Abstract
Purpose
O câncer de próstata é uma doença bimodal com formas agressivas e indolentes. Atual testes de próstata de antígeno-específica e rastreio exame de toque retal fornecer resultados ambíguos levando a ambos sob e sobre-tratamento. Diagnóstico preciso, consistente é crucial para pacientes de risco-estratificar e facilitar a tomada de decisão clínica quanto ao tratamento versus vigilância ativa. O diagnóstico é actualmente conseguido através de biópsia de agulha, um procedimento doloroso. Assim, há uma necessidade clínica para um teste minimamente invasivo para determinar a agressividade do cancro da próstata. Uma amostra de sangue para prever pontuação de Gleason, que é conhecido para refletir agressividade do câncer, poderia servir como um teste desse tipo.
Materiais e Métodos
mRNA Sangue foi isolado a partir da América do Norte e próstata Malásia pacientes com câncer /controles. Microarray Analysis foi realizado utilizando o U133 Affymetrix mais 2 0 · plataforma. perfis de expressão de 255 pacientes /controles gerados 85 candidatos a biomarcadores. Após análise por PCR quantitativo em tempo real (qRT-PCR), dez biomarcadores associados à doença manteve-se para a análise estatística emparelhado e normalização.
Resultados
Microarray Analysis foi realizado para identificar os 85 genes diferencialmente expressos entre câncer de próstata agressivo (escore de Gleason ≥8) e controles. A expressão destes genes foi verificada qRT-PCR. A análise estatística produziu um painel de sete gene definitiva avaliada como seis genes duplexes de razão. Esta assinatura molecular previsto como agressivo (ou seja, a pontuação de Gleason ≥8) 55% das amostras G6, 49% dos G7 (3 + 4), 79% dos G7 (4 + 3) e 83% dos G8-10, rejeitando 98 % dos controles.
Conclusão
neste estudo, nós desenvolvemos um romance, painel biomarcador à base de sangue, que pode ser usado como a base de um teste de sangue simples para identificar os homens com agressivo da próstata câncer e, assim, reduzir o excesso de diagnósticos e tratamento excessivo que atualmente resulta de diagnóstico através de PSA sozinho. Discutimos possíveis usos clínicos do painel para identificar homens mais susceptíveis de beneficiar de biópsia e terapêutica imediata versus aqueles mais adequados para uma estratégia de “vigilância activa”
Citation:. Liong ML, Lim CR, Yang H, Chao S, Bong CW, Leong WS, et ai. (2012) Biomarkers base de sangue de câncer de próstata agressivo. PLoS ONE 7 (9): e45802. doi: 10.1371 /journal.pone.0045802
editor: Franky L. Chan, da Universidade Chinesa de Hong Kong, Hong Kong
Recebido: 24 de maio de 2012; Aceito: 24 de agosto de 2012; Publicação: 28 de setembro de 2012
Direitos de autor: © Liong et al. Este é um artigo de acesso aberto distribuído sob os termos da Licença Creative Commons Attribution, que permite uso irrestrito, distribuição e reprodução em qualquer meio, desde que o autor original ea fonte sejam creditados
Financiamento:. Esses autores não têm apoio ou financiamento para relatar
interesses concorrentes:. os autores leram a política da revista e têm os seguintes conflitos: Chun Ren Lim, Hengxuan Yang, Samuel Chao, Chun Wei Bong, Choon Gook Yu, Edie JJ Ooi, Karl Wassmann e Choong Chin Liew são funcionários da GeneNews Ltd, que patrocinou esta pesquisa. Choong Chin Liew é cientista-chefe da GeneNews e detém ações na empresa. Nenhum dos outros autores tem quaisquer interesses concorrentes. Não há patentes, produtos em desenvolvimento ou produtos comercializados a declarar. Isto não altera a adesão dos autores para todas as políticas de PLoS One sobre os dados e materiais de compartilhamento.
