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早期胃癌内镜切除术后异时性胃癌发展的预测生物标志物

11月09日

整理：肿瘤资讯

来源：肿瘤资讯

2024年8月，国际知名期刊Cancer Medicine发表了一篇原创研究文章，该研究旨在寻找早期胃癌患者发生异时性胃癌的预测标志物。研究人员对早期胃癌患者的非癌性胃黏膜样本进行RNA测序，筛选出差异表达基因，并通过实验验证KDF1和CDK1为异时性胃癌的预测标志物。此外，CERB5和AKT2异构体被发现与肠化生相关，并在异时性胃癌患者中高表达。在结合这些标志物和临床数据后，建立了一个预测模型（AUC= 0.91），表明评估非癌性胃黏膜中的生物标志物可以有效预测早期胃癌患者发生异时性胃癌的风险，从而为高风险患者提供更严格的监测^[1]。【肿瘤资讯】整理该研究要点，以飨读者。

研究背景

胃癌（GC）是全球第五大常见癌症，也是第三大癌症死亡原因^[2]。内镜下粘膜剥离术（ESD）已成为早期GC治疗的广泛接受的方法^[3]。然而，接受ESD的患者面临的一个主要问题是异时性GC（MGC）的发生，即在原发部位以外区域出现新的GC。研究表明，早期GC患者在接受ESD后发生MGC的风险较高^[4]。尽管已知一些风险因素，如年龄、性别、幽门螺杆菌感染等，但对于MGC发生的基因组风险因素知之甚少。

鉴于MGC的高发病率和ESD的日益普及，识别能够预测MGC发生的生物标志物至关重要。这将有助于制定针对患者风险状况的个性化监测策略，并深入了解MGC发生和GC发展的机制。因此，本研究旨在开发和验证用于预测接受ESD的早期GC患者MGC发生的生物标志物。

研究方法

该研究分为两个阶段：生物标志物发现和验证（图1）。

生物标志物发现阶段，研究人员选取了2013年至2016年期间在首尔国立大学医院接受ESD治疗的早期GC患者，其中23例发生了异时性GC（MGC组），23例作为对照组。对这些患者的非癌性胃黏膜样本进行RNA测序，通过差异基因表达分析、SOM分析、Mfuzz聚类等方法筛选候选基因，并进一步分析可变剪接事件。此外，还对部分样本进行了全外显子组测序分析。

生物标志物验证阶段，研究人员选取了2010年至2018年期间在同一医院接受ESD治疗的早期GC患者，其中55例发生了异时性GC，125例作为对照组。通过实时定量PCR和Western blot验证候选标志物的表达水平，并结合临床数据评估其预测性能。此外，还进行了免疫组化染色以检测标志物在组织中的表达。

图1.实验设计流程

研究结果

患者基本信息

本研究分为发现队列和验证队列。在发现队列中，MGC组患者平均新检出1.17个MGC，而对照组在随访期间未检出新胃肿瘤（表1）。在验证队列中，MGC组患者平均新检出1.09个MGC，对照组同样未检出新胃肿瘤。两队列中，年龄、性别和幽门螺杆菌感染状态在MGC组和对照组之间均匹配良好。随访时间、OLGA分期和MLH1表达在两组间无显著差异。在验证队列中，MGC组的OLGIM分期显著高于对照组。

表1.患者基本信息

预测MGC发展的候选标志物

在生物标志物发现阶段，对发现队列的样本进行了批量RNA测序，并通过数据分析流程揭示了转录组的异质性。通过DESeq2分析，研究人员识别出13个差异表达基因。此外，相关性分析发现了73个与临床信息显著相关的基因。综合转录组分析结果，研究人员初步确定了86个候选标志物，并通过文献回顾，从中选取了14个与细胞增殖、肿瘤生长、侵袭和预后相关的标志物进行进一步验证，其中KDF1和CDK1被选为后续实验的重点研究对象。

