基底细胞癌(BCC)和鳞状细胞癌(SCC)是非黑色素瘤皮肤癌(NMSC)的两种主要组织学类型,缺乏有效的早期诊断标志物。在本研究中,我们评估了抗p53、MMP-7和Hsp70的自身抗体在皮肤鳞状细胞癌和基底细胞癌中的诊断价值。采用ELISA法检测汕头大学医学院肿瘤医院101例NMSC患者和102例正常人血清中自身抗体水平。采用接受者-操作者特征曲线评价诊断价值。NMSCs血清中抗p53、MMP-7和Hsp70的自身抗体水平高于正常对照组(均为阴性)
皮肤癌是最常见的癌,分类为黑色素瘤和非母瘤皮肤癌(NMSC)。除了梅尔克尔细胞癌,基底细胞癌(BCC)和鳞状细胞癌(SCC)是其他两个主要的组织学类型的NMSC [
肿瘤相关抗原(tumor associated antigens, TAAs)不仅可在癌组织中过表达,还可分泌到外周血中,这可能是远处转移的基础[
在本研究中,我们评估了一组针对皮肤鳞状细胞癌和基底细胞癌中三种公认TAAs的自身抗体的诊断价值,这三种TAAs包括p53、基质金属蛋白酶7 (MMP-7)和热休克蛋白70 (Hsp7)。p53编码于肿瘤抑制基因TP53,被描述为在癌症中引发自身抗体的第一个抗原[
收集2014年11月至2020年1月汕头大学医学院肿瘤医院病理诊断为皮肤癌患者的血清样本。本研究不合格的皮肤癌标准如下:有任何其他病理类型包括黑色素瘤、皮肤纤维肉瘤或没有明确病理类型的肿瘤,既往有其他恶性肿瘤病史的患者。正常对照组由有肿瘤不存在证据的健康志愿者组成。经汕头大学医学院肿瘤医院机构伦理委员会批准,并获得每位参与者的书面同意。这项研究符合《赫尔辛基宣言》的规定。
同时收集患者的临床病理资料,包括年龄、性别、组织学类型、肿瘤部位、TNM分期等,以供进一步研究。TNM分期根据国际癌症控制联盟发布的皮肤癌分期第8版进行评估[
将P53 (NM_001276760.1)、MMP-7 (NM_002423.3)和HSP70 (NM_005345.5)编码序列亚克隆到pDEST17表达载体(Invitrogen, Waltham, MA)中。这些重组蛋白的表达、纯化和分析如我们之前的研究所述[
如SH Yang和CT Liu之前所描述的那样进行ELISA,他们对所有患者信息均不知情[
我们获得了Oncomine中p53、MMP-7和Hsp70基因表达的rna测序数据,Oncomine包括15例皮肤BCC样本、11例皮肤SCC样本和4例正常样本[
所有分析均使用IBM SPSS Statistics 24 (SPSS Inc, Chicago, IL, USA)、GraphPad Prism 8.0 (GraphPad Software, San Diego, CA, USA)和R package 3.6.1进行。的Mann-Whitney
如图所示
研究资料。ELISA:酶联免疫吸附试验。
NMSC患者和正常对照组的详细资料。
| 测试参数 | 类别 | NMSC ( |
正常( |
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|---|---|---|---|---|---|
| 情况下 | % | 情况下 | % | ||
| 性别 | 男性 | 56 | 55.4% | 50 | 49.0% |
| 女 | 45 | 44.6% | 52 | 51.0% | |
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| 入学年龄(年) | ≤60 | 16 | 15.8% | - - - - - - | - - - - - - |
| 61 - 70 | 26 | 25.7% | - - - - - - | - - - - - - | |
| 71 - 80 | 37 | 36.6% | - - - - - - | - - - - - - | |
| 81-100 | 22 | 21.8% | - - - - - - | - - - - - - | |
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| 组织学类型 | 鳞状细胞癌 | 67 | 66.3% | - - - - - - | - - - - - - |
| 基底细胞癌 | 34 | 33.7% | - - - - - - | - - - - - - | |
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| 网站的肿瘤 | 面部/头皮/额头 | 50 | 49.5% | - - - - - - | - - - - - - |
| 鼻子/耳朵/唇/眼睑 | 31 | 30.7% | - - - - - - | - - - - - - | |
| 腿/手臂/手 | 10 | 9.9% | - - - - - - | - - - - - - | |
| 其他人 | 10 | 9.9% | - - - - - - | - - - - - - | |
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| T类别 | T1 | 32 | 31.7% | - - - - - - | - - - - - - |
| T2 | 37 | 36.6% | - - - - - - | - - - - - - | |
