血浆m icroRNA-182在非小细胞肺癌中的表达及临床意义
2016-08-09张艳艳徐爱晖李永怀胡华青
张艳艳,徐爱晖,李永怀,胡华青
血浆m icroRNA-182在非小细胞肺癌中的表达及临床意义
张艳艳1,徐爱晖1,李永怀1,胡华青2
目的 探讨microRNA-182(miR-182)在非小细胞肺癌(NSCLC)患者血浆中的表达及临床意义。方法 采用实时荧光定量PCR法检测47例NSCLC患者(NSCLC组)和39例体检健康者(对照组)血浆中miR-182的水平,同时用电化学发光法检测其血清癌胚抗原(CEA)及细胞角蛋白19片段(CYFRA21-1)含量。分析miR-182与NSCLC患者临床特征的关系。绘制受试者工作特征(ROC)曲线,评估miR-182的诊断价值。结果 miR-182在NSCLC组血浆的相对表达量为1.610(1.435,1.975),与对照组的1.060(0.730,1.355)比较,显著升高(P<0.01);miR-182表达在胸膜转移上差异有统计学意义(P<0.05);在肿块大小、病理类型、TNM分期及淋巴结转移上差异无统计学意义;血浆miR-182为1.365时,灵敏度为89.4%,特异度为79.5%;miR-182联合CEA 及 CYFRA21-1时,曲线下面积(AUC)为0.995,灵敏度高达93.6%,特异度为97.4%。结论 NSCLC患者血浆miR-182表达明显上调,联合CEA及CYFRA21-1可弥补单一检测的局限性。miR-182有望作为一种新的生物标志物用于NSCLC的辅助诊断。
非小细胞肺癌;血浆microRNA-182;实时荧光定量PCR
网络出版时间:2016-3-8 8:29:02 网络出版地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/34.1065.R.20160308.0829.058.htm l
肺癌是全世界癌症相关死亡的主要原因之一,约85%是非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer,NSCLC),80%~90%患者确诊时已属晚期,5年生存率仅约15%[1]。目前广泛应用于临床的肿瘤标志物癌胚抗原(carcinoembryonic antigen,CEA)敏感度低,细胞角蛋白19片段(cytokeratin 19-fragment,CYFRA21-1)特异性差。研究[2]表明,胸部影像学检查显示的肺部结节,约50%是良性的。另外,经皮肺穿刺术及支气管镜术均为有创检查。因此,需要建立新的非侵入的、敏感的、实用的早期筛查方法。microRNA(miR)是一类长约20~25 nt的非编码RNA,在转录后水平调节基因表达。近年来研究[3-4]显示,miR的异常表达与实体肿瘤的发生发展密切相关。miR-182是miR-183家族的一员,血浆中也存在miR-182,其能耐受内源性核糖核酸酶而保持稳定性。研究[5]显示miR-182在NSCLC组织中表达增高,但在NSCLC血浆中的表达报道少见。该研究用实时荧光定量PCR法检测miR-182 在NSCLC患者血浆中的表达情况,研究其与各临床特征之间的关系,探讨血浆miR-182水平对NSCLC的诊断价值。
1 材料与方法
1.1 病例资料 收集2014年10月~2015年7月于安徽医科大学呼吸内科及胸外科住院的初诊NSCLC患者47例(NSCLC组),其中男27例,女20例;年龄41~80(63.01±8.09)岁,均经病理学或细胞学检查确诊。其中腺癌25例,鳞癌20例,腺鳞癌2例;根据国际抗癌联盟(UICC,2009年第 7版)TNM分期Ⅰ期4例,Ⅱ期6例,Ⅲ期12例,Ⅳ期25例。其中胸膜侵及者17例,未侵及胸膜者30例。收集2015年4月~2015年5月本院体检中心的健康者39例(对照组),男21例,女18例;年龄40~76(58.25±7.45)岁。分别抽取全血4 ml,EDTA-K2抗凝,2 h内常温,2 624 r/min离心10 min,取上层血浆,4℃、11 836 r/min离心15 min后,置于-80℃冰箱保存。
1.2 主要试剂 miRVana PARISKit(美国Ambion公司);EzOmicsTM一步法实时荧光定量PCR检测试剂盒、miR-182特异性茎环逆转录引物、上下游引物(百奥迈科生物科技有限公司)。