Introdução
O câncer de próstata é a forma mais comum de câncer em homens nos Estados Unidos (após cancro da pele) [1]. O rastreio para a doença é normalmente por exame digital rectal (DRE) e o antigénio específico do ensaio da próstata (PSA). No entanto, os benefícios de PSA triagem /DRE são controversos, devido à alta taxa de falsos positivos, baixo valor preditivo positivo (VPP) e relatou pouca precisão na identificação de homens afetados por câncer de próstata agressivo. Nos últimos anos, dois grandes estudos prospectivos dos Estados Unidos e da Europa têm destacado a ambiguidade no valor dos métodos baseados em PSA para câncer de próstata. A próstata, pulmão, cólon e Screening Trial cancro do ovário (PLCO) em os EUA inscritos mais de 76.000 homens randomizados para receber o teste de PSA anualmente durante seis anos e DRE por quatro anos versus “cuidado usual” [2]. Os autores não encontraram nenhuma diferença no carcinoma da próstata (CAP) a mortalidade -relacionados entre os dois grupos. O Estudo Europeu Randomizado de Triagem para CaP (ERSPC) estudo incluiu 182.000 homens entre as idades de 50-74 anos de idade [3]. Embora os autores relataram uma redução de 20% na mortalidade CaP em homens que foram submetidos a testes de PSA, pelo menos uma vez a cada quatro anos, esta redução da mortalidade custou caro – para cada uma morte CaP impedido, 1.410 homens precisaram ser rastreados anualmente e 48 homens precisava de tratamento. Estes ensaios revigoraram o debate sobre a utilidade e as limitações do teste de PSA [4] – [10].
Principais problemas em testes de PSA surgir como resultado de sobre e sub-diagnóstico. Cerca de 15% dos homens cujos níveis de PSA são considerados como normal (4 · 0 ng /mL ou menos), faça no cancro da próstata porto verdade, incluindo carcinoma de alto grau [9]. Ao aumentar o limite para um nível considerado clinicamente limítrofe (4 · 0 -10 · 0 ng /mL), cerca de 25% dos homens são encontrados para ser afetado por câncer de próstata [2]. Por outro lado, altos níveis de PSA são observados em muitos homens com cancros indolentes [11]. Estima-se que excesso de tratamento pode ocorrer em 40% a 50% dos casos. Além disso, muitas condições não-malignos podem afectar PSA, incluindo o alargamento da próstata benigna e prostatite. A confirmação do diagnóstico requer algumas 12-18 biópsias, ao custo e morbidade [12] considerável. À luz destes desafios relacionados com a PSA, é evidente que há necessidade de biomarcadores mais clinicamente relevantes que são capazes de prever com precisão a presença de câncer de próstata agressivo.
Um estudo retrospectivo recente identificou um mRNA à base de tecido assinatura de expressão do grau de Gleason para a previsão de câncer de próstata letal [13]. biomarcadores semelhante, mas e capaz de identificar o câncer de próstata de alto grau à base de sangue [Gleason score 7 (4 + 3) -10] numa fase precoce (antes da decisão sobre biópsia), seria clinicamente útil [14], [15 ]. Tal técnica complementaria metodologias atuais e ajudar a aumentar a confiança no diagnóstico e tratamento do câncer de próstata.
Em trabalhos anteriores, foi desenvolvido um novo painel de biomarcador à base de sangue capaz de risco- estratificar pacientes de câncer colorretal [16]. Os resultados deste teste permitem que os médicos para incentivar com maior confiança naqueles pacientes com contagens de “alto risco atual” para prosseguir com a colonoscopia. Aqui nós identificar novos biomarcadores à base de sangue para o alto grau [Gleason 7 (4 + 3) -10] cancro da próstata que pode ser usado para homens PSA-positivo de risco-estratificar. Este teste pode ser útil para identificar o subgrupo de homens para quem o benefício de biópsia é provável que superam o risco e desconforto associado.
homens com tumores de baixo grau clinicamente localizados são frequentemente aconselhados a submeter a vigilância em vez de tratamento ativo para uma doença que é pouco provável que o progresso. No entanto, Borocas e colegas mostraram que menos de 10% dos homens preferem vigilância sobre o tratamento activo [17]. Uma explicação sugerida para isso é que, mesmo nos homens de baixo risco, existe o receio de que, um câncer de alto grau de risco de vida pode ser desperdiçada [18], [19]. Um teste que pode prever a presença de potenciais tumores de alto grau pode aliviar a ansiedade do paciente, resultando em maior tolerância para a vigilância.