| T3 | 21 | 20.8% | - - - - - - | - - - - - - | |
| T4 | 11 | 10.9% | - - - - - - | - - - - - - | |
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| 淋巴结转移 | 积极的 | 9 | 8.9% | - - - - - - | - - - - - - |
| 负 | 92 | 91.1% | - - - - - - | - - - - - - | |
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| TNM阶段 | 我 | 33 | 32.7% | - - - - - - | - - - - - - |
| 2 | 36 | 35.6% | - - - - - - | - - - - - - | |
| 3 | 17 | 16.8% | - - - - - - | - - - - - - | |
| 4 | 15 | 14.9% | - - - - - - | - - - - - - | |
注意:NMSC:非蛋白酶瘤皮肤癌。
如图所示
研究对象的血清自身抗体测量。(a)从NMSCs患者和正常对照组中检测p53、MMP-7和Hsp70自身抗体的OD值。(b)鳞状细胞癌和基底细胞癌中显示p53、MMP-7和Hsp70自身抗体的水平。ns:无统计学意义。
抗p53、MMP-7和Hsp70的自身抗体均被确定为有效的预测因子
个体自身抗体和自身抗体组在皮肤癌检测中的诊断性能(a)受试者工作特征(ROC)曲线,用于区分皮肤癌患者与正常对照组的能力。(b)区分早期皮肤癌个体与正常对照组能力的ROC曲线。(c)区分鳞状细胞癌患者与正常对照组的ROC曲线。(d)区分基底细胞癌患者与正常对照组的ROC曲线。
NMSC中单个自身抗体和自身抗体面板的诊断值。
| AUC | 森 | SPE | PPV | 净现值 | PLR | NLR | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
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| p53自身抗体 | 0.799 (0.739 - -0.859) | 48.5%/40.6% | 90.2%/95.0% | 83.1% / 89.2% | 63.8% / 61.7% | 4.95 / 8.29 | 0.57/0.63 |
| MMP-7自身抗体 | 0.621 (0.543 - -0.699) | 34.7%/ 31.7% | 91.2% / 95.0% | 79.6% / 86.5% | 58.5% / 58.4% | 3.94/6.47 | 0.72/0.72 |
| HSP70自身抗体 | 0.719 (0.649 - -0.789) | 31.7% / 29.7% | 93.1% / 95.0% | 82.0% / 85.7% | 57.9%/ 57.7% | 4.59 / 6.06 | 0.73/0.74 |
| 自身抗体面板 | 0.841(0.788-0.894) | 60.4% / 51.5% | 91.2% / 95.0% | 87.2% / 91.2% | 69.9% / 66.4% | 6.86/10.51 | 0.43/0.51 |
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| p53自身抗体 | 0.819 (0.754 - -0.885) | 49.3% / 43.5% | 90.2%/95.0% | 77.3%/ 85.8% | 72.4%/ 70.3% | 5.03/8.88 | 0.56/0.59 |
| MMP-7自身抗体 | 0.627 (0.536 - -0.718) | 37.7% / 33.3% | 91.2% / 95.0% | 74.4% / 82.2% | 68.4% / 67.8% | 4.28/6.80 | 0.68/0.70 |
| HSP70自身抗体 | 0.746 (0.673 - -0.820) | 31.9% / 30.4% | 93.1% / 95.0% | 75.8%/ 80.8% | 66.9% / 66.8% | 4.62/6.20 | 0.73/0.73 |
| 自身抗体面板 | 0.851 (0.793 - -0.908) | 59.4%/ 52.2% | 91.2% / 95.0% | 82.1%/87.8% | 76.8% / 74.6% | 6.75/10.65 | 0.45/0.50 |
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| p53自身抗体 | 0.790 (0.719 - -0.860) | 47.8%/ 38.8% | 90.2%/95.0% | 76.2% / 83.8% | 72.5% / 70.3% | 4.88/7.92 | 0.58/0.64 |
| MMP-7自身抗体 | 0.616 (0.524 - -0.708) | 34.3% / 32.8% | 91.2% / 95.0% | 71.8% / 81.4% | 67.9% / 68.3% | 3.90/6.69 | 0.72/0.71 |
