结直肠癌血清多肽谱诊断模型的建立及肿瘤标志物作用机制研究

Colorectal cancer is the most common malignant tumor in Western Europe, North America and other developed countries. In China, colorectal cancer ranks fourth in the incidence and fifth in death of all malignant tumors. Early diagnosis of colorectal cancer can reduce an estimated 60% deaths due to colorectal cancer; however, no existed methods are of either high sensitivity or high specificity. In a preliminary study, we developed a diagnosis model including four variables, with sensitivity of 97.8%, specificity of 97.9% and AUC of 99.9% in ROC curve, based on the serum polypeptide spectrum analysis of 91 colorectal cancer patients and 143 healthy control individuals using CLINPROT system. The present study is to verify the diagnostic model in a case-control study, and to investigate its screening significance in a prospective cohort study. We will further evaluate the prognostic significance of the different expressed peptides in tumor and/or their adjacent tissues in colorectal cancer cohorts, and explore the molecular mechanism related to cell proliferation, migration, invasion and apoptosis of those candidate genes by over-expression or knockdown of these genes in colorectal cancer cell lines. The study will suggest a diagnostic model with high sensitivity and high specificity, and certain valuable prognostic biomarkers in colorectal cancer. The present study would be of important significances in providing a theoretical basis for diagnosis, prognosis, therapeutic targets and targeted therapy in colorectal cancer.

结直肠癌在我国居所有恶性肿瘤发病的第四位，死亡的第五位。结直肠癌的早期诊断可减少其所致死亡之60%，但目前缺乏高敏感度和特异度的方法。在预实验中，我们采用CLINPROT系统对91例结直肠癌患者和143例健康对照血清多肽谱进行分析，应用多元Logistic回归建立诊断模型，最终模型中只包括4个变量，其敏感性和特异性分别达到97.8%和97.9%，ROC曲线下面积为99.9%。本研究拟在病例-对照研究中验证诊断模型，并且初步开展前瞻性队列研究，分析其在结直肠癌筛查中的作用。我们还将进一步分析上述候选肿瘤标志物在肿瘤组织水平的表达模式及其在结直肠癌预后上的意义，并且通过在细胞系过表达或敲低候选肿瘤标志物基因表达水平以探索其与肿瘤细胞的增殖、迁移、侵袭和凋亡等的关联，为阐明候选肿瘤标志物在肿瘤发生、发展中的作用以及发现新治疗靶点或靶向治疗奠定理论基础。

本项国家自然科学基金有三项研究内容：建立诊断模型（训练组）、诊断模型验证（验证组）和大肠癌特异多肽的鉴定（即质谱图的解析）。.在项目支持下，我们采用CLINPROT系统对91例大肠癌患者和143例年龄性别匹配的健康对照血浆多肽谱进行分析，结果发现52条多肽在病例和对照中差异有统计学意义（年龄性别调整后49个多肽有统计学意义）。应用多元Logistic回归模型建立诊断模型，最终模型中只包括4个变量，模型诊断的敏感性为97.8%（95% CI (可信区间)：92.3%-99.4%），特异性为97.9% （95% CI：94.0%-99.3%）, ROC曲线下面积为99.9% (95% CI: 99.7%-100.0%, P<0.001)。在验证组（100例大肠癌患者和100例健康对照者）中，该诊断模型的曲线下面积为88.7%（(95% CI: 84.4%-93.1%），诊断敏感性为82.0%（95% CI：73.3%-88.3%），特异性为79.0%（95% CI：70.0%-85.8%）。模型中四个多肽质荷比分别为1052.53（多肽5），1083.62（多肽9)，4761.32（多肽52），6579.55（多肽62）；我们对诊断模型中4个多肽进行质谱图的解析，两个多肽得以鉴定分别是多肽5（LPCAT3）和多肽52（Antichymotrypsin）。相对目前采用的方法，我们建立的诊断模型具有较好的诊断性能，然而其诊断性能还有待提高。.总体而言，我们已经基本完成国家自然科学基金的研究内容，最终的研究论文尚在撰写中，拟投稿文章“结直肠癌血清多肽谱诊断模型的建立与验证”。在项目支持下，我们共发表SCI论文3篇，组织学术会议1次。培养硕士研究生3名，博士研究生1名，1名博士后在站。