Materiais e Métodos
Pacientes e amostras de sangue
Amostra aquisição para identificação de biomarcadores foi realizado entre 2004 e 2009 em clínicas de urologia da América do Norte (Toronto, Ontário, Canadá e Boston, MA, EUA) e Ásia (Penang, Malásia). Escrito, o consentimento informado foi obtido de todos os participantes e aprovado pelo Conselho de cada instituição de Ética em Pesquisa [Partners Health Care Institutional Review Board (Hospital Brigham and Women, em Boston), Conselho de Pesquisa da Universidade de Saúde Rede Ética (Sunnybrook Hospital, Toronto), e à Comissão Mista de Ética da Faculdade de Ciências Farmacêuticas (USM Hospital Lam Wah Ee em Estudos Clínicos (Penang)].
Todas as amostras de sangue foram colhidas antes de qualquer tratamento ou biópsias. O diagnóstico foi confirmado por ultra-sonografia transretal biópsia por agulha guiada Tru-Cut e /ou pelo exame histopatológico em espécimes de prostatectomia radical (ver Apêndice S1). Quando uma amostra tinha um relatório prostatectomia radical, a nota final foi baseada no relatório prostatectomia. o número de amostras tomadas a biópsia foi de 6 + 6 para volume da próstata 40 gramas e 7 + 7 para o volume . 40 gramas patologistas em casa de cada instituição determinou o diagnóstico e avaliação da escala de Gleason casos com escore de Gleason = 7 foram excluídos do conjunto de dados de treinamento para controlar as diferenças de grau intermediário de expressão gênica. cancro da próstata com escore de Gleason 7 (3 + 4), que, a hipótese, poderia ser significativamente diferente do que Gleason mais agressivo marcar 7 (4 + 3) [14], [15]. Amostras com escore de Gleason ≥ 8 na biópsia com ou sem prostatectomia foram especificamente selecionados para análise e desenvolvimento do gene assinatura com o conjunto de dados de treinamento. O modelo desenvolvido com a classificação de Gleason ≥ 8 foi então aplicada mais tarde para os pacientes com Gleason 7 para determinar se o assinatura molecular poderia diferenciar entre 7 (3 + 4) versus pontuações mais agressivos 7 (4 + 3) Gleason.
No total, foram coletadas 1.938 amostras, incluindo 739 do cancro da próstata (AEP) casos e 1.199 controles (G0). Deste grupo, um subconjunto da amostra 255 (n = 91 AEP com escore de Gleason ≥ 8 e n = 164 controles) coletados em tubos de EDTA foi posto de lado em um estudo inicial para a descoberta de biomarcador em uma plataforma de microarray. As amostras de cada grupo foram pareados por idade, raça, IMC e comorbidades (Tabela 1).
Para os estudos de verificação qRT-PCR, testamos os genes identificados na maioria das mesmas amostras hibridizado para o gene identificação. Utilizou-se 245 amostras (G8 = 54, G0 = 191) para o nosso Coorte eu estudo, 182 amostras (G8 n = 80 e controles n = 102) para o nosso estudo de coorte II e 121 amostras (G8 n = 64 e controles n = 57 ) como um conjunto independente de teste para o nosso estudo de coorte III (Figura 1). Um grupo Coorte IV dos casos de câncer de grau intermediário (G6 n = 33, G7 (3 + 4) n = 35, e G7 (n 4 + 3) = 43) foi utilizado para avaliar o desempenho da agressividade do câncer.
