CN114836538A - 生物标志物在hbv相关肝癌诊断及预后中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种检测lncRNA的表达水平的试剂在制备诊断HBV相关肝癌或预测HBV相关肝癌预后的产品中的应用,所述lncRNA为AC005332.5、ELF3‑AS1和LINC00665,该标志物组合具有高特异性和灵敏度,能够作为HBV相关肝癌的有效诊断标记,并且其表达水平与HBV相关肝癌分期、分级及总体存活率相关,可应用于HBV相关肝癌的预后判断。
Description
技术领域
本发明涉及医学生物检测技术领域,具体地说,涉及血清标志物在HBV相关肝癌的诊断及预后判断中的应用。
背景技术
原发性肝细胞肝癌(Hepatocellular carcinoma,HCC,以下简称肝癌)是临床最常见的恶性肿瘤之一,近年来其致死率已跃居恶性肿瘤中的第三位,严重威胁着人类的生命健康。乙型肝炎病毒(hepatitis B virus,HBV)被认为是肝癌进展的关键危险因素,甚至是主要的病因。虽然治疗手段如手术、移植和射频消融术有了进步,但由于肿瘤的高侵袭性和复发率,HBV相关的肝癌患者的总体生存率仍较低。且对于大多数HBV相关的肝癌患者,在诊断时已经进展到中晚期,已出现局部肿瘤侵犯血管,及淋巴结和远处转移,丧失手术机会。目前,组织活检和病理检查是肝癌诊断的“金标准”,然而由于其有创性,临床应用有限。而临床上使用最广泛的肝癌血清标志物是AFP,但是随着AFP阴性患者的增多,肝癌患者漏检增多,直接影响肝癌患者的早期诊断和预后评价。因此寻找更有效的、敏感的HBV相关的肝癌诊断和预后相关的新型无创标志物具有重要意义。
长链非编码RNA(Long non-coding RNA,lncRNA)是长度超过200个核苷酸的非编码RNA,在基因组转录过程中广泛存在,曾被认为不具有任何生物学功能,作为RNA聚合酶II转录的副产物,被称为是基因组转录的“暗物质”,但随着这些年以来分子生物学技术的不断发展和进步,现有越来越多的研究发现,这些之前所谓的基因组“暗物质”可调控细胞分化、细胞凋亡等多种生物学过程,并在癌症的发生发展中发挥重要作用。而lncRNA与肿瘤之间关系的研究多使用的组织标本。组织标本的获取为有创过程,获取病变部位不一定准确,不适合早期诊断,也不适用于高危人群的筛查。血清标本采集简便,创伤性小,而且可以同时获得多个肿瘤相关指标。因此可以研究血液标本中lncRNA与肿瘤发生发展的关系。由于肝癌的发生发展过程中涉及复杂的病理改变,因此进一步探索lncRNA与HBV相关肝癌的关系,建立lncRNA分子联合检测模型对了解HBV相关肝癌的发生发展及诊断预后具有重大意义。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷,本申请发明人经过研究,从大批的癌症标志物中筛选得到了可潜在应用于HBV相关肝癌诊断及预后判断的标志物组合,所述标志物组合是AC005332.5、ELF3-AS1和LINC00665。本发明惊奇地发现,该标志物组合具有高特异性和灵敏度,能够作为HBV相关肝癌的有效诊断标记,并且其表达水平与HBV相关肝癌分期、分级及总体存活率相关,可应用于HBV相关肝癌的预后判断。
本发明提供如下技术方案:
本发明提供了一种诊断HBV相关肝癌或预测HBV相关肝癌预后的产品,所述产品包括检测AC005332.5、ELF3-AS1和LINC00665的表达水平的试剂。
作为本发明优选的实施方案,所述所述产品包括通过PCR、原位杂交、或高通量测序平台检测AC005332.5、ELF3-AS1和LINC00665表达水平的试剂。
作为本发明优选的实施方案,所述试剂包括特异性针对所述AC005332.5、ELF3-AS1和LINC00665的探针或引物。
进一步,所述引物序列为:
所述AC005332.5的正向引物为AGAACCCTGGACCCTAGCATTGG(SEQ ID NO 1);
所述AC005332.5的反向引物为TAGCCACTCGCACATCCTCCTC(SEQ ID NO 2);
所述ELF3-AS1的正向引物为;CAAAGTGCCGAGATTAG(SEQ ID NO 3);
所述ELF3-AS1的反向引物为;ACACGGTTATGGACTG(SEQ ID NO 4);
所述LINC00665的正向引物为;GGTGCAAAGTGGGAAGTGTG(SEQ ID NO 5);
所述LINC00665的反向引物为CGGTGGACGGATGAGAAACG(SEQ ID NO 6)。
作为本发明优选的实施方案,所述产品包括芯片或试剂盒。