1.3 血浆m iRNA的提取 取冰冻血浆500μl,按照miRVana PARISKit说明书提取总RNA。RNA溶解于20μl无RNA酶水中。
1.4 实时荧光定量PCR 按照EzOmicsTM一步法实时荧光定量 PCR检测试剂盒说明书操作。总反应体系为20μl,包括RNA模板50 ng,2×Mastermix 12.5μl,miR-182特异性茎环逆转录引物(20 μmol/L)0.5μl,上下游引物(20μmol/L)各0.5μl,DEPC-H2O补充至20μl。循环参数:42℃反转录60 min;95℃热失活变性10 min;95℃、20 s,62℃、30 s,72℃、30 s,共40个循环。结果用2-ΔΔCt法[6]计算。ΔCt=目标基因Ct-内参基因Ct,ΔΔCt=待测标本ΔCt-对照样本ΔCt。
1.5 血清CEA及CYFRA21-1 安徽医科大学第一附属医院核医学科采用电化学发光法检测血清CEA、CYFRA21-1,使用仪器为罗氏公司E601电化学发光仪,试剂由欧诺公司提供,正常参考值为CEA 0~5.0 ng/m l,CYFRA21-1 0~3.3 ng/ml。
1.6 统计学处理 采用SPSS 16.0软件进行分析。正态分布资料用±s表示,比较采用t检验;偏态分布用中位数和四分位数间距[M(Q1,Q3)]表示,采用Mann-Whitney U检验;等级资料采用Spearman相关系数检验;绘制受试者工作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲线,评估血浆miR-182的诊断效能;Logistic回归分析miR-182联合CEA及CYFRA21-1的诊断价值,绘制联合ROC曲线。
2 结果
2.1 荧光定量PCR法检测U6 snRNA和m iR-182表达 NSCLC组血浆U6 snRNA的Ct值为(14.76 ±0.33),对照组血浆中 U6 snRNA的Ct值为(14.86±0.58),差异无统计学意义(t=0.97),U6 snRNA在两组中稳定表达。miR-182在NSCLC患者血浆的相对表达量为[1.610(1.435,1.975)],与对照组[1.060(0.730,1.355)]比较,差异有统计学意义(U=179,P<0.01)。见图1。
图1 NSCLC组与对照组血浆m iR-182相对表达量与对照组比较:**P<0.01
2.2 血浆m iR-182与NSCLC患者临床病理特征之间的关系 Ⅰ/Ⅱ期、Ⅲ期及Ⅳ期 NSCLC患者血浆miR-182水平均显著高于对照组(U=44、28、107,P<0.01);Spearman相关分析显示血浆miR-182水平与TNM分期差异无统计学意义(rs= 0.055,P=0.713)。箱内线代表中位数,两端线分别代表下四分位数和上四分位数,上下限分别表示最大值和最小值,见图2。在侵及胸膜组相对表达量较未侵及胸膜组减低,差异有统计学意义(U= 156.5,P<0.05)。见图3。与其他临床病理参数无关。见表1。
表1 血浆 m iR-182表达水平与47例NSCLC患者临床病理特征的关系[M(Q1,Q3)]
图2 对照组与TNM分期各组血浆 m iR-182相对表达量与对照组比较:**P<0.01
图3 未侵及胸膜组与侵及胸膜组血浆m iR-182相对表达量与未侵及胸膜组比较:*P<0.05
2.3 血浆m iR-182在NSCLC中的诊断价值 血浆miR-182为1.365时,灵敏度为89.4%,特异度为79.5%,曲线下面积(area under curve,AUC)为0.902(95%可信区间:0.841~0.964),介于CEA和CYFRA21-1之间;CEA为3.45 ng/ml时,灵敏度为55.3%,特异度为97.4%,AUC为0.825(95%可信区间:0.739~0.911);CYFRA21-1为2.815 ng/ml时,灵敏度为83%,特异度为87.2%,AUC为0.914。血浆miR-182联合CEA及CYFRA21-1时,AUC为0.995,灵敏度高达93.6%,特异度为97.4%。见图4。
图4 血浆m iR-182、CEA、CYFRA21-1及3者的联合ROC曲线
3 讨论