Gene Identificação usando Affymetrix U133Plus 2.0 GeneChip séries de oligonucleótidos foi realizado em Toronto, Canadá, e Penang, na Malásia, em paralelo. Em Toronto, a análise foi realizada em 166 amostras (G8 = 42, G0 = 124). No local da Malásia, 89 amostras foram perfilado (49 G8, 40 G0). A partir de análises de dados de microarray, 85 genes identificados em ambos os locais foram testados numa série de quantitativa em tempo real estudos de verificação de PCR. Vinte genes foram verificados através de uma coorte eu estudo em várias coortes de amostras de EDTA (total de 245). Estes 20 genes foram ainda testados em uma série Coorte II de experimentos em amostras PAXgene (total 182), executados de forma independente em Penang, Malásia. 10 dos genes foram verificados, dos quais 7 genes se tornaram nossos biomarcadores finais e também confirmados em uma outra amostra set-coorte independente de teste III (total 121).
As amostras foram excluídos da análise, se um indivíduo foi determinado a ter: 1) AEP anterior; 2) lesões pré-cancerosas, tais como neoplasia intra-epitelial de próstata de alto grau e proliferação de pequenas acinar atípica; 3) história de qualquer tipo de câncer; . E /ou 4) condições médicas graves que impedem o tratamento para câncer de próstata, tais como insuficiência cardíaca ou renal
Os pacientes foram divididos em subgrupos com base na pontuação de Gleason: G6 (escore de Gleason ≤ 6); G7 (escore de Gleason = 7); G8 (escore de Gleason ≥ 8); e controlos (G0). O grupo de controle norte-americana composta por pacientes da clínica de urologia com uma única biópsia negativa. O grupo de controle da Malásia consistia em homens com idades entre 50-75 anos, negativo para DRE, e cujo PSA níveis eram inferiores a 2 · 5 ng /ml durante cinco anos consecutivos, até e incluindo a data de recrutamento. Esta condição adicional alinha efetivamente os controles da Malásia com a norma rastreio PSA anual norte-americano. Isso também permitiu-nos para assegurar que a velocidade do PSA manteve-se abaixo de 0 · 4 ng /ml /ano, reduzindo a probabilidade de carcinomas perdidas a um valor insignificante.
A coleta de sangue e isolamento RNA
Para microarray análise e coorte I, amostras de sangue total periférico (2 × 10 ml) foram recolhidas em tubos Vacutainer® contendo EDTA (Becton Dickinson) (para evitar o problema transcrição alta globina em microarrays Affymetrix associados com o sistema PAXgene), e processada como descrito anteriormente [20].
as amostras foram executados no Affymetrix U133 mais 2,0 plataforma. análise Confirmational foi realizado utilizando qRT-PCR para a Coorte II e III Coorte. Por qRT-PCR, o sangue recolhido em tubos PAXgene ™ (PreAnalytiX) foi processado de acordo com o protocolo PAXgene ™ Sangue RNA Kit. O sistema PAXgene é mais adequado para estudos de RT-PCR, e é um melhor ajuste para aplicações clínicas da vida real, devido à sua capacidade para estabilizar imediatamente ARN e para mantê-lo estável durante um longo período de tempo, proporcionando assim uma maior flexibilidade na amostra recolha e transporte.
integridade do RNA foi avaliada usando o 2100 Bioanalyzer RNA 6000 Nano Chip (Agilent Technologies). Todas as amostras reunidas as seguintes critérios de qualidade: RIN≥7 · 0; 28S: 18S rRNA relação ≥ 1 · 0; e uma Bioanalyzer Agilent validado digitalizar. quantidade de ARN foi determinada por absorvância a 260 nm em um DU-640 espectrofotômetro (Beckman Coulter).