进一步,本发明所述的制备诊断HBV相关肝癌或预测HBV相关肝癌预后的产品中的应用,具体为,利用所述产品检测受试者样本中的AC005332.5、ELF3-AS1和LINC00665的表达水平,与正常人相比,受试者样本中的AC005332.5、ELF3-AS1和LINC00665的表达水平上调,则诊断该受试者为HBV相关肝癌患者或HBV相关肝癌预后不良。
作为本发明优选的实施方案,所述样本为血清。
作为本发明优选的实施方案,所述受试者为人。
本发明的优点和有益效果如下:
本发明通过分析从TCGA数据集中下载的lncRNA测序数据,确定了159个与HBV相关肝癌中的差异表达lncRNAs,并选择6个在HBV相关肝癌中表达上调的lncRNAs(SNHG1,AC092171.2,MAPKAPK5-AS1,AC005332.5,ELF3-AS1,LINC00665)及6个在HBV相关肝癌中表达下调的lncRNAs(LINC01093,LINC02027,AL161668.4,LINC02428,AC104809.1,AC007298.2)在10对HBV相关肝癌及正常对照组血清样本中进行实时定量荧光PCR(quantitative Real-time PCR,qRT-PCR)验证,并从中选择在TCGA数据库中预测准确度最高的AC005332.5、ELF3-AS1和LINC00665组合(AUC=99.6%)进一步大规模验证研究。
本发明发现在76例HBV相关肝癌及36例正常人对照组中验证发现,AC005332.5、ELF3-AS1、LINC00665及三种lncRNAs的组合均在HBV相关肝癌中呈现为高表达。而AC005332.5、ELF3-AS1、LINC00665的AUC值分别为0.809(95%CI:0.7279-0.802)、0.815(95%CI:0.7166-0.9143)和0.852(95%CI:0.7702-0.9330)。同时,三种lncRNAs的组合被证明AUC结果最佳0.913(95%CI:0.8610-0.9665)。这些结果进一步表明,三个lncRNA组合的诊断能力优于一个lncRNA标记,并可作为HBV相关肝癌的有效诊断标记。
此外,还发现AC005332.5和LINC00665的表达水平与HBV相关肝癌分期相关,而ELF3-AS1的表达水平与HBV相关肝癌分级相关。且生存曲线分析显示,AC005332.5,ELF3-AS1和LINC00665高水平患者与AC005332.5,ELF3-AS1和LINC00665低水平患者相比,总体存活率显著较差(P < 0.01)。故此得到AC005332.5,ELF3-AS1和LINC00665检测有助于HBV相关肝癌的预后判断。
本发明的方法简单且无创,采用三个lncRNA的组合可以提高检测的敏感性和特异性,适用于作为HBV相关肝癌的诊断及预后判断的血清标志物。
附图说明
图1 是HBV相关肝癌患者差异表达lncRNAs的筛选和验证图,其中图A是基于TCGA数据库HBV相关肝癌患者中差异表达lncRNAs的热点图(红色表示上调,绿色表示下调),图B是基于TCGA数据库HBV相关肝癌患者中差异表达lncRNAs的火山图,图C是qRT-PCR验证发现SNHG1,AC092171.2,MAPKAPK5-AS1,AC005332.5,ELF3-AS1,LINC00665的表达水平与TCGA数据分析结果趋势一致,图D是qRT-PCR验证发现LINC01093、LINC02027、AL161668.4、LINC02428和AC104809.1的表达水平与TCGA数据分析结果趋势一致。
图2是TCGA数据库中三种lncRNA组合的分类分析图,五倍交叉验证结果显示,将三种lncRNAs(AC005332.5、ELF3-AS1和LINC00665)结合的预测准确率最高,平均AUC为99.6%。
图3血清AC005332.5,ELF3-AS1和LINC00665在HBV相关肝癌中的相对表达量及诊断效果图,其中图A-D是在76例HBV相关肝癌及36例正常人对照组中验证发现,AC005332.5(图A)、ELF3-AS1(图B)、LINC00665(图C)及三种lncRNAs的组合(图D)均在HBV相关肝癌中呈现为高表达,图E-H是AC005332.5、ELF3-AS1和LINC00665的AUC值分别为0.809(95%CI:0.7279-0.802)(图E)、0.815(95%CI:0.7166-0.9143)(图F)和0.852(95%CI:0.7702-0.9330)(图G),同时,三种lncRNAs的组合(图H)被证明AUC结果最佳0.913(95%CI:0.8610-0.9665)。
