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目的:胃癌是世界上最常见的恶性肿瘤之一,在我国胃癌已经上升成为癌症相关性死亡第二位的疾病。虽然胃癌的诊断及治疗技术不断提升,但多数患者在诊断初期就失去了手术根治的机会,导致胃癌的预后较差,并且在临床医疗工作中又缺乏行之有效并可广泛使用的预后指标,因此探索胃癌诊断及预后标志物成为肿瘤专业人员亟待解决的难题。多种因素可能影响胃癌患者的预后,归纳起来主要涉及三个方面:肿瘤相关性因素,宿主相关性因素和宿主对肿瘤反应的相关性因素。 肿瘤相关性因素可包括以下层面:①DNA层面,即基于基因序列改变所致的基因表达水平变化,如基因突变、基因杂合缺失和微卫星不稳定等;②表观遗传学层面,则指基于非基因序列改变所致基因表达水平变化,如DNA甲基化、染色质重塑及非编码RNA等调控机制;③蛋白质层面,如翻译后修饰、蛋白质间相互作用以及蛋白质结构等。其中微小RNA(microRNA,简称为miRNAs)作为表观遗传学的重要分子,近年来逐渐成为胃癌预后研究中的热点分子。miRNAs作为一种非编码小RNA,它因具有高度的保守性,可以耐受核糖核酸酶降解等特征,在福尔马林固定石蜡包埋组织标本及血浆等体液中均能完整的保存,因而常被作为生物标志物应用于肿瘤预后的研究中。本研究首先通过TCGA(The Cancer Genome Atlas)数据库资源,运用生物信息学分析方法,筛选出肠型胃癌预后相关的关键miRNA(miR-1224),之后在细胞系及临床组织标本中检测验证其表达水平,并进一步进行体外细胞实验探讨miR-1224对肠型胃癌的功能及对生物学行为的作用及影响,进而找到其靶基因,阐明miR-1224通过何种方式影响肠型胃癌的生物学功能并深入探讨其调节机制,最后通过临床组织标本验证miR-1224的预后预测价值,为研究肠型胃癌的发生发展及其靶向治疗提供重要的理论基础。 宿主相关性因素主要指患者自身的情况及状态对胃癌预后的影响,如年龄、性别和患者营养状态等。其中,体能状态(performance status,PS)是一项非常重要的宿主相关性预后因素,而体能状态良好(PS0-1)通常被认为是良好的胃癌预后因子。但是体能状态良好的患者仍然存在很大的生存差异,并且该患者群体属于治疗混杂人群。可见在体能状态良好患者群体中也存在不同的预后因素,而不同预后风险等级的患者所适合的治疗方案也应有所不同。本研究接下来筛选了影响体能状态良好胃癌患者的预后因子,并根据筛选结果建立其预后模型。 宿主对肿瘤反应的相关性因素也是影响肿瘤患者预后的重要因素之一,近年来系统性免疫反应(systemic inflammatory response,SIR)对胃癌预后的影响受到了广泛关注。目前已报道的SIR指标包括C-反应蛋白(CRP)、粒细胞、血小板及中性粒细胞淋巴细胞比率(neutrophil-lymphocyte ratio,NLR)等。Ishizuka等首先在结直肠癌患者中提出了一个新型的免疫相关的预后系统,即血小板和中性粒细胞淋巴细胞比率结合体(combination of platelet count and neutrophil-lymphocyte ratio,COP-NLR)。本研究接下来评估了COP-NLR在晚期胃癌的预后价值,不仅在生存结果方面,也包括其对晚期一线化疗疗效的预测作用。 本研究旨在通过对影响胃癌预后的三个方面因素(肿瘤相关性因素、宿主相关性因素和宿主对肿瘤反应的相关性因素)的热点分子及新型指标的筛选及其功能的机制研究,为研究胃癌发生发展的作用机制及探索胃癌治疗新靶点提供理论基础。 研究方法: 1、TCGA官网下载肠型胃癌的RNASEQV2数据并进行数据分析,筛选肠型胃癌预后相关的关键miRNA: miR-1224。提取肠型胃癌细胞系及FFPE组织标本的总RNA,后采用Real-time PCR检测miRNA-1224的表达水平。 2、采用Lipofectamine2000进行瞬时转染将miRNA-1224 mimics及miRNA-1224inhibitor转染至肠型胃癌细胞。采用MTT法测定细胞增殖能力。采用划痕修复试验及Transwell试验检测细胞迁移能力。