hibridação Microarray e análise de dados
mineração de dados Microarray para identificar agressivos biomarcadores de câncer de próstata envolvidas duas análises em simultâneo realizados em nossa norte-americana (Toronto, Canadá) e asiáticos locais (Penang, Malásia). No site norte-americano, que hibridizou 166 amostras (G8 n = 42; G0 n = 124). Genes identificados como significativos (p 0,05, mudança vezes ≥1.0, Benjamini-Hochberg FDR corrigido) foram selecionados para um estudo mais aprofundado usando anotações jusante e design da sonda, [disponível no site da Affymetrix (https://www.affymetrix.com)] e informações sobre a estrutura e função do gene [disponível em Institutos Nacionais de Saúde website (https://www.ncbi.nlm.nih.gov)]. Similar processos de perfis e de mineração de dados foram realizadas no nosso site asiática na Malásia com 89 amostras (G8 n = 49; G0 n = 40), ver Figura 1.
arquivos de dados Microarray para o combinado 91 G8 e 164 G0 As amostras foram fundo corrigida através GCRMA e importados para o software GeneSpring (version 7 · 3 · 1, Agilent, Califórnia, EUA) para análise. sinais não confiáveis, conforme definido pelo modelo de erro cross-gene, foram descartados da análise.
conjunto de sonda intensidades de sinal foram comparados entre os grupos de doenças e controle. Genes foram determinados a ser diferencialmente expressos entre os casos e controles usando a análise de variância (ANOVA) incorporadas na GeneSpring. Sondas com valores de p inferior a 0 · 05 e dobre mudanças magnitudes superiores a 1 · 2 foram identificados como estatisticamente significativo. O tamanho da amostra foi determinada com base numa estimativa que tinha feito para um estudo anterior, isto é, que 100 amostras por grupo são necessários para atingir a energia adequada (0,80), com um erro de tipo I de menos de 0,05 e uma magnitude mudança vezes superiores 1,2, para uma grande parte (mais de 75%) de genes sendo investigado [20].
Os dados de microarrays, também foram processados pelo MAS5. conjuntos de sondas marcadas como “ausente” ou “marginal” em qualquer amostra foram descartados. A análise foi realizada usando o programa, independentemente, R é fornecida por Bioconductor.org (Seattle, Washington, EUA). Somente genes que apareciam estatisticamente significativa em ambos os locais de coleta foram selecionados.
quantitativo em tempo real reação em cadeia da polimerase
Os genes selecionados a partir das análises de microarray foram verificadas utilizando qRT-PCR em uma coorte eu estudo. Apenas os genes identificados na análise de microarray que também permaneceu estatisticamente significativa no estudo Coorte I qRT-PCR foram retidos para posterior análise a jusante.
molde de ADNc de qRT-PCR foi transcritos de modo inverso a partir do ARN utilizando a alta capacidade de ADNc reverso Kit de transcrição (Applied Biosystems). 20 ng de cDNA foram utilizados num volume de reacção de 25 mL em uma reação TaqMan® Duplex (para uma visão geral da metodologia, veja a Figura 1).
Genes verificados na Coorte I foram então testadas em um estudo de coorte II . amostras de sangue coorte II foram coletadas em tubos PAXgene ™ (PreAnalytiX), caso contrário Coorte I e II metodologias de estudo eram idênticos.
Os experimentos foram realizados em duplex testes qRT-PCR. Cada gene de interesse foi ensaiada de uma série de experiências, com um gene endógeno de referência (ACTB; beta actina). expressão basal de ACTB nos permitiu identificar significativamente diferentes níveis de transcritos do gene entre o câncer de próstata e os grupos de controle. Genes verificada por ambas as análises de coorte foram combinadas como pares; proporções de um gene sobre-expresso e um gene underexpressed foram medidos diretamente nas reações duplex. diferenças de expressão de genes foram estimados usando o método comparativo limiar ciclo (Ct) de quantificação relativa [21], normalizando os valores de Ct em relação ao gene de referência. Esta foi realizada por meio do cálculo de um
Exemplo de ΔCt = Ct
(gene alvo) – Ct
(gene parceiro). A dobra-variação relativa (doença versus controle) foi representado como 2
-ΔΔCt, onde ΔΔCt = média ΔCt
Ca – significa ΔCt
controle
Nós escolhemos SAMSN1, um gene sobre-expresso. , como o gene parceiro com cada um dos seis genes alvo regulada negativamente. Este formato permite o cálculo de um “UP /DOWN” relação de expressão gênica entre cada gene biomarcador AEP underexpressed e sua parceira duplex, SAMSN1, a partir da diferença de seus valores Ct, como descrito anteriormente [16]. Um teste de Mann-Whitney não paramétrico avaliada significância estatística das diferenças entre os níveis de controlo e de mRNA PRCA.