图4是在TCGA数据库中,AC005332.5,ELF3-AS1和LINC00665表达与HBV相关肝癌分期和分级相关性图,其中图A是AC005332.5和LINC00665的表达水平与HBV相关肝癌分期相关,图B是ELF3-AS1的表达水平与HBV相关肝癌分级相关。
图5是AC005332.5,ELF3-AS1和LINC00665在HBV相关肝癌中的预后价值图,其中图A-D是在TCGA数据库中,生存曲线分析显示, AC005332.5,ELF3-AS1和LINC00665高水平患者与AC005332.5,ELF3-AS1和LINC00665低水平患者相比,总体存活率显著较差(P <0.01),图E-H是在76例HBV相关肝癌及36例正常人对照组血清中,生存曲线分析显示,AC005332.5,ELF3-AS1和LINC00665高水平患者与AC005332.5,ELF3-AS1和LINC00665低水平患者相比,总体存活率显著较差(P < 0.01)。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例,凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。除了特别指明,以下实施例中所使用的技术手段和操作方法为本领域技术人员所熟知的常规手段和方法,所使用原料均为市售商品。
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。
一、血清RNA提取
按照试剂盒说明书进行(miRNeasy Serum/Plasma Kit,Qiagen 217184)。
1.准备400 µl血清并解冻冷冻样品;
2.加入1000 µl的QIAzol裂解试剂,通过涡旋混合器将混合液混匀;
3.将含有裂解液的试管置于室温(15-25°C)下放置5 min;
4.将400 µl氯仿加入到含有裂解液的试管中,并盖上盖子。涡旋混匀15 s;
5.将含有裂解液的试管置于室温下2-3 min;
6. 4°C,12000×g,离心15 min。离心后,离心后,样品分成3个部分:上层无色含RNA的水相,中间层为白色蛋白层,还有一个较低的红色有机相;
7.将上层的水相转移到一个新的EP管中。加入1000 µl的无水乙醇,上下颠倒混匀几次,充分混合。不离心。立即继续执行第8步;
8.将700 µl的样品移到2 ml收集管中的RNeasy MinElute旋转柱中。轻轻盖上盖子,在室温下以≥8000×g(≥10,000 rpm)离心15 s,弃去废液;
9.重复步骤8,弃去废液;
10.将700 µl RWT Buffer加入RNeasy MinElute旋转柱中。轻轻盖上盖子,以≥8000×g(≥10,000 rpm)离心15 s。弃去废液;
11.将500 µl RPE Buffer加入RNeasy MinElute旋转柱上。轻轻盖上盖子,以≥8000×g(≥10,000 rpm)离心15 s。弃去废液;
12.将500 µl 80%乙醇加入RNeasy MinElute旋转柱上。轻轻盖上盖子,以≥8000×g(≥10,000 rpm)离心2 min。弃去废液与废液收集管;
13.将RNeasy MinElute旋转柱放入一个新的2 ml收集管中。离心机最高离心力离心5 min,使膜干燥。弃去废液与废液收集管;
14.将RNeasy MinElute旋转柱放置在一个新的1.5 ml无核酶EP管中。将14 µl的RNase-free水直接加到旋转柱中膜的中心位置。轻轻盖上盖子,全速离心1 min以洗脱RNA;
二、反转录
按照试剂盒说明书进行(TaKaRa PrimeScript™ RT reagent Kit with gDNAEraser,TaKaRa RR047B)。
1.将试剂盒充分解冻,轻混并瞬时离心后放置于冰上;
2.按下列顺序加入相关成分于200 ul PCR管中:5×gDNA Eraser Buffer 2 ul;gDNA Eraser 1 ul;Total RNA 1 µg;RNase Free H2O 补至 10 µl;
3.将PCR管置于42℃水浴2 min ,再放置冰上;
4.再按下列顺序加入相关成分于该PCR管中:5×PriMeScriptTM Buffer 4 μl,PriMeScriptTMRT Enzyme Mix I 1 μl,RT Primer Mix 1 μl,RNase Free H2O 4 μl;
5.按照下列条件进行反应:37℃ 15 min,85℃ 5 s,完成逆转录后,将cDNA保存于-20℃。
三、实时荧光定量PCR检测
