使用血清microRNA诊断亚临床期肝癌

Lancet Oncol. 2015 Jun 15; DOI: 10.1016/S1470-2045(15)00048-0

随着影像学技术的进步,“亚临床肝癌”的概念被一再往前推进。汤钊猷教授提出这个概念的时候,影像学技术非常落后,诊断肝癌非常困难,在临床上出现血清AFP持续升高的时候,说服无临床症状、没有影像学诊断支持的肝癌患者接受剖腹探查,这些患者的诊断在术中才能确定。而说服病人接受剖腹探查手术,医生需要有足够的勇气,也病人对医生也需要足够的信任。近年来,影像学技术飞速发展,借助增强磁共振等手段,发现1 cm以下的微小肝癌并非难事,“亚临床肝癌”则推进到了更加早期的阶段。血清microRNA的组合形成的模型诊断亚临床肝癌则是这项研究最大的特色。

研究主持者是中山大学第三附属医院的庄诗美教授。研究者在一组包括6例肝癌患者和8例慢性乙肝的对照患者中,筛选出了19个候选诊断microRNA,然后在training cohort中筛选出了7个microRNA纳入诊断模型,诊断模型具体为:logit[p=HCC] = – 0.356 – 0.264 × miR-29a – 0.081 × miR-29c – 0.518 × miR-133a – 0.250 × miR-143 – 0.489 × miR-145 – 0.466 × miR-192 – 0.417 × miR-505。这跟我们研究所的研究中提出的肝癌血清microRNA诊断模型只有miR-192是重合的。以0.5作为截点,大于0.5则可诊断为肝癌。

以ROC曲线下面积作为标准,研究者毫无悬念地发现,这个模型在两个validation cohort中的诊断价值要高于血清AFP水平(不管是以20 ng/mL还是以400 ng/mL作为分界线)。本研究最大的特色是有一项前瞻性的队列研究的人群加入。他们在慢性乙肝阶段募集了一组162例患者,对这些患者进行随访,并在不同时期取血,然后评估这个血清microRNA模型是否可以在肝癌的影像学表现出现之前(即亚临床肝癌阶段)诊断出肝癌。结果发现,这个模型在肝癌诊断前的第12、9、6和3月对应的敏感度分别为29.6%、48.1%、48.1%和55.6%,这比血清AFP的敏感度要高得多,后者在对应时间点上的敏感度分别为7.4%、11.1%、18.5%和22.2%(以20 ng/mL作为截点),如果以400 ng/mL为截点,AFP的敏感度会更低。

但是这个模型也有很大的缺陷,虽然敏感性较高,但是特异度偏低。在对应时间点上血清AFP的特异度均在95%以上(不管以20 ng/mL还是400 ng/mL作为截点),而他们的模型的特异度均在80%左右。这就意味着,使用这个模型每诊断5个亚临床肝癌患者,其中一例患者为假阳性。而这个时期,常规影像学方法又没办法发现肿块,就只能抓瞎了。作者还将他们的模型与香港中文大学的肝癌预测模型(CU-HCC,以年龄、白蛋白、肝硬化状态等临床指标作为预测依据)做了对比,CU-HCC的敏感性介于18.5%至29.6%之间,但特异度也在90%以上。

整体而言,这是亚临床肝癌诊断上的重要进步,血清标志物可以做到比目前的影像学技术更加敏感,挺震撼的。当然,在其他中心的验证出现之前,谨慎乐观。

 

Full citation: Lin X-J, et al: A serum microRNA classifier for early detection of hepatocellular carcinoma: a multicentre, retrospective, longitudinal biomarker identification study with a nested case-control study. Lancet Oncol, 2015