Resultados
De Coorte I (combinado norte-americano e locais de estudo da Malásia) foram identificados 85 genes a ser significativamente expresso diferencialmente entre a classificação de Gleason ≥8 cancro da próstata e controlos, e seleccionados para posterior investigação por meio de qRT-PCR (Figura 1).
quantitativo em tempo real de verificação de PCR
Estes 85 genes foram testados em 245 coorte I amostras coletadas em tubos de EDTA (G8 n = 54; G0 n = 191). Vinte dos genes foram verificados como remanescente significativo em um ensaio de qRT-PCR e retido para o estudo de coorte II.
Dos genes candidatos 20, dez permaneceu significativa na Coorte amostras II colhidas em tubos Paxgene (valor-p 0,001, dobre alterações a partir de 1 · 31-1 · 58 de genes sobre-expressos e -1 · 28 a -1 · 48 de genes underexpressed)
os valores dos dez genes de expressão foram analisados usando um multivariada. modelo de regressão logística. A AUC ROC de cada único gene variou de 0 · 60-0 · 69; comparação pareada resultou em combinações de sete, oito ou nove genes que todos atingiram uma AUC de cerca de 0 · 82. De interesse, a melhor combinação de sete gene era composta de um gene sobre-expresso e seis genes underexpressed (AUC = 0 · 82). Assim, foram selecionados deste painel de biomarcador de sete gene para a detecção de câncer de próstata de alto grau (Tabela 2).
Foi utilizado o gene overexpressed single, SAMSN1, para ser o gene parceiro comum para cada uma das seis genes underexpressed: CRTAM, CXCR3, FCRL3, KIAA1143, KLF12 e TMEM204. Os seis duplexes representando seis razões de expressão de genes foram avaliados nas amostras II mesma coorte (G8, n = 80; Ctrl, n = 102). Os níveis de expressão das seis cadeias duplas foram observadas para diferir significativamente entre grupos de doenças e de controlo (p 0,0001 e dobre as alterações de uma · · 44-1 66; Tabela 2). desempenho discriminativo também foi avaliada usando AUC ROC A capacidade discriminativa do painel duplex de seis (desempenho combinatória dos seis duplexes) alcançou um AUC de 0 · (95% CI: 0 · 67-0 · 80) 74, especificidade de 84%, sensibilidade de 63% e a precisão de 75%.
para estimar a possibilidade de que os resultados eram devido meramente ao acaso, foi realizada de duas vezes validações cruzadas, em que metade das amostras foram usadas para definir coeficientes e limiares para o modelo, que foi então utilizada para prever a restante metade das amostras. Este processo foi iterada 1000 vezes usando os dados reais, em primeiro lugar com o estado cancro agressivo e uma segunda vez com o estado aleatoriamente atribuídos novamente. A distribuição da AUC ROC de cada análise resultou em duas curvas bem separados com menos de 5% de sobreposição a partir do qual podemos concluir que o desempenho observado é improvável que seja apenas o resultado do acaso (Figura 2).
Os histogramas da AUC foram plotados e comparados; resultados mostraram AUCs a partir dos dados de PCR foram bem separados dos conjuntos nulos, com uma sobreposição de menos de 5%.
