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目的:
肺癌是世界上发病率和死亡率增长最快的恶性肿瘤之一,现已居世界各国发病率及死亡率的首位。肺癌的病因和发病机制迄今尚未明确。一般认为肺癌的发病与吸烟、环境污染、呼吸系统疾病和致癌因素等有关,其中吸烟是公认的引起肺癌的最重要的危险因素。尽管吸烟是肺癌发病的首要原因,但非吸烟者尤其是女性肺癌患者的发病率近年来明显增高,特别是在东亚地区。近年来研究发现,亚洲女性的肺癌发病与其他种族地区存在较大差异,而人类乳头瘤病毒(humanpapillomavirus,HPV)感染可能是亚洲女性肺癌发病的重要因素。
人类乳头瘤病毒HPV是一种环状双链DNA病毒,能引起人体皮肤,黏膜的鳞状上皮增殖,而高危型(HPV16/18)与肿瘤的发生发展密切相关,其中HPV-16在肺癌的发生中是最常见的感染类型。HPV病毒癌基因活性主要在于其E6和E7蛋白,E6和E7蛋白主要通过降解抑癌基因p53、激活端粒酶、Rb活性等使细胞癌变。近期研究发现,在宫颈癌中晚期蛋白L1的表达可反映宫颈上皮内瘤变的发展及预后,随着CIN级别的增加或病变的加重,L1蛋白的表达依次降低,而在宫颈癌组织中L1蛋白的表达呈阴性。而在癌症的发展中L1蛋白与E6和E7蛋白的调节机制尚不确定。
端粒酶是一种核糖核蛋白,具有逆转录酶活性,能以自身RNA为模板合成端粒DNA末端重复序列,从而弥补细胞分裂时造成的端粒的不足,避免由此引发的染色体的不稳定及端粒危机,避免细胞的衰老和死亡。端粒酶激活及其活性表达上调是肺癌发病机制中的关键步骤,而其活性的高低主要取决于端粒酶逆转录酶(hTERT)的表达水平,hTERT是端粒酶活性的限速因子。研究发现,在肿瘤中E6蛋白可以通过调节转录因子SP1与c-myc从而使hTERT的转录表达增高。研究该酶的转录调控方式对研究HPV感染对肿瘤的发生发展的作用具有重要的意义。
本课题以肺癌为主攻对象,以胸腔积液为检测基础,采用qPCR方法检测肺癌患者胸腔积液中HPV16 L1 mRNA,E6 mRNA,E7 mRNA及hTERT mRNA的表达情况及其相关性的研究。
方法:
收集中国医科大学附属第一医院2011年至2012年门诊及住院患者胸腔积液204例,其中肺腺癌性胸腔积液140例,炎性胸腔积液43例,结核性胸腔积液21例。
RT-qPCR
1、提取mRNA
(1)标本的处理,离心:将胸水标本置于离心管,2000r/min,5min离心,弃上清,取沉渣。
(2) TRIZOL法提取mRNA:RNA可进行mRNA分离,或保存于-70℃冰箱。
2、逆转录:cDNA第一链合成
3、qPCR:聚合酶链式反应40个循环,生成熔解曲线
4、分析结果
(1)相对定量法计算L1,E6,E7及hTERT的mRNA表达水平的ΔΔCt值。
(2)生成ROC曲线,设定hTERT mRNA的阈值,分析良恶性标本中hTERTmRNA的扩增情况。
(3)分别分析腺癌性胸腔积液与良性疾病胸腔积液标本中HPV16 L1 mRNA,E6 mRNA,E7 mRNA的表达率。
(4)统计分析L1、E6、E7及hTERT的相关性。
结果:
1、在腺癌性胸腔积液中HPV16型L1mRNA、E6mRNA、E7mRNA与hTERT mRNA的表达水平均高于良性病变胸腔积液。
(1)腺癌性胸腔积液与炎性胸腔积液相比,HPV16型L1 mRNA、E6 mRNA、E7 mRNA与hTERT mRNA的表达水平显著增高(P<0.05)。
(2)腺癌性胸腔积液与结核性胸腔积液相比,HPV16型E6 mRNA与hTERTmRNA的表达水平显著增高(P<0.05),而L1 mRNA与E7 mRNA的表达水平虽然增高但不显著(P>0.05)。
2、HPV16感染的肺腺癌患者胸腔积液中L1与E6呈显著负相关
(1)在64例HPV16感染的肺腺癌患者胸腔积液中,L1mRNA低表达组的E6mRNA、E7 mRNA与hTERT mRNA的表达水平均高于L1mRNA高表达组。
(2) L1mRNA低表达组的E6mRNA表达水平显著高于L1mRNA高表达组(P=0.015),且两者呈显著负相关(r=-0.33)。
3、腺癌性胸腔积液中hTERT mRNA表达与HPV16感染密切相关,尤其E6 mRNA高表达的肺癌患者其hTERT mRNA表达水平也明显增高
(1) HPV16感染组hTERT mRNA表达明显高于HPV16未感染组。(P<0.0001)
(2) E6 mRNA高表达组中hTERT mRNA的表达水平显著高于E6 mRNA低表达组。(P=0.002)而E7 mRNA高表达组中hTERT mRNA的表达水平虽然高于E7mRNA低表达组,但无明显统计学差异(P=0.24)。
4、临床资料分析显示,感染HPV16的肺腺癌患者与性别,年龄密切相关
(1)肺腺癌患者中HPV16感染率女性(54.5%)高于男性(34.7%),且有统计学差异(P<0.05)。
(2)肺腺癌患者中HPV16感染的患者平均年龄(54.4岁)明显低于未感染HPV16的患者(63.9岁)且有统计学差异(P<0.01)。
5、qPCR检测hTERT mRNA表达水平的ΔΔCt值,生成ROC曲线。ROC曲线下面积为0.904。根据ROC曲线,区分良恶性胸腔积液的最佳阈值为4.5×104,此时可达到最好的诊断效能:敏感性:92.9%,特异性:81.2%。
结论:
1、HPV16感染可能与肺癌的发生密切相关。
2、HPV16型L1 mRNA、E6 mRNA、E7 mRNA与hTERT mRNA在肺腺癌性胸腔积液的表达水平高于良性胸腔积液。
3、在感染HPV16的肺腺癌胸腔积液内,L1与E6的mRNA表达呈显著负相关,而肺腺癌胸腔积液内E6与hTERT的mRNA表达呈显著正相关。对HPV16持续感染引起肺癌发生机制的探讨可能具有一定的临床价值。
4、qPCR检测hTERTmRNA的表达具有较高的敏感性与特异性,对腺癌性胸腔积液的诊断具有重要的临床应用价值。