按照试剂盒说明书进行(miRNeasy Serum/Plasma Kit,Qiagen 217184)。
1.将试剂盒充分解冻,轻混并瞬时离心后放置于冰上;
2.每个基因都做2个复孔,每个反应孔20ul,PCR反应液按照以下配置:SYBRPreMix Ex TaqTM Ⅱ(2×) 10 μl,PCR Forward Primer(20μM) 0.5 μl,PCR ReversePrimer(20μM) 0.5 μl,ROX Reference Dye(50×) 0.4 μl,cDNA 1 μl,ddH2O 6.6 μl;
3.采用以下PCR扩增条件:预变性95℃ 30 s,(变性95℃ 5 s,退火/延伸60℃ 31s)反应40个循环,溶解曲线:95℃ 15 s,60℃ 60 s,95℃ 15 s;
4.反应结束后观察扩增曲线并记录Ct值并进行数据分析(引物序列如下表)。
四、数据分析方法
以GAPDH管家基因作为内参,采用相对定量法,采用 2-△△Ct 的方法对结果进行分析,每个实验组独立重复3次实验。
采用以上方法,10对HBV相关HCC患者和正常对照者的血清进行荧光定量PCR检测分析TCGA数据库中差异表达的的12个lncRNAs,结果发现11个lncRNAs(SNHG1,AC092171.2,MAPKAPK5-AS1,AC005332.5,ELF3-AS1,LINC00665,LINC01093,LINC02027,AL161668.4,LINC02428,AC104809)的表达呈现出与生物信息分析和TCGA相同的表达趋势(见图1,图A是基于TCGA数据库HBV相关肝癌患者中差异表达lncRNAs的热点图,其中红色表示上调,绿色表示下调,图B是基于TCGA数据库HBV相关肝癌患者中差异表达lncRNAs的火山图,图C是qRT-PCR验证发现SNHG1,AC092171.2,MAPKAPK5-AS1,AC005332.5,ELF3-AS1,LINC00665的表达水平与TCGA数据分析结果趋势一致,图D是qRT-PCR验证发现LINC01093、LINC02027、AL161668.4、LINC02428和AC104809.1的表达水平与TCGA数据分析结果趋势一致)。因此,在血清中证实了这11个差异表达的lncRNAs,证实了其在HBV相关HCC发病机制中的潜在作用以及作为生物标志物的潜在作用。
进一步从中选择在TCGA数据库中预测准确度最高的AC005332.5,ELF3-AS1和LINC00665组合(AUC=99.6%)(图2,五倍交叉验证结果显示,将三种lncRNAs(AC005332.5、ELF3-AS1和LINC00665)结合的预测准确率最高,平均AUC为99.6%),在76例HBV相关肝癌患者和36例正常对照者的血清中进行验证,发现AC005332.5,ELF3-AS1和LINC00665均在HBV相关肝癌患者中高表达,其AUC值分别为0.809(95%CI:0.7279-0.802)、0.815(95%CI:0.7166-0.9143)和0.852(95%CI:0.7702-0.9330)。同时,三种lncRNAs的组合被证明AUC结果最佳0.913(95%CI:0.8610-0.9665)(图3,其中图A-D是在76例HBV相关肝癌及36例正常人对照组中验证发现,AC005332.5(图A)、ELF3-AS1(图B)、LINC00665(图C)及三种lncRNAs的组合(图D)均在HBV相关肝癌中呈现为高表达,图E-H是AC005332.5、ELF3-AS1和LINC00665的AUC值分别为0.809(95%CI:0.7279-0.802)(图E)、0.815(95%CI:0.7166-0.9143)(图F)和0.852(95%CI:0.7702-0.9330)(图G),同时,三种lncRNAs的组合(图H)被证明AUC结果最佳0.913(95%CI:0.8610-0.9665))。这些结果进一步表明,三个lncRNA组合的诊断能力优于一个lncRNA标记,并可作为HBV相关肝癌的有效诊断标记。