A partir dos dados, foi construído um modelo de regressão logística, combinando os rácios de PSA e de expressão gênica usando amostras do G8 contra controles para aumentar ainda mais a capacidade discriminativa do painel. Este alcançou um ROC AUC de 0,99 em 69 G8 contra 101 controles de Coorte II (sensibilidade = 96%, especificidade = 100%).
Este painel combinado de índices de PSA e de expressão de genes (ver Tabela 3) definidos a partir coorte II foi testado em amostras de Coortes III. Todos os seis duplexes permaneceu significativamente diferencialmente expressos entre o G8 e os controles (todos os valores p são ≤ 0,01). A equação construído a partir do estudo de coorte II – com parâmetros fixos – foi aplicado ao novo grupo III conjunto de dados, para fornecer uma avaliação independente do desempenho diferencial do painel de biomarcador. A AUC ROC foi de 0,88 em 54 G8 versus 57 controles (sensibilidade = 83%, especificidade = 98%).
Todas as análises acima relatado amostras envolvidas de controles ou casos do G8 e foram utilizados para a validação do modelo. No entanto, o objetivo deste estudo foi estimar a agressividade do câncer. Para este efeito, foi utilizado Coorte IV, um conjunto que compreende casos de tipos de câncer intermediários (G6 n = 33, G7 (3 + 4) n = 35, e G7 (4 + 3) n = 43). Para esta análise, controle, G6 e G7 (3 + 4) casos foram considerados cânceres não-agressivos e G7 (4 + 3) e G8 foram considerados cânceres agressivos. análise ROC (como aplicado para as gerações I, II, III) não é apropriado aqui, como ROC cálculo é melhor para proporções positivas e negativas simples dentro dos grupos, e Coorte IV continha subgroupings mais complexos.
Em vez disso, para Cohort análise de IV, avaliou-se a taxa de previsão positiva para cada subgrupo, e constatou que 55% dos G6, 49% de G-7 (3 + 4) e 79% de G-7 (4 + 3) foram detectadas com a mesma assinatura que tinham identificado o casos de câncer agressivos do G8 (Figura 3). Por outro lado, o nível de PSA por si só foi incapaz de diferenciar entre a G6 menos agressiva, G7 (3 + 4) e o (4 + 3) grupos G7 mais agressiva, originando taxas de predição positiva de 88%, 89% e 100%, respectivamente, em amostras em que os níveis de PSA atingiram 4 ng /ml.
A taxa de previsão negativa para os casos de controle é traçado junto com as taxas de previsão positivos para casos de câncer. PSA sozinho tem altas taxas positivas preditivos para todos os tipos de câncer ( 87%), mas o painel de PSA e RNA combinado tem taxas de predição menor positivos para o G6 menos agressivo e G7 (3 + 4) subgrupos, 55% e 49%, respectivamente ), enquanto quase a mesma taxa de previsão positiva para o G7 mais agressivo (4 + 3) como grupos do G8 (79% e 83%, respectivamente.
Discussão
Nosso objetivo neste estudo foi identificar biomarcadores à base de sangue para câncer de próstata agressivo. Foram coletadas amostras em vários locais, de ambos os assuntos asiáticos e não-asiáticos, a fim de minimizar as diferenças étnicas e raciais. a nossa estratégia focada principalmente na identificação de biomarcadores para o de mais alta cancros grau (escore de Gleason 8-10), e, em seguida, aplicado o modelo para pacientes com Gleason score 7 (4 + 3), Gleason score 7 (3 + 4), escore de Gleason 6 e controles. o modelo foi bem sucedido em distinguir pacientes com alto risco Gleason score 7 (4 + 3) para a escala de Gleason 10 daqueles com risco baixo a intermediário Gleason score 6 e Gleason score 7 (3 + 4). Os resultados preliminares deste modelo de sete gene para prever câncer de próstata agressivo são encorajadores e precisam ser validados em um multi-site validação estudo clínico.
