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食管癌是一种常见的上消化道恶性肿瘤,主要包括食管鳞状细胞癌(Esophageal squamous cell carcinoma,ESCC)与食管腺癌两种病理类型,我国以ESCC为主。由于缺乏有效的早期诊断方法,食管癌患者在就诊时往往已是中晚期,严重影响患者预后。鉴定食管癌早期诊断分子标志物,无疑是实现食管癌早诊早治的最有效途径之一。自身抗体作为肿瘤分子标志物的一大类,因具有发现早期肿瘤的巨大潜力而备受关注。另外,有必要指出的是,目前,有关自身抗体对肺癌的早期诊断已经推广到了临床应用阶段,这为ESCC等恶性肿瘤早期诊断自身抗体分子标志物研究提供了良好的范例。 自2011年始,我们启动了ESCC自身抗体研究,并将研究目标定位在开发ESCC早期诊断血清或血浆自身抗体分子标志物上。在此过程中,我们的一项884例大样本实验研究结果表明,将6种自身抗体(分别针对Bmi-1、Hsp70、MMP-7、NY-ESO-1、p53和Prx VI)组合在一起,对于ESCC的早期诊断效能,在特异度保持在95%以上的前提下,其敏感度已达45%以上,远好于目前临床上正在应用的诸如CEA、CYFRA21-1和SCCA 等分子标志物,而且还能较好区分早期ESCC患者与正常人,效果十分显著(Am J Gastroenterology. 2014)。然而,这6种自身抗体的联合诊断敏感度依然偏低,不足以作为诊断分子标志物用于临床上ESCC的筛查诊断。为了寻找诊断效能更好的ESCC自身抗体标志物,构建新的更优化的自身抗体组合,本文通过联合应用血清蛋白质组分析技术、酶联免疫吸附试验(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)等实验技术手段,筛选鉴定新的潜在的ESCC自身抗体诊断分子标志物,并结合大样本多中心回顾性研究和巢式病例对照研究等研究途径,对新构建的自身抗体组合在ESCC早期诊断中的价值进行了全面系统研究,揭示其临床意义,报告实验研究结果如下。 首先,我们根据DKK-1、Ezrin、Fascin和L1CAM等四种蛋白在ESCC中存在异常高表达,可能诱导产生自身抗体,通过ELISA实验检测了ESCC患者和正常对照者血清中上述四种自身抗体的水平,结果发现这四种自身抗体在早期ESCC患者血清中的水平均显著升高,提示这四种自身抗体可能会成为ESCC早期诊断血清分子标志物。 其次,我们通过血清蛋白质组分析技术,筛选获得了5种新的ESCC自身抗体(分别针对ALDOA、ENO1、GAPDH、STIP1和 TPI1),并运用ELISA实验进行了大样本验证。结果发现,相对于正常对照者,针对ALDOA、ENO1、GAPDH、STIP1和TPI1的自身抗体在ESCC患者血清中的水平显著升高,而且,进一步的ROC曲线分析显示,这5种自身抗体对于ESCC而言均具有良好的早期诊断效能。 再次,我们联合上述新鉴定的9种自身抗体(分别针对DKK-1、Ezrin、Fascin、L1CAM、ALDOA、ENO1、GAPDH、STIP1和TPI1)和先前研究的6种自身抗体(分别针对Bmi-1、Hsp70、MMP-7、NY-ESO-1、p53和Prx VI),共15种血清自身抗体,以汕头大学医学院附属肿瘤医院388例ESCC、125例正常对照者为训练集,采用逐步逻辑回归分析方法构建最优化的自身抗体组合,并且运用ROC 曲线分析训练集中新的自身抗体组合的诊断效能,然后,分别在内部验证集(汕头大学医学院附属肿瘤医院,312例ESCC,101例正常对照者)、外部验证集1(汕头市中心医院,237例ESCC,134例正常对照者)和外部验证集2(中山大学附属肿瘤医院,85例ESCC,109例正常对照者)中对新的自身抗体组合进行诊断验证。实验结果显示, 1)训练集中,逐步逻辑回归分析结果鉴定了新的4-自身抗体(分别针对ALDOA、ENO1、NY-ESO-1和p53 ),其在ESCC和早期ESCC的诊断曲线下面积、敏感度和特异度分别为0.861、69.6%、90.4%和0.820、69.8%、90.4%; 2)验证集中,4-自身抗体对ESCC的诊断价值进一步得到了验证,其中,内部验证集 ESCC 和早期 ESCC 的诊断曲线下面积(AUC)、敏感度和特异度分别为0.825、65.7%、89.1%和0.849、62.5%、89.1%,外部验证集1分别为0.852、68.8%、88.8%和0.857、61.8%和88.8%,外部验证集2分别为0.832、68.2%、90.8%和0.799、72.7%、90.8%。 另外,在巢式病例对照研究中,纳入的对象来自于我国家ESCC高发地区ESCC和 ESCC 癌前病变前瞻性人群队列研究(临床试验号 ClinicalTrials.gov:NCT02094105)。其中,病例组为14例ESCC诊断前6个月至6年的血清样本,对照组为年龄、性别、血液采集时间相匹配的67例未发生ESCC的高危人群(来源于45386例ESCC高危人群,10年跟踪)。ELISA实验和ROC曲线分析结果显示,4-自身抗体可以有效区分ESCC患者诊断前血清与匹配对照血清,其诊断AUC、敏感度和特异度分别为0.656、42.9%和89.6%。 最后,我们分析了4-自身抗体在ESCC治疗前后阳性率的变化情况,结果发现,在采用手术治疗的31例术前4-自身抗体阳性的ESCC患者,共有8例4-自身抗体在术后一个月变为阴性结果,术前术后 4-自身抗体阳性率的差异具有统计学意义(P<0.05);在采用放化疗治疗的50例治疗前4-自身抗体阳性的患者,治疗结束后有 5 例 4-自身抗体转变为阴性,放化疗前后 4-自身抗体阳性率的差异同样具有统计学意义(P<0.05)。 综上所述,在本文研究中,我们共累计鉴定了9种新的ESCC自身抗体,构建了一新的ESCC自身抗体分子标志物组合“4-自身抗体”。据我们所知,我们应用了最大样本量的诊断后ESCC患者血清和十分珍贵的ESCC诊断前患者血清,证实了 4-自身抗体对 ESCC 具有早期诊断价值。这些结果表明,4-自身抗体是ESCC潜在的早期诊断分子标志物,另一方面,有关4-自身抗体对于ESCC早期诊断的临床实用性,未来仍需要在更大样本的前瞻性实验数据中进行系统评估。