外泌體lncRNA作為胃癌早期檢測和監(jiān)測進(jìn)展的生物標(biāo)志物

    胃癌(gastric cancer, GC)相關(guān)長鏈非編碼RNA1 (lncRNA-GC1)在胃癌發(fā)生中起重要作用。然而，外泌體lncRNA-GC1及其在GC中的潛在作用尚不清楚。近期，來自中國人民解放軍綜合醫(yī)院的陳林團(tuán)隊(duì)發(fā)表在JAMA Surgery上的一篇論文發(fā)現(xiàn)lncRNA-GC1存在于從胃癌患者血清樣本中分離的外泌體中，并系統(tǒng)地研究了外泌體lncRNA-GC1在健康供體(HD)、早期胃癌患者(EGC)和胃癌前病變患者中的表達(dá)。更重要的是，他們比較了lncRNA-GC1與標(biāo)準(zhǔn)生物標(biāo)志物CEA、CA72-4、CA19-9的診斷效率。結(jié)果表明循環(huán)外泌體lncRNA-GC1可作為檢測早期GC和監(jiān)測疾病進(jìn)展的非侵入性生物標(biāo)志物。內(nèi)鏡聯(lián)合循環(huán)外泌體lncRNA-GC1檢測可以提高胃癌的早期診斷率。

技術(shù)路線：

研究結(jié)果：
1.在測試階段和GC細(xì)胞系中外泌體lncRNA-GC1的水平
    從患者血清或條件培養(yǎng)的GC細(xì)胞(GGCs)中分離外泌體。在測試階段，GC患者(96例)外周血外泌體lncRNA-GC1和血清CEA水平明顯高于HD 組(68例) (圖2A和B)。同樣，GC患者血清中CA72-4和CA19-9水平高于HD組 (圖2 C和D)。此外，循環(huán)外泌體lncRNA-GC1曲線下面積(AUC)值高于CEA、CA72-4、CA19-9的AUC值。lncRNA-GC1的敏感性和特異性也高于CEA、CA72-4、CA19-9。此外，10種不同GGCs培養(yǎng)基中的lncRNA-GC1外泌體水平明顯高于GES -1細(xì)胞和原代胃上皮細(xì)胞(PGECs)。這些結(jié)果表明，與標(biāo)準(zhǔn)的GC標(biāo)記相比，循環(huán)外泌體lncRNA- GC1可能是GC特異性的lncRNA。

2.EGC中循環(huán)外泌體lncRNA-GC1的驗(yàn)證
    在驗(yàn)證階段，GC患者循環(huán)外泌體lncRNAGC1水平明顯高于CAG患者、IM患者、HP陽性健康者和HP陰性健康者 (圖3)。4個對照組(CAG、IM、HP陽性、HP陰性)無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。胃癌患者CEA、CA72-4、CA19-9水平高于CAG、IM、HP陽性、HP陰性。循環(huán)外泌體lncRNA-GC1在鑒別胃癌與HD及胃癌前病變患者時(shí)的AUC值、敏感性、特異性均高于CEA、CA72-4、CA19-9。進(jìn)一步評估lncRNAGC1對胃癌早期檢測的診斷價(jià)值時(shí)，發(fā)現(xiàn)與HDs、CAG、IM患者相比，I期和II期胃癌患者循環(huán)外泌體lncRNA-GC1水平顯著升高(圖3 C)。然而，I期或II期胃癌患者的CEA、CA72-4和CA19-9水平與HD相似。將測試和驗(yàn)證階段的GC患者一起比較，GC和EGC的循環(huán)外泌體lncRNAGC1的水平仍然比HD和癌前對照患者的水平高(圖4A)。3個標(biāo)準(zhǔn)生物標(biāo)志物的水平仍然不能區(qū)分EGC和HD。ROC曲線顯示，與CEA、CA72-4、CA19-9相比，lncRNA-GC1在區(qū)分EGC與HD、CAG或IM患者時(shí)具有更高的AUC值、敏感性和特異性(圖4B)。此外，lncRNA-GC1對于鑒別GC，尤其是EGC仍具有較高的診斷效率，而CEA、CA72-4、CA19-9與HD呈陰性(圖4C)。這些結(jié)果強(qiáng)烈表明循環(huán)外泌體lncRNA-GC1水平對早期GC的檢測具有重要的診斷價(jià)值。

