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目的:食管癌、贲门癌是常见的消化道肿瘤,预后差,5年生存率低。探寻有效的方法用于其诊断,特别是早期诊断是改善其预后的关键因素之一,同时也对高发区人群筛查策略的研究具有促进作用。近年来,蛋白质组学的迅速发展推进了肿瘤标志物研究的进程,通过蛋白指纹图谱进行疾病的诊断显示了巨大的潜力和良好的应用前景。本研究应用基质辅助激光解吸离子化飞行时间质谱(matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry, MALDI-TOF MS)方法分别检测食管癌、贲门癌患者和健康对照组的血清蛋白指纹图谱,(1)筛选差异表达蛋白,建立食管癌、贲门癌血清蛋白指纹图谱诊断模型,探讨其对食管癌、贲门癌的诊断价值。(2)分别建立区分健康对照组与I-II期食管/贲门癌患者、I-II期与III-IV期食管/贲门癌患者的血清蛋白指纹图谱分期诊断模型,以研究其对早期食管癌、贲门癌检出的灵敏度和特异度;并且建立区分食管癌与贲门癌患者的血清蛋白指纹图谱诊断模型,用于二者的鉴别诊断。方法:1收集2009年3月—2010年5月就诊于河北医科大学第四医院胸外科的食管癌、贲门癌患者及健康体检者血清标本,建立血清标本库。2采用弱阳离子交换磁珠(weak cationic-exchanger magnetic beads, MB-WCX)制备血清蛋白,进行分离提纯,点靶后,进行MALDI-TOF MS数据采集,每7个样本与1个标准血清匹配同时进行实验。3采用蛋白芯片数据分析系统对食管癌、贲门癌和健康对照组血清蛋白指纹图谱进行均一化处理和数据分析,通过遗传算法(genetic arithmetic,GA)结合支持向量机(support vector machine,SVM)运算,筛选差异蛋白峰,并将选取的差异显著的蛋白峰随机组合,将SVM模型预测的具有最高约登指数(约登指数=灵敏度﹢特异度﹣1)的蛋白峰组合用以建立诊断模型,其蛋白峰作为候选肿瘤标志物。4将建立诊断模型的血清标本,随机分出模型训练组和模型测试组。采用留一法以模型测试组对每个模型进行测试,评估模型的判别效果。5选择新标本作为模型验证组对建立的每个诊断模型进行验证,分析其诊断灵敏度和特异度。结果:1重复性分析显示:在MALDI-TOF MS数据采集中,实验质量控制的标准品校正平均相对分子质量偏差小于0.01%;作为实验流程质量控制的标准血清质谱图采集后,与数据库中已有的对应WCX磁珠相同采集方法的标准血清数据比较,变异系数(CV)小于18%。2食管癌血清蛋白指纹图谱诊断模型—模型1,由11个蛋白峰组成。与正常对照组比较,m/z为4645,4092和4210Da的3个蛋白峰在食管癌患者组中高表达;其余低表达。模型测试组标本以留一法对模型进行交叉验证,灵敏度为88.13%,特异度为80.35%。以模型验证组进行外部验证,灵敏度85.43%,特异度83.75%。3贲门癌血清蛋白指纹图谱诊断模型—模型2,由7个蛋白峰组成。在健康对照组及不同贲门癌TNM分期的患者中m/z为2863和3241 Da的两个差异蛋白峰表现出与贲门癌进展程度的正相关性;而m/z为3 883,3257,3952,1546和4194 Da的5个蛋白峰则表现出负相关性。模型验证组验证结果灵敏度和特异度分别为93.37%和90.58%。4健康对照组和I-II期、I-II期和III-IV期食管癌患者的血清蛋白指纹图谱诊断模型—模型3和模型4。模型3由8个蛋白峰组成,模型验证组验证,其灵敏度和特异度为96.21%和96.83%。模型4,也由8个差异蛋白峰组成,模型验证组验证后灵敏度为86.45%,特异度为85.36%。5区分健康对照组和I-II期、I-II期和III-IV期贲门癌患者血清蛋白指纹图谱诊断模型—模型5和模型6。筛选出9个血清差异蛋白质荷比峰建立模型5,经验证模型5的灵敏度和特异度达到90.36%和91.59%。模型6由5个差异蛋白峰组成,且均在晚期贲门癌患者中表达下调。模型6区分模型验证组的灵敏度为70.23%,特异度为88.56%。6区分食管癌和贲门癌患者的血清蛋白指纹图谱诊断模型—模型7,由5个血清蛋白差异质荷比峰成,m/z为1520,1546,1866,3192和1628 Da。验证结果显示灵敏度为80.37%,特异度为69.33%。结论:1在实验过程中严格执行标准化作业流程,使MALDI-TOF MS数据采集具有良好的重复性,为进一步建立诊断模型奠定基础。2应用MALDI-TOF MS技术建立的食管癌、贲门癌蛋白指纹图谱诊断模型具有较高的灵敏度和特异度,对食管癌和贲门癌的诊断具有一定的价值。3血清差异蛋白随贲门癌分期的进展表现出正相关和负相关趋势,为探索贲门癌发病机制及靶向治疗提供了新的思路。4建立具有较高的诊断灵敏度和特异度的早期食管癌、贲门癌血清蛋白指纹图谱诊断模型,对于食管癌和贲门癌的早诊早治具有一定的临床应用前景。5建立区分食管癌和贲门癌的血清蛋白指纹图谱诊断模型,有助于在血清学上对食管癌和贲门癌进行鉴别诊断。