Tal como confirmado nos resultados acima, PSA em seu próprio tem um alto positiva taxa de previsão. A adição do painel de biomarcador à base de sangue relatado melhorou a precisão PSA para os cancros agressivos. Isto foi conseguido através da correcção para o excesso de diagnóstico de cânceres agressivos no G6 e G7 coortes por cerca de metade (menos casos se deve esperar que exibem uma assinatura molecular câncer agressivo nas coortes de câncer de grau inferior).
Foram identificados genes biomarcadores candidatos e duplexes de genes desenvolvidos através da combinação de um gene sobre-expresso com um gene underexpressed, a fim de amplificar a expressão diferencial de genes e para normalizar as variações individuais (Tabela 2). Verificação em amostras independentes Coorte III mostrou que fomos bem sucedidos em nossos esforços. Isto é representado pela nossa análise em pacientes controle e confirmou pontuação Gleason 8-10 pacientes com câncer de próstata, com uma especificidade de 80% ou mais. Um modelo preditivo gene somente multivariada construída em dados de coorte II foi aplicado em amostras de coorte III, ea especificidade manteve-se elevada em 83%.
Os sete genes identificados a partir de mRNA derivado do sangue neste estudo são principalmente envolvidos na resposta, quimiotaxia, e regulação da transcrição de genes imune na carcinogênese [22] – [25]. De interesse, o nosso estudo constatou CRTAM significativamente underexpressed no câncer de próstata agressivo, sugerindo um possível papel para a deficiência de células T no câncer de próstata. Além disso, a expressão KLF alterada tem sido encontrado em tumores e a progressão do tumor [26] – [29], e várias investigações relatam que a proteína activadora 2 alfa (AP-2alfa) desempenha um papel fundamental na tumorigénese [30], [31].
Muitos homens com câncer de próstata precoce nunca vai progredir para câncer em estágio final. O subgrupo de homens com doença indolente seria excelentes candidatos para a vigilância ativa. No entanto, há uma falta de critérios claros para diferenciar entre os grupos de risco para o câncer agressivo e aqueles cuja doença vai seguir um curso indolente [4], [32], [33]. PSA como um biomarcador indicativo solitário tem uma alta taxa de falsos positivos e falsos negativos significativos [34]. Ela expõe muitos homens a biópsias desnecessárias repetidas, com riscos de dor, infecção, sepse e potenciais em cascata consequências a jusante, como a prostatectomia radical com efeitos colaterais de impotência e incontinência [35]. Assim, um importante desafio clínico em oncologia da próstata é identificar, dentro da população de homens PSA-positivo, aqueles com alto grau ou câncer agressivo, sem a necessidade de todos os pacientes se submeter a uma biópsia de tecido doloroso.
O Sangue assinatura biomarcador baseado aqui relatado identifica cancros da próstata com escore de Gleason entre 7 (4 + 3) e 10. replicado em uma população mais generalizada e representativa, essa assinatura biomarcador pode ser refinado e usado para formar a base de um simples exame de sangue. Usado em conjunto com o PSA como uma ferramenta de estratificação do risco, o assinatura relatado pode identificar homens em risco de ter cancro da próstata de alto grau. Biópsia, biópsia de saturação, de confirmação e de intervenção pode ser recomendada para homens desta categoria, como tratamento para o câncer de alto grau foi mostrado para afetar positivamente as taxas de sobrevida em 5 anos, em comparação com a observação [36]. Por outro lado, os homens sem esta assinatura biomarcador pode ter mais confiança na escolha de “vigilância ativa” sobre a terapêutica imediata.
Informações de Apoio
Apêndice S1.
Detalhes de biópsias de amostras de câncer de próstata.
doi: 10.1371 /journal.pone.0045802.s001
(DOC)
Reconhecimentos
Nós gostaríamos de reconhecer as contribuições do Dr. G Lee e Dr. WL Chong. Os autores agradecem a assistência editorial de Isolde Príncipe e David J Novak.