài)分布,基因表達(dá)量用表示,各組數(shù)據(jù)比較前均進(jìn)行方差齊性檢驗(yàn),符合方差齊性的兩組均值比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)(雙尾),方差不齊的兩組數(shù)據(jù)差異比較采用非參數(shù)檢驗(yàn)中的Mann-WhitneyU秩和檢驗(yàn)。采用ROC 曲線(xiàn)分析并評(píng)估目標(biāo)基因?qū)膊〉脑\斷效能。以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 胃癌患者和健康人對(duì)照組血清外泌體miR-494-3p的相對(duì)表達(dá)水平比較 與健康人對(duì)照組(1.00±0.36)相比,胃癌組血清外泌體miR-494-3p 的相對(duì)表達(dá)水平(0.21±0.03)降低,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Z=3.64,P<0.01);胃癌患者血清外泌體miR-494-3p的表達(dá)水平在不同性別組(男性組和女性組分別為0.25±0.04 和0.12±0.03,t=1.91,P=0.06)、年齡組(<70 歲組和≥70 歲組分別為0.23±0.04 和0.19±0.04,t=0.75,P=0.46)間的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.2 血清外泌體miR-494-3p 篩查胃癌的ROC 曲線(xiàn)分析結(jié)果 以44 例胃癌患者作為疾病組,44 例健康人作為對(duì)照組,根據(jù)血清外泌體miR-494-3p的結(jié)果繪制ROC 曲線(xiàn),血清外泌體miR-494-3p 篩查胃癌和健康人的ROC 曲線(xiàn)下面積(AUCROC)為0.725(95%CI:0.622~0.829,P<0.01),最大約登指數(shù)為0.364,當(dāng)cut-off 值為0.370 時(shí),敏感性為50.0%,特異性為86.4%,陽(yáng)性預(yù)測(cè)值為63.3%,陰性預(yù)測(cè)值為78.6%,準(zhǔn)確性為68.2%,見(jiàn)圖1。
圖1 血清外泌體miR-494-3p 篩查胃癌和健康人的ROC 曲線(xiàn)
2.3 胃癌組和相關(guān)疾病對(duì)照組組織中miR-494-3p的表達(dá)水平比較 與相關(guān)疾病對(duì)照組組織中miR-494-3p的相對(duì)表達(dá)水平(1.00±0.39)相比,胃癌患者組織中miR-494-3p 的相對(duì)表達(dá)水平(0.22±0.07)顯著降低,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Z=2.66,P<0.01)。
2.4 胃癌患者組織中miR-494-3p 表達(dá)水平與臨床病理參數(shù)的關(guān)系 胃癌患者組織中miR-494-3p 的表達(dá)水平在不同性別、年齡、腫瘤浸潤(rùn)、淋巴轉(zhuǎn)移、腫瘤大小、腫瘤分期亞組中的差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),見(jiàn)表1。
表1 胃癌患者組織中miR-494-3p 表達(dá)水平與臨床病理參數(shù)的關(guān)系
miR-494-3p 前體是位于14 號(hào)染色體上的miR-494,miR-494-3p 在多種腫瘤中異常表達(dá),但在不同腫瘤中發(fā)揮的作用不同,通過(guò)相應(yīng)的調(diào)控機(jī)制發(fā)揮癌基因[3,8]或者抑癌基因[4]作用,也可參與調(diào)控腫瘤耐藥[6]。早在2014 年有文獻(xiàn)[7]報(bào)道,miR-494在胃癌中通過(guò)靶向c-myc 發(fā)揮抑癌基因作用,在胃癌組織和細(xì)胞中的表達(dá)水平降低,且與不良預(yù)后相關(guān);該作者通過(guò)小鼠實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)miR-494 對(duì)胃癌具有抑制作用。