本文選題：胃癌 + Luminex��； 參考：《吉林大學(xué)》2015年博士論文

【摘要】：目的： 胃癌是全球危害人類健康的主要的惡性腫瘤之一，2014年全球新生病例約110萬人（不包含未就診患者），僅在中國，2014年新發(fā)病例為49萬，占全球新發(fā)胃癌病例總數(shù)的44.6%；胃癌的發(fā)生與幽門螺桿菌（Hp，H.Pylori）感染密切相關(guān)[1,2]，本文應(yīng)用Luminex[3]技術(shù)檢測胃癌血清蛋白標(biāo)志物的表達(dá)，結(jié)合IgG to H. pylori的ELISA，探討胃癌血清學(xué)標(biāo)志物與胃癌診斷以及腫瘤分期等的相關(guān)性分析；應(yīng)用PPA（Protein PathwayArray）[4]技術(shù)研究幽門螺桿菌感染胃癌組織中炎癥代謝相關(guān)蛋白PathwayArray的表達(dá)情況，尋找其中關(guān)鍵蛋白質(zhì)。 方法： 第一部分中應(yīng)用Luminex技術(shù)，構(gòu)建9種血清標(biāo)志物的檢測試劑盒，結(jié)合ELISA檢測IgG to H. pylori，檢測285例胃癌病人和238例健康體檢者血清蛋白表達(dá)情況（胃癌病人208/285Hp陽性，77/285Hp陰性；健康體檢者92/238Hp陽性，146/238Hp陰性）。全部胃癌病人及健康體檢者清晨空腹采血靜止后離心獲得血清，全部病人進(jìn)行了胃鏡及胸部平片（女性患者行乳腺檢查）排除其他腫瘤及炎癥、感染狀態(tài)。將胃癌病人及健康體檢者血清一并隨機(jī)分組進(jìn)行檢測，將檢測結(jié)果與胃癌診斷及腫瘤分期等進(jìn)行相關(guān)性分析，建立診斷模型。我們還應(yīng)用隨機(jī)森林（random forest，RF）、支持向量機(jī)（support vectormachine，SVM），Logistic回歸，COX風(fēng)險回歸來分析診斷模型。第二部分中應(yīng)用ProteinPathway Array技術(shù)對Hp感染胃癌組織的炎癥、代謝通路相關(guān)蛋白進(jìn)行分析，并應(yīng)用Ingenuity Pathway Analysis（IPA）[5]分析軟件研究PPA篩選的關(guān)鍵蛋白質(zhì)在Hp感染胃癌中的關(guān)鍵信號通路。 結(jié)果： 在第一部分中我在先前的研究基礎(chǔ)上[6,7]及文獻(xiàn)[8~12]復(fù)習(xí)的基礎(chǔ)上，成功構(gòu)建了9種血清蛋白標(biāo)志物L(fēng)uminex試劑盒（Pepsonigen-I[8]，Pepsonigen-II[7]，ICAM-1[9]，COX-2[6]，ADAM8[6]，VEGF[10]，EGFR[11]，beta-Catenin[7]，Hemoglobin[12]）并組合成Luminex實驗平臺，該實驗平臺可快速聯(lián)合定量測定人體血清上述蛋白水平，其不僅僅操作簡單快速，靈敏度高，而且重復(fù)性好，檢測范圍廣，節(jié)省了時間和標(biāo)本用量。在本研究中我們應(yīng)用Luminex的方法對285例胃癌病人和和238例健康體檢者檢查了上述9項血清學(xué)蛋白指標(biāo)，應(yīng)用ELISA的方法檢測了IgG to H. pylori[7]的血清表達(dá)，一共檢測了10個血清蛋白的表達(dá)。統(tǒng)計學(xué)相關(guān)分析中發(fā)現(xiàn)這10種蛋白中Beta-Catenin、COX2和VEGF3種蛋白質(zhì)具有明顯相關(guān)性關(guān)聯(lián)。所有樣品按照是否患癌癥指標(biāo)無放回分層抽樣80%作為訓(xùn)練集，剩下20%作為測試集。我們在訓(xùn)練集上做變量選擇嵌套交叉驗證[13]，方法為隨機(jī)森林交叉驗證變量選擇的方法（Wrappers for Feature Subset Selection，Ron KohaviRandom Forest Cross-Valdidation for feature selection），發(fā)現(xiàn)模型只納入5種蛋白（IgG toH. pylori, ADAM8，Pepsonigen-I，Pepsonigen-II，VEGF），訓(xùn)練集的交叉驗證錯判率（17.55%）最低，不僅如此，該統(tǒng)計方法還能夠大幅降低運(yùn)算時間，提高運(yùn)算效率，所以后續(xù)的判別模型都只用建立上述5種蛋白。在訓(xùn)練集上我們建立了3種判別模型：隨機(jī)森林（Random Forests，RF）[14]、支持向量機(jī)（Support Vector Machine，SVM）[15]、Logisitic回歸，模型的參數(shù)通過交叉驗證確定，判別效果通過準(zhǔn)確度、靈敏度、特異度檢測、AUC評估。我們模型的結(jié)果是，驗證組中樣品在算法RF的準(zhǔn)確度達(dá)82.5%、靈敏度86.0%、特異度78.4%，算法SVM的準(zhǔn)確度達(dá)86.1%、靈敏度88.6%、特異度83.2%，logistic回歸的準(zhǔn)確度達(dá)78.7%、靈敏度82.9%、特異度73.7%。這3種算法的結(jié)果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)腫瘤標(biāo)志物[16]。特別是SVM和RF的效能明顯優(yōu)于Logistic回歸的結(jié)果。應(yīng)用R軟件survival工具包進(jìn)行胃癌病人血清中蛋白表達(dá)值log-rank分析，得出病人預(yù)后具有明顯差異蛋白cutoff值（P0.05），經(jīng)過分析PGI、PGII、HB、VEGF、Beta-Catenin能夠獲得cutoff數(shù)據(jù)能夠?qū)⒉±譃楦呶ｋU組和低危險組，其他蛋白未能獲得滿意的cutoff截點，低危險組的生存期明顯好于高危險組。