miR是一类内源性非编码小RNA,广泛存在于血液、痰、尿、粪便等临床标本中。健康者血浆miR来源于血细胞。肿瘤患者血浆miR的来源尚无定论,但一般认为与血细胞无关,可能来源于肿瘤细胞分泌、凋亡及破碎细胞的释放。血循环中的miR能稳定存在,尽管血液中有大量的RNA酶,具体机制尚不清楚,可能与血液中miR的存在形式有关,如外核体[7]、蛋白质复合体[8]等。血浆miR可反复冻融,且在室温、4℃环境可保持稳定性。血浆中的miR量虽少,但具有良好的稳定性,故可作为临床研究指标。
miR-182是miR-183家族成员之一,共同定位于人类7q31-34染色体。该区域也是染色体上的不稳定脆性区域,该区域DNA拷贝数的异常扩增,可能是导致肿瘤发生的重要因素[9]。miR-182有促癌基因活性,在肺癌、宫颈癌、结肠癌、乳腺癌等组织中高表达,而在胃癌中表达降低。对于肺癌中miR-182表达的研究多见于组织学和细胞系,国外对于NSCLC患者血浆中miR-182报道[10-11]很少,国内尚无肺癌血浆miR-182表达的研究,仅有一篇肺癌血清学miR-182的研究[12]。
本研究采用实时荧光定量PCR法,检测47例NSCLC患者及39例健康者血浆中miR-182的表达水平。结果显示NSCLC组血浆miR-182水平明显高于对照组,且Ⅰ/Ⅱ期、Ⅲ期及Ⅳ期的患者血浆miR-182水平均亦明显高于对照组,但 miR-182的表达与肿瘤TNM分期不相关,这与报道[10-11]一致。Shen et al[11]用实时荧光定量PCR法同时检测NSCLC组织和血浆中miR-182的表达,进一步Spearman相关分析提示两者有明显的相关性(rs≥0.85,P<0.01)。其他miR分子在非小细胞肺癌血清/血浆中也可异常表达,如miR-126[13]、miR-10b[14]等,其表达水平与肿瘤的TNM分期、淋巴结转移及疾病预后有一定的相关性。Yang et al[15]发现,肺癌早期Sp1通过上调miR-182的表达,进一步抑制FOXO3表达,促进肺癌细胞的生长;肺癌晚期Sp1和miR-182表达下降,FOXO3表达上调,利于肺癌的转移。本研究进一步对NSCLC患者的临床特征分析显示NSCLC患者血浆miR-182的表达减低与肿瘤胸膜转移有关,这与研究[15]相符。
目前临床上常用的非小细胞肺癌标志物有CEA、CYFRA21-1等。CEA敏感性低,但特异性较高,尤其是对腺癌。CYFRA21-1对鳞癌有一定的诊断价值,但特异性欠佳。本研究结果显示血浆miR-182的ROC的AUC为0.872,敏感性高于CEA及CYFRA21-1,但特异性不高,3者联合可明显提高对NSCLC的诊断效能,灵敏度达93.6%,特异度为97.4%。因此,血浆miR-182对NSCLC有一定的诊断价值,联合CEA及CYFRA21-1可弥补单一检测的局限性。
[1] Siegel R,Ma J,Zou Z,et al.Cancer statistics,2014[J].CA Cancer JClin,2014,64(1):9-29.
[2] BoeriM,Verri C,Conte D,etal.MicroRNA signatures in tissues and p lasma predict developent and prognosis of computed tomography detected lung cancer[J].Proc Natl Acad Sci USA,2011,108(9):3713-8.
[3] Wang H,Wu S,Zhao L,et al.Clinical use ofmicroRNAs as potential non-invasive biomarker for detecting non-small cell lung cancer:ameta-analysis[J].Respirology,2015,20(1):56-65.
[4] 朱 清,许 波,刘雨生.microRNA在卵巢和卵巢癌中的表达及功能[J].安徽医科大学学报,2014,49(5):694-7.
[5] Ning FL,Wang F,LiM L,etal.MicroRNA-182modulates chemosensitivity of human non-small cell lung cancer to cisplatin by targeting PDCD4[J].Diagn Pathol,2014,9:143.
