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研究目的近年来，经典的前列腺癌早期诊断及筛查方式——血清学PSA遭到了众多的质疑。主要是因为良性/正常前列腺腺体细胞均产生和分泌PSA，从而导致血清学PSA诊断的假阳性问题。大量研究证实，单纯血清PSA指标指导前列腺癌早期诊断的优势明显不足，对于PSA处于灰区的患者，前列腺穿刺活检阳性率只有17-32%，PSA假阳性率高达65%之多，有超过2/3的对象接受了不必要的穿刺[4,5]。然而，阴性的穿刺结果也并不能完全排除肿瘤的存在，反复穿刺阳性率也仅有10%左右[6]。伴随着2012年2月美国FDA正式批准首个尿液中长链非编码RNA诊断试剂盒——PROGENSA PCA3用于临床[7,8]，前列腺癌分子诊断进入了尿沉渣RNA无创检测时代。据报道尿液中PCA3的诊断敏感度67%、特异度83%[9]。而同期发现的TMPRSS2-ERG融合基因不仅也能在尿沉渣中被检测到，而且仅在前列腺肿瘤中发生融合，欧美人群中的发生频率50%左右。因此我们亟需开发种新型的高特异性且兼顾敏感性的分子诊断标记物，提高现如今“尴尬的”穿刺诊断阳性诊断率。本研究的目的，是针对课题组前期发现的新型非编码RNA-lncRNA383及中国人群样本中有效表达的融合基因USP9Y-TTTY15作为前列腺癌早期尿液诊断可行性的研究。研究方法本课题组前期应用第二代基因转录本测序技术对14对来源于前列腺癌根治手术的肿瘤及癌旁正常组织样本进行测序，筛选在组织学层面明显异常表达的非编码RNA和融合基因，并扩大组织学样本含量，运用qRT-PCR验证测序结果。回顾性选取肿瘤患者及穿刺阴性患者尿沉渣，并应用qRT-PCR的方式探索上述差异性表达的非编码RNA及融合基因是否具有诊断价值。前瞻性连续性入组因PSA异常计划行前列腺穿刺活检患者的尿沉渣，应用根据测序结果入选的诊断指标进行前瞻性连续性验证，进步明确其诊断能力，并应用logistic回归分析建立诊断模型，以期提高前列腺癌早期诊断敏感性及特异性。结果经过前期14对前列腺肿瘤及癌旁正常组织的转录本测序，我们发现137个差异性表达的长链非编码RNA,我们按照以下2个标准进行筛选差异性表达最为明显的目的基因进行后续研究。标准：RNA-Seq结果中所有符合FDR≤0.001，且倍数差异≥2的差异性表达lncRNA；标准二：目的long non-coding RNA应至少在10对以上的配对组织样本中出现致的变化趋势。最终，在筛选出的lncRNA中，我们发现FR0348383（lncRNA383）表达量在前列腺肿瘤组织中的表达量很高。在后续的组织学水平验证中，lncRNA383在肿瘤组织中的表达量明显高于癌旁正常组织。在回顾性分析中我们发现，前列腺穿刺患者尿沉渣中均存在lncRNA383，且表达趋势与组织学结果类似，具有良好的穿刺阳性结果预测能力（AUC=0.858，cut-off=0.877，敏感性=68.8%，特异性=97.8%，阳性预测值=98.19%，阴性预测值=64.17%）。在后续的前瞻性连续性研究中，虽然其诊断效能较回顾性分析的结果有所下降（AUC=0.631，cut-off=0.776，敏感性85.4%，特异性43.5%），但仍与尿液中PCA3的诊断效率相近，且敏感性优于文献报道的尿沉渣中TMPRSS2-ERG的诊断敏感性，为将来进步建立多诊断指标综合应用模型提供新的选择。此外我们还发现，lncRNA383的表达水平与前列腺癌患者血清PSA，Gleason评分及DRE结果无明显相关性，这在定程度上可能会限制lncRNA383在临床上的应用价值。与此同时，我们还在前期的肿瘤测序样本中发现了个已知的融合基因（TMPRSS2-ERG）和37个首次报道的仅在前列腺肿瘤组织中表达的肿瘤特异性融合基因，其中发生频率最高的是TMPRSS2-ERG和USP9Y-TTTY15，均达到21.4%。USP9Y-TTTY15基因的融合发生在USP9Y基因的exon3和TTTY15基因的exon4上。在后续的54对癌及癌旁组织验证中，我们发现USP9Y-TTTY15基因融合的发生频率高达35.2%。有趣的是，融合后的USP9Y-TTTY15不具有明显的开放阅读区，而是可能作为个非编码RNA发挥生物学作用。在涵盖63例前列腺癌患者及90例穿刺阴性（-）患者的回顾分析中，我们发现尿沉渣中均存在融合基因USP9Y-TTTY15的表达，且表达趋势与组织学结果类似，并且具有良好的诊断能力（AUC=0.802，cut-off=0.894，敏感性=85.7%，特异性=73.3%，阳性预测值=69.20%，阴性预测值=87.98%）。在后续涵盖172例患者的前瞻性连续性研究当中，融合基因USP9Y-TTTY15继续保持了良好的诊断学效能（AUC=0.783， cut-off=0.872，敏感性=66.7%，特异性=81.6%）。在PSA处于4-10ng/ml灰区内，融合基因USP9Y-TTTY15具有良好的预测前列腺穿刺阳性结果的能力（AUC=0.774，cut-off值=0.845，敏感性=81.8%，特异性=62.2%，阳性预测值=35.59%，阴性预测值=93.32%），显著的阴性预测值有利于提高PSA灰区内前列腺穿刺的阳性率，具有很强的临床转化意义。此外，其还可以联合PSA和fPSA形成多指标综合诊断模型Y=71.354（XUSP9Y-TTTY15）+0.213（XPSA）-1.754（XfPSA）-34.286，其诊断敏感性和特异性更分别高达66.7%和91.9%，明显高于文献记录的PCA3与TMPRSS2-ERG联合诊断效率，是种无创的，理想的早期前列腺癌诊断指标，对于提高前列腺穿刺诊断阳性率具有积极的临床意义。结论非编码RNA-lncRNA383和融合基因USP9Y-TTT15Y均可以作为独立的预测因子应用于早期前列腺癌的组织学、尿沉渣的筛查与诊断中。USP9Y-TTT15Y还能有效预测PSA处于灰区内的前列腺穿刺阳性结果。此外，USP9Y-TTT15Y还对于Gleason评分≤6的前列腺癌具有良好的预测效能，为临床早期治疗手段的选择及治疗后随访方案的制定提供了重要的诊断依据。在试图联合lncRNA383与融合基因USP9Y-TTT15Y及其他众多诊断指标的综合诊断模型过程中，很可惜lncRNA383被剔除，入选指标仅有USP9Y-TTT15Y、PSA和fPSA，最终形成多指标综合诊断模型Y=71.354（XUSP9Y-TTTY15）+0.213（XPSA）-1.754（XfPSA）-34.286，其诊断敏感性和特异性更是分别高达66.7%和91.9%，明显高于文献记录的PCA3与TMPRSS2-ERG联合诊断效率，是种无创的、理想的早期前列腺癌诊断指标，对于提高前列腺穿刺诊断阳性率具有积极的临床转化意义。