Sci Rep：液体活检再次开花，尿液分析助力前列腺癌诊断！
2020-03-03 Paris 转化医学网
导语：液体活检（liquid biopsy）是当下炙手可热的研究方向，相比传统的病理活检，其最大的优势就是样本易得，比如最常见的血液，腹腔胸腔积液，再到无创诊断的尿液...
近日，约翰霍普金斯大学金梅尔癌症中心的研究人员在开发一种简单的、非侵入性的液体活检试验方面取得了重大进展，这种试验可以从尿中的核糖核酸和其他特定的代谢化学物质中检测出前列腺癌。相关文章以“Integrated RNA and metabolite profiling of urine liquid biopsies for prostate cancer biomarker discovery”为题同步发表在顶级核心期刊《Nature》子刊—《Scientific reports》上。
据统计，近年来前列腺癌全球发病率持续上升，2018年全球有近130万新发病例和35.9万的死亡病例，占男性恶性肿瘤发病率的13.5%，高居第二位。
前列腺癌发病率和死亡率具有显著的地域差异，在美国等发达国家前列腺癌比较常见，在发展中国家发病率较低，但随着国民经济发展、人口老龄化和饮食习惯的改变等，我国前列腺癌发病率越来越高。
30多年来，前列腺特异性抗原（PSA）一直被用于前列腺癌的诊断和筛查，直肠指检（DRE）的历史更长。然而，PSA受敏感性和特异性影响，并不能区分惰性和侵袭性癌症。前列腺癌抗原3（PCa3）是一种前列腺特异性非编码RNA，2012年被FDA批准为针对特定临床指征的首例PCA分子诊断试验。然而，PCa3检测的重要性受到个体差异的限制，因此，迫切需要新的分子诊断工具来更精确地检测和预测局部主成分分析的性能。
肾脏产生尿来消除血液中的可溶性废物，尿是分子或细胞分析的丰富的生物流体，在膀胱、卵巢和肾脏疾病的诊断和治疗中具有重要意义。尿中代谢物的代谢特征反映了基因调控、酶活性和在泌尿生殖道上不同细胞类型中代谢反应的变化的影响。
研究显示，代谢组学分析已成为鉴定早期癌症生物标志物的一个富有成果的方法。此外，某些代谢状态与晚期癌症的预后有关。几项代谢组学研究揭示了血清、组织和尿中PCa特异性代谢表型。
在本次研究中，研究人员确定了一组在尿中的RNA和代谢特征作为假定的PCa生物标志物和治疗靶点。为了提高疾病分类的准确性，他们对前列腺增生症和前列腺癌患者的尿进行了代谢和转录组分析（不进行前列腺按摩）。以正常人尿为对照。通过对代谢组学和转录组学数据的综合分析，确定了GOt1是PCa患者代谢变化的关键调节因子。研究发现，前列腺癌依赖GOt1的代谢适应，以促进恶性表型和抵抗氧化应激。以尿中基因表达和代谢变化为代表的谷氨酸表型反映了这种GOt1依赖的通路在PCa细胞中。
据了解，研究人员利用RNA深度测序和质谱分析，在126名患者和健康正常人中发现了一种以前不为人知的RNA和饮食副产品，即代谢物。研究对象包括64名前列腺癌患者，31名前列腺增生和前列腺炎患者，以及31名没有这些症状的健康人。单独的RNA不足以明确地识别癌症，但添加一组特定于疾病的代谢物可以将癌症从其他疾病和健康人中分离出来。
除了关注这些途径的组成部分，参与这一途径的酶可能是PCa治疗的良好靶点。事实上，将谷氨酰胺转化为谷氨酸的GLs1（线粒体谷氨酰胺酶）的小分子抑制剂已经存在。针对这一途径值得进一步研究，无论是否同时存在活性氧诱导的细胞应激，后一种方法对于接受电离放疗治疗的前列腺癌患者特别有吸引力。
简单、无创的尿液检测将是诊断前列腺癌的重要一步。而现有的检测，如PSA(前列腺特异性抗原)升高，在识别癌症方面精确性不是很高，与检测结果存在很大程度的不一致性。
Bongyong Lee博士表示，本次研究发现了尿RNA和代谢产物的癌症特异性变化，如果在更大的独立患者组中得到证实，这将使我们将来能够开发出针对前列腺癌的尿检方法。
原始出处：
Bongyong Lee, Iqbal Mahmud, John Marchica, et.al. Integrated RNA and metabolite profiling of urine liquid biopsies for prostate cancer biomarker discovery. Scientific Reports volume 10, Article number: 3716 (2020)
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前列腺癌相关研究，学习了，谢谢梅斯
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