图2.RNA-seq候选标志物的选择

鉴定在GC细胞系中高表达并与细胞活力相关的候选标志物

在确定的14个候选标志物中，有4个基因（KDF1、E2F3、CDK1和DHTKD1）在GC细胞系中的表达高于正常胃上皮细胞系。进一步的细胞活力实验表明，敲低KDF1和CDK1基因后，细胞活力显著降低，提示这两个基因可能与GC细胞的存活密切相关。在验证队列中，通过RT-qPCR、Western blot和IHC染色等多种方法证实，KDF1和CDK1在异时性GC（MGC）患者的正常组织中表达显著高于对照组。然而，KDF1和CDK1的表达与OLGIM分期之间没有显著关联。

图3.目标标志物KDF1和CDK1的选择和验证

代表胃萎缩和肠化生的标志物

通过SOM和Mfuzz技术对基因表达模式进行建模，发现CREB5的表达随OLGA和OLGIM分期的增加而显著增加。异构体转换分析未发现与MGC发生显著相关的基因表达变化，但在高风险OLGIM组中发现了53个差异转录本使用基因，其中AKT2异构体被筛选出来。在验证队列中，CREB5和AKT2异构体在高风险OLGIM组和MGC患者中均高表达，而AKT2的经典异构体表达无显著差异。进一步分析表明，CREB5在高风险OLGIM组的MGC患者中表达更高，而在低风险组中无显著差异。

图4.与胃萎缩和肠上皮化生相关的标志物

目标生物标志物的诊断性能

通过AUC值分析显示，KDF1、CDK1和AKT2异构体对MGC预测的准确性较高。结合多个生物标志物和临床信息可以进一步提高预测准确度，其中KDF1、CDK1和AKT2异构体结合临床变量的组合表现最佳（AUC=0.909）。此外，模块评分分析也证实了KDF1、CDK1和CREB5作为MGC预测生物标志物的有效性。最后，研究发现MGC患者的肿瘤组织中体细胞变异数量显著增加，提示突变负荷可能与MGC的发生发展有关。

图5.验证集生物标志物的准确性

研究讨论

本研究通过转录组和外显子组测序分析了GC患者的癌组织和非癌组织，揭示了KDF1和CDK1在异时性GC发生中的重要作用。这些标志物在非癌性胃黏膜中的高表达可能预示着癌前病变，并参与GC的发生发展。此外，AKT2异构体和CREB5的表达与肠化生的严重程度相关，其中AKT2异构体可能通过信号通路失调促进肿瘤进展，而CREB5可能与肠化生的发生发展更密切相关。尽管本研究存在样本量小、选择偏倚等局限性，但其为预测异时性GC发生提供了新的生物标志物，并为GC的早期诊断和监测提供了潜在的应用价值。

声明：材料由阿斯利康支持，仅供医疗卫生专业人士参考

审批编码：CN-145410

有效期至：2025-10-24

参考文献

1. Kim B, et. al. Predictive biomarkers for metachronous gastric cancer development after endoscopic resection of early gastric cancer. Cancer Med. 2024 Aug;13(16):e70104.
2. Bray F, et. al. Global cancer statistics 2018: GLOBOCAN estimates of incidence and mortality worldwide for 36 cancers in 185 countries. CA Cancer J Clin. 2018 Nov;68(6):394-424. doi: 10.3322/caac.21492. Epub 2018 Sep 12. Erratum in: CA Cancer J Clin. 2020 Jul;70(4):313.
3. Kakushima N, et. al. Endoscopic submucosal dissection for gastrointestinal neoplasms. World J Gastroenterol. 2008 May 21;14(19):2962-7.
4. Hahn KY, et. al. Incidence and impact of scheduled endoscopic surveillance on recurrence after curative endoscopic resection for early gastric cancer. Gastrointest Endosc. 2016 Oct;84(4):628-638.e1. doi: 10.1016/j.gie.2016.03.1404. Epub 2016 Mar 17. PMID: 26996290.

责任编辑：肿瘤资讯-SFS
排版编辑：肿瘤资讯-Rex

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杨雪

西安医学院附属宝鸡医院 | 放疗科

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张婉君

蒙城县中医院 | 血液肿瘤科

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黄丽琼

泉州德诚医院 | 肿瘤科

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