高發(fā)區(qū)食管、賁門癌及癌前病變患者血清蛋白指紋圖譜檢測(cè)及其篩查價(jià)值研究.pdf

1、目的：食管癌(Esophageal carcinoma，EC)是我國(guó)常見惡性腫瘤之一，多年來發(fā)病率、死亡率居高不下。河北省磁縣、涉縣地處太行山南麓，是國(guó)內(nèi)主要食管癌高發(fā)區(qū)，文獻(xiàn)報(bào)道兩縣食管癌發(fā)病率和死亡率均遠(yuǎn)高于全國(guó)水平，近年研究發(fā)現(xiàn)該地區(qū)食管癌高發(fā)的同時(shí)，賁門癌(Gastric cardiacadenocarcinoma，GCA)也有較高的發(fā)病率。目前，公認(rèn)早期發(fā)現(xiàn)、早期診斷、早期治療即“三早”是提高食管癌和賁門癌生存率的重要措施，但

2、由于早期癌及癌前病變多無明顯臨床癥狀，導(dǎo)致其檢出率較低，高發(fā)區(qū)缺乏有效初篩方法。因此探索安全簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)有效的篩查方法和敏感及特異性均較高的腫瘤標(biāo)志物應(yīng)用于高危人群篩查，提高食管癌、賁門癌及癌前病變的檢出率是目前亟待解決的重要課題。近年來研究表明，腫瘤性疾病從蛋白組學(xué)的角度可以被認(rèn)為是蛋白質(zhì)缺陷病，其發(fā)生過程中有多種蛋白會(huì)發(fā)生異常改變，利用蛋白質(zhì)組學(xué)方法檢測(cè)蛋白質(zhì)譜的變化可以更準(zhǔn)確地診斷腫瘤。表面增強(qiáng)激光解吸電離飛行時(shí)間質(zhì)譜技術(shù)(surf

3、ace enhancedlaser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry,SELDI-TOF-MS)是近幾年發(fā)展起來的一種新的蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)，可高通量、高效率、高靈敏度的檢測(cè)微量粗制樣本的蛋白圖譜，尤其是能檢測(cè)腫瘤相關(guān)的低豐度蛋白，為候選腫瘤蛋白標(biāo)志物的篩選提供了可能。 本研究用SELDI-TOF-MS方法： 1．檢測(cè)高發(fā)區(qū)自然人群中食管癌及癌前病變

4、和正常對(duì)照者(Normal，NOR)血清蛋白表達(dá)譜的改變，建立高發(fā)區(qū)食管癌及癌前病變血清蛋白指紋圖譜模型并探究其篩查價(jià)值。 2．檢測(cè)高發(fā)區(qū)自然人群中賁門癌及癌前病變和正常對(duì)照者血清蛋白表達(dá)譜的改變，建立高發(fā)區(qū)賁門癌及癌前病變血清蛋白指紋圖譜模型并探究其篩查價(jià)值。 方法：標(biāo)本取自2004年9月至2005年12月期間在食管癌高發(fā)區(qū)磁縣、涉縣自然人群中的內(nèi)鏡篩查病例，選取檢出的26例食管鱗狀上皮輕度不典型增生(Esophag

5、eal milddysplasia，EDYS I)、26例中度不典型增生(Esophagealmoderate dysplasia，EDYS Ⅱ)、11例重度不典型增生(Esophageal severe dysplasia，EDYSⅢ)、15例早期食管癌(Early esophageal cancer,EEC)、36例進(jìn)展期食管癌(Advancedesophageal carcinoma，AEC)、21例賁門腺上皮輕度不典型增生(Ga

6、stric-cardia mild dysplasia，GDYS I)、10例中或重度不典型增生(Gastric．cardia moderate or severe dysplasia，GDYSⅡ～Ⅲ)、34例GCA患者，另隨機(jī)選取年齡和性別匹配的38例NOR一并納入本研究。全部病例均經(jīng)內(nèi)鏡碘染色指示性活檢，病理組織學(xué)確診，其中癌前病變各組均經(jīng)復(fù)診印證診斷。上述全部病例采用CM10蛋白芯片及SELDI-TOF-MS技術(shù)檢測(cè)其血清蛋白質(zhì)譜

7、，所得資料使用浙江大學(xué)腫瘤所設(shè)計(jì)蛋白芯片數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)(Zhejiang university cancer insititute Proteinchip data analysis system，ZUCI-PDAS)軟件包分析，對(duì)每個(gè)質(zhì)荷比峰值做Wilconxon秩和檢驗(yàn)，選出P值最小的10個(gè)峰進(jìn)一步分析。將10個(gè)峰的任意組合用于支持向量機(jī)模型的輸入，選出Youden指數(shù)最高的組合作為候選標(biāo)志物，分別建立食管、賁門癌及癌前病變血清蛋白指

8、紋圖譜模型，并用留一法交叉驗(yàn)證作為評(píng)估模型判別效果的方法。 結(jié)果： 1(1)應(yīng)用SELDI-TOF-MS技術(shù)結(jié)合支持向量機(jī)方法分別建立食管癌及癌前病變血清蛋白指紋圖譜模型共九個(gè)，即診斷模型EDYS I VS NOR、EDYS Ⅱ VS NOR、EDYSⅢ VS NOR、EEC VS NOR、AEC VS NOR、EDYS Ⅰ VSAEC、EDYS Ⅱ VS AEC、EDYSⅢ VS AEC、EEC VS AEC。