[新闻汇编]血浆microRNA诊断肝癌

本站的前一篇日志已经简要的介绍过该研究的主要结果,这里收集国内媒体对该研究的报道。

新民晚报研究新突破 对小于二厘米的肝癌检出率接近九成

大洋网-广州日报一滴血可发现早期“小”肝癌

证券时报网我国肝癌诊断突破:一毫升血可发现早期肝癌

东方网沪上专家发现肝癌早期诊断新办法 准确率接近90%

文汇报2厘米以下肝癌检出率88%

科技日报肝癌诊断获新突破 抽1毫升血数小时内可知晓

健康报肝癌诊断方法取得重要突破 为患者生存带来福音

上海电视台新闻综合频道(视频):一毫升血可查早期肝癌 两年内应用于临床

东方卫视(视频):一毫升血可查早期肝癌 两年内将用于临床

使用血浆microRNA准确诊断肝癌

J Clin Oncol 2011 Nov 21; DOI: 10.1200/JCO.2011.38.2697

肝癌的诊断和鉴别诊断一直缺乏有效的血清标志物,广泛使用的甲胎蛋白(AFP)的特异性和敏感性其实非常一般。在AFP基础上的一些改进,联合其他标志物或者寻找新的标志物,一直是部分从事肝癌研究的学者的主要工作。说到底,其实目的就是更准确的诊断早期肝癌,或者帮助影像学对小肝癌和肝硬化结节做鉴别诊断。可能因为肝细胞癌高度的异质性,这些研究收获寥寥。例如有作者将异常凝血酶原(DCP)对小肝癌的诊断价值与AFP做比较,发现两者对早期肝癌的诊断价值都一般,这个研究前面有篇日志曾经做过介绍。

这篇日志介绍的是使用血浆microRNA来诊断乙肝相关肝癌,该报道来自我们研究所,第一作者是周俭、於雷、Xue Gao和胡捷,通讯作者是樊嘉教授。

本研究总共涉及934名患者(包括慢性乙肝、肝硬化和乙肝相关肝癌)或健康对照的血浆样本。根据纳入研究的不同阶段,这群人被分为Discovery、Training和Validation共3个阶段。经过这3个阶段,作者从723个microRNA中筛选出7个,构建了一个一元数学模型,计算患肝癌的概率。这个公式是(各血浆microRNA的表达以miR-1228作为内参照):

logit(P = HCC) = –1.424 – 0.292 × miR-122 + 0.4511 × miR-192 + 0.6112 × miR-21 – 0.1796 × miR-223 – 0.2487 × miR-26a – 0.3542 × miR-27a + 0.209 × miR-801

基于这个公式,肝癌与健康对照、慢性乙肝或肝硬化患者做鉴别诊断时,ROC的曲线下面积分别为0.941、0.842或0.884。将BCLC不同分期的肝癌与非肝癌患者的鉴别诊断的ROC曲线下面积分别为:0期,0.888;A期,0.888;B期,0.901;C期,0.881。这些都算是相当漂亮的结果。看到这个硕大的曲线下面积,让人不得不振奋。另外,对于AFP阴性的人群,这组microRNA也可以很好区分肝癌和非肝癌,曲线下面积达到了0.879

image

↑ 验证组中该模型的表现:肝癌与非肝癌的鉴别诊断的ROC曲线

数据漂亮,但还是存在一些期待:

  1. 还有个比较极端的情况,作者没有给出具体数据,那就是对于BCLC 0期的超早期肝癌与肝硬化组患者的鉴别诊断情况——这是临床诊断最为棘手的问题——要是曲线下面积可以达到0.8,就足以让人振奋了。
  2. 作者没有推荐一个合适的截点。如果能根据准确度(约登指数)给出一个合适的截点则可以提高应用的便利——当然这样做会很大程度上降低ROC曲线下面积。
  3. 与现有的诊断标准相比(影像学+病史+血清AFP),这组microRNA有没有提高诊断的确确性。

Full citation: Zhou J et al: Plasma MicroRNA Panel to Diagnose Hepatitis B Virus-Related Hepatocellular Carcinoma. J Clin Oncol 2011, 10.1200/JCO.2011.38.2697.

miR-26是肝癌的预后和干扰素治疗敏感性的预测指标

美国国立癌症研究院复旦大学肝癌研究所的一个合作研究的结果在新英格兰医学杂志(NEJM)上发表。该研究发现,在癌旁的肝脏组织miR-26的表达在女性高于男性;在肿瘤基因表达网络中的分析还发现,低表达miR-26跟NF-κB和IL-6的激活相关。miR-26在肿瘤组织的表达低于对应的癌旁组织,肿瘤组织低表达的患者,术后的预后较差,但这部分患者对术后干扰素治疗的反应较好。也就是说miR-26不仅仅是一个预后指标,还是一个治疗敏感性指标。而miR-26已经在一篇Cell的文章中被尝试用于microRNA治疗。

N Engl J Med 2009;361:1437

新英格兰医学杂志(NEJM)总是不在醒目的地方提供DOI号,于是这里也不给出DOI了。

本研究来自美国国立癌症研究院(NCI)和复旦大学肝癌研究所(中山医院)的合作,两个单位分享了本文的通讯作者。肿瘤领域microRNA(miRNA;Wikipedia:什么是microRNA)这几年的研究的正红火,已经有多个不同的microRNA已被报道与多种肿瘤发生、发展或预后相关。我去年曾经综述过一些,为了不影响阅读,放在文末。

肝癌领域microRNA的研究也不寂寞,在PubMed里以“microRNA AND (hepatocellular carcinoma)”为关键词,目前也可以检索到79篇题录,现在又增加了一篇,能发表在NEJM上,他的重要性在哪里呢?