[6] Schmittgen T D,Livak K J.Analyzing real-time PCR data by the comparative C(T)method[J].Nat Protoc,2008,3(6):1101-8.
[7] Taylor D D,Gercel-Taylor C.MicroRNA signatures of tumorderived exosomes as diagnostic biomarkers of ovarian cancer[J].Gynecol Oncol,2008,110(1):13-21.
[8] Law PT,Wong N.Emerging rolesofmicroRNA in the intracellular signaling networks ofhepatocellular carcinoma[J].JGastroenterol Hepatol,2011,26(3):437-49.
[9] Segura M F,Hanniford D,Menendez S,et al.AberrantmiRNA-182expression promotes melanoma metastasis by repressing FOXO3 and microphthalmia-associated transcription factor[J]. Proc Natl Acad SciUSA,2009,106(6):1814-9.
[10]Zheng D,Haddadin S,Wang Y,et al.PlasmamicroRNAs as novel biomarkers for early detection of lung cancer[J].Int JClin Exp Pathol,2011,4(6):575-86.
[11]Shen J,Todd NW,Zhang H,et al.PlasmamicroRNAs as potential biomarkers for non-small-cell lung cancer[J].Lab Invest,2011,91(4):579-87.
[12]Zhu W,Liu X,He J,et al.Overexpression ofmembers of themicroRNA-183 family is a risk factor for lung cancer:a case control study[J].BMC Cancer 2011,11:393.
[13]Lin Q,MaoW,Shu Y,etal.A cluster of specifiedmicroRNAs in peripheral blood as biomarkers for metastatic non-small-cell lung cancer by stem-loop RT-PCR[J].J Cancer Res Clin Oncol,2012,138(1):85-93.
[14]刘 菲,潘旭峰,周 琳,等.肺腺癌患者血浆microRNA-10b表达及临床意义[J].中华实用诊断与治疗杂,2014,28(9):846-8.
[15]Yang W B,Chen P H,Hsu T,et al.Sp1-mediated microRNA-182 expression regulates lung cancer progression[J].Oncotarget,2014,5(3):740-53.
The level ofmiR-182 was 1.610(1.435,1.975)in NSCLC group,which was significantly higher than that in the control group(P<0.01).The expression ofmiR-182 showed a significant difference in pleuralmetastasis(P<0.05),and therewas no significant difference in tumor size,pathological type,TNM staging and lymph nodemetastasis.When plasmamiR-182 was1.365,the sensitivity was89.4%,and the specificity was79.5%.The combination ROC analysis of CEA,CYFRA21-1 andmiR-182 revealed increased AUC value to 0.995 with 93.6%sensitivity and 97.4%specificity.Conclusion The plasma miR-182 level is up-regulated in NSCLC patients,which combined with CEA and CYFRA21-1 can remedy the limitation of the single detection.miR-182may be a potential novel biomarker for the diagnosis of NSCLC.
Expressions of p lasma m icroRNA-182 in non-small cell lung cancer and its clinical significance
Zhang Yanyan,Xu Aihui,Li Yonghuai,et al
(Dept of Respiration,The First Affiliated Hospital of Anhui Medical University,Hefei 230022)
Objective To investigate microRNA-182(miR-182)expressions in plasma of non-small cell lung cancer(NSCLC)patients and its clinical significance.Methods Real-time quantitative PCR(qRT-PCR)was employed to detectmiR-182 from the plasma of 47 NSCLC patients(NSCLC group)and 39 healthy controls(controlgroup).Serum carcinoembryonic antigen(CEA)and cytokeratin 19-fragment(CYFRA21-1)were examined by chemiluminescence.The relationship between miR-182 expressions and clinicalpathological features was analyzed and receiver operating characteristic(ROC)curvewas drawn to assess the diagnostic value ofmiR-182.Resu lts
non-small cell lung cancer;plasma microRNA-182;qRT-PCR
R 734.2
A
1000-1492(2016)04-0583-04
2015-12-21接收
国家公益性行业科研专项(编号:201302003)
安徽医科大学第一附属医院1呼吸内科、2体检中心,合肥230022
张艳艳,女,硕士研究生;徐爱晖,女,教授,主任医师,硕士生导师,责任作者,E-mail:xuaihui0909@163.com