| HSP70自身抗体 | 0.697 (0.616 - -0.777) | 28.4% / 25.4% | 93.1% / 95.0% | 73.0% / 77.3% | 66.5% / 66.0% | 4.12/5.18 | 0.77/0.78 |
| 自身抗体面板 | 0.826 (0.761 - -0.891) | 56.7%/ 49.3% | 91.2% / 95.0% | 80.9% / 86.8% | 76.3% / 74.1% | 6.44/10.06 | 0.48/0.53 |
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| p53自身抗体 | 0.818 (0.736 - -0.900) | 50.0% / 44.1% | 90.2%/95.0% | 63.0% / 85.5% | 84.4%/ 72.2% | 5.10 / 9.00 | 0.55/0.59 |
| MMP-7自身抗体 | 0.631 (0.509 - -0.753) | 35.3% / 29.4% | 91.2% / 95.0% | 57.2% / 79.7% | 80.9%/ 67.3% | 4.01/6.00 | 0.71/0.74 |
| HSP70自身抗体 | 0.763 (0.672 - -0.854) | 38.2% / 38.2% | 93.1% / 95.0% | 64.9%/83.6% | 81.9% / 70.1% | 5.54/7.80 | 0.66/0.65 |
| 自身抗体面板 | 0.870 (0.803 - -0.937) | 67.6% / 55.9% | 91.2% / 95.0% | 71.9% / 88.2% | 89.4% / 76.7% | 7.68/11.41 | 0.35/0.46 |
注:“/”后的数据的特异性为95.0%。NMSC:非黑色素瘤皮肤癌;AUC:接收机工作特性曲线下的面积;森:敏感性;SPE:特异性;PPV:阳性预测值;NPV:阴性预测值;PLR:阳性似然比;NLR:负似然比。
我们选择7例术前三自身抗体阳性的NMSC患者,比较术后4周水平的变化。结果显示,5例患者术后面板呈阴性(5/7,
手术切除后的皮肤癌患者个体自身抗体水平。
接下来,我们评估了血清中抗p53、MMP-7和Hsp70的自身抗体水平与NMSCs的临床病理特征的关系(图)
NMSC患者p53、MMP-7、Hsp70等肿瘤临床病理变量的阳性率。
为了进一步评估p53、MMP-7和Hsp70的mRNA水平,我们探索了Oncomine中皮肤SCC和BCC的数据集,组织中的mRNA水平在热图中直观显示(图)
Oncomine在鳞状细胞癌、BCC及相应正常组织中p53、MMP-7、Hsp70基因表达的rna测序数据(a)皮肤癌患者与对照组p53、MMP-7、Hsp70 mRNA表达水平的分级聚类分析。(b)散点图和箱形图相结合,显示皮肤癌患者与对照组p53、MMP-7、Hsp70 mRNA表达水平。
在本研究中,我们进行了一个三抗体小组来评估其在包括皮肤鳞状细胞癌和基底细胞癌在内的NMSC中的诊断价值。结果显示,NMSC患者血清中p53、MMP-7、Hsp70等自身抗体水平均高于正常对照组。ROC曲线显示,三种自身抗体组的AUC大于一种自身抗体组的AUC,也可以发现自身抗体组在早期肿瘤诊断中的有意义的疗效。通过对Oncomine的rna序列数据的探索,我们发现p53和Hsp70 mrna在BCC和SCC中分别上调。
针对p53的自身抗体已在几种肿瘤中检测到过表达[
一个单一的自身抗体可能缺乏足够的敏感性和特异性诊断,而一组自身抗体可能压倒这个问题[
自身抗体是免疫系统在识别抗原后分泌的,抗原可能是由异常转录或基因修饰产生的,如组蛋白乙酰化[
三井等人观察到IL-24驱动的皮肤侵袭性鳞状细胞癌中MMP-7 mRNA的上调可能会增强皮肤侵袭性鳞状细胞癌细胞的增殖、迁移和侵袭[
有几个我们无法控制的重要缺点。首先,由于Oncomine的样本量较小,最好收集相关的皮肤癌组织和我们研究对象的正常组织,进一步评估p53、MMP-7、Hsp70 mRNA的表达。然而,由于部分入组患者在做出治疗决定时拒绝手术,我们未能完成这项工作。第二,我们的研究是单中心小样本研究,需要在未来的研究中进一步验证。第三,紫外线B照射被广泛认为是皮肤癌的危险因素[
总之,我们利用ELISA检测皮肤鳞状细胞癌和基底细胞癌患者的血清三种自身抗体水平,并与正常对照组进行比较。观察到了高水平,以及高诊断价值,尤其是在早期皮肤癌中。来自Oncomine的RNA-seq公开数据显示BCC中p53 mRNA和SCC中Hsp70 mRNA显著上调。综上所述,我们目前的研究结果可能有助于未来针对该血清组筛查NMSC的研究。
支持本研究结果的数据可根据要求从相应作者处获得。
作者声明,本论文的发表不存在利益冲突。
杨世汉和刘灿通对这部著作贡献相当。
汕头市科技计划医学项目(no . 181203204010504); 2020年李嘉诚基金交叉学科研究基金(no . 2020LKSFG01B);广东省科技专项基金资助项目(资助号:190829105556145、180918114960704)。