蛋白質組學技術在結直腸癌、食管癌篩查、診斷中的應用.pdf

1、研究背景與目的:
　　 惡性腫瘤對人類健康的危害毋庸置疑。在我國，隨著人口老齡化趨勢的加重，惡性腫瘤的發(fā)病率總體呈上升趨勢，其中列前幾位的分別為：胃癌、食管癌、肝癌、肺癌、子宮癌、結直腸癌及乳腺癌等。由于人民生活水平的提高、生活方式的改變、社會壓力帶來的心理變化，結直腸癌的發(fā)病率逐年增加；我國是食管癌的高發(fā)區(qū)，死亡率在惡性腫瘤中位居前列。同時，由于我國人口多、經濟發(fā)展水平不均衡導致健康教育不均衡，因此，惡性腫瘤的二級預防，即早發(fā)

2、現(xiàn)、早診斷、早治療仍是惡性腫瘤診治的努力方向。目前常用的食道及結直腸癌的診斷方法主要有：1、影像學檢查，如X線胃腸道鋇餐造影、CT、MRI、EUS(食管內窺鏡超聲檢查)、TRUS(經直腸超聲檢查)等；2、內鏡檢查，如纖維胃鏡、纖維腸鏡等；3、血清學檢查，各種腫瘤標志物的檢測；4、其他檢查，如基因學檢查。以上各種方法均不同程度地存在病人依從性差、檢測靈敏度和特異度不高等問題。本研究應用表面增強激光解析/離子化飛行時間質譜儀(surface

3、-enhanced laserdesorption/ionization-time of flight-mass spectrometry,SELDI-TOF-MS)及同位素標記相對和絕對定量(isobaric tags for relative and absolute quantification，iTRAQ)蛋白質組學技術，建立結直腸癌診斷和篩查、食管癌診斷的分類樹模型，找到更可靠、更直接的腫瘤標志蛋白，探索更為便捷有效的結直腸癌

4、及食管癌的篩查、診斷方法。
　　 方法:
　　 1、研究對象
　　 1.1血清樣本
　　 建模組：結直腸癌35例，結直腸腺14例，結直腸炎性疾病12例，食管癌26例以及正常人44例。
　　 測試組：結直腸癌30例，結直腸腺瘤10例，結直腸炎性疾病10例，食管癌10例以及正常人30例。
　　 1.2組織樣本結直腸癌組織及相應正常結直腸粘膜組織4例，食管癌組織及相應正常食管上皮組織4例。

5、>　　 2、建立分類樹模型應用SELDI-TOF-MS技術結合銅離子蛋白芯片獲得35例結直腸癌、14例結直腸腺瘤、12例結直腸炎性疾病、26例食管癌和44例正常人的血清蛋白質譜圖。分別應用Biomarker Wizard及Biomarker Pattern軟件分析35例結直腸癌與44例正常人血清樣本，得到結直腸癌診斷分類樹模型；分析14例結直腸腺瘤、12例結直腸炎性疾病(結直腸炎性病)及44例正常人血清樣本得到結直腸癌篩查分類樹模型；

6、分析26例食管癌、44例正常人血清樣本得到食管癌診斷分類樹模型。
　　 3、雙盲驗證分類樹模型隨機抽取正常人和結直腸癌患者各30例盲法驗證結直腸癌診斷分類樹模型；正常人30例、結直腸腺瘤10例及結直腸炎性疾病10例盲法驗證結直腸癌篩查分類樹模型；正常人30例、食管癌10例盲法驗證食管癌診斷分類樹模型。
　　 4、組織差異蛋白的挖掘應用iTRAQ結合其他蛋白質組學技術比較結直腸癌腫瘤及正常組織、食管癌腫瘤及正常組織得到組織

7、差異蛋白。
　　 5、組織差異蛋白及血清差異蛋白的比較比較組織差異蛋白及相應的血清差異蛋白，挖掘其可能存在的關聯(lián)。
　　 結果:
　　 1、建立并盲法驗證結直腸癌診斷、篩查分類樹模型，比較腫瘤組織差異蛋白質并分析其與相應血清差異蛋白質的相關性
　　 通過對結直腸癌35例、正常人44例血清樣本的檢測分析，建立了結直腸癌診斷模型。該模型在測試模式下，診斷準確率為87.34％，靈敏度、特異度和陽性預測值分別是9

8、0.91％、82.86％及87.88％，雙盲驗證其診斷總準確率為80％，靈敏度為83.33％，特異度為76.67％，陽性預測值為78.13％，Kappa值0.5775。通過對結直腸腺瘤14例、結直腸炎性疾病12例及正常人44例血清標本的檢測分析，建立了結直腸腺瘤篩查分類樹模型。在測試模式下，該模型的診斷準確率91.43％，靈敏度71.43％，總特異度96.43％，陽性預測值92.86％，雙盲驗證其總準確率為84.62％，靈敏度為60％，

9、特異度為100％。Kappa值0.7059。
　　 比較4例結直腸癌組織與相應正常結直腸粘膜組織，共發(fā)現(xiàn)802個差異蛋白質，其中有87個蛋白的表達差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)。
　　 上述87個組織差異表達蛋白質與血清中發(fā)現(xiàn)的結直腸癌與正常人的差異蛋白質無明顯相關性。
　　 2、建立食管癌診斷分類樹模型，比較腫瘤組織與正常組織差異蛋白質并分析其與相應血清差異蛋白質的相關性
　　 通過對26例食管癌及4

10、4例正常人血清樣本檢測分析，建立了食管癌診斷模型。在測試模式下對上述人群進行分組，準確率為75.71％，靈敏度及特異度分別為92.31％、65.91％，陽性預測值61.53％，雙盲驗證其總準確率為72.5％，靈敏度為70％，特異度為73.33％，陽性預測值為46.67％。Kappa值0.3476。
　　 比較4例食管癌組織與相應正常食管上皮，共發(fā)現(xiàn)802個蛋白質，其中有49個蛋白的表達差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)。
　

11、　 上述49個組織差異表達蛋白質與血清中發(fā)現(xiàn)的食管癌與正常人的差異蛋白質無明顯相關性。
　　 結論:
　　 結直腸癌與食管癌在發(fā)生發(fā)展過程中產生多種特異性蛋白，應用蛋白質組學技術可檢測到這些特異性蛋白，它們有可能成為新的更為有效的腫瘤標志物。同時，這些特異的蛋白質對揭示結直腸癌及食管癌的發(fā)生機制也將起到重要的作用。蛋白質組學技術在挖掘潛在腫瘤標志物方面有廣闊而光明的應用前景，對惡性腫瘤的篩查和診斷有重要的應用價值，對惡