此外,还采用单因素方差分析TCGA数据库发现AC005332.5和LINC00665的表达水平与HBV相关肝癌分期相关,而ELF3-AS1的表达水平与HBV相关肝癌分级相关(图4,图A是AC005332.5和LINC00665的表达水平与HBV相关肝癌分期相关,图B是ELF3-AS1的表达水平与HBV相关肝癌分级相关)。且通过生存曲线分析显示, AC005332.5,ELF3-AS1和LINC00665高水平患者与AC005332.5,ELF3-AS1和LINC00665低水平患者相比,总体存活率显著较差(P< 0.01) (图5,其中图A-D是在TCGA数据库中,生存曲线分析显示, AC005332.5,ELF3-AS1和LINC00665高水平患者与AC005332.5,ELF3-AS1和LINC00665低水平患者相比,总体存活率显著较差(P < 0.01),图E-H是在76例HBV相关肝癌及36例正常人对照组血清中,生存曲线分析显示,AC005332.5,ELF3-AS1和LINC00665高水平患者与AC005332.5,ELF3-AS1和LINC00665低水平患者相比,总体存活率显著较差(P < 0.01))。故此得到血清AC005332.5,ELF3-AS1和LINC00665检测有助于HBV相关肝癌的预后判断。
上述步骤为本专利的较佳实施方式,但是本专利并不限于上述实施方式,在本领域的技术或研究人员,可在各所处知识领域内,且不脱离本专利宗旨的前提下作出相应的变化。
序列表
<110> 南昌大学第一附属医院
<120> 生物标志物在HBV相关肝癌诊断及预后中的应用
<160> 6
<170> SIPOSequenceListing 1.0
<210> 1
<211> 23
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 1
agaaccctgg accctagcat tgg 23
<210> 2
<211> 22
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 2
tagccactcg cacatcctcc tc 22
<210> 3
<211> 17
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 3
caaagtgccg agattag 17
<210> 4
<211> 16
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 4
acacggttat ggactg 16
<210> 5
<211> 20
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 5
ggtgcaaagt gggaagtgtg 20
<210> 6
<211> 20
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 6
cggtggacgg atgagaaacg 20
Claims (7)
1.检测lncRNA的表达水平的试剂在制备诊断HBV相关肝癌或预测HBV相关肝癌预后的产品中的应用,其特征在于,所述lncRNA为AC005332.5、ELF3-AS1和LINC00665。
2.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,所述产品包括通过PCR、原位杂交、或高通量测序平台检测所述lncRNA表达水平的试剂。
3.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,所述试剂包括特异性针对所述lncRNA的探针或引物。
4.根据权利要求3所述的应用,其特征在于,所述引物序列为:
所述AC005332.5的正向引物为AGAACCCTGGACCCTAGCATTGG;
所述AC005332.5的反向引物为TAGCCACTCGCACATCCTCCTC;
所述ELF3-AS1的正向引物为;CAAAGTGCCGAGATTAG;
所述ELF3-AS1的反向引物为;ACACGGTTATGGACTG;
所述LINC00665的正向引物为;GGTGCAAAGTGGGAAGTGTG;
所述LINC00665的反向引物为CGGTGGACGGATGAGAAACG。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的应用,其特征在于,所述产品包括芯片或试剂盒。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的应用,其特征在于,利用所述产品检测受试者样本中的AC005332.5、ELF3-AS1和LINC00665的表达水平,与正常人相比,受试者样本中的AC005332.5、ELF3-AS1和LINC00665的表达水平上调,则诊断该受试者为HBV相关肝癌患者或HBV相关肝癌预后不良。
7.根据权利要求6所述的应用,其特征在于,所述样本为血清。
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