【导读】本研究提出了一种基于转录组学的液体活检方法，用于局部进展期胃癌（LAGC）的早期复发检测。
11月18日，河北医科大学研究团队在期刊《Advanced Science》上发表了题为“Transcriptomics-Based Liquid Biopsy for Early Detection of Recurrence in Locally Advanced Gastric Cancer”的研究论文，本研究中，研究人员通过转录组数据分析确定了与复发相关的四种mRNA生物标志物（AGTR1， DNER， EPHA7和SUSD5）。将这些生物标志物与临床特征相结合的风险分层评估（RSA）模型对术后复发的预测准确性更高，手术组和液体活检验证组的AUCs分别为0.919和0.935。功能研究表明，沉默已鉴定的mRNA面板基因会损害细胞的迁移、侵袭和增殖。体内实验进一步表明，cAMP信号通路可能介导了小鼠肿瘤生长、转移和淋巴管生成的减少。这种非侵入性方法为加强复发检测和实现个性化治疗策略提供了巨大的潜力，从而改善了LAGC治疗的患者结果。
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202406276
背景知识
01
胃癌仍然是全球主要的健康挑战，是第五大常见恶性肿瘤和第三大癌症相关死亡原因。诊断为局部进展期胃癌（LAGC）的患者预后特别差，主要是由于高复发率和转移率。尽管包括手术切除、化疗和靶向治疗在内的治疗策略不断改进，但局部进展期胃癌患者的总体生存率仍不理想，约50 ~ 60%的局部进展期胃癌患者在初始治疗后2年内复发。早期发现复发是至关重要的，因为它对患者的生存和生活质量有重大影响。复发通常意味着疾病进展到更晚期状态，更难有效治疗。
目前诊断LAGC复发的方法包括计算机断层扫描（CT）、磁共振成像（MRI）、正电子发射断层扫描（PET）等影像学技术以及内镜评估。虽然这些方法有助于胃癌的治疗，但它们有固有的局限性。首先，影像学检查方法的灵敏度通常不足以发现早期或隐匿性转移，导致诊断延迟和疗效降低。其次，这些技术有创、昂贵，并可能使患者面临辐射或操作风险。此外，这些治疗通常按预定的时间间隔进行，这可能错过早期分子复发的时间窗，从而推迟了潜在的干预措施。
开发无创、灵敏、特异的早期检测胃癌复发的诊断工具已成为研究的活跃领域。液体活检是传统诊断方法中最有希望的替代方法之一。液体活检是指对非固体生物组织（主要是血液）进行分析，以检测癌症相关的生物标志物，如循环肿瘤细胞（CTC）、游离细胞DNA （cfDNA）和细胞外囊泡（EVs）。尽管有很大的潜力，传统的液体活检成分，如cfDNA和CTC，在敏感性和特异性方面仍然面临挑战。这就是转录组学的潜力所在，转录组学是对RNA转录物的研究，它可以更动态、更全面地了解与癌症复发相关的基因表达变化。RNA分子，包括信使RNA （mRNA）、miRNA和长链非编码RNA (lncRNA)，反映了肿瘤细胞的实时活性，可以为肿瘤复发的分子基础提供有价值的见解。
体内外复发mRNA组基因促进胃癌增殖和转移
02
考虑到4个mRNA组合预测LAGC患者术后复发的潜在临床价值，研究人员研究了4个mRNA组合（AGTR1、DNER、EPHA7和SUSD5）的生物学效应。研究人员采用了靶向这些基因的特异性siRNA序列。划痕愈合实验和迁移实验表明，AGTR1、DNER、EPHA7和SUSD5的沉默显著降低AGS和HGC-27细胞的迁移和侵袭能力。此外，EdU实验显示，与对照组相比，转染这些sirna的AGS和HGC-27细胞的DNA复制活性降低。克隆形成实验和CCK-8实验进一步表明，沉默这些基因后，细胞增殖和克隆形成能力显著降低。
4个复发相关mRNA基因在体外可促进胃癌细胞的增殖、迁移和侵袭
研究人员在BALB/c裸鼠中进行了靶向AGTR1， DNER， EPHA7和SUSD5的体内敲低实验，以研究这些复发mRNA组合基因对胃癌生长和转移的影响。与对照组相比，siRNA组的皮下肿瘤生长和重量均降低。皮下移植瘤的免疫组化分析显示增殖标记物Ki-67和间质标记物N-cadherin和波形蛋白的表达降低，同时上皮标记物E-cadherin的表达增强。与对照组相比，siRNA组的腹膜转移显著减少。与皮下移植瘤模型一致，IHC染色显示沉默这些基因降低了转移（MMP9）和间质（N-cadherin, vimentin）标志物的表达，同时增加了上皮（E-cadherin）标志物的表达。此外，对原发性足垫肿瘤和腘窝淋巴结的分析表明，在siRNA组中，淋巴结转移负荷降低。值得一提的是，在腘窝淋巴结的免疫组化分析中，敲低AGTR1， DNER， EPHA7和SUSD5后，淋巴管生成标志物LYVE1，间质标志物（N-cadherin, vimentin）的表达降低，上皮标志物（E-cadherin）的表达增加。综上所述，这些体外和体内的研究结果表明，mRNA组合基因的复发增强了胃癌的迁移，侵袭，上皮-间质转化，淋巴管生成和转移。
（KEGG）通路富集分析显示，所有4个复发mRNA面板基因均与神经活性配体-受体相互作用、钙信号和cAMP信号通路相关。值得注意的是，大量的文献检索表明cAMP信号通路与胃癌复发密切相关。与此相一致的是，蛋白质印迹法显示，敲低四个复发mRNA组合基因后，cAMP通路的关键效应因子CREB的磷酸化降低，表明它们的潜在促癌作用是通过cAMP信号介导的。
结论
03
总之，本研究提出了一种开创性的方法，通过基于转录组学的液体活检组合，早期检测局部进展期胃癌的复发。与传统的临床模型或单一生物标志物方法相比，将4-mRNA组合与临床特征相结合的RSA模型显示出更好的预测性能。尽管有一定的局限性，但本研究代表了液体活检和胃癌个性化治疗领域的重大进展。该方法具有无创、敏感和特异的特点，有望实现对LAGC患者的连续监测，促进早期干预和个性化治疗策略，最终改善患者预后。
【参考资料】
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202406276
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