9、 (2)其中診斷模型EDYS Ⅰ VS NOR、EDYS Ⅱ VS NOR、EDYSⅢvs NoR、EEC vs NoR、AEC VS NOR的特異性(Specificity，Spe)分別為92.11％、84.21％、81.58％、81.58％、89.47％，敏感性(Sensitivity，Sen)分別為42.31％、73.08％、45.45％、80.00％、83.33％。 (3)診斷模型EDYS Ⅰ VS AEC、EDYS

10、 ⅡVS AEC、EDYSⅢ VS AEC、EEC VS AEC的Spe分別為92.31％、80.77％、90.91％、73.33％，Sen分別為80.56％、83.33％、94.44％、91.67％。 (4)在上述診斷模型中，質(zhì)荷比峰Mass/Charge(M/Z)值4291、4975、5644、5664、8775Da重復(fù)出現(xiàn)。 2(1)應(yīng)用上述技術(shù)分別建立賁門癌及癌前病變血清蛋白指紋圖譜模型共六個(gè)，即診斷模型GDYS

11、 Ⅰ VS NOR、GDYS Ⅱ～Ⅲ VS NOR、GCA VS NOR、GDYS I VS GCA、GDYSⅡ～Ⅲ VS GCA、GDYS I VS GDYSⅡ～Ⅲ。 (2)其中診斷模型GDYS I VS NOR、GDYS Ⅱ～Ⅲ VS NOR、GCAVSNOR的Spe分別為86.84％、100％、94.74％，Sen分別為61.90％、90％、88.24％。 (3)診斷模型GDYS I VS GCA、GDYS Ⅱ～Ⅲ

12、 VS GCA的Spe分別為90．48％、80．OO％，Sen分別為88.24％、91.18％。 (4)診斷模型GDYS I VS GDYSⅡ～Ⅲ的Spe為100％，Sen為80.00％。(5)在上述診斷模型中，質(zhì)荷比峰M/Z值3271、6891、8571Da重復(fù)出現(xiàn)。 結(jié)論： 1(1)應(yīng)用SELDI-TOF-MS技術(shù)結(jié)合支持向量機(jī)方法分別建立食管癌及癌前病變血清蛋白指紋圖譜模型九個(gè)，可以有效區(qū)分食管癌、癌前

13、病變和正常對(duì)照，為高發(fā)區(qū)高危人群中食管癌及癌前病變的早期篩查和診斷提供了一種特異性強(qiáng)、敏感性高的新方法。(2)食管癌前病變與正常對(duì)照比較建立的三個(gè)診斷模型(DYS I vs NOR、EDYSⅡ vs NOR、EDYSⅢ vs NOR．)的特異性較高，而敏感性較低，考慮食管癌前病變各組蛋白表達(dá)僅有量的差別而無質(zhì)的改變。(3)食管癌前病變和進(jìn)展期癌比較建立的三個(gè)診斷模型(EDYS I vs AEC、EDYS Ⅱ vs AEC、EDYSⅢvs

14、 AEC)，特異性和靈敏性均較高(>80％)，能良好區(qū)分癌前病變和進(jìn)展期食管癌。(4)構(gòu)建AEC vs NOR診斷模型的6個(gè)質(zhì)荷比峰(M/Z值為4291、4975、5644、5665、5932、8776Da．)差異呈極顯著性(P<1×10<-4>～10<-5>)，可能是食管癌相關(guān)特異性腫瘤標(biāo)志物。(5)EEC vs NOR．、AEC vs NOR．和EEC vs AEC三個(gè)診斷模型靈敏性和特異性均高，可準(zhǔn)確區(qū)分早期和進(jìn)展期癌，有助于臨床

15、選擇合理的治療方案。(6)M/Z值4291、4975、5644、5664、8775Da的五個(gè)質(zhì)荷比峰對(duì)食管各級(jí)病變有相似的分類作用，可能是與食管癌變過程密切相關(guān)的生物學(xué)標(biāo)記物，有待于進(jìn)一步分析和鑒定。 2(1)建立賁門癌及癌前病變血清蛋白指紋圖譜模型六個(gè)，可以有效區(qū)分賁門癌、癌前病變和正常對(duì)照。(2)GDYS I vs NOR診斷模型靈敏性較低，GDYS I vs GDYS Ⅱ～Ⅲ組僅檢測(cè)到3個(gè)組間差異顯著的質(zhì)荷比峰，可能與癌

16、前病變各階段存在較多相似表達(dá)的蛋白質(zhì)有關(guān)。(3)構(gòu)成GCA vs NOR診斷模型的質(zhì)荷比峰(M/Z值為2748、2824、5643、8571Da)差異呈極顯著性(P<1 X 10<'-4>～10<'-8>)，可能是有潛力的賁門癌相關(guān)特異性腫瘤標(biāo)志物。(4)賁門癌前病變與癌組比較診斷模型(GDYS I vs GCA、GDYS Ⅱ～Ⅲ vs GCA)特異性和靈敏性均高(>80％)，有助于區(qū)分不同病理階段的癌前病變和癌。(5)M/Z值3271