采用荧光素酶报告基因实验进行靶基因鉴定。采用免疫印迹(Westem bolt)检测AKT、磷酸化AKT、ERK、磷酸化ERK、Src、磷酸化Src、STAT3、磷酸化STAT3、P65、磷酸化P65、FAK、磷酸化FAK、E-cadherin、Vimentin及ZEB1等蛋白的表达变化。 3、选取中国医科大学附属第一医院肿瘤内科于2007年4月至2013年12月就诊的310例体能状态良好的接受一线化疗的转移性或复发性胃癌患者。筛选出影响体能状态良好的晚期一线化疗胃癌患者生存时间的预后因子,并建立其预后模型。 4、进一步选取中国医科大学附属第一医院肿瘤内科于2005年5月至2013年12月接受一线化疗,并完成2周期评价疗效的273例转移性或复发性胃癌患者。运用ROC曲线确定血小板及NLR的最佳临界值,并划分COP-NLR组别。评估COP-NLR在晚期胃癌一线化疗疗效及总生存时间的预后价值。 5、本研究所有数据均采用SPSS17.0统计学系统软件处理。患者间的临床病理因素的差异分析采用卡方检验或Fisher确切概率法;一线化疗疗效相关的独立危险因素采用Logistic回归模型分析法。绘制ROC曲线确定最佳临界值;采用Kaplan-Meier法绘制生存曲线,生存差异应用Log-rank法进行检验;采用Cox比例风险模型进行单因素及多因素生存分析。细胞实验部分每次实验重复3次,数据以均值±标准差((X)±s)表示,p<0.05有统计学意义。 结果: 1、在肿瘤相关性预后因素的研究中发现:①运用TCGA数据库资源进行生物信息学分析,筛选出肠型胃癌预后相关的关键miRNA: miR-1224,且验证其在肠型胃癌细胞系及肠型胃癌组织中低表达。②过表达miR-1224能够抑制肠型胃癌细胞的增殖和迁移作用,逆转上皮间质转化(epithelial-to-mesenchymal transition,EMT);沉默miR-1224可以促进肠型胃癌细胞的增殖、迁移及EMT。③miR-1224通过下调靶基因FAK的表达水平,抑制下游STAT3和NF-κB的活化,抑制EMT过程。④在94例肠型胃癌患者组织标本中,淋巴结转移组miR-1224表达水平较低,无淋巴结转移组miR-1224表达水平较高,两组具有显著统计学差异(p=0.018)。TNM分期与miR-1224表达量呈负相关趋势。miR-1224表达量在94例肠型胃癌患者中无明显生存差异,但在高表达组与低表达组之间存在显著统计学差异(p=0.043)。 2、在宿主相关性预后因素的分析中发现,五项预后因子(远处转移器官数目≥2、既往胃癌手术史、肝转移、骨转移和NLR升高)是体能状态良好的晚期胃癌一线化疗患者的独立预后危险因素。根据筛选出的预后因子赋值,制定评分系统,建立预后模型,将患者分为低危组(0分)、中危组(1-3分)和高危组(≥4分),其中位生存时间分别为19.7月,10.7月和5.1月,三组具有显著统计学差异(p<0.001)。 3、宿主对肿瘤反应的相关性因素的分析中发现,COP-NLR是晚期胃癌患者一线化疗疗效的独立危险因素(OR,2.247;95% CI:1.303-3.874;p=0.004)。COP-NLR是与晚期胃癌化疗患者生存时间相关的独立预后因素之一(HR,1.382;95% CI:1.050-1.891;p=0.021)。亚组分析显示COP-NLR下降能够预示无肝转移或无腹膜转移患者可能获得更好的生存获益(p<0.001和p=0.015),然而在肝转移和腹膜转移患者中,并未发现存在生存差异(p=0.491和p=0.193)。 结论: 1、根据在线数据筛选出的miR-1224通过下调FAK抑制STAT3和NF-κB活化来发挥抑癌基因作用,从而影响肠型胃癌细胞的增殖,迁移及EMT等生物学行为。miR-1224是肠型胃癌患者淋巴结转移的预测标志物及潜在预后标志物。 2、体能状态良好的晚期胃癌一线化疗患者的独立预后危险因素包括远处转移器官数目≥2、既往胃癌手术史、肝转移、骨转移和NLR升高,根据其建立的模型可对患者进行预后评估。 3、COP-NLR可以预测晚期胃癌患者一线化疗疗效及生存时间,并且是一项针对于无肝转移或无腹膜转移患者的预后指标。