【滴血验癌】血浆外泌体miRNA助力肺部磨玻璃病灶早诊

2019-09-23

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近年来，越来越多肺部小结节被发现，尤其是肺部磨玻璃结节（Ground Glass Opacity, GGO），其发病率更是逐年上升，病人甚至以“磨友”互相称呼。对于肺部小结节而言，准确的判断到底是不是癌，尤为重要。

液体活检，指的是通过人体血液、尿液、脑脊液等体液中的成分进行分子诊断，目前已成为肿瘤早诊领域的重要研究方向。而今天的主角就是外泌体，它是一种活细胞分泌的纳米级小囊泡，其内容物包括核酸、蛋白和脂类等活性分子。它具有介导细胞间信息传递等作用，已成为液体活检研究领域的热点。

所以，广东省人民医院、广东省肺癌研究所吴一龙/钟文昭教授团队和思路迪转化医学部合作开展的一项研究，目的就是分析血液中外泌体的miRNA成分能否作为判断肺部结节良恶性的标记物！

研究设计

本研究进行前瞻性连续收集肺部结节手术病例，其中恶性结节（79例），良性结节（20例）；其中所有结节根据影像学形态分类，纯磨玻璃结节（pGGN）16例，混合密度磨玻璃结节（mGGN）21例，实性结节62例。

同时，根据入组时间分为训练集（59例），验证集（40例）；基线数据如下表：

血浆外泌体miRNA

诊断标记物探索

所有的入组病例都抽取外周血5ml，使用试剂盒提取其中的外泌体miRNA，然后进行高通量miRNA测序。

提取的外泌体进行WB、NTA、电镜三种方法进行严格鉴定，如下图：

进行高通量测序，每个病例miRNA数据量巨大，沿用以前的套路进行不同组间差异miRNA，然后组成一个诊断panel，其实并不符合我们所追求的真正有用的信息挖掘，也并不能为临床所用。

因此，在本研究我们首先在训练集中运用SVM机器学习的方法进行诊断标记物的探索，以目标miRNA/参考miRNA这样的比值来均衡个体化的表达水平差异；同时我们认为miRNA数量不宜过多，以两对诊断miRNA比值为目标。

诊断效能

首先我们看诊断特异度最高的miRNA组合：

可以看到，miR-185-5p/miR-378i 与 miR-495-3p/miR-99b-3p 这一个组合，其特异度无论是在训练集还是验证集中都是100%！

随后再看，诊断灵敏度最高的miRNA组合：

可以看到，miR-27a-5p/miR-550a-5p 与 miR-1908-5p/miR-98-5p 这一个组合，其灵敏度在训练集与验证集中分别达到100%与96.9%！

所以整体而言，通过血浆外泌体miRNA进行肺部结节良恶性诊断结果是令人满意的！

GGO与实性结节：

血浆外泌体miRNA特征差异

由于我们入组了相当一部分GGO的病例，所以我们进一步地探索血浆miRNA图谱特征在solid与GGO之间的差异！

从这个PCA分析中，可以看到pGGO与实性结节的分布是有所区别的，pGGO (灰点) 似乎将solid (红色)从中间分开，将solid分为两组；同时我们进一步看到在右边的solid组（cancer group 1）中EGFR 19del更多，这提示了cancer group 1与group 2可能有潜在的生物学行为差异！因此我们进一步探索两者之间差异的miRNA。