基因芯片篩選發現大腸癌早期診斷分子標志物
基因芯片篩選發現大腸癌早期診斷分子標志物
大腸癌是人類最常見的惡性腫瘤之一，其發病率位居全球惡性腫瘤第三位。2006年國家衛生部的統計數據顯示，我國大腸癌死亡率已位居惡性腫瘤第五位，其發病率在40歲開始上升，至60-75歲時達到高峰。發病率呈逐年上升趨勢。對大腸癌的早期診斷有助于大腸癌的治療，減少病死率。
早期診斷包括兩方面含義：早期發現和早期確診。目前，大腸癌的確診主要依靠結腸鏡和內鏡病理細胞學檢查。內鏡檢查不僅能直觀地發現大腸粘膜早期病變，并且能借助活檢對病變區域進行組織學評價。但是在活檢標本中，腺體的不典型增生和腺體癌變不易區分，二者的根本區別是癌細胞的侵襲行為，但內鏡活檢取材組織小，有時早期癌只能觀察到異型性而無癌細胞的侵襲表現。因此，腸鏡+活檢的診斷方式對于大腸癌的早期確診還是存在一定的局限性。
針對這種情況，科學家們開始尋找腫瘤分子標志物，希望能從分子水平上進行大腸癌的早期診斷。microRNA是一類21-23nt的小分子RNA，很多研究表明在腫瘤組織中存在microRNA的特異性表達。在本文中，科學家們利用Agilent microRNA芯片篩選、RT-PCR驗證等方法找到了3個microRNA的組合，這一組合能對大腸癌進行早期診斷，診斷成功率達89%。相關研究成果發表在2012年4月的《Gut》雜志上。其中microRNA基因芯片技術服務由上海伯豪生物技術有限公司/生物芯片上海國家工程研究中心完成。
研究人員首先收集了133例大腸癌樣品，利用激光顯微捕獲技術（laser capture microdissection，LCM）切取組織樣品中的上皮細胞，隨后提取總RNA，利用Agilent的microRNA芯片檢測樣品中microRNA的表達情況。
圖1：激光顯微捕獲大腸癌細胞
A：正常細胞；B：腺瘤；C：癌組織。
1：H&E染色（20倍放大）；
2：LCM前Hematoxylin染色；
3：LCM后Hematoxylin染色；
4：切割下的上皮細胞。
隨后，科學家們利用三個經典的分類算法（prediction analysis of microarray, genetic algorithm-SVM和 one-loop Naïve Bayesian）來建立大腸癌早期診斷的數學模型。找到了14個microRNA的組合，該組合區分腺瘤和大腸癌的準確率達94.1%。并在91個FFPE樣品中用RT-PCR的方法對這14個microRNA的表達進行了驗證。最后選出3個microRNA的組合，該組合區分腺瘤和大腸癌的準確率達94%（AUC=0.968）。
Logit(p) = 5.7428- 1.5219*(miR-375) + 0.7039*(miR-424) + 1.0336*(miR-92a)
圖2：芯片結果聚類圖
最后，利用這3個microRNA的組合來對58個FFPE樣品進行早期診斷，發現準確率達89%（AUC=0.918）。
綜上所述，科學家們利用基因芯片的技術手段篩選到了3個microRNA的組合，這一組合對大腸癌的早期診斷準確率達89%以上。這一成果對于大腸癌的及時發現和治療有重大意義。
原文：
Wang S, Wang L, Bayaxi N, et al..A microRNA panel to discriminate carcinomas fromhigh-grade intraepithelial neoplasms in colonoscopy biopsy tissue. Gut(2012). doi: 10. 1136
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