摘要
第一部分免疫相关的循环microRNAs特征谱被确定为癌症早期诊断的可靠生物标志物 背景:早期发现是降低癌症死亡率的关键。目前，人们一直在努力寻找癌症早期诊断的替代方法，液体活检技术以非侵入性方式在临床实践中前景最为广泛。由于血清中循环microRNAs(miRNAs)的稳定、丰富和独特性，使其成为癌症诊断和治疗监测中最有前途的候选者。考虑到免疫在癌症发生发展中的重要作用,我们推测免疫相关miRNAs可能会为泛癌的早期诊断提供新的见解。 方法:在本研究中，我们整合来自(Geneexpressionomnibus,GEO)数据库13种癌症类型共15832例研究对象的循环miRNA表达谱数据，采用基因表达值进行成对比较形成miRNA对(miRNApairs)这种新型模型构建体系，基于生物信息学方法筛选在癌症发生发展过程中可能扮演重要角色的miRNApairs,并对其生物学相关功能和信号通路进行了富集分析。采用多种机器学习算法构建诊断分类器，比较不同算法下模型的诊断效能。模型评价指标包括受试者操作特征曲线下面积(AUC)、灵敏度、特异度、阳性预测值、阴性预测值和约登指数等。 结果:在本研究中，我们开发了一个名为XGBoost34的分类器，它由34个与免疫相关的miRNApairs组成，并用于实体瘤的早期诊断。进一步在验证集、测试集及外部测试集中评估了该分类器的性能，AUC值达到0.980到1.000之间。同时，模型在评估每种癌症类型的AUC、灵敏度和特异度均超过0.900。与既往研究miRNA分子模型相比，XGBoost34在癌症诊断中具有明显的优势。 结论:据我们所知，这是首个基于免疫miRNApairs的泛癌早期诊断模型，其样本量远远超过以往任何研究。研究证明了循环免疫miRNApairs在泛癌诊断中的适用性，模型在癌症早期诊断方面具有强大而稳定的实用性，特别是在早期癌症中，这为癌症的早期诊断和筛查提供了新的见解。 第二部分microRNA分子模型在预UJ食管鳞癌新辅助放化疗预后和疗效中的潜在价值研究 背景:由于其高度侵袭性和常见性，食管鳞状细胞癌（ESCC）已经成为我国重要的疾病负担。目前，新辅助放化疗这一综合治疗方式已被纳入国内外食管鳞癌的规范化治疗指南，然而仍然有超过一半的接受患者无法从中获益。随着精准肿瘤学时代来临，如何筛选真正获得临床益处的食管鳞癌患者具有重要意义，也是我们本研究的重点。 方法:回顾性收集2007年至2018年间，中国医学科学院肿瘤医院、河南省肿瘤医院和安阳省肿瘤医院的三个临床中心共215例接受新辅助放化疗的食管鳞癌患者初治内镜标本。采用小RNA测序和实时荧光定量聚合酶链式反应（RT-qPCR）检测样本中miRNAs（microRNAs）表达水平。研究过程分为发现阶段、训练阶段和验证阶段，在发现阶段采用Cox比例风险回归模型确定预后相关的候选miRNAs分子，训练阶段采用LASSOCox回归方法构建预后模型，验证阶段将模型在多中心队列中进行效能评估，以确保模型的稳定性与泛化能力。 结果:在发现队列中，鉴定出58个与预后相关的miRNAs分子，进一步在训练阶段纳入模型中，采用LASSOCox回归筛选并构建出基于6个miRNAs分子的预后模型（miRNA-relatedsignature,MIRS）。在北京内部队列中根据MIRS评分可将研究对象分为低分组和高分组，两组在总体生存方面差异有统计学意义（HR:3.747,95％CI:3.392-4.843,P＜0.001）,预测1、3、5年总体生存状况的ROC达到0.79以上，且预后价值优于各临床病理特征。同时，模型在北京内部队列和河南外部队列中显示出较好的预测效能。 结论:本研究系统揭示了ESCC患者miRNAs的表达模式和潜在的临床意义，筛选出具有预后价值的miRNAs分子，成功地识别并开发了一种基于miRNAs的分子模型，可以实现对接受NCRTESCC患者NCRT长期获益进行可靠的预测,并在多个独立的ESCC临床队列中进行系统和全面的验证。本研究的开展帮助并优化ESCC了患者个性化的治疗策略，以最大限度地提高每个患者治疗效果与生存获益。 第三部分miR-1246介导食管鳞癌放化疗抵抗的机制研究 背景:在前期工作中，我们基于接受新辅助放化疗前食管鳞癌(ESCC)内镜组织样本小RNA测序结果，鉴定出与放化疗抵抗相关密切相关的6个miRNAs分子，包括has-miR-502-5p、has-miR-548am-3p、has-miR-675-5p、has-miR-1246、has-miR-4448和has-miR-7704。本研究通过体内外实验筛选并验证参与放化疗抵抗的关键miRNA分子，以期揭示食管鳞癌放化疗抵抗机制,为食管鳞癌精准治疗提供理论基础。 方法:使用实时荧光定量聚合酶链式反应(RT-qPCR)检测接受新辅助放化疗食管鳞癌样本和细胞系中miRNA表达水平，通过CCK8、平板克隆等探究细胞增殖情况;干性成球实验用于评估细胞的干性能力;运用生物信息学分析方法预测miRNA下游靶基因，并通过双荧光素酶报告基因实验证实与下游靶向之间的相互作用关系;裸鼠皮下成瘤实验探讨干预miR-1246在放化疗暴露下的体内作用。 结果:ESCC细胞系中miR-1246表达水平与放化疗耐受性表现显著正相关;在有无化疗、放疗和同步放化疗暴露情况下，过表达miR-1246与阴性对照相比，食管鳞癌细胞的细胞活性、集落形成能力明显增强;通过GSEA分析课题组既往食管鳞癌测序数据，发现miR-1246富集于干性相关通路，且成球实验提示干预miR-1246食管鳞癌细胞成球能力增强，干性相关的标记物在过表达miR-1246的细胞和成球细胞中表达高;通过5个公开的miRNA靶基因预测软件、细胞系测序结果和双荧光素酶报告基因实验鉴定miR-1246下游靶基因CREBL2。 结论:miR-1246是介导放化疗抵抗的关键分子，其在放化疗耐药中的重要意义可为食管鳞癌精准治疗提供理论基础，以期改善食管鳞癌综合管理及预后。
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