繪制了該5個蛋白相關(guān)的諾模圖用于評價預(yù)后。 在第二部分中應(yīng)用PPA技術(shù)研究Hp感染胃癌組織與非Hp感染胃癌組織中的炎癥、代謝相關(guān)通路蛋白的表達(dá)情況，共分析了85例胃癌患者的組織標(biāo)本，其中52例被鑒定為Hp血清學(xué)陽性（61.2%）。我們應(yīng)用SAM工具統(tǒng)計分析后，，在Hp陽性胃癌與Hp陰性胃癌之間有11個蛋白質(zhì)存在差異性表達(dá)的（q值小于0.05并且假發(fā)現(xiàn)率小于5%）。在11個蛋白質(zhì)中，有7個蛋白質(zhì)在Hp陽性胃癌中呈現(xiàn)高表達(dá)，包括BAK1、HIF-1α、IL6、IL8、IL10、DACH1、HSP70，有4個蛋白質(zhì)在Hp陽性胃癌中呈現(xiàn)低表達(dá)，包括CDC2、L-selectin、P27及DPYD。同時，我們應(yīng)用IPA系統(tǒng)，以我們檢測出來的信號蛋白為節(jié)點，通過直接或者間接的關(guān)系彼此之間相互作用，構(gòu)成了相應(yīng)的信號傳導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)，分析結(jié)果表明，這些蛋白質(zhì)與細(xì)胞死亡和生存，DNA復(fù)制、重組以及修復(fù)，細(xì)胞周期，細(xì)胞發(fā)展以及細(xì)胞生長和增殖相關(guān)。經(jīng)過IPA系統(tǒng)進(jìn)一步分析了7個差異性表達(dá)的蛋白質(zhì)中的上游調(diào)節(jié)子，一共有345個上游調(diào)節(jié)子，其中共同的上游的調(diào)節(jié)蛋白中具有統(tǒng)計學(xué)意義的有6個蛋白質(zhì)，包括BCL2，magnolol，epinephrine，RET，PI3K (complex)以及BRAF。我們還發(fā)現(xiàn)，在這6個上游所調(diào)控的下游蛋白中，BAK1具有2個上游調(diào)節(jié)子，HIF1A具有4個上游調(diào)節(jié)子，IL10具有5個上游調(diào)節(jié)子，CDK1具有3個上游調(diào)節(jié)子，CDKN1B有6個上游調(diào)節(jié)子，CXCL8具有6個上游調(diào)節(jié)子，IL6具有4個上游調(diào)節(jié)子，上述6個上游調(diào)節(jié)蛋白及下游蛋白可能為進(jìn)步一選擇治療靶點存在指導(dǎo)意義。 結(jié)論： 我們成功構(gòu)建了胃癌血清蛋白標(biāo)志物標(biāo)志物的Luminex定制實驗平臺，并且成功應(yīng)用其對胃癌和健康體檢者進(jìn)行檢測，其聯(lián)合檢測的RF及SVM模型對胃癌診斷的準(zhǔn)確率、靈敏度及特異度較高，該平臺能夠發(fā)展用于健康體檢、高危人群篩選、臨床診治等方面的應(yīng)用；經(jīng)過分析PGI、PGII、HB、VEGF、Beta-Catenin能夠獲得cutoff數(shù)據(jù)能夠?qū)⒉±譃楦呶ｋU組和低危險組，繪制諾模圖；對Hp感染和非感染胃癌組織中炎癥、代謝信號相關(guān)蛋白的表達(dá)分析發(fā)現(xiàn)明顯差異蛋白BAK1、HIF-1α、IL6、IL8、IL10、DACH1、HSP70的表達(dá)，并找到其上游關(guān)鍵信號傳導(dǎo)通路BCL2，magnolol，epinephrine，RET、PI3K (complex)以及BRAF，這是今后繼續(xù)研究和靶向治療的靶點。
[Abstract]:Objective:
Gastric cancer is one of the major malignant tumors that endanger human health worldwide. In 2014, there were about 1 million 100 thousand new cases in the world (excluding untreated patients). In China, only in China, the new cases in 2014 were 490 thousand, accounting for 44.6% of the total number of new cases of gastric cancer in the world. The occurrence of gastric cancer was closely related to the infection of Hp (H.Pylori). This paper applied Lumi Nex[3] technique was used to detect the expression of serum protein markers of gastric cancer and the correlation analysis of gastric cancer markers and the diagnosis of gastric cancer and tumor stages combined with the ELISA of IgG to H. pylori. The expression of inflammatory metabolism related protein PathwayArray in gastric cancer tissues of Helicobacter pylori infection was studied by PPA (Protein PathwayArray) [4] technique. Look for the key protein.
Method錛

本文編號：1884169