3.外體lncRNA-GC1水平在監(jiān)測GC進(jìn)展中的應(yīng)用
    為了確定lncRNA-GC1水平是否與GC的進(jìn)展相關(guān)，在驗(yàn)證階段，分析了不同TNM分期和分化分級患者循環(huán)外泌體lncRNA-GC1水平。循環(huán)外泌體lncRNA-GC1水平隨著臨床I期至IV期的升高而遞增，且4個時(shí)期臨床與HD都有顯著差異(圖5)。其次，循環(huán)外泌體lncRNA-GC1水平與HD相比均隨T期和N期而升高，從T1期至T4期、N0期至N3期呈遞增趨勢(圖5 B和C)。與HD相比，循環(huán)外泌體lncRNA-GC1水平在病理分級上保持較高水平。但是GC分級的G1與G3之間無顯著性差異(圖5D)。腸型或彌漫型(Lauren分型)胃癌循環(huán)外泌體lncRNA-GC1水平高于HD。然而，腸道型和彌漫性無顯著差異。
    為了研究原發(fā)性診斷期間及術(shù)后時(shí)間外泌體lncRNA-GC1水平的變化，進(jìn)一步分析了補(bǔ)充階段胃癌患者術(shù)前及術(shù)后5天的40對配對血清樣本。35例患者術(shù)后血清中循環(huán)外泌體lncRNA-GC1水平較術(shù)前顯著降低 (圖4 D)。這些結(jié)果表明，與腫瘤負(fù)荷密切相關(guān)的循環(huán)外泌體lncRNA-GC1水平隨著胃癌從早期到晚期的進(jìn)展而顯著升高，且與腫瘤分化和Lauren分類無關(guān)。

4.lncRNA-GC1在GC和GGCs患者中的平行表達(dá)
    雖然胃癌患者循環(huán)外泌體lncRNA-GC1水平較高，但確定其與胃癌腫瘤組織的水平是否一致是很重要的。因此，分析了40例胃癌組織、癌旁非癌組織以及同一患者血清外泌體中l(wèi)ncRNA-GC1的水平。在40個胃癌組織中，檢測到36個癌組織和外泌體中l(wèi)ncRNA-GC1的水平高于相應(yīng)的癌旁非癌組織。此外，10個GGCs的lncRNA-GC1表達(dá)水平高于GES -1細(xì)胞和PGECs， 10個GGCs的培養(yǎng)液中l(wèi)ncRNA-GC1的外泌體表達(dá)水平高于GES -1細(xì)胞和PGECs。綜上所述，這些結(jié)果表明lncRNA- GC1的外泌體水平與胃癌組織一致，是一種GC特異性的lncRNA。
5. GC患者循環(huán)外泌體lncRNA-GC1的穩(wěn)定性
    血清中l(wèi)ncRNA的不穩(wěn)定性仍然是臨床應(yīng)用的主要限制。因此，隨機(jī)收集15份GC血清樣本，研究lncRNA-GC1的穩(wěn)定性。RNase處理后lncRNA-GC1在血清中的表達(dá)水平保持穩(wěn)定。此外，長期暴露于室溫和反復(fù)凍融對lncRNA-GC1的血清水平無影響。lncRNAGC1的外泌體血清水平與lncRNA-GC1總血清水平相關(guān)。綜上所述，這些結(jié)果表明lncRNA-GC1幾乎全部被包裹在外泌體中，從而得到保護(hù)，使lncRNA-GC1具有足夠的穩(wěn)定性，可用于臨床試驗(yàn)。
參考文獻(xiàn)：
Guo, X., Lv, X., Ru, Y., Zhou, F., Wang, N., Xi, H., Zhang, K., Li, J., Chang, R., Xie, T., Wang, X., Li, B., Chen, Y., Yang, Y., Chen, L., & Chen, L. (2020). Circulating Exosomal Gastric Cancer-Associated Long Noncoding RNA1 as a Biomarker for Early Detection and Monitoring Progression of Gastric Cancer: A Multiphase Study. JAMA surgery, 155(7), 572–579. Advance online publication. https://doi.org/10.1001/jamasurg.2020.1133