近年來(lái),國(guó)內(nèi)文獻(xiàn)[5]也表明miR-494 在胃癌組織中的表達(dá)水平顯著降低,過(guò)表達(dá)miR-494 可以抑制胃癌細(xì)胞的增殖和侵襲。本研究結(jié)果顯示,相較于胃良性疾病組織,胃癌組織中miR-494-3p 的表達(dá)水平顯著降低(P<0.05),這與上述文獻(xiàn)[5,7]報(bào)道的其前體miR-494在胃癌組織和細(xì)胞中表達(dá)水平降低的結(jié)論相符。另?yè)?jù)一項(xiàng)肺癌的研究[8]表明,組織中前體miR-494 的表達(dá)水平與成熟體miR-494-3p 水平存在直接相關(guān)性,故而在一定程度上證實(shí)miR-494-3p 在胃癌中也可能發(fā)揮著抑癌基因的作用。然而,本研究結(jié)果顯示胃癌患者組織中miR-494-3p 的表達(dá)水平在不同腫瘤分期、淋巴轉(zhuǎn)移亞組中未見(jiàn)顯著差異,這與文獻(xiàn)[7]中發(fā)現(xiàn)miR-494存在顯著差異的結(jié)果不符,分析原因可能與本研究納入的胃癌組織樣本數(shù)較少導(dǎo)致亞組分析代表性不強(qiáng)有關(guān),后續(xù)有待擴(kuò)大樣本量進(jìn)一步研究。有文獻(xiàn)報(bào)道,腫瘤患者miR-494-3p的表達(dá)水平與對(duì)應(yīng)的circRNA 呈負(fù)相關(guān),miR-494-3p 表達(dá)水平降低可能與其作為環(huán)狀RNA 的靶點(diǎn)而發(fā)揮海綿作用有關(guān),例如Circ_0007142 通過(guò)海綿miR-494-3p參與調(diào)節(jié)食管癌的耐藥[6],Circ_0000745 還可通過(guò)海綿miR-494-3p 調(diào)控miR-494-3p/NET1 軸,促進(jìn)急性淋巴細(xì)胞白血病的進(jìn)展[9]。本研究尚未進(jìn)行胃癌中miR-494-3p 功能機(jī)制的研究,后續(xù)有待進(jìn)一步探究。
本研究發(fā)現(xiàn)胃癌患者血清外泌體中miR-494-3p的相對(duì)表達(dá)水平顯著低于健康人對(duì)照組(P<0.05),這與本研究胃癌組織中miR-494-3p 的表達(dá)水平降低一致,且與文獻(xiàn)報(bào)道胃癌患者血漿miR-494水平降低[9]及胃癌組織和細(xì)胞中miR-494表達(dá)降低[5,7]相符。上述結(jié)果表明,胃癌患者血清外泌體中miR-494-3p 水平可以反映其在胃癌腫瘤組織中的表達(dá)水平,這為應(yīng)用于無(wú)創(chuàng)的血清學(xué)腫瘤標(biāo)志物檢測(cè)胃癌提供了實(shí)驗(yàn)依據(jù)。血清外泌體可能來(lái)源于腫瘤組織親本細(xì)胞的釋放,且在外泌體脂質(zhì)膜的富集和保護(hù)下,外泌體中miRNAs 信息在一定程度上能反映腫瘤組織的生物學(xué)信息,比血清或者血漿游離miRNAs 在液體活檢中發(fā)揮腫瘤標(biāo)志物作用方面更有意義。本研究中血清外泌體miR-494-3p區(qū)分胃癌患者和健康人的ROC 曲線(xiàn)下面積為0.725(95%CI:0.622~0.829,P<0.01),當(dāng)cut-off 值為0.370 時(shí),敏感性為50.0%,特異性為86.4%,陽(yáng)性預(yù)測(cè)值為63.3%,陰性預(yù)測(cè)值為78.6%,準(zhǔn)確性為68.2%,說(shuō)明血清外泌體miR-494-3p 對(duì)胃癌具有一定的篩查價(jià)值。本研究數(shù)據(jù)表明該指標(biāo)特異性尚可,但敏感性不高,故不宜單獨(dú)用于胃癌診斷,可結(jié)合傳統(tǒng)腫瘤標(biāo)志物或影像學(xué)檢查等其他檢查指標(biāo),作為未來(lái)潛在的胃癌篩查和輔助診斷生物學(xué)標(biāo)志物。