1)     本文的miR-26是从array里筛选出来的,重要性更明显,减少了偶然性。

2)     它的特殊性还在于,在癌旁的肝脏组织miR-26的表达在女性高于男性;在肿瘤基因表达网络中的分析还发现,低表达miR-26跟NF-κB和IL-6的激活相关。TLR/NF-κB/IL-6通路在肝癌发生及与性别关系这里就累述了。

3)     miR-26在肿瘤组织的表达低于对应的癌旁组织,肿瘤组织低表达的患者,术后的预后较差,但这部分患者对术后干扰素治疗的反应较好。干扰素辅助治疗不能改变miR-26高表达的患者的预后,但可改善miR-26低表达的患者的预后。也就是说miR-26不仅仅是一个预后指标,还是一个治疗敏感性指标。至于干扰素术后辅助治疗的敏感性的预测,其实已经有了单中心的报道。06年的一篇Cancer报道,组织P48(干扰素转录通路上的一个关键的DNA结合蛋白)的阳性表达的患者对干扰素治疗的敏感性较好。

继IL-6成为肝癌研究领域的明星分子之后,miR-26将要成为肝癌研究领域的一个明星RNA。今年6月份的一篇Cell(DOI 10.1016/j.cell.2009.04.021)探索的是治疗性的microRNA应用,其实已经先了一步。在体外给肿瘤细胞导入miR-26a或者在体内使用静脉内腺相关病毒(adeno-associated virus, AAV)导入miR-26a,都可以显著抑制肿瘤/肿瘤细胞的生长。治疗性microRNA的选择,部分基于作者去年的一篇Nature Genetics的报道。那篇报道中,在B细胞淋巴瘤细胞Myc的激活可以引起5个microRNA的下调,其中包括miR-26a。他们把这些结果扩展至Myc诱导的肝癌上,他们发现这几个microRNA中,miR-26a下调最多,且在临床标本上验证了这一结果(肿瘤组织的miR-26a表达显著低于癌旁肝组织——这点在NEJM一文也被证实),故而选择miR-26a,以保证导入这个microRNA对正常组织的影响较小。microRNA治疗是新颖的,这篇文章的结果是振奋的,AAV这个东西也是先进的,于是促成了一篇Cell的诞生。

如下内容来自一个古老的综述:

microRNA的表达情况可鉴别肺癌和肺组织,也可以用于预测肺癌患者的预后。Yanaihara等发现,包括即使在特定的分期,miR-155的高表达也可以作为一个独立的不良预后因素。而let-7 miRNA在肺癌组织内低表达,肿瘤组织内相对低表达的患者接受根治性手术后的预后比高表达let-7的患者差,可以作为一个独立的预后因素(Takamizawa et al., Cancer Res 2004)。在其他肿瘤亦有许多类似的发现。Iorio等(Iorio et al., Cancer Res 2005)发现乳腺癌组织中近30个miRNA的表达高于正常组织,其中15个miRNA可以准确预测组织的类型(肿瘤或者正常乳腺组织)。其中miR-125bmiR-145低表达,而miR-21miR-155高表达与乳腺癌的雌孕激素受体状态、肿瘤分期和血管侵犯等病理学特征相关,从而可以预测乳腺癌术后的预后。Murakami等(Murakami et al., Oncogene 2006)比较25对肝细胞癌和其癌旁肝组织的miRNA的表达情况,发现其中3个miRNA的表达显著高于癌旁组织,5个高于癌旁组织,这8个miRNA的表达对肿瘤与癌旁的诊断预测价值达95%以上。其中4个miRNA的表达与肝细胞癌的分化反相关,从而间接反应肿瘤的恶性程度,有望成为诊断和预后工具。miRNA的表达在胰腺肿瘤的研究中亦有有意义的发现,Roldo等(Roldo et al., J Clin Oncol 2006)的研究亦提示miRNA的表达情况可准确鉴别胰腺肿瘤和正常胰腺组织,且可以进一步用于不同类型肿瘤组织的鉴别,其中miR-21的表达与肿瘤细胞的增殖率和胰腺癌肝转移的发生率正相关,